アプリごとのネットワーク選択（PANS）

自動車では、OEM と車両所有者の両方から要求されるユースケースの増加に伴い、接続性への依存度が高まっており、その結果、データの使用量とそれに関連するコストが増加しています。アプリケーションごとのネットワーク選択を使用 （PANS）機能を利用して、有料のネットワークに特定のアプリのトラフィックを OEM が行います。

PANS を使用すると、データの使用量と費用を管理し、同時に堅牢かつ安全なコネクテッド カー エクスペリエンスを実現できます。PANS には次のような特長があります。

  • ConnectivityManager に追加された、自動車デバイスでのみ使用可能な新しい API で構成されています。
  • PANS ネットワーク機能の動的な変更をサポートするための最新の Wi-Fi suggestion API（インターネット接続のための Wi-Fi suggestion API を参照）を提供します。
  • 補助的な指標を収集します。
  • リファレンス アプリを提供します。

PANS を使用する理由

PANS では以下のことができます。

  • アプリとネットワークの間のマッピングを動的に更新する。
  • アプリに変更を加えることなく、アプリレベルのルーティングを管理します。
  • OEM が許可するアプリのみが、マッピングされた OEM ネットワークにアクセスできます。
  • アプリ デベロッパーは、この機能を実装するために変更を加える必要はありません。
  • ユーザー向けの指標により、OEM が管理するアプリとネットワークの間のデータ使用量を追跡する 接続します
  • ネットワーク アクセスは安全であり、意図しないユースケースや 管理できます。
  • PANS のアプリとネットワークの間のマッピングの変更がユーザーに通知されます。
  • すべてのユーザーに同じネットワーク設定を適用する

主な利点

PANS には、OEM にとって次のような重要な利点があります。

  1. OEM は、ユーザーの代わりにネットワーク トラフィックの料金を支払うことができます。
    • システム アップデートを無料でユーザーに提供できます。
    • ユーザーが指定したアプリでネットワークを無料で使用できるようになります。
    • ユーザーが、テレメトリーやその他の分析を無料で管理できます。
  2. OEM は、OEM がなくても重要なアプリの接続を維持できます。 ユーザー有料データ プランに加入します。たとえば、地図、アシスタント（ハンズフリー運転）、システム アップデートなどの安全上重要な機能は、ユーザーがデータプランに加入していなくても引き続き機能します。
  3. PANS では、Android でのネットワーク トラフィック ルーティングに固有の制御をさらに細かく行うことができます。たとえば、OEM は論理ネットワークを最適に定義できます。 アプリレベルのトラフィックのルーティングのトポロジ。

図 1. PANS フレームワーク

PANS を実装する

PANS を実装するために、新しい ConnectivityManager API（setOemNetworkPreference）が提供されています。この新しい API は、アプリを OemNetworkPreference にマッピングします。 この API は自動車デバイスでのみ使用可能で、新しい signature 権限を持つ @SystemApi としてアノテーションが付けられます。

図 2. PANS を実装する

OemNetworkPreference

OemNetworkPreference は、アプリをパッケージ名でネットワーク設定にマッピングする OEM_PAID と OEM_PRIVATE NetworkCapabilities を要約したものです。ネットワーク設定により、ネットワーク階層を作成できます。 たとえば、アプリを OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID 設定にマッピングする場合などです。 その結果、アプリに割り当てられるデフォルト ネットワークの優先度は次のようになります。 まず、UNMETERED ネットワークを接続します。UNMETERED が利用できない場合は、以下を使用します。 OEM_PAID ネットワーク。OEM_PAID を使用できない場合は、システムを使用する 接続できます。

  • OEM_PAID: OEM ネットワークと非 OEM ネットワークの両方にルーティングされるアプリに主に使用します。
  • OEM_PRIVATE: 主に、OEM アプリが OEM 専用のネットワークにアクセスできるようにするために使用します。
/**
* If an unmetered network is available, use it.
* Otherwise, if a network with the OEM_PAID capability is available, use it.
* Otherwise, use the general default network.
*/
public static final int OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID = 1;

/**
* If an unmetered network is available, use it.
* Otherwise, if a network with the OEM_PAID capability is available, use it.
* Otherwise, the app doesn't get a default network.
*/
public static final int OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID_NO_FALLBACK = 2;

/**
* Use only NET_CAPABILITY_OEM_PAID networks.
*/
public static final int OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID_ONLY = 3;

/**
* Use only NET_CAPABILITY_OEM_PRIVATE networks.
*/
public static final int OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PRIVATE_ONLY = 4;

PANS API を呼び出す

PANS API を使用するには:

  1. OemNetworkPreferences を使用して、アプリをネットワーク設定にマッピングします。
  2. OemNetworkPreferences オブジェクトで setOemNetworkPreference を呼び出します。
  3. Runnable インターフェースを使用して、API の完了をリッスンします。

例:

// Mapping three packages to two network preferences
// Packages have a 1:1 mapping to network preferences
OemNetworkPreferences pref = new OemNetworkPreferences.Builder()
   .addNetworkPreference("first.package.name", OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID)
   .addNetworkPreference("second.package.name", OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PAID)
   .addNetworkPreference("third.package.name", OEM_NETWORK_PREFERENCE_OEM_PRIVATE_ONLY)
   .build();

myConnectivityManager.setOemNetworkPreference(pref, myExecutor, myListener);

留意事項

PANS を実装する場合は、次の点に注意してください。

  • ネットワーク設定は起動後には保持されないため、 再適用されます。
  • アプリの設定を作成する際、そのアプリがインストールされている必要はありません。したがって、インストールされていないアプリでもネットワーク設定を事前に設定できます。
  • どの時点であっても、1 つのネットワーク設定にマッピングできるのは 1 つのアプリのみです。
  • ネットワーク設定は、アプリのデフォルト ネットワークの設定に使用します。これは、 使用するネットワークをアプリが指定していない場合に使用するネットワーク 特殊な API の一つです接続ニーズの大部分をカバーするだけでなく、既存のアプリのユースケースに悪影響が及ばないように、NetworkRequest API などの専用 API の使用を継続することもできます。たとえば、アプリが定額制ネットワークのみを経由してオペレーションを行う場合、PANS は別のネットワークの使用を強制しません。

ネットワークを構成する

OEM_PAID または OEM_PRIVATE 機能のいずれかを使用するネットワーク設定を使用する場合、それぞれに対応する機能を備えたネットワークを使用できなければなりません。Android は、イーサネット ネットワークと Wi-Fi ネットワークの機能の設定をサポートしています。イーサネット ネットワークの場合は、リソース オーバーレイ config_ethernet_interfaces を使用できます。これはコンパイル時に設定されます。

Wi-Fi の場合は、Android 12 の新しい API（setOemPaid(Boolean) と setOemPrivate(Boolean)）とあわせて WifiNetworkSuggestion API を使用できます。これはランタイム時に変更できます。

次のような例を想定します。

  1. config_ethernet_interfaces という名前のリソース オーバーレイで、次の情報が指定されています。
    • 設定するインターフェースの名前。
    • NetworkCapabilities の目的の値。 
      <!-- 11 NET_CAPABILITY_NOT_METERED
     12 NET_CAPABILITY_INTERNET
     14 NET_CAPABILITY_TRUSTED
     15 NET_CAPABILITY_NOT_VPN
     22 NET_CAPABILITY_OEM_PAID || 26 NET_CAPABILITY_OEM_PRIVATE -->
<string-array translatable="false" name="config_ethernet_interfaces">
   <item>eth0;11,12,14,15,22;;</item></string-array>
  2. この WiFiNetworkSuggestion は動的に変更できます。 
    ArrayList<WifiNetworkSuggestion> list = new ArrayList<>();
list.add(new WifiNetworkSuggestion.Builder()
               .setSsid(WifiInfo.sanitizeSsid(ssid))
               .setOemPrivate(true)
               .build());
mWifiManager.addNetworkSuggestions(list);

PANS ネットワークへのアクセスを制限する

OEM_PAID または OEM_PRIVATE のいずれかの機能をネットワークにタグ付けすると、そのネットワークは制限付きネットワークとしてマークされます。制限付きネットワークは、OEM が制御する CONNECTIVITY_USE_RESTRICTED_NETWORKS 権限を持つアプリのみが使用できます。

この権限を持つアプリは、制限付きネットワークの使用を明示的にリクエストしている場合にのみ、制限付きネットワークを使用できます。ただし、デフォルトでは、これらのアプリは制限付きネットワークを使用することはできません。PANS によりマッピングされたアプリでは、制限付き OEM ネットワークをデフォルトとして設定でき、制限付きネットワークの使用権限がなくてもこれらのネットワークを使用できます。そのようなアプリは、PANS によってデフォルト ネットワークとして OEM ネットワークが割り当てられている場合、アプリが OEM ネットワークを選択するのであれば、明示的に OEM ネットワークをリクエストできます。

リファレンス アプリを確認する

NetworkPreferenceApp という名前のリファレンス アプリ（コードを含む）は、ユーザー デバッグ用の自動車用ビルドで提供されています。このリファレンス アプリでは、以下を行う方法を確認できます。

  • PANS 指標を使用する。
  • PANS ポリシーを設定する。
  • デバイスのデフォルトのポリシーを設定する。
  • ポリシーを消去する。
  • 起動時にポリシーを適用する。
  • Driver Distraction API を使用する（ドライバーの注意散漫に関するガイドラインをご覧ください）。
  • OEM_PAID と OEM_PRIVATE を使用して Wi-Fi を動的に更新する。

図 3. リファレンス アプリ

指標

データ使用量の透明性を高めるために、OEM_PAID と OEM_PRIVATE のネットワーク マッピング経由で送信されるデータの量に関する指標が収集され、提供されます。

トラブルシューティング

トラブルシューティングの多くは、アプリが間違ったネットワークを使用している場合に発生します。 （ネットワーク接続なし）やデータ超過の心配がなくなります。迅速に解決できるようにするには:

  • 接続 dumpsys にアクティブなリストのリストが含まれています アプリごとのデフォルト ネットワークとそれらの関連アプリ（PANS からマッピング）
  • Netd dumpsys には、UID IP とファイアウォール ルールが含まれています。
  • Netstats dumpsys には、PANS のアプリごとの指標が含まれています。 （どのアプリがどの OEM ネットワークを使用したかなど）。

Android バグレポートを作成すると、すべての dumpsys データが使用可能になります。