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データマイニングが低速Wi-Fi接続の謎を解く
Wi-Fiは、21世紀の偉大な解放者の1人です。多種多様な場所でインターネットにワイヤレスで接続する機能は、あらゆる種類の柔軟な作業配置を可能にするテクノロジーです。確かに、それはコーヒーショップを社会のより生産的な職場の1つに変えました。
しかし、Wi-Fiを定期的に使用している人なら誰でも、恥ずかしい問題に気付くでしょう。Wi-Fiに接続するのに時間がかかることもあれば、まったく接続できないこともあります。 Wi-Fiについてのひどい真実は、あまりにも頻繁に、それは単に機能しないということです。
そして、それは重要な問題を提起します：なぜですか？これらの最先端のワイヤレスネットワークとそれらに接続するデバイスが頻繁に失敗するのはどういうことですか？
今日、私たちは中国の清華大学のChanghua Peiの仕事と、4億の異なるWi-Fiセッションが接続するのにかかる時間を測定した数人の仲間のおかげで答えを得ました。そして、彼らはデータを使用して、通常何がうまくいかないのか、そしてそれをどのように回避できるのかを解明しました。
Changhauと共同研究者は、Wi-Fiマネージャーと呼ばれるAndroidアプリからデータを収集しました。このアプリは、Wi-Fiアクセスポイントへの接続に関連するさまざまな段階とその所要時間を記録します。
すべてのWi-Fi接続にはいくつかの手順が含まれます。最初のステップでは、モバイルデバイスが電波をスキャンして利用可能なWi-Fiアクセスポイントを探します。アクセスポイントが選択されると、2つのデバイスがデータパケットを交換します。次に、認証ステップがあります。これには、多くの場合、パスワードの入力が含まれます。最後のステップはDHCP（動的ホスト構成プロトコル）と呼ばれ、デバイスにIPアドレスを提供します。
（接続が確立されると、ユーザーは別のパスワードを必要とするゲートウェイページに移動する可能性があることに注意してください。チームはこのステップを計算に含めません。）
Changhauと共同で取り組む質問は、成功した場合、この接続プロセスに通常どのくらいの時間がかかるかということです。そしてその答えは、Wi-Fiユーザーにとっては気のめいるように馴染み深いものになるでしょう。研究者たちは、Wi-Fi接続が45％の確率で失敗すると言っています。また、接続にかかる時間は大きく異なり、接続の15％に5秒以上かかります。
では、何が問題になっていますか？ Changhauと共同研究者は、データマイニングアルゴリズムを使用してデータを処理し、接続の失敗と長い接続時間にどのような要因が関連しているかを調べます。
いくつかの要因が接続時間と成功に大きく影響することがわかりました。おそらく最も重要なのは、Wi-Fiネットワークがパブリックかプライベートかです。プライベートネットワークは非常に高速で、接続の成功率が高くなります。
モバイルデバイスのオペレーティングシステムは別の要因です。チームは、異なるオペレーティングシステムを実行している同一のデバイスは、接続時間に非常に大きな違いがあり、特にFlyMeと呼ばれる高度にカスタマイズされたバージョンのAndroidに指を向けることができると言います。モバイルデバイスとアクセスポイントの両方のチップセットも接続時間に影響を与える可能性があり、低速のチップははるかに長い時間がかかります。
接続を遅くする要因を見つけたチームは、最も明白な妥協を回避し、接続時間を短縮するアルゴリズムを作成しました。
たとえば、このアルゴリズムは、アクセスポイントがパブリックかプライベートかを評価します。次に、パブリックネットワークを無視し、信号が最も強いプライベートネットワークを選択します。
Changhauと共同によると、このアプローチは接続を大幅に改善します。このアルゴリズムにより、接続障害がわずか3.6％に減少し、接続時間が10分の1に短縮されます。
これは印象的な結果であり、世界中のコーヒーショップの労働者にきっと喜ばれるでしょう。
参照： arxiv.org/abs/1701.02528 ：WiFiアクセスポイントへの接続に時間がかかる理由