UDP, dan SCTP Menggunakan Simulasi Lalu Lintas Data Multimedia
JUMLAH KANAL
Gambar 2 Blok Diagram Sistem
Rancangan penelitian ditunjukan dalam Gambar 2. Bagian input adalah proses di mana data mulai berjalan yaitu berupa input trafik data. Pada proses simulasi, data VOIP yang digunakan dengan codec G.711 di gambarkan menggunakan trafik CBR dengan packet size 160 byte. [9]. Sedangkan data streaming IPTV yang digunakan
menggunakan trafik CBR dengan packet size 1300 byte. [10]
Pada bagian proses, terdiri dari tiga protokol transport layer yang dibandingkan yaitu TCP, UDP dan SCTP. Simulasi yang dilakukan menggunakan topologi dumb-bell.
ketiga protokol diberikana parameter eksternal yang digunakan untuk memberikan efek dalam membandingkan ketiga protokol berdasarkan skenario yang telah ditentukan. Parameter eksternal meliputi bandwidth, delay transmission,
dan jumlah kanal. Berikut ini nilai parameter yang akan dijadikan skenario percobaan simulasi:
Jumlah kanal: 1 dan 5
Data yang digunakan: VOIP dan IPTV Dengan data VOIP:
skenario 1: 128Kb-100 ms skenario 2: 384Kb-100 ms skenario 3:512Kb-100 ms skenario 4:128Kb-300 ms skenario 5:384Kb-300 ms skenario 6:512Kb-300 ms Dengan data IPTV:
skenario 1: 512Kb-100 ms skenario 2: 1Mb-100 ms skenario 3: 3Mb-100 ms skenario 4: 512Kb-300 ms skenario 5: 1Mb-300 ms skenario 6: 3Mb-300 ms
Setelah data didapat dan dilakukan analisis terhadap kualitas layanan dari masing-masing data multimedia, maka akan dihasilkan kesimpulan dari ketiga protokol yang dibandingkan, apakah TCP, UDP atau SCTP dengan skenario parameter yang telah ditentukan yang karakteristiknya sesuai untuk memenuhi kriteria layanan data multimedia.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Skenario 1-6 yang ditunjukkan pada perancangan adalah skenario percobaan simulasi. Pada perbandingan unjuk kerja TCP, UDP dan SCTP, enam simulasi dijalankan untuk masing-masing protokol dan masing-masing jumlah kanal. Jumlah kanal digunakan untuk menunjukan kondisi jaringan saat data dijalankan tanpa adanya konjesti dengan menggunakan 1 kanal, dan dengan 5 kanal akan menunjukan kinerja dari jaringan saat jalur bottleneck harus berbagi data dengan yang lain.
1. Analisis Latency
Gambar 3 Grafik Latency VOIP 1 Kanal
Gambar 3 menunjukan latency yang dihasilkan oleh ketiga protokol yaitu TCP, UDP dan SCTP menggunakan 1 kanal dengan layanan VOIP. Angka 1 sampai 6 pada sumbu horisontal merujuk pada skenario 1 sampai 6 seperti dijelaskan di atas. Dari hasil yang dapat dilihat dari grafik menunjukan bahwa UDP mempunyai latency yang terkecil
dibanding latency pada protokol TCP dan SCTP. Latency
pada protokol TCP dan SCTP yang paling besar terletak saat skenario 1 dan 4 yaitu 100 ms/128 Kb dan 300 ms/128 Kb terlihat dari nilai kedua skenario ini tidak ada perbedaan yang signifikan, sedangkan pada UDP latency terbesar terjadi saat skenario 4 yaitu 300 ms/128 Kb.
Gambar 4 Grafik Latency VOIP 5 Kanal
Gambar 4 menunjukan Latency pada protokol SCTP dengan 5 kanal pada layanan VOIP saat skenario 1 dan 4 menghasilkan nilai yang tertinggi di bandingkan pada hasil skenario yang lain dan pada protokol TCP dan UDP. Tetapi dengan menggunakan 5 kanal pada layanan VOIP, protokol
UDP mempunyai latency terendah dibandingkan dengan kedua protokol yang lain.
Gambar 5 Grafik Latency IPTV 1 Kanal
Gambar 5 menunjukan besar latency yang dihasilkan oleh ketiga protokol yaitu TCP, UDP dan SCTP menggunakan 1 kanal dengan layanan IPTV. Dari hasil grafik dapat dilihat bahwa dengan berbagai skenario, perbandingan nilai latency
dari ketiga protokol mempunyai besar nilai yang tidak terlalu signifikan, namun perbedaan terbesar terjadi pada protokol SCTP dengan skenario 1 dan 4 yaitu 100ms/512 Kb dan 300 ms/512 Kb. Kesimpulan yang sama didapatkan apabila simulasi dilakukan dengan menggunakan sebanyak 5 kanal.
2. Analisis Jitter
Gambar 6 Jitter VOIP 1 Kanal
Analisis terhadap Gambar 6 menunjukan bahwa nilai
jitter terbesar adalah pada protokol SCTP. Jitter lazimnya disebut variasi delay, berhubungan erat dengan latency,
yang menunjukkan banyaknya variasi delay pada transmisi data di dalam jaringan. [10]. Nilai jitter dalam Gambar 5 disimulasikan dengan menggunakan 1 kanal VOIP. Hasil yang sama didapatkan apabila VOIP disimulasikan dengan menggunakan 5 kanal. Seperti terlihat dalam gambar, nilai
jitter terbesar terdapat pada protokol SCTP yaitu pada
skenario 1 dan 4, sedangkan UDP dengan menggunakan 1 kanal maupun 5 kanal menunjukan nilai jitter yang sangat kecil yaitu mencapai 0 ms pada semua skenario.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1 2 3 4 5 6 Late n cy (m s) TCP UDP SCTP 0 500 1000 1500 2000 1 2 3 4 5 6 Laten cy (ms) TCP UDP SCTP 0 100 200 300 400 500 600 700 1 2 3 4 5 6 Laten cy (ms) TCP UDP SCTP 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 Ji tte r (ms) TCP UDP SCTP
Analisis Perbandingan Unjuk Kerja Protokol TCP, UDP, dan SCTP Menggunakan Simulasi Lalu Lintas Data Multimedia Rinda Tri Yuniar Anggraeni, Jusak, Anjik Sukmaaji
Gambar 7 Jitter IPTV dengan 1 Kanal
Gambar 7 menunjukan nilai jitter pada IPTV dengan
menggunakan 1 kanal. Nilai jitter terbesar dimiliki oleh
protokol SCTP (terutama pada skenario 4), sedangkan UDP dengan menggunakan 1 kanal maupun 5 kanal menunjukkan nilai jitter yang sangat kecil yaitu mendekati 0 ms pada semua skenario.
Karena itu dapat disimpulkan bahwa untuk data IPTV, protokol SCTP mempunyai jitter tertinggi. Sementara itu UDP memiliki jitter terendah dibandingkan dengani kedua protokol yang lain pada semua skenario.
3. Analisis PacketLoss
Gambar 8 Packet Loss VOIP 1 Kanal
Gambar 8 menunjukan prosentase packet loss yang dihasilkan oleh ketiga protokol dengan data VOIP menggunakan 1 kanal. Pada grafik terlihat bahwa dengan
bandwidth yang rendah akan menyebabkan banyaknya kehilangan paket data di jaringan saat pengiriman. Protokol UDP merupakan protokol dengan rata-rata packet loss
tertinggi dari kedua protokol yang lain.
Gambar 9 Packet Loss VOIP 5 Kanal
Gambar 9 menunjukan prosentase packet loss yang dihasilkan oleh ketiga protokol dengan data VOIP menggunakan 5 kanal. Pada grafik terlihat bahwa dengan
bandwidth yang rendah akan menyebabkan banyaknya
kehilangan paket data di jaringan saat pengiriman. Pada protokol TCP dan SCTP prosentase kehilangan paket tidak terlalu signifikan karena adanya fitur control congesti yang dimiliki oleh protokol ini. Protokol UDP merupakan protokol dengan rata-rata packet loss tertinggi dari kedua protokol yang lain.
Gambar 10 Packet Loss IPTV 1 Kanal
Gambar 10 menunjukan prosentase packet loss yang dihasilkan oleh ketiga protokol dengan data IPTV menggunakan 1 kanal. Pada grafik terlihat bahwa dengan skenario 1, paket loss yang dihasilkan SCTP mencapai tingkat yang tinggi yang berhubungan dengan penggunaan kapasitas antrian paket pada bottleneck link yang juga
tinggi.
Gambar 11 Packet Loss IPTV 5 Kanal
Gambar 11 menunjukan prosentase packet loss yang
dihasilkan oleh ketiga protokol dengan data VOIP menggunakan 5 kanal. Pada grafik terlihat bahwa dengan
bandwidth yang rendah akan menyebabkan banyaknya kehilangan paket data di jaringan saat pengiriman. Pada protokol TCP dan SCTP prosentase kehilangan paket tidak terlalu signifikan karena adanya fitur control congesti yang dimiliki oleh protokol ini. Protokol UDP merupakan protokol dengan rata-rata packet loss tertinggi dari kedua protokol yang lain.
4. Analisis Queue 0 0,5 1 1,5 1 2 3 4 5 6 Ji tte r (ms) TCP UDP SCTP 0% 20% 40% 60% 80% 1 2 3 4 5 6 P ac ke t Los s ( %) TCP UDP SCTP 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1 2 3 4 5 6 Packe t Los s (%) TCP UDP SCTP 0% 1% 2% 3% 4% 5% 1 2 3 4 5 6 Packe t Los s (%) TCP UDP SCTP 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 1 2 3 4 5 6 Packe t Los s (%) TCP UDP SCTP
Pada Gambar 12 terlihat bahwa queue terbesar didapat dengan protokol UDP, namun saat skenario 3 dan 4 tidak ada kapasitas queue yang digunakan. Saat kapasitas queue
penuh, jalur pada bottleneck akan menutup akses masuknya
data berikutnya hingga paket selesai dikirim ke tujuan dan
queue mempunyai tempat kosong untuk penerimaan antrian berikutnya.
Gambar 12 Queue VOIP 1 Kanal
Pada Gambar 13 terlihat bahwa queue terbesar didapat dengan protokol UDP. Pada pengiriman data dengan 5 kanal, akan menyebabkan penggunaan kapasitas queue
meningkat. Semakin besar kapasitas queue yang digunakan akan menyebabkan peningkatan kehilangan paket di jaringan.
Gambar 13 Queue VOIP 5 Kanal
Pada Gambar 14 menunjukan bahwa penggunaan kapasitas queue mengalami peningkatan pada SCTP dengan skenario1 yaitu 100 ms/512 Kb. Dan mengalami peningkaan berikutnya pada skenario 4 yaitu 300 ms/512 Kb. Kapasitas queue pada TCP dan UDP memiliki perbedaan nilai yang tidak terlalu signifikan.
Gambar 14 Queue IPTV 1 Kanal
Pada Gambar 15 terlihat bahwa queue terbesar didapat dengan protokol UDP. Pada pengiriman data dengan 5 kanal, akan menyebabkan penggunaan kapasitas queue meningkat. Namun pada skenario 3 dan 5, kapasitas queue di semua protokol mengalami penurunan. Semakin besar kapasitas queue yang digunakan akan menyebabkan peningkatan kehilangan paket di jaringan.
Gambar 15 Queue IPTV 5 Kanal
V. SIMPULAN
Hasil yang dapat disimpulkan dari penelitian pada parameter latency SCTP memiliki latency dengan nilai tertinggi, hal ini disebabkan karena SCTP menggunakan sistem pengiriman best efford. Tingginya nilai latency pada
SCTP disebabkan juga karena pengiriman acknowledgement
dari setiap paket SCTP membutuhkan waktu yang lama sehingga secara keseluruhan delay pada SCTP menjadi lebih tinggi. [6]. Namun dengan penambahan fitur multihomming
dan multistreaming yang dimilikinya akan membuat lebih baik dari TCP di masa yang akan datang.
Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa SCTP juga memiliki jitter tertinggi dibandingkan dengan kedua
protokol yang lain.
Sementara itu, terlihat bahwa nilai bandwidth yang kecil
akan menghasilkan nilai packet loss yang tinggi pada protokol UDP, TCP dan SCTP. Namun dari ketiga protokol yang dibandingkan, menunjukan UDP mempunyai rata-rata
packet loss tertinggi dari kedua protokol yang lain. Namun jika dibandingkan dengan TCP dan SCTP yang mempunyai fitur retransmisi segmen saat terjadi packet loss (yang mana karakteristik ini akan berpengaruh terhadap nilai delay
transmisi data), packet loss pada UDP yang tidak
mempunyai fitur retransmisi tidak akan mempengaruhi nilai
delay transmisi data. Sehingga pada data multimedia yang notabene sensitif terhadap delay, maka protokol UDP dirasa masih lebih baik dari kedua protokol lainnya untuk membawa layanan ini. Namun diperlukan pertimbangan untuk masa mendatang, sebuah protokol yang didesain lebih baik untuk membawa layanan multimedia.
DAFTAR PUSTAKA
[1] R. Adnan. (2013). Windows Networking dengan UDP dan .NET.
[Online]. Tersedia: 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 Qu e u e (Pac ke t) TCP UDP SCTP 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 Qu e u e (Pac ke t) TCP UDP SCTP 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 Qu e u e (Pac ke t) TCP UDP SCTP 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 Qu e u e (Pac ke t ) TCP UDP SCTP
Analisis Perbandingan Unjuk Kerja Protokol TCP, UDP, dan SCTP Menggunakan Simulasi Lalu Lintas Data Multimedia Rinda Tri Yuniar Anggraeni, Jusak, Anjik Sukmaaji http://www.microsoft.com/indonesia/msdn/udp_dotnet.aspx
[Accessed Februari 2013].
[2] G. Huston & T. (n.d). Future for TCP. [Online]. Tersedia:
http://www.cisco.com/web/about/ac123/ac147/ac174/ac195/about_cis co_ipj_archive_article09186a00800c83f8.html.
[3] B. A. Forouzan, Data Communications And Networking. New York: McGraw-Hill, 2007.
[4] I. W. A. Sapura, Perancangan FTP (File Transfer Protocol) Melalui SCTP (Stream Control Transmission Protocol) Menggunakan Socket Programming, Bali: Universitas Udayana, 2012.
[5] D. C. Kartika, Rancang Bangun Layanan Personal Video Reording (PVR) Pada Internet Protocol Television (IPTV), Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember, n.d.
[6] P. Gangurde, Waware, S. & Sarwade, N, “Simulation of TCP, UDP, and SCTP with constant traffic for VOIP,” International Journal of Engineering Research and Application.,vol.2, pp. 1245-1248, 2012.
[7] T. A. Gani, Rahmad, & Afdhal, “Aplikasi Pengaruh Quality Of Service (Qos) Video Conference Pada Trafik H.323 Dengan Menggunakan Metode Differentiated Service (Diffserv),” Rekayasa Elektrika, vol.9 (Quality of Service), pp. 56, 2010.
[8] Computer Science Department. NS-2 tutorial, Pennsylvania: Carnegie Mellon, 2007
[9] G. Wang, Y. Xia, & D. Harrison.(2008). An NS2 TCP Evaluation
Tool. [Online]
Tersedia:
ftp://ftp.heanet.ie/disk1/sourceforge/t/tc/tcpeval/tcpeval/v0.2/tcpeval- manual-0.2.pdf
[Accessed 2013].
[10] CTTL. (2008). IPTV CDN Traffic Modelling. [Online] Tersedia:
ftp://ftp.heanet.ie/disk1/sourceforge/g/project/gr/gridnetworksim/Dev elopment%20Reports/Original%20Project%20Reports/IPTV_CDN- Release1.pdf. [Accessed 2013].