ネットワークの選択

このページでは、Android が同時に利用可能なネットワークから選択する方法を説明します。このネットワーク選択メカニズムは、Android がアプリやシステムのネットワークリクエストに対応する方法に影響し、アプリによるデフォルトネットワークの選択方法にも影響します。

ネットワーク選択の動作

ここでは、Android 12 以降を搭載したデバイスと Android 11 以前を搭載したデバイスでのネットワーク選択の動作を説明します。

Android 12

Android 12 以降を搭載したデバイスでは、Android は NetworkScore クラスを使用して、利用可能なネットワークから選択します。このクラスには、ポリシーの決定に必要なフラグが多数含まれています。各フラグは、ネットワーク選択に重要となるネットワークの属性を意味的に表します。

ネットワークエージェント（NetworkAgent）では、POLICY_TRANSPORT_PRIMARY フラグを使用して、そのネットワークが、同じトランスポートのネットワークが複数存在するときに優先するネットワークであることを指定します。この典型的な例は、ユーザーがデフォルトで使用する SIM カードを設定画面のスイッチで選択できるデュアル SIM デバイスです。Android では、特定のトランスポート内で、POLICY_TRANSPORT_PRIMARY フラグが設定されているネットワークが、このフラグが設定されていないネットワークよりも優先されます。

ネットワークエージェントでは、POLICY_EXITING フラグを使用して、間もなく切断されるネットワークを識別します。この典型的な例は、ユーザーがネットワークの範囲外に出て Wi-Fi ネットワークの品質が低下する場合です。Android では、このフラグのないネットワークが利用できる場合は、このフラグのあるネットワークの使用が回避されます。各ネットワークエージェントでは、範囲外に出たと見なせるほどネットワーク品質が低下したかどうかを判断できます。

また、NetworkScore クラスを使用すると、ネットワークエージェントで KEEP_CONNECTED_FOR_HANDOVER フラグと NetworkScore.Builder.setKeepConnectedReason メソッドを使用して、ネットワークが維持されるように宣言することができます。この KEEP_CONNECTED_FOR_HANDOVER フラグは、選択候補のネットワークに使用できるフラグです。このフラグを使用すると、ネットワークエージェントで、ネットワーク性能が評価されるまでの間、セカンダリ Wi-Fi STA のネットワークをプライマリネットワークにすることなく有効にできるようになります。ネットワークエージェントでこのフラグが宣言されない場合、選択候補のネットワークは、ネットワークの性能が評価される前にリクエストに対応することはないため、無効にされます。

この選択では、2 つのネットワークが特定のリクエストに対応でき、ポリシーの観点からは同等である場合、現在リクエストに対応しているネットワークが優先されます。リクエストに対応しているネットワークがない場合は、どちらかが選択されます。その後は、ポリシーフラグが変更されるまで、選択されたネットワークが優先され続けます。

ネットワーク選択機能の実装は、AOSP の Connectivity モジュールにあります。ネットワーク選択のポリシーロジックは、NetworkRanker クラスとそのヘルパークラスにあります。つまり、デバイスメーカーはネットワーク選択のコードを直接カスタマイズすることはできず、ネットワークに関する必要な情報を伝えるために NetworkScore のフラグを使用する必要があります。

Android 11

Android 11 以前を搭載しているデバイスの場合、Android では、ネットワークエージェントの実装（NetworkAgent）から送られた単純な整数に基づいてネットワーク選択が行われます。リクエストごとに、そのリクエストに対応できて、数値スコアが最大のネットワークが選択されます。この数値スコアは、ネットワークエージェントから送信された整数と、さまざまな条件（ネットワークが検証済みかどうか、ネットワークが VPN であるかどうかなど）に基づいた追加のボーナスまたはペナルティから構成されます。個々のネットワークエージェントは、ポリシーを決定するために互いに同期します。

あるリクエストを 2 つのネットワークが対応でき、同じ数値スコアを持つ場合の動作は未定義です。

NetworkScore クラス

ネットワーク選択機能の中心となるクラスは NetworkScore です。このクラスには、利用可能なフラグと setKeepConnectedReason メソッドの API とドキュメントが含まれます。

NetworkScore クラスは、ビルダークラスを使用して構築し、初期化時に NetworkAgent コンストラクタに渡す必要があります。ネットワークスコアは、NetworkAgent#sendNetworkScore メソッドを使用していつでも更新できます。

ネットワークエージェントの実装例

AOSP には、さまざまなネットワークエージェントの実装例が含まれています。以下の実装例があります。

DcNetworkAgent: ネットワークスコアを使用して、モバイルネットワークのポリシーを伝えます。
ClientModeImpl.WifiNetworkAgent: ネットワークスコアを使用して、Wi-Fi ネットワークのポリシーを伝えます。この実装では、POLICY_EXITING フラグを使用したネットワークスコアに従来の整数との下位互換性があります。

Android 12 にアップグレードするデバイス

デバイスを Android 12 にアップグレードするデバイスメーカーは、NetworkScore クラスを使用するようにネットワークエージェントの実装を変更する必要があります。Android 11 以前で使用されていた従来の整数は NetworkScore に渡されますが、Android 12 ではログと非回帰的な目的にのみ使用されます。Android 12 では、デバイスメーカーは NetworkScore のフラグを使用して望ましい変更を表明する必要があります。すると、Connectivity メインラインモジュールでは、それらのフラグを使用してネットワーク選択の決定を行います。Android 11 以前のコードを使用して、Android 12 の実装に対してビルドを行っている場合は、以前の整数を更新するメソッドが Android 12 で削除されたため、ビルドエラーが発生する可能性があります。

内部の NetworkFactory クラスを使用するネットワークエージェントの場合、ファクトリが作成できる最も強いネットワークのスコアを表す NetworkScore オブジェクトでスコアフィルタを表現する必要があります。これは、Android 12 では、NetworkFactory クラスは、Android 11 以前のすべてのリクエストではなく、NetworkFactory に宣言されたスコアフィルタに一致するリクエストのみを渡すためです。

すべてのリクエストを NetworkFactory に渡すことがないように、フィルタを渡して実装の簡素化とバッテリーの節約を図ることをおすすめします。ただし、カスタム実装ですべてのリクエストを NetworkFactory に渡す場合、通常の NetworkFactory.register メソッドの代わりに NetworkFactory.registerIgnoringScore を登録できます。この方法を使用する場合は、対応できないリクエストをファクトリが評価しないことでバッテリーを節約するために、ファクトリが作成できる最高スコアを最も正確に表すスコアフィルタを渡すことをおすすめします。

検証

Android デバイスでネットワーク選択の動作を確認するには、次のテストを使用します。

NetworkScoreTest CTS テスト
NetworkRanker 単体テスト

実装が正しくない場合、NetworkCallback の使用に対して予期しないネットワークがアプリに返されることがあります。これには、デバイスのデフォルトネットワークの選択も含まれます（ConnectivityManager.registerDefaultNetworkCallback でネットワークコールバックを使用したときにシステムからアプリに送信されるネットワーク）。

実装が正しくない場合の問題として、ネットワークエージェントがリクエストに対する評価対象とならないスコアで有効にされ、直後に無効にされることで、深刻なバッテリーの消耗が生じることがあります。エージェントが何度も有効にされると、バッテリー使用量が大幅に増加する可能性があります。