Analisis kinerja protokol Routing Ad Hoc on demand distance vector pada topologi mesh, ring, tree, dan line pada jaringan wireless Ad Hoc

(1)

ANALISIS KINERJA PROTOKOL ROUTING AD HOC ON

DEMAND DISTANCE VECTOR PADA TOPOLOGI MESH, RING,

TREE, DAN LINE PADA JARINGAN WIRELESS AD HOC

RANGGA WIBAWA

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

ANALISIS KINERJA PROTOKOL ROUTING AD HOC ON

DEMAND DISTANCE VECTOR PADA TOPOLOGI MESH, RING,

TREE, DAN LINE PADA JARINGAN WIRELESS AD HOC

RANGGA WIBAWA

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Komputer pada

Departemen Ilmu Komputer

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

ABSTRACT

RANGGA WIBAWA. Performance analysis of ad hoc on demand distance vector routing protocol on mesh, ring, tree and line topology of wireless ad hoc network. Under the direction of SRI WAHJUNI.

Wireless ad hoc network is a network that does not have a centralized administration in which each node in addition to acting as a host also acts as a router that forwards packets from one node to another node that is not within the direct reach of each other. Ad hoc on demand distance vector (AODV) routing protocol is one of the routing protocol that used specifically in this kind of environment. This research was performed using Network Simulator (NS-2) to analyze the performance of AODV routing protocol in wireless ad hoc network when used in different topology. The wireless ad hoc networks was formed by 25 wireless static nodes without any centralized administration. The number of traffic flow used in this research were 5, 10 15, and 20 flows. The size of packet generation rates were 0.1, 0.01, and 0.001 second.

The observed parameters in this research were throughput, packet received ratio, delay and jitter. The result showed that AODV routing protocol has best performance when used in mesh topology, but in mesh topology the performance tends to decrease faster when the network traffic increased than when AODV routing protocol used in ring topology.

(4)

Judul : Analisis Kinerja Protokol Routing Ad Hoc On Deman Distance Vector pada Topologi Mesh, Ring, Tree, dan Line pada Jaringan Wireless Ad Hoc

Nama : Rangga Wibawa NIM : G64062766

Menyetujui:

Pembimbing,

Ir. Sri Wahjuni, M.T. NIP. 19680501 200501 2 001

Mengetahui:

Ketua Departemen Ilmu Komputer,

Dr. Ir. Sri Nurdiati, M.Sc. NIP. 19601126 198601 2 001

(5)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Analisis Kinerja Protokol Routing Ad Hoc On Deman Distance Vector pada Topologi Mesh, Ring, Tree, dan Line pada Jaringan Wireless Ad Hoc.

Dalam menyelesaikan penelitian ini penulis mendapatkan banyak bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak:

1. Keluarga Tercinta, Almarhum Ayahanda Joddi Jatnika, Ibunda Aan Sutarsih, Kakak saya Ginna Sugiharti Jatnika dan Gilang Suciati, serta adik saya Sophan Kamajaya serta segenap keluarga besar atas doa dan dukungan yang diberikan,

2. Ibu Ir. Sri Wahjuni, M.T. selaku dosen pembimbing yang selalu membantu dan memberikan banyak masukan dalam bimbingan, sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan lancar, 3. Bapak Hendra Rahmawan, S.Kom., MT. dan Bapak Endang Purnama Giri, S.Kom., M.Kom

selaku dosen penguji, Dr. Sri Nurdiati, MSc selaku Kepala Departemen Ilmu Komputer serta seluruh staf Departemen Ilmu Komputer FMIPA IPB.

4. Teman-teman satu bimbingan Wendy, Eli, Eta, Akbar, Muti, dan Adit yang selalu siap membantu.

5. Seluruh pihak yang turut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pelaksanaan tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan di dalamnya. Hal ini dikarenakan oleh keterbatasan kemampuan penulis. Penulis berharap adanya masukan berupa saran atau kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi kesempurnaan tugas akhir ini. Semoga tugas akhir ini bermanfaat.

Bogor, Maret 2011

(6)

RIWAYAT HIDUP

Rangga Wibawa dilahirkan di Bogor, Jawa Barat, pada tanggal 27 Desember 1988 sebagai anak ke tiga dari empat bersaudara dari pasangan Drs. Joddi Jatnika dan Aan Sutarsih. Pada tahun 2006 penulis menyelesaikan pendidikannya di SMA Negeri 5 Bogor dan melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur masuk Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru. Setahun kemudian penulis menyelesaikan masa TPB dan diterima di Departemen Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB.

(7)

v

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR LAMPIRAN... vi

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 1

Ruang Lingkup... 1

Manfaat Penelitian... 1

TINJAUAN PUSTAKA WirelessStandard 802.11 ... 1

User Datagram Protocol (UDP)... 1

Jaringan Wireless Ad Hoc ... 1

Ad Hoc On-De mand Distance Vector (AODV) ... 2

Topologi Jaringan ... 2

Quality of Service (QoS) ... 3

Network Simulator (NS2)... 4

Gangguan Inter-flow dan Intra-flow ... 4

METODE PENELITIAN Studi Pustaka ... 4

Analisis Permasalahan ... 4

Perancangan Jaringan ... 4

Penyusunan Skenario ... 5

Proses Simulasi ... 6

Analisis Hasil ... 8

HASIL DAN PEMBAHASAN Throughput ... 8

Pack et Delivery Ratio ... 9

Delay... 9

Jitter ... 10

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 11

Saran ... 11

DAFTAR PUSTAKA ...11

(8)

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Node sumber melakukan broadcast paket permintaan rute (Misra et al 2009) ... 2

2 Node tujuan mengirimkan paket rute balasan melalui jalur terbalik (Misra et al 2009)... 2

3 Contoh topologi Line... 2

4 Contoh topologi Bus (Groth 2003)... 2

5 Contoh topologi Star (Groth 2003)...2

6 Contoh topologi Mesh (Mitchell 1999)... 3

7 Contoh topologi Ring (Mitchell 1999) ...3

8 Contoh topologi Tree (Mitchell 1999) ... 3

9 Contoh gangguan inter-flow (Yang et al.2005)... 4

10 Contoh gangguan intra-flow (Yang et al.2005). ………..…………... 4

11 Metode penelitian.………... 4

12 Penempatan node pada topologi ring... . 5

13 Penempatan node pada topologi tree... 5

14 Penempatan node pada topologi line... 5

15 Penempatan node pada topologi mesh... 5

16 Langkah-langkah simulasi ……….…... 6

17 Grafik throughput dengan packet generation interval 0.1 detik. ………... 8

18 Grafik throughput dengan packet generation interval 0.01 detik... 8

19 Grafik throughput dengan packet generation interval 0.001 detik... 9

20 Grafik pack et delivery ratio dengan packet generation interval 0.1 detik... 9

21 Grafik pack et delivery ratio dengan packet generation interval 0.01 detik... 9

22 Grafik pack et delivery ratio dengan packet generation interval 0.001 detik... 9

23 Grafik rata-rata delay dengan pack et generation interval 0.1 detik... 10

26 Grafik jitter dengan packet generation interval 0.1 detik... 10

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1 Contoh bagian inisialisasi simulasi pada file *.tcl.. ... . 14

2 Contoh bagian pendefinisian node jaringan pada file *.tc……….. ...15

3 Contoh bagian penempatan node pada file *.tcl………...16

4 Contoh bagian traffic flow pada file *.tcl………... ...16

5

Contoh bagian penghentian pada file *.tcl……….. ...16

6 Data hasil simulasi saat pack et generation interval 0.1 detik……… ...17

7 Data hasil simulasi saat pack et generation interval 0.01 detik……….. ...17

(9)

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Jaringan wireless ad hoc saat ini mulai banyak diterapkan untuk menggantikan jaringan konvensional di wilayah yang hanya memiliki sedikit atau tidak memiliki infrastruktur komunikasi sama sekali. Dan kalaupun ada, infrastruktur tersebut terlalu mahal dan sulit untuk digunakan.

Jaringan ad hoc memiliki protokol-protokol routing khusus seperti DSDV (destination sequence distant vector), TORA (temporally-ordered routing algorithm), DSR (dynamic source routing), dan AODV (ad hoc on-demand distance vector) yang digunakan untuk mengatasi masalah multi-hop routing yang sering muncul pada tipe jaringan ini. Berdasarkan penelitian Broch et al. (1998) diketahui bahwa protokol AODV memiliki kinerja yang cukup baik dibandingkan dengan protokol DSDV, TORA, dan DSR. Pada jaringan wireless ad hoc yang memiliki mobilitas rendah, protokol ini tidak memerlukan pengiriman paket routing overhead yang terlalu banyak sehingga mengurangi beban pada jaringan.

Pada jaringan wireless ad hoc yang node-node-nya tidak mengalami banyak pergerakan atau bahkan tidak bergerak sama sekali, topologi yang dimiliki oleh jaringan tersebut tidak banyak berubah. Hal ini menyebabkan kinerja dari protokol routing AODV pada topologi-topologi tertentu bisa diamati.

Tujuan Penelitian

Tujuan utama dari penelitian ini untuk menganalisis kinerja protokol routing AODV pada topologi-topologi yang berbeda di dalam jaringan wireless ad hoc.

Ruang Lingkup

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah: 1. Sistem operasi yang digunakan untuk

melakukan proses simulasi adalah Linux Ubuntu 10.10.

2. Simulasi dari jaringan wireless ad hoc dilakukan dengan menggunakan program Network Simulator 2.35 (NS-2.35).

3. Parameter kinerja yang diamati adalah throughput, pack et delivery ratio, delay, dan jitter.

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang kinerja protokol routing

AODV dalam jaringan wireless ad hoc pada topologi-topologi yang berbeda. Sehingga dapat membantu dalam menentukan topologi yang akan digunakan saat membangun suatu jaringan wireless ad hoc.

TINJAUAN PUSTAKA Wireless Standard 802.11

Wireless Standard 802.11 merupakan standar IEEE yang digunakan untuk mengatur frekuensi radio dalam pita frekuensi tidak berlisensi dari industri, ilmiah, dan medis yang digunakan untuk physical layer dan MAC sub-layer dari sambungan wireless. Berdasarkan IEEE Std 802.11 (2007), physical layer yang digunakan dalam standar 802.11 secara mendasar berbeda dengan yang digunakan dalam media wired, sifat-sifat dari physical layer pada IEEE 802.11 antara lain:

Tidak terlindungi dari sinyal lain yang menggunakan frekuensi yang sama.

Komunikasi melalui jaringan wireless kurang bisa diandalkan jika dibandingkan dengan jaringan wired.

Memiliki topologi yang dinamik.

Tidak memiliki konektivitas secara penuh. Memiliki sifat propragasi asimetrik dan bervariasi terhadap waktu.

Bisa mengalami gangguan dari jaringan IEEE 802.11 lain yang bekerja pada area yang berdekatan.

Biasanya standar WLAN yang digunakan dipilih berdasarkan data rate yang dibutuhkan. Contohnya, 802.11a dan 802.11g bisa mendukung hingga 54 Mbps, sedangkan 802.11b hanya bisa mendukung hingga 11 Mbps.

User Datagram Protocol (UDP)

UDP merupakan suatu protokol yang yang mengirimkan pesan dari satu node ke node lain dengan mekanisme protokol yang minimum. Protokol ini berorientasi transaksi dan pengiriman dan perlindungan dari pengiriman ganda tidak dijamin (RFC-768 1980).

Jaringan Wireless Ad Hoc

(10)

2 hoc yang digunakan untuk menentukan jalur

multi-hop yang melalui jaringan tersebut ke setiap node yang ada (Broch et al. 1998). Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

AODV merupakan suatu algoritme protokol routing yang memungkinkan routing multi-hop yang dinamik dan bekerja sendiri diantara node -node yang ingin tetap mempertahankan jaringan wirelessad hoc. Protokol ini merupakan salah satu jenis dari protokol routing distance vector. Router pada protokol routing distance vector hanya menginformasikan perubahan topologi pada router-router tetangganya sehingga kompleksitas perhitungannya relatif lebih sederhana (RFC-1058 1988)

Gambar 1 Node sumber melakukan broadcast paket permintaan rute (Misra et al 2009).

Pada AODV, jaringan hanya akan melakukan aktivitas ketika koneksi dibutuhkan sehingga mengurangi jumlah pesan yang dikirimkan untuk menghemat kapasitas jaringan. Ketika suatu node membutuhkan koneksi untuk mengirimkan paket, node tersebut akan melakukan proses broadcast yang mengirimkan permintaan rute ke seluruh node tetangganya. Node tetangga tersebut kemudian melakukan proses broadcast lagi ke node tetangganya, proses ini terus berulang hingga permintaan rute tersebut diterima oleh node yang sudah memiliki rute ke node tujuan. Setelah itu setiap node yang meneruskan permintaan rute tersebut akan menciptakan suatu rute terbalik ke node awal. Setelah node awal menerima rute-rute tersebut maka node tersebut akan memilih rute yang memiliki jumlah hop paling sedikit (RFC-3561 2003).

Gambar 2 Node tujuan mengirimkan paket rute balasan melalui jalur terbalik (Misra et al 2009).

Topologi Jaringan

Topologi jaringan merupakan pola penempatan node-node pada suatu jaringan sehingga node-node tersebut saling terhubung. Menurut Groth et al. (2003) dan Mitchell (1999) terdapat beberapa topologi yang umum digunakan, antara lain:

Gambar 3 Contoh topologi line.

Line: topologi dimana setiap node-nya terhubung ke dua node lain kecuali pada node pertama dan terakhir yang hanya terhubung pada satu node sehingga topologi logikalnya membentuk suatu garis lurus.

Gambar 4 Contoh topologi bus (Groth 2003). Bus: pada topologi bus semua node terhubung pada sebuah kabel kontinu yang terputus pada masing-masing ujung kabel tersebut.

Gambar 5 Contoh topologi star (Groth 2003).

(11)

3 Gambar 6 Contoh topologi mesh (Mitchell

1999).

Mesh : topologi dimana setiap node-nya terhubung ke lebih dari satu node lainnya, hal ini menyebabkan banyaknya link-link yang redundan pada topologi mesh. Hal ini menimbulkan banyak rute-rute alternatif bila salah satu node mati atau mengalami gangguan.

Gambar 7 Contoh topologi ring (Mitchell 1999).

Ring : topologi dimana node-node-nya tersusun secara melingkar. Pengiriman paket pada topologi ini bisa dilakukan searah jarum jam dari satu node ke node tetangganya maupun secara berlawanan arah dengan jarum jam.

Gambar 8 Contoh topologi tree (Mitchell 1999).

Tree : topologi yang penyusunan node-node-nya membentuk suatu hierarchical tree.

Quality of Service (QoS)

QoS merupakan sekumpulan parameter yang menunjukkan kualitas layanan suatu jaringan dan kemampuan jaringan tersebut dalam menjalankan aplikasi-aplikasi dengan kinerja sesuai dengan yang dibutuhkan. Dengan mengukur QoS kita bisa mengetahui kondisi jaringan dan menyesuaikan jaringan dengan aplikasi yang akan digunakan.

Beberapa parameter QoS antara lain:

Throughput: Pada penelitian ini throughput merujuk pada besar total semua paket yang diterima oleh seluruh node tujuan setiap detiknya yang dituliskan dalam satuan Mbps (Moon et al 2008). Perumusan throughput bisa dituliskan sebagai:

(Citraningtyas 2010)

Pack et delivery ratio (PDR) : Menunjukkan perbandingan antara jumlah paket yang berhasil sampai ke node tujuan dengan jumlah paket yang dikirimkan (Kim et al 2006). Perumusan pack et delivery ratio bisa ditulis sebagai berikut:

Delay : Selang waktu antara mulai dikirimkannya paket sampai paket diterima di node tujuan (Szigetti & Hattings 2004). Pada penelitian ini delay yang dihitung adalah rata-rata delay dari seluruh paket yang berhasil dikirimkan. Perumusan delay dapat ditulis sebagai berikut:

Jitter : merupakan nilai rataan dari variasi delay yang terjadi dalam jaringan (RFC-3393 2002). Perumusan jitter dapat ditulis sebagai berikut:

. Pack et generation interval (PGI): merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu paket pada node asal (Altman et al. 2003).

(12)

4 unicast, multicast, atau anycast yang oleh

sumber diberi label sebagai traffic flow (RFC-3697 2004).

Hop Count: banyaknya node yang harus dilewati oleh suatu paket dari node asal ke node tujuan (Altman et al. 2003).

Network Simulator (NS2)

NS2 merupakan suatu simulator jaringan yang mendukung banyak aplikasi, protokol, unsur-unsur jaringan, dan model-model trafik. NS2 memiliki dasar dari dua bahasa pemrogaman yaitu C++ yang digunakan untuk menuliskan simulator berorientasi objeknya dan interpreter OTcl ( yang merupakan suatu ekstensi berorientasi objek Tcl) yang digunakan untuk menjalankan script perintah dari pengguna (Altman et al. 2003).

Gangguan Inter-flow dan Intra-flow

Gambar 9 Contoh gangguan inter-flow (Yang et al.2005).

Berbeda dengan jalur kabel yang memiliki dedicated bandwidth, bandwidth pada jalur wireless dibagi diantara node-node yang bersebelahan. Traffic flow yang melalui jalur wireless tidak hanya menghabiskan bandwidth dari node-node pada jalur yang dilaluinya, tetapi juga bersaing memperebutkan bandwidth dengan node-node yang berada pada daerah yang berdekatan. Gangguan yang disebabkan oleh hal ini disebut gangguan inter-flow yang bisa menyebabkan bandwidth starvation pada beberapa node karena node–node tersebut sering mengalami channel yang sibuk.

Gambar 10 Contoh gangguan intra-flow (Yang et al.2005).

Selain gangguan inter-flow, ada juga gangguan intra-flow dimana node pada jalur

dari traffic flow yang sama bersaing satu sama lain untuk mendapatkan channel bandwidth. Hal ini meningkatkan konsumsi bandwidth dari traffic flow pada tiap node sepanjang jalur dan menyebabkan throughput dari traffic flow berkurang secara drastis dan delay pada tiap hop meningkat sejalan dengan bertambahnya hop count pada traffic flow (Yang et al.2005).

METODE PENELITIAN

Gambar 11 Metode penelitian. Studi Pustaka

Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mengumpulkan dan membaca semua literatur dan informasi yang terkait dengan penelitian. Informasi tersebut bisa didapatkan dari jurnal, buku, internet dan artikel yang yang berkaitan dengan penelitian.

Analisis Permasalahan

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap hal-hal yang berkaitan secara langsung terhadap jaringan ad hoc, dan parameter yang akan digunakan untuk menentukan kualitas kinerja jaringan ad hoc pada tiap topologi yang berbeda.

Perancangan Jaringan

Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah perancangan jaringan dan protokol-protokol yang digunakan dalam simulasi. Simulasi hanya menggunakan topologi mesh, ring, tree dan line karena topologi star dan bus sulit untuk diterapkan pada jaringan wireless. Berdasarkan penelitian Oh et al (2008) kinerja throughput dari suatu jaringan yang jumlah flow-nya sama dengan jumlah node-nya, hasilnya tidak begitu berbeda antara jaringan

(13)

5 yang memiliki jumlah node pada rentang 25

sampai 81 buah node, sehingga pada simulasi ini digunakan 25 buah node untuk menyederhanakan dan mempercepat proses simulasi. Semua node yang berada pada jaringan bersifat statik dimana posisi node selalu tetap selama simulasi dijalankan.

Pada simulasi ini protokol routing yang digunakan adalah AODV. Protokol routing AODV dipilih karena sifatnya yang memungkinkan node untuk mendapatkan rute secara cepat untuk node tujuan yang baru serta node tidak perlu memelihara rute menuju tujuan pada saat tidak ada komunikasi yang aktif.

Protokol MAC layer yang digunakan adalah IEEE 802.11b dengan besar bandwidth 11 Mbps. Ukuran paket pada simulasi ini adalah 1024 bytes dan protokol yang digunakan untuk pertukaran data adalah protokol UDP (User Datagram Protocol), protokol ini dipilih karena tidak memerlukan komunikasi awal untuk menciptakan saluran khusus untuk jalur data. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan jumlah traffic flow dan pack et generation interval pada tiap topologi.

Penyusunan Skenario

Tabel 1 Variasi parameter jaringan

Topologi Jumlah Flow saat PGI (detik)=

0.1 0.01 0.001

Mesh 5 5 5

10 10 10

15 15 15

20 20 20

Ring 5 5 5

10 10 10

15 15 15

20 20 20

Tree 5 5 5

10 10 10

15 15 15

20 20 20

Line 5 5 5

10 10 10

15 15 15

20 20 20

Skenario yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

Topologi. Terdapat empat topologi yang digunakan pada simulasi, yaitu: mesh, ring, tree, dan line. Pada simulasi, topologi tree yang digunakan adalah topologi tree yang unbalance. Penempatan node untuk tiap topologi pada simulasi bisa dilihat pada Gambar 12, 13, 14 , dan 15.

Gambar 12 Penempatan node pada topologi ring.

Gambar 13 Penempatan node pada topologi tree.

Gambar 14 Penempatan node pada topologi line.

Gambar 15 Penempatan node pada topologi mesh.

Node. Digunakan 25 node yang bersifat statik.

(14)

6 melalui fungsi cbrgen pada NS-2 sebanyak

10 buah skenario untuk setiap nilai traffic flow yang berbeda.

Pack et generation interval (PGI): 0.1, 0.01, 0.001 detik.

Variasi parameter jaringan yang digunakan bisa dilihat pada Tabel 1.

Jumlah paket: jumlah paket maksimum yang dikirimkan pada tiap traffic flow adalah 10000 paket.

Proses Simulasi

Simulasi dilakukan pada komputer dengan spesifikasi sebagai berikut:

Prosesor : Intel Core 2 Duo T550 Memori : 512 MB

Sistem operasi : Ubuntu 10.10

Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian antara lain:

Network Simulator 2 (NS-2) versi 2.35. Aplikasi ini merupakan aplikasi utama yang digunakan untuk menjalankan proses simulasi.

Perl. Aplikasi ini digunakan untuk mengolah file *.tr yang merupakan data output dari simulasi dengan menggunakan NS-2.

Microsoft Excel 2007. Aplikasi ini digunakan untuk membuat grafik dari data hasil simulasi.

Gambar 16 Langkah-langkah simulasi. Dalam simulasi langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagi berikut:

Membuat script *.tcl sesuai dengan skenario yang telah ditentukan sebelumnya. Berikut ini struktur dasar dari script *.tcl menurut Altman et al. (2004) :

a) Inisialisasi: Simulasi ns diawali dengan perintah

Set ns [new simulator]

Yang mendeklarasikan variabel ns sebagai suatu instance dari kelas simulator. Kemudian file yang akan digunakan untuk menyimpan hasil simulasi dan visualisasi dideklarasikan dengan perintah

Set trace[open out.tr w]

$ns trace-all $trace

Set nam[open out.nam w] $ns namtrace-all $nam

Penentuan nilai parameter dan tipe jaringan yang digunakan dilakukan dengan perintah

Set val(nama variabel) (nilai)

Berikut ini variabel-variabel dari parameter yang digunakan dalam simulasi ini:

ochan: Tipe dari channel. oprop: Model propagasi radio. onetif: tipe interface jaringan.

omac: tipe MAC, parameter mac memiliki beberapa subparameter antara lain:

- SlotTime_: Waktu minimum antara pengiriman 2 paket.

- SIFS_: Small Inter Frame Space, waktu yang dibutuhkan receiver untuk kembali siap menerima paket setelah menerima paket sebelumnya.

- PreambleLength_: panjang dari preamble yaitu bagian awal dari PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) PDU (Pack et Data Unit) yang digunakan untuk memberi tahu receiver bahwa paket akan dikirim.

- PLCPHeaderLength_: panjang header dari PLCP.

- PLCPDataRate_: kecepatan data PLCP yang dikirim melalui channel.

- DataRate_: kecepatan maksimum pengiriman data dalam suatu channel.

Didapatkan nilai QoS

(15)

7 - BasicRate_: kecepatan dasar

pengiriman data dalam suatu channel.

oifq: tipe _queuedari _interface. oll: tipe link layer.

oant: model antena.

oifqlen: maksimum paket di dalam ifq. Contoh dari tahap inisialisasi bisa dilihat pada Lampiran 1.

b) Definisi dari node-node jaringan, link , queue, dan topologi: membuat node-node yang masing-masing ditunjukkan oleh suatu variabel node_($i).

set node_($i) [$ns node]

Setelah itu didefinisikan posisi dari tiap-tiap node dengan perintah

$node_(1) set X_ 50 $node_(1) set Y_ 100

Parameter dari node yang digunakan ditetapkan dengan perintah

$ns_ node-config –(nama

parameter) $val(nama parameter) \

Contoh lebih lengkap dari tahap ini bisa dilihat pada Lampiran 2 dan 3.

c) Agen dan aplikasi: agen(protokol) seperti TCP dan UDP digunakan sebagai bagian yang membentuk traffic flow dari suatu jaringan. Disini diberikan contoh suatu traffic flow CBR. Pertama ditentukan suatu agen UDP yang kemudian di-attach pada node asal

set udp_(0) [new Agent/UDP] $ns_ attach-agent $node_(1) $udp_(0)

Dan agen sink yang di-attach pada node tujuan

set null_(0) [new Agent/Null] $ns_ attach-agent $node_(2) $null_(0)

Kemudian dibuat agen CBR yang akan di-attach pada agen UDP beserta parameter-parameter dari traffic flow seperti ukuran paket, PGI, jumlah maksimal paket yang dikirim, dan kondisi pengiriman paket

set cbr_(0) [new

Application/Traffic/CBR] $cbr_(0) set packetSize_ 1024 $cbr_(0) set interval_ 0.001 $cbr_(0) set random_ 1 $cbr_(0) set maxpkts_ 10000

$cbr_(0) attach-agent $udp_(0)

Setelah itu agen UDP di node asal dihubungkan dengan agen null di node tujuan

$ns_ connect $udp_(0) $null_(0)

Contoh dari tahap ini bisa dilihat pada Lampiran 4.

d) Penjadwalan event: menentukan kapan suatu event pada simulasi akan dijalankan dengan perintah

$ns at (waktu event) “(event)”

Contoh dari penggunaan tahap ini bisa dilihat pada Lampiran 4 dan 5.

e) Penghentian simulasi: membuang semua trace dari file-file yang bersangkutan, menutup semua file trace, menghentikan simulasi dan mengembalikan angka 0 sebagai status dari sistem. Fungsi dasar dari tahap ini fungsi penjadwalan. Contoh dari tahap ini bisa dilihat pada Lampiran 5. Script *.tclini kemudian dijalankan dengan menggunakan NS-2 sehingga dihasilkan dua buah file, yaitu file *.tr yang berisi hasil trace data dan file *.nam yang digunakan untuk menampilkan animasi dari simulasi.. Proses parsing kemudian dilakukan terhadap file *.tr dengan menggunakan PERL sehingga didapatkan nilai throughput, delay, jitter, dan pack et received rate. Berikut ini kerangka dasar dari script perl yang digunakan:

a) Inisialisasi awal: Pertama dilakukan pengecekan file input dengan perintah open((variabel dari file input),

$ARGV[0]) or die "Cannot open the trace file";

Kemudian dilakukan deklarasi variabel-variabel yang digunakan dengan perintah

my $(nama variabel) = (nilai variabel);

(16)

8

while(<(variabel dari file

input)>){

kemudian baris tersebut dipisah-pisahkan dengan spasi sebagai pemisahnya melalaui fungsi

my @line = split;

c) Penghitungan nilai dari parameter QoS. Berikut ini salah satu contoh perhitungan yang digunakan

$tp+=$line[7];

d) Menampilkan output dari hasil perhitungan dengan perintah

printf("%f”, $(nama variabel)); Setelah itu data hasil parsing kemudian diplotkan ke dalam grafik dengan menggunakan microsoft excel 2007. Analisis Hasil

Analisis dilakukan pada data hasil pengolahan trace file dengan menggunakan PERL. Data lengkap dari masing-masing parameter dapat dilihat pada Lampiran 6, 7, dan 8. Parameter yang digunakan dalam analisis adalah:

Throughput

Delay paket rata-rata Jitter rata-rata Pack et delivery ratio.

HASIL DAN PEMBAHASAN Data hasil analisis kemudian dibandingkan untuk mendapatkan pola yang terbentuk dari masing-masing topologi pada parameter-parameter yang berbeda. Data kemudian dibagi berdasarkan parameter analisis yang digunakan. Kemudian pada tiap parameter data, tiap topologi yang memiliki nilai pack et generation interval dan jumlah traffic flow yang berbeda dibandingkan untuk melihat kinerja jaringan ad hoc pada masing-masing topologi.

Throughput

Nilai throughput yang digunakan merupakan rata-rata dari 10 kali pengambilan data. Grafik throughput pada seluruh topologi cenderung terus menurun. Pada saat jumlah dari traffic

flow ditambah dan nilai dari pack et generation interval tetap, nilai dari throughput pada tiap jaringan cenderung terus bertambah dengan pengecualian pada saat pack et generation interval bernilai 0.01 detik dan jumlah traffic flow bertambah dari 15 traffic flow menjadi 20 traffic flow nilai dari throughput pada topologi mesh dan tree justru semakin berkurang.

Pada saat pack et generation interval bernilai 0.1 dan 0.01 detik nilai throughput dari topologi mesh bernilai paling tinggi saat jumlah traffic flow berada antar 5-15 traffic flow. Ketika traffic flow berjumlah 20 buah nilai throughput tertinggi justru dimiliki oleh topologi ring dikarenakan mulai menurunnya nilai throughput pada topologi mesh. Pada saat pack et generation interval-nya bernilai 0.001 detik terlihat bahwa nilai throughput dari topologi mesh selalu bernilai paling besar dibandingkan topologi ring, tree, dan line dengan perbedaan yang cukup signifikan.

Gambar 17 Grafik throughput dengan pack et generation interval 0.1 detik.

Gambar 18 Grafik throughput dengan pack et generation interval 0.01 detik. Salah satu penyebab turunnya nilai throughput dari jaringan saat beban pada jaringan tersebut bertambah adalah timbulnya

(17)

9 gangguan inter-flow dan intra-flow pada

jaringan yang efeknya semakin terasa ketika beban pada jaringan bertambah besar. Selain itu penurunan nilai throughput pada topologi mesh dan tree terjadi lebih cepat dibandingkan pada topologi ring dan line karena penempatan node pada topologi tree dan mesh menyebabkan jumlah link yang dimiliki oleh tiap node lebih banyak daripada jumlah link pada node-node dalam topologi ring dan line sehingga lebih cepat mengalami gangguan intra-flow dan inter-flow.

Gambar 19 Grafik throughput dengan pack et generation interval 0.001 detik. Packet Delivery Ratio

Pack et delivery ratio yang digunakan merupakan rata-rata dari 10 kali pengambilan data. Grafik hasil perhitungannya dapat dilihat pada Gambar 20, 21, dan 22.

Gambar 20 Grafik pack et delivery ratio dengan pack et generation interval 0.1 detik.

Dari grafik yang ada, terlihat bahwa nilai pack et delivery ratio dari tiap topologinya cenderung terus berkurang di saat beban dari

jaringannya bertambah. Semakin kecilnya pack et delivery ratio pada jaringan dengan beban trafik yang besar disebabkan oleh kapasitas bandwidth pada jaringan yang kurang memadai serta banyaknya paket yang di-drop pada node-node perantara karena sudah melebihi batas queue paket pada node perantara tersebut.

Gambar 21 Grafik pack et delivery ratio dengan pack et generation interval 0.01 detik.

Gambar 22 Grafik pack et delivery ratio dengan pack et generation interval 0.001 detik.

Delay

Delay yang digunakan merupakan rata-rata dari 10 kali pengambilan data. Karena protokol pengiriman paketnya adalah protokol UDP maka nilai delay yang dihitung hanyalah nilai delay paket yang berhasil sampai di node tujuan. Grafik hasil perhitungannya dapat dilihat pada Gambar 23, 24, dan 25.

Untuk delay, nilainya cukup fluktuatif pada nilai pack et generation interval yang sama saat dilakukan perubahan pada jumlah traffic flow di 0 PDR saat PGI=0.001s

(18)

10 saat beban jaringan agak tinggi, dan cenderung

bertambah saat dilakukan penambahan pack et generation interval pada jumlah traffic flow yang sama. Pada saat beban pada jaringan tidak terlalu tinggi seperti dapat dilihat pada Gambar 22 dan 23, nilai dari delay pada masing-masing topologi cenderung fluktuatif dimana topologi yang memiliki nilai delay tertinggi dan terendah pada pack et generation interval dan jumlah traffic flow yang sama cenderung berubah-ubah.

Gambar 23 Grafik rata-rata delay dengan

Akan tetapi pada beban jaringan yang tinggi nilai delay dari masing-masing topologi relatif lebih stabil dan topologi mesh memiliki nilai yang paling rendah jika dibandingkan dengan topologi lain. Oleh karena itu untuk parameter delay pada beban jaringan yang tinggi, topologi mesh merupakan yang paling baik dengan nilai delay yang relatif lebih kecil dibandingkan topologi lain. Hal ini disebabkan karena pada topologi mesh, nilai hop count maksimumnya

lebih kecil jika dibandingkan dengan topologi lain yang digunakan pada simulasi ini yaitu sebanyak 8 hop dibanding topologi ring sebanyak 12 hop, topologi tree sebanyak 11 hop, dan topologi line sebanyak 24 hop. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan satu paket relatif lebih cepat.

Gambar 25 Grafik rata-rata delay dengan pack et generation interval 0.001 detik.

Jitter

Jitter yang digunakan merupakan rata-rata dari 10 kali pengambilan data. Grafik hasil perhitungannya dapat dilihat pada Gambar 26, 27, dan 28.

(19)

11 digunakan untuk mengukur kestabilan delay

dari suatu jaringan. Semakin kecil nilai jitter-nya maka semakin stabil delay dari jaringan terlihat bahwa nilai jitter dari jaringan justru semakin stabil pada beban jaringan yang tinggi. Hal ini terjadi karena pada beban jaringan yang tinggi paket-paket yang sebelumnya memerlukan waktu cukup singkat untuk sampai di tujuan memerlukan waktu lebih lama untuk sampai di node tujuan karena harus menunggu di queue pada tiap node dan banyaknya gangguan yang terjadi, dan paket yang sebelumnya memiliki nilai delay tinggi memiliki kemungkinan lebih besar untuk di-drop karena ketika paket sampai di node perantara, queue dari node tersebut telah penuh. Karena dalam simulasi ini protokol pengiriman paket yang digunakan adalah UDP maka paket yang gagal terkirim tidak dikirimkan ulang sehingga nilai delay yang dihitung hanyalah nilai delay paket yang berhasil sampai di tujuan.

Hal ini menyebabkan nilai dari jitter menjadi semakin berkurang.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

Protokol routing AODV kurang cocok untuk diterapkan pada topologi line dan unbalanced tree dalam lingkungan wireless ad hoc. Hal ini bisa dilihat dari kinerja dari kedua topologi ini dimana kinerjanya selalu lebih buruk dari kinerja dari topologi mesh dan ring, dengan perbedaan yang cukup signifikan.

Pada topologi mesh, protokol routing AODV secara umum memberikan kinerja yang paling baik jika dibandingkan pada topologi lain dalam sebagian besar skenario yang diujikan dalam simulasi. Akan tetapi dalam topologi ini penurunan kinerja dari protokol ini relatif lebih cepat ketika terjadi penambahan beban yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan topologi ring. Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk jaringan wireless ad hoc, protokol routing AODV menghasilkan nilai throughput, delay, pack et delivery ratio, dan jitter yang cukup baik dan lebih stabil pada topologi mesh.

Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut dari penelitian ini bisa dilakukan dengan melakukan penambahan topologi balanced tree dalam topologi yang digunakan dan analisis kinerja dari protokol AODV pada lingkungan wireless multi-channel.

DAFTAR PUSTAKA

[IETF] The Internet Society and Internet Engineering Task Force. 1980. RFC 768. [IETF] The Internet Society and Internet

Engineering Task Force. 1988. RFC 1058. [IETF] The Internet Society and Internet

Engineering Task Force. 2004. RFC 3697. [IETF] The Internet Society and Internet

Engineering Task Force. 2003. RFC 3561. Altman Eitan & Jimenez Tania. 2003. NS

Simulator for Beginners. Sophia-Antipolis: University de Los Andes.

Broch Josh, Maltz DA, Johnson DB, Hu Yih-Chun & Jetcheva Jorjeta. 1998. A Performance Comparison of Multi-Hop Wireless Ad Hoc Network Routing Protocols. Pittsburgh: Computer Science Department, Carnegie Melon University. -1

Jitter saat PGI=0.01s

(20)

12 Citraningtyas Indyastari. 2010. Pengaruh

Multi-Streaming dan Congestion Window Pada SCTP Terhadap Kinerja Mobile Ad Hoc Network (MANET). Bogor: Departemen Ilmu Komputer, Institut Pertanian Bogor. Kim Hyo Jin, Han Seungjae, & Song Jooseok.

2006. Maximum Lifetime Paths for the High Pack et delivery ratio Using Fast Recovery in a Mobile Ad Hoc Network . Seoul: Department of Computer Science, Yonsei University.

Misra Sudip, Woungang Isaac & Misra Subhas Chandra. 2009. Guide to Wireless ad Hoc Network s. Toronto: Department of Computer Science, Ryerson University. Mitchell Bradley. 1999. Network Topologies.

http://compnetworking.about.com/od/networ kdesign/a/topologies.htm[10 Februari 2011]. Oh C. Moon, Kim H. Jong & Lee G. Yeon.

2008. A Study on the Optimal Number of Interfaces in Wireless Mesh Network . Kangwondo: Department of Computer and Communication Engineering, Kangwon National University.

Szigeti T & Hattingh C. 2004. End-to-End QoS Network Design : Quality of Service in LAN’s WAN’s, and VPNs. Indianapolis : Cisco Press.

(21)

(22)

14 Lampiran 1 Contoh bagian inisialisasi simulasi pada file *.tcl

set val(cha Channel/WirelessChannel ;#Channel Type

set val(prop) Propagation/TwoRayGround;# radio-propagation model set val(netif) Phy/WirelessPhy ;# network interface type

set val(mac) Mac/802_11 ;# MAC type

Mac/802_11 set SlotTime_ 0.000020 ;# 20μs

Mac/802_11 set SIFS_ 0.000010 ;# 10μs

Mac/802_11 set PreambleLength_ 144 ;# 144bit bit

Mac/802_11 set PLCPHeaderLength_ 48 ;# 48bit bits

Mac/802_11 set PLCPDataRate_ 1.0e6 ;# 1Mbps Mac/802_11 set dataRate_ 11.0e6 ;# 11Mbps Mac/802_11 set basicRate_ 1.0e6 ;# 1Mbps

set val(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type set val(ll) LL ;# link layer type set val(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model set val(ifqlen) 50 ;# max packet in ifq

set a 5

set val(nn) [expr $a*$a] ;# number of mobilenodes set val(rp) AODV ;# routing protocol

set val(x) 1000

set val(y) 1000

set opt(traffic) "" set opt(output) "" set opt(packet) 0.001 set opt(topology) ""

proc getopt {argc argv} { global opt

lappend optlist nn seed mc rate type traffic output

for {set i 0} {$i < $argc} {incr i} { set arg [lindex $argv $i]

if {[string range $arg 0 0] != "-"} continue

set name [string range $arg 1 end]

set opt($name) [lindex $argv [expr $i+1]] }

}

getopt $argc $argv

# Initialize Global Variables

set ns_ [new Simulator]

set tracefd [open "| grep \"AGT\" > $opt(output).tr" w]

$ns_ trace-all $tracefd exec date

set namtrace [open $opt(output).nam w]

(23)

15 Lampiran 2 Contoh bagian pendefinisian node jaringan pada file *.tcl

# set up topography object set topo [new Topography]

$topo load_flatgrid $val(x) $val(y) 10

# Create God

create-god $val(nn)

set chan_1_ [new $val(chan)]

# configure node, please note the change below. $ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) \

-llType $val(ll) \ -macType $val(mac) \ -ifqType $val(ifq) \ -ifqLen $val(ifqlen) \ -antType $val(ant) \ -propType $val(prop) \ -phyType $val(netif) \ -topoInstance $topo \ -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace ON \

-movementTrace OFF \ -channel $chan_1_

#membuat node sebanyak a x a

for {set i 0} {$i<$val(nn)} {incr i} { set node_($i) [$ns_ node] $node_($i) random-motion 0 }

for {set i 0} {$i < $val(nn)} {incr i} {

$ns_ initial_node_pos $node_($i) $val(nn) }

#

# Provide initial (X,Y, for now Z=0) co -ordinates for mobilenodes #

source topology/$opt(topology)

for {set i 0} {$i<[expr $a]} {incr i} {

for {set j 0} {$j<[expr $a]} {incr j} {

(24)

16 Lampiran 3 Contoh bagian penempatan node pada file *.tcl

$node_(1) set X_ 50 $node_(1) set Y_ 100

Lampiran 4 Contoh bagian traffic flow pada file *.tcl #

# 1 connecting to 2 at time 2.5568388786897245 #

set udp_(0) [new Agent/UDP]

$ns_ attach-agent $node_(1) $udp_(0) set null_(0) [new Agent/Null]

$ns_ attach-agent $node_(2) $null_(0) set cbr_(0) [new Application/Traffic/CBR] $cbr_(0) set packetSize_ 1024

$cbr_(0) set interval_ 0.001 $cbr_(0) set random_ 1

$cbr_(0) set maxpkts_ 10000 $cbr_(0) attach-agent $udp_(0) $ns_ connect $udp_(0) $null_(0)

$ns_ at 2.5568388786897245 "$cbr_(0) start"

Lampiran 5 Contoh bagian penghentian pada file *.tcl proc stop {} {

global ns_ tracefd $ns_ flush-trace close $tracefd exec date }

$ns_ at 601.00 "stop"

(25)

17 Lampiran 6 Data hasil simulasi s aat packet generation interval 0.1 detik

Traffic Flow Topology Packet delivery ratio Delay(s)

Throughput

(Mbps) Jitter(ms)

5 Mesh 0.9999208 0.0109507 0.34921249 4.789

Ring 0.9927308 0.026416 0.34712652 6.8983

Tree 0.9253265 0.0860623 0.32395163 7.02

Line 0.8274191 0.2328291 0.28926375 8.4939

10 Mesh 0.9426443 0.0945095 0.6639887 3.8832

Ring 0.9368133 0.091811 0.65905098 4.6817

Tree 0.6609196 0.2126032 0.46682639 4.9433

Line 0.6421462 0.4427389 0.45375692 5.3528

15 Mesh 0.9147487 0.1561507 0.95305222 3.0261

Ring 0.7701936 0.2908419 0.80458331 3.6447

Tree 0.5935425 0.281814 0.62095002 3.6553

Line 0.5864333 0.4466967 0.61121628 3.8807

20 Mesh 0.6797297 0.4544621 0.9698379 2.6762

Ring 0.6922535 0.3056972 0.98373797 2.8292

Tree 0.4443473 0.3965464 0.63444753 3.1703

Line 0.4799105 0.5383588 0.68239926 3.1451

Lampiran 7 Data hasil simulasi saat packet generation interval 0.01 detik

Throughput

(Mbps) Jitter(ms)

5 Mesh 0.444198 0.3742903 0.33691767 2.3826

Ring 0.414089 0.3926103 0.31089988 2.6691

Tree 0.315128 0.3903168 0.2439635 2.942

Line 0.275099 0.5856731 0.20537486 3.3215

10 Mesh 0.353412 0.4254269 0.53796958 1.8327

Ring 0.353128 0.3927047 0.53634306 1.7551

Tree 0.2055115 0.4366742 0.31456194 2.4829

Line 0.2411805 0.4289577 0.35505865 2.2394

15 Mesh 0.3479367 0.3507124 0.79115829 1.1517

Ring 0.2725057 0.4052781 0.61794553 1.3213

Tree 0.2395666 0.2934086 0.53758907 1.4571

Line 0.2525609 0.322703 0.5630373 1.4232

20 Mesh 0.2329036 0.4516251 0.70998374 1.1378

Ring 0.2571533 0.3363671 0.77008764 1.0447

Tree 0.1465781 0.3546505 0.43963523 1.515

(26)

18 Lampiran 8 Data hasil simulasi saat packet generation interval 0.001 detik

Throughput

(Mbps) Jitter(ms)

5 Mesh 0.12911 0.209416 0.16505262 0.461

Ring 0.074304 0.4126987 0.09106287 1.584

Tree 0.066973 0.4227696 0.08240098 1.5372

Line 0.058279 0.4906974 0.06986398 2.9517

10 Mesh 0.115805 0.2310043 0.29524962 0.3986

Ring 0.068531 0.4154358 0.16749437 1.3618

Tree 0.0628385 0.4267983 0.15548071 1.4954

Line 0.0531275 0.5090384 0.12759612 2.549

15 Mesh 0.1189815 0.2131799 0.45581563 0.2998

Ring 0.063074 0.4813102 0.23196369 1.1884

Tree 0.0655339 0.3216862 0.24398288 1.0095

Line 0.055666 0.4399579 0.20365799 1.8129

20 Mesh 0.0976486 0.2485022 0.49488378 0.3205

Ring 0.0578256 0.4214674 0.28199915 1.0113

Tree 0.0518705 0.3993904 0.25657392 1.024

(27)

ABSTRACT

RANGGA WIBAWA. Performance analysis of ad hoc on demand distance vector routing protocol on mesh, ring, tree and line topology of wireless ad hoc network. Under the direction of SRI WAHJUNI.

Wireless ad hoc network is a network that does not have a centralized administration in which each node in addition to acting as a host also acts as a router that forwards packets from one node to another node that is not within the direct reach of each other. Ad hoc on demand distance vector (AODV) routing protocol is one of the routing protocol that used specifically in this kind of environment. This research was performed using Network Simulator (NS-2) to analyze the performance of AODV routing protocol in wireless ad hoc network when used in different topology. The wireless ad hoc networks was formed by 25 wireless static nodes without any centralized administration. The number of traffic flow used in this research were 5, 10 15, and 20 flows. The size of packet generation rates were 0.1, 0.01, and 0.001 second.

The observed parameters in this research were throughput, packet received ratio, delay and jitter. The result showed that AODV routing protocol has best performance when used in mesh topology, but in mesh topology the performance tends to decrease faster when the network traffic increased than when AODV routing protocol used in ring topology.

(28)

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ruang Lingkup

(29)

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ruang Lingkup

(30)

2 hoc yang digunakan untuk menentukan jalur

multi-hop yang melalui jaringan tersebut ke setiap node yang ada (Broch et al. 1998). Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)

AODV merupakan suatu algoritme protokol routing yang memungkinkan routing multi-hop yang dinamik dan bekerja sendiri diantara node -node yang ingin tetap mempertahankan jaringan wirelessad hoc. Protokol ini merupakan salah satu jenis dari protokol routing distance vector. Router pada protokol routing distance vector hanya menginformasikan perubahan topologi pada router-router tetangganya sehingga kompleksitas perhitungannya relatif lebih sederhana (RFC-1058 1988)

Gambar 1 Node sumber melakukan broadcast paket permintaan rute (Misra et al 2009).

Pada AODV, jaringan hanya akan melakukan aktivitas ketika koneksi dibutuhkan sehingga mengurangi jumlah pesan yang dikirimkan untuk menghemat kapasitas jaringan. Ketika suatu node membutuhkan koneksi untuk mengirimkan paket, node tersebut akan melakukan proses broadcast yang mengirimkan permintaan rute ke seluruh node tetangganya. Node tetangga tersebut kemudian melakukan proses broadcast lagi ke node tetangganya, proses ini terus berulang hingga permintaan rute tersebut diterima oleh node yang sudah memiliki rute ke node tujuan. Setelah itu setiap node yang meneruskan permintaan rute tersebut akan menciptakan suatu rute terbalik ke node awal. Setelah node awal menerima rute-rute tersebut maka node tersebut akan memilih rute yang memiliki jumlah hop paling sedikit (RFC-3561 2003).

Gambar 2 Node tujuan mengirimkan paket rute balasan melalui jalur terbalik (Misra et al 2009).

Topologi Jaringan

Topologi jaringan merupakan pola penempatan node-node pada suatu jaringan sehingga node-node tersebut saling terhubung. Menurut Groth et al. (2003) dan Mitchell (1999) terdapat beberapa topologi yang umum digunakan, antara lain:

Gambar 3 Contoh topologi line.

Line: topologi dimana setiap node-nya terhubung ke dua node lain kecuali pada node pertama dan terakhir yang hanya terhubung pada satu node sehingga topologi logikalnya membentuk suatu garis lurus.

Gambar 4 Contoh topologi bus (Groth 2003). Bus: pada topologi bus semua node terhubung pada sebuah kabel kontinu yang terputus pada masing-masing ujung kabel tersebut.

Gambar 5 Contoh topologi star (Groth 2003).

(31)

3 Gambar 6 Contoh topologi mesh (Mitchell

1999).

Mesh : topologi dimana setiap node-nya terhubung ke lebih dari satu node lainnya, hal ini menyebabkan banyaknya link-link yang redundan pada topologi mesh. Hal ini menimbulkan banyak rute-rute alternatif bila salah satu node mati atau mengalami gangguan.

Gambar 7 Contoh topologi ring (Mitchell 1999).

Ring : topologi dimana node-node-nya tersusun secara melingkar. Pengiriman paket pada topologi ini bisa dilakukan searah jarum jam dari satu node ke node tetangganya maupun secara berlawanan arah dengan jarum jam.

Gambar 8 Contoh topologi tree (Mitchell 1999).

Tree : topologi yang penyusunan node-node-nya membentuk suatu hierarchical tree.

Quality of Service (QoS)

QoS merupakan sekumpulan parameter yang menunjukkan kualitas layanan suatu jaringan dan kemampuan jaringan tersebut dalam menjalankan aplikasi-aplikasi dengan kinerja sesuai dengan yang dibutuhkan. Dengan mengukur QoS kita bisa mengetahui kondisi jaringan dan menyesuaikan jaringan dengan aplikasi yang akan digunakan.

Beberapa parameter QoS antara lain:

Throughput: Pada penelitian ini throughput merujuk pada besar total semua paket yang diterima oleh seluruh node tujuan setiap detiknya yang dituliskan dalam satuan Mbps (Moon et al 2008). Perumusan throughput bisa dituliskan sebagai:

Pack et delivery ratio (PDR) : Menunjukkan perbandingan antara jumlah paket yang berhasil sampai ke node tujuan dengan jumlah paket yang dikirimkan (Kim et al 2006). Perumusan pack et delivery ratio bisa ditulis sebagai berikut:

Delay : Selang waktu antara mulai dikirimkannya paket sampai paket diterima di node tujuan (Szigetti & Hattings 2004). Pada penelitian ini delay yang dihitung adalah rata-rata delay dari seluruh paket yang berhasil dikirimkan. Perumusan delay dapat ditulis sebagai berikut:

Jitter : merupakan nilai rataan dari variasi delay yang terjadi dalam jaringan (RFC-3393 2002). Perumusan jitter dapat ditulis sebagai berikut:

. Pack et generation interval (PGI): merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan satu paket pada node asal (Altman et al. 2003).

(32)

4 unicast, multicast, atau anycast yang oleh

sumber diberi label sebagai traffic flow (RFC-3697 2004).

Hop Count: banyaknya node yang harus dilewati oleh suatu paket dari node asal ke node tujuan (Altman et al. 2003).

Network Simulator (NS2)

NS2 merupakan suatu simulator jaringan yang mendukung banyak aplikasi, protokol, unsur-unsur jaringan, dan model-model trafik. NS2 memiliki dasar dari dua bahasa pemrogaman yaitu C++ yang digunakan untuk menuliskan simulator berorientasi objeknya dan interpreter OTcl ( yang merupakan suatu ekstensi berorientasi objek Tcl) yang digunakan untuk menjalankan script perintah dari pengguna (Altman et al. 2003).

Gangguan Inter-flow dan Intra-flow

Gambar 9 Contoh gangguan inter-flow (Yang et al.2005).

Berbeda dengan jalur kabel yang memiliki dedicated bandwidth, bandwidth pada jalur wireless dibagi diantara node-node yang bersebelahan. Traffic flow yang melalui jalur wireless tidak hanya menghabiskan bandwidth dari node-node pada jalur yang dilaluinya, tetapi juga bersaing memperebutkan bandwidth dengan node-node yang berada pada daerah yang berdekatan. Gangguan yang disebabkan oleh hal ini disebut gangguan inter-flow yang bisa menyebabkan bandwidth starvation pada beberapa node karena node–node tersebut sering mengalami channel yang sibuk.

Gambar 10 Contoh gangguan intra-flow (Yang et al.2005).

Selain gangguan inter-flow, ada juga gangguan intra-flow dimana node pada jalur

dari traffic flow yang sama bersaing satu sama lain untuk mendapatkan channel bandwidth. Hal ini meningkatkan konsumsi bandwidth dari traffic flow pada tiap node sepanjang jalur dan menyebabkan throughput dari traffic flow berkurang secara drastis dan delay pada tiap hop meningkat sejalan dengan bertambahnya hop count pada traffic flow (Yang et al.2005).

METODE PENELITIAN

Gambar 11 Metode penelitian. Studi Pustaka

Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mengumpulkan dan membaca semua literatur dan informasi yang terkait dengan penelitian. Informasi tersebut bisa didapatkan dari jurnal, buku, internet dan artikel yang yang berkaitan dengan penelitian.

Analisis Permasalahan

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap hal-hal yang berkaitan secara langsung terhadap jaringan ad hoc, dan parameter yang akan digunakan untuk menentukan kualitas kinerja jaringan ad hoc pada tiap topologi yang berbeda.

Perancangan Jaringan

Kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah perancangan jaringan dan protokol-protokol yang digunakan dalam simulasi. Simulasi hanya menggunakan topologi mesh, ring, tree dan line karena topologi star dan bus sulit untuk diterapkan pada jaringan wireless. Berdasarkan penelitian Oh et al (2008) kinerja throughput dari suatu jaringan yang jumlah flow-nya sama dengan jumlah node-nya, hasilnya tidak begitu berbeda antara jaringan