Data Mining løser mysteriet med din langsomme Wi-Fi-forbindelse

Wi-Fi er en af ​​det 21. århundredes store befriere. Evnen til at oprette trådløs forbindelse til internettet på en lang række forskellige steder er den muliggørende teknologi for alle former for fleksible arbejdsarrangementer. Det har faktisk gjort kaffebaren til en af ​​samfundets mere produktive arbejdspladser.

Men alle, der regelmæssigt bruger Wi-Fi, vil være opmærksomme på et pinligt problem: det tager nogle gange en alder at oprette forbindelse til Wi-Fi, og nogle gange er forbindelser slet ikke mulige. Den forfærdelige sandhed om Wi-Fi er, at det alt for ofte ikke virker.

Og det rejser et vigtigt spørgsmål: hvorfor? Hvad er det ved disse avancerede trådløse netværk og de enheder, der forbinder til dem, der så ofte fejler?



I dag får vi et svar takket være arbejdet fra Changhua Pei ved Tsinghua University i Kina og et par venner, der har målt, hvor lang tid det tog for 400 millioner forskellige Wi-Fi-sessioner at oprette forbindelse. Og de har brugt deres data til at finde ud af, hvad der typisk går galt, og hvordan det kan undgås.

Changhau og co indsamlede deres data fra en Android-app kaldet Wi-Fi Manager, som registrerer de forskellige stadier, der er involveret i at oprette forbindelse til et Wi-Fi-adgangspunkt, og hvor lang tid de tager.

Hver Wi-Fi-forbindelse involverer flere trin. I det første trin scanner den mobile enhed luftbølgerne for tilgængelige Wi-Fi-adgangspunkter. Når et adgangspunkt er valgt, bytter de to enheder datapakker. Derefter er der et autentificeringstrin, som ofte involverer en adgangskodeinput. Det sidste trin kaldes DHCP (dynamic host configuration protocol), som giver enheden en IP-adresse.

(Bemærk, at når en forbindelse er etableret, kan brugeren blive ført til en gateway-side, der kræver en anden adgangskode - teamet inkluderer ikke dette trin i sine beregninger.)

Spørgsmålet, som Changhau og co tager fat på, er, hvis det lykkes, hvor lang tid denne forbindelsesproces typisk tager. Og svaret vil være deprimerende velkendt for Wi-Fi-brugere. Forskerne siger, at Wi-Fi-forbindelser fejler forbløffende 45 procent af tiden. Og den tid, de tager, er enormt variabel, og 15 procent af forbindelserne tager mere end fem sekunder.

Så hvad går der galt? Changhau og co bruger en data-mining-algoritme til at gennemgå dataene for at finde ud af, hvilken slags faktorer der er forbundet med mislykkede forbindelser og lange forbindelsestider.

Det viser sig, at flere faktorer har væsentlig indflydelse på forbindelsestid og succes. Måske det vigtigste er, om Wi-Fi-netværket er offentligt eller privat – private netværk er betydeligt hurtigere og har højere hastigheder for forbindelsessucces.

Den mobile enheds operativsystem er en anden faktor. Teamet siger, at identiske enheder, der kører forskellige operativsystemer, kan have meget betydelige forskelle i forbindelsestider og pege fingeren især på en stærkt tilpasset version af Android kaldet FlyMe. Chipsættene i både den mobile enhed og adgangspunktet kan også påvirke forbindelsestider, hvor langsommere chips tager meget længere tid.

Efter at have fundet de faktorer, der sænker forbindelserne, har teamet skabt en algoritme, der undgår de mest åbenlyse kompromiser og dermed fremskynder forbindelsestiderne.

For eksempel vurderer denne algoritme, om adgangspunkter er offentlige eller private. Den ignorerer derefter de offentlige og vælger det private netværk med det stærkeste signal.

Denne tilgang forbedrer forbindelserne markant, siger Changhau og co. Algoritmen reducerer forbindelsesfejl til en hastighed på kun 3,6 procent og reducerer forbindelsestiden med en faktor på 10.

Det er et imponerende resultat, som helt sikkert vil blive værdsat af arbejdere i kaffebarer over hele verden.

Ref: arxiv.org/abs/1701.02528 : Hvorfor det tager så lang tid at oprette forbindelse til et WiFi-adgangspunkt

skjule