来源 | HaaS技术社区
1、概要
Wi-Fi大家很早就接触了，但是配网（配置Wi-Fi 账户名SSID/密码）对很多人都比较陌生。因为早期的Wi-Fi设备基本都是带屏幕和输入设备的（如笔记本/手机/PDA等）。配网只需要用户直接输入路由器的SSID/password即可，简单到被人忽略。
但是随着物联网兴起，Wi-Fi被大量应用于没有人机交互方式的设备中，如智能插座等物联网终端产品中，而Wi-Fi（IEEE802.11）标准在设计之初是没有考虑这种无人机交互方式的配网的，也就是没有官方标准。配网成了一种类似于黑客找漏洞的技术，这也就导致了市面上配网的方法多种多样，且各家玩各家的，鱼龙混杂，互不相通，整体体验偏低。
几个概念
狭义配网：Wi-Fi设备获取路由器信息（SSID,password等）并连接路由器的过程
绑定：用户手机APP账号与被配网设备关联的过程
广义配网：狭义配网+绑定
本文讨论的配网如未注明都指狭义配网；并省略云端参与流程。简化示意图如下：
那么市面上的配网技术有哪几种呢？按原理分商用的主要有：
一键配网；
- 广播包长方式;
- 组播地址方式。
- 设备热点配网;
- 蓝牙辅助配网;
- 手机热点配网;
- 零配;
- 其他（如语音配网/摄像头二维码配网等）。
阿里云IoT开发的物联网操作系统AliOS Things 支持上述1-5配网方式。
2、详细介绍
2.1、一键配网
2.1.1、流程
一键配网（Smart Config）主要原理为：
1、设备(HaaS100)进入sniffer模式(又叫混杂模式，即不过滤数据报文)，监听环境中所有的802.11报文;
2、设备(HaaS100)需要在所支持的信道（通常1-13）上轮询监听（因为设备(HaaS100)不知道用户手机和目标路由器的信道）；
3、捕获到符合配网规则的数据报文后停止信道轮询，尝试在在此信道上接收完成所有报文；
4、当前信道接收失败或超时重新回到步骤2.
5、数据报文接收完成则关闭sniffer模式，回到station模式并开始尝试连接路由器，狭义的配网过程完成。
2.1.2、数据传输方式
数据的承载方式有两种，一种广播方式，另一种是组播方式。下面分别介绍。
设备(HaaS100)在接入路由器之前，没有获得对应密钥，无法解密路由器局域网内的数据报文（包括连接到目标路由器的用户手机的报文）。
如下图所示，设备(HaaS100)在sniffer模式收到的数据报文主体即Frame Body部分是加密的，仅帧头和整个报文长度是不加密的。
要通过手机将配网信息传给设备(HaaS100)，那么就得考虑使用这些信息。
MAC帧格式:
广播包长方式：
数据报文长度共2字节，且包头和校验和占掉了一部分字段故不能从0开始编码，而太长会导致整个数据报文冗余数据急剧增加，如折中取11bit。
具体方式为：手机端通过发送不同长度的广播报文，将配网信息编码到报文长度信息中。--有点像藏头诗吧？
组播地址方式：
如果使用地址编码，即使用下图的DA编码,那么就是组播方式。
ieee802.11将224.0.0.0 ~ 239.255.255.255划定为组播保留地址，在以太网中，目的IP地址为组播保留地址的数据包，目的MAC地址需要做一个映射。具体做法是，MAC地址的3个高字节固定为01:00:5E，后三个字节依次为组地址的从高字节起的第二字节取低７位、组地址的第三字节和第四字节，例如组地址225.215.145.230对应的MAC地址为01:00:5E:57:91:E6。所以有23个bit可用户编码。
✅优点：用户操作简单，体验好（成功时）。
🔲缺点：对手机，路由器都有严格的兼容性要求，比如有些路由器默认关闭广播/组播报文转发使得设备收不到路由器转发的报文；手机以5G频段连接到路由器，2.4G的设备压根收不到包等，诸如此类不可控因素导致整体兼容性差，配网成功率低。
总结：
物联网刚兴起时大多数厂商的默认选择，在饱受用户投诉之后慢慢被弃用。
2.2、设备热点配网
设备热点(HaaS100当作Wi-Fi 热点)配网很好理解：
1、设备(HaaS100)端Wi-Fi进入softAP模式，建立一个约定名称的AP热点；
2、APP端提示用户手动将手机连接到1、中设备(HaaS100)建立的热点；
3、连接建立后，手机与设备(HaaS100)建立局域网；
4、手机通过UDP/TCP将配网信息直接传给设备(HaaS100)；
5、设备(HaaS100)拿到配网信息后切换回station模式，开始连接路由器。
✅优点：成功率高，可靠。
🔲缺点：用户操作相对一键配网复杂度略高（iphone用户需要手动跳转到无线局域网设置界面连接app界面提示的设备热点）。
总结：
中庸可靠是其取胜之道，在昔日霸主一键配网由于成功率不高被广为吐槽后，设备热点配网在市场上的占有率稳定提升。
2.3、手机热点配网
这是热点配网（SoftAP）的一个变种，热点不由设备创建而是由手机创建。
✅优点：设备无需支持热点模式，端上开发工作量较低；可与一键配网共存（同时使能），在阿里云IoT手机热点配网中，手机热点SSID固定为aha,这样处在一键配网模式的设备一旦扫描到周围存在aha热点即尝试连接aha。常用来做备用配网方案。
🔲缺点：用户体验不佳，尤其在ios设备上APP无法自动创建热点，需要用户跳转设置界面手动改设备名并手动打开热点。
总结：曾经作为一个创新在阿里云IoT中作为一键配网失败后的替补方案，由于一键配网本身占比降低，替补的出场率也就更低了。
2.4、蓝牙辅助配网
蓝牙辅助配网整体流程跟设备热点配网差不多。只不过用ble替换了设备端的热点，理论上还是一种基于点对点连接的配网方式。
✅优点：兼容性较好,成功率高；用户体验好。
🔲缺点：成本略高。相对与其他配网模式，需要额外增加蓝牙硬件成本。
总结：适合与本身既有蓝牙又有Wi-Fi的应用场景的设备，或者模组成本相对不是那么敏感的土豪设备。随着低成本BLE的推行，其占有率逐渐提升。
2.5、零配
主配网设备：已经拿到路由器Wi-Fi账号密码的设备，可以是HaaS100等多种IoT设备。
这是一种充分利用待配网设备(HaaS100)/及主配网设备的高权限优势的配网。
要求主配网设备和待配网设备(HaaS100)的应用程序都能发送和接收802.11管理帧。直接使用802.11 的管理帧（probe request/response）携带配网信息，从而实现高效配网。简化原理如下：
✅优点：用户体验好，成功率高，如智能音响对智能设备配网即可使用此方式。
🔲缺点：应用面窄，需要满足路由器下存在已经配网的同方案设备的要求。
总结：设计上本身高效可靠，但是由于手机APP权限问题，无法通过第三方程序组装或者接收Wi-Fi管理帧，限制了其在手机上的应用（手机不能当主配），也就使得其只能成为一种辅助或者特定领域的配网方式。
3、总结对比
通过一个表格对比各配网方式特点：
4、发展方向
除了上面列出的配网方式外，还有其他一些方向供大家参考。
1、Wi-Fi P2P。使用Wi-Fi Direct技术直接将配网信息通过手机传给设备。
缺点：无奈仅Android手机支持Wi-Fi Direct技术，iOS尚不支持。而且不是所有的安卓手机都支持，导致手机兼容性差，一条腿走路注定了无法普及。
2、苹果AWDL协议。AWDL可以认为是苹果私有的端上P2P协议，如Air Drop即基于这种协议。无奈协议不开源，即使对协议进行破解，使用起来也存在法务风险。不然可以跟1.中方式配合使用，形成互补。
因此，上面两种方式在通用配网中不会成大气候。
3、针对特定场景的配网：
语音配网（使用本地语音识别技术给带语音识别模块的设备如智能音响配网）；
针对智能摄像头的二维码配网（摄像头主动扫手机APP生成的二维码）等。
借助了自己独特的软硬件优势在相应领域提供体验上佳的配网体验，是物联网发展对细分市场高度定制和优化的表现。
4、DPP(Device Provisioning Protocol)。Wi-Fi Easy Connect的重要组成部分,Wi-Fi Alliance官方制定。由4个步骤组成：
引导:扫描二维码或输入字符串触发，获取对方设备的公钥以及信道、mac等其他信息；
验证:待配与主配通过上一步获得的信息建立安全连接；
配置:配网信息传输给待配设备；
接入:待配设备使用配网信息向目标AP认证并建立连接。
目前DPP还处于标准制定完善阶段，尚未商用。不过一旦官方出来制定一套统一配网标准，其前景还是非常可观的，有望一统江湖，很大程度解决配网碎片化的问题。
在DPP商用之前，设备热点配网（↗）/蓝牙配网（↗）/一键配网（↘）仍然是主流。
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