Analisis Kinerja Transmission Control Protocol Pada Jaringan Wide Area Network

ANALISIS KINERJA TRANSMISSION CONTROL

PROTOCOL PADA JARINGAN WIDE AREA NETWORK

Diajukan untuk melengkapi persyaratan

Menyelesaikan Program Strata-1 pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Medan

Oleh

HENRA PRANATA SIREGAR

NIM : 110422005

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

ABSTRAK

Perangkat teknologi komunikasi data berkembang pesat, dimana setiap teknologi tersebut dituntut untuk dapat menghasilkan kinerja yang efisien. Salah satu teknologi yang sering digunakan dalam proses pengiriman data adalah TCP/IP. Teknologi TCP/IP diterima secara umum disebabkan kelengkapan fitur dalam arsitekturnya.

Salah satu layer penting dalam teknologi TCP/IP adalah layer transport.

Layer ini bertanggung jawab dalam pertukaran data end to end, layer transport

berisi dua protocol yakni Transmission Control Protocol (TCP) dan User

Datagram Protocol (UDP). TCP menggunakan skema transmisi reliable, dimana

setiap data yang dikirim membutukan acknowlegment. Sementara UDP adalah transmisi unreliable yang tidak memerlukan pengecekan data telah sampai atau belum. Tugas Akhir ini memodelkan dan menganalisis kinerja TCP pada jarinagn Wide Area Network (WAN) dengan menggunakan software OPNET. Kinerja

protocol TCP dapat dianalisis dengan menggunakan beberapa parameter seperti

throughput, paket loss, dan delay.

Hasil simulasi menunjukan nilai throughput sebesar, yaitu 320 bps, 150 bps dan 300 bps untuk masing-masing koneksi dari Vancouver, New York dan Meksiko. Sedangkan packet loss untuk secara global sebesar 2,6 %. Sementara untuk delay yang terjadi pada saat proses pengiriman data sebesar 4,5 second.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH S.W.T, atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul :

ANALISIS KINERJA TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL PADA

JARINGAN WIDE AREA NETWORK

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa ibunda dan ayahanda, saudara-saudara penulis dan kekasih tercinta yang merupakan bagian hidup penulis yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dari sejak lahir sampai dengan sekarang.

Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Naemah Mubarakah, ST, MT selaku dosen pembimbing Tugas Akhir dari penulis.

2. Bapak Ir. Fakhruddin Rizal BB. ST, Mti selaku dosen wali akademik selama mengikuti perkulihaan.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Kawan-kawan seperjuangan di Di Teknik Telekomunikasi angkatan 2011 Panji, Yopi, Febry, Teuku, dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan namanya satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan penyempurnaan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca dan penulis sendiri.

Medan, Desember 2014

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL ... vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1 Teknologi TCP/IP ... 5

2.2 Transmission Control Protocol ... 7

2.3 Fitur TCP ... 12

BAB III PEMODELAN JARINGAN WAN DAN KONEKSI TCP

3.1 Umum ... 15

3.2 OPNET ... 15

3.2.1 Instalasi OPNET ... 16

3.2.2 Editor OPNET Modeler ... 16

3.3 Perancangan Jaringan TCP ... 18

3.3.1 Langkah – Langkah Simulasi ... 18

3.3.2 Toplogi jaringan ... 20

3.3.3 Komponen Jaringan ... 21

3.4 Parameter Kinerja Jaringan TCP ... 23

3.5 Konfigurasi Jaringan ... 25

BAB IV ANALISIS KINERJA TCP 4.1 Umum ... 27

4.2 Hasil Dan Analisis Simulasi ... 27

4.2.1 Throughput ... 27

4.2.2 Paket Loss ... 30

4.2.3 Delay ... 30

4.3 Perbandingan Nilai Throughput, Paket loss dan Delay ... 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 33

5.2 Saran ... 34

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arsitektur TCP ... 6

Gambar 2.2 TCP Segmen ... 13

Gambar 3.1 Diagram Alir Simulasi Jaringan OPNET ... 19

Gambar 3.2 Topologi Jaringan ... 20

Gambar 4.1 Throughput Pada Subnet Vancouver ... 28

Gambar 4.2 Throughput Pada Subnet NewYork ... 28

Gambar 4.3 Throughput Pada Subnet Meksiko ... 29

Gambar 4.4 Paket Loss ... 30

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Kategori Paket Loss ... 24

Tabel 3.2 Kategori Delay ... 25

Tabel 3.3 Pengaturan Aplikasi ... 26

ABSTRAK

Perangkat teknologi komunikasi data berkembang pesat, dimana setiap teknologi tersebut dituntut untuk dapat menghasilkan kinerja yang efisien. Salah satu teknologi yang sering digunakan dalam proses pengiriman data adalah TCP/IP. Teknologi TCP/IP diterima secara umum disebabkan kelengkapan fitur dalam arsitekturnya.

Salah satu layer penting dalam teknologi TCP/IP adalah layer transport.

Layer ini bertanggung jawab dalam pertukaran data end to end, layer transport

berisi dua protocol yakni Transmission Control Protocol (TCP) dan User

Datagram Protocol (UDP). TCP menggunakan skema transmisi reliable, dimana

setiap data yang dikirim membutukan acknowlegment. Sementara UDP adalah transmisi unreliable yang tidak memerlukan pengecekan data telah sampai atau belum. Tugas Akhir ini memodelkan dan menganalisis kinerja TCP pada jarinagn Wide Area Network (WAN) dengan menggunakan software OPNET. Kinerja

protocol TCP dapat dianalisis dengan menggunakan beberapa parameter seperti

throughput, paket loss, dan delay.

Hasil simulasi menunjukan nilai throughput sebesar, yaitu 320 bps, 150 bps dan 300 bps untuk masing-masing koneksi dari Vancouver, New York dan Meksiko. Sedangkan packet loss untuk secara global sebesar 2,6 %. Sementara untuk delay yang terjadi pada saat proses pengiriman data sebesar 4,5 second.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jaringan telekomunikasi pada saat ini berkembang pesat, salah satunya dalam layanan komunikasi seperti layanan data, suara dan video. Sampai saat ini banyak teknik terbaru yang bermunculan untuk mendukung komunikasi yang lebih efisien, dengan tujuan agar komunikasi berjalan dengan baik, dimana salah satunya teknik tersebut adalah Transmission Control Protocol (TCP).

TCP adalah protocol yang paling umum digunakan pada dunia internet. Hal ini disebabkan TCP memiliki koneksi yang reliable, dimana setiap data harus dipastikan sampai ketujuan sehingga proses pengiriman terjamin. Dalam proses pengiriman data tersebut banyak faktor yang mempengaruhi kinerja TCP, sehingga mengkibatkan proses pengiriman data terganggu. Beberapa faktor seperti interfrensi menyebabkan paket loss dan kondisi fisik yang berubah-ubah dapat menggangu kinerja TCP.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, dirumuskan beberapa permasalahan

sebagai berikut:

1. Bagaimana prinsip kerja TCP.

2. Parameter apa saja yang digunakan untuk mengukur kinerja TCP.

3. Bagaimana cara memodelkan dan menganalisis kinerja TCP pada

jaringan WAN.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah menganalisis kinerja

TCP pada jaringan WAN dengan parameter throughput, paket loss dan delay

1.4 Batasan Masalah

Untuk memudahkan dalam pembuatan Tugas Akhir ini, maka dibuat pembatasan masalah sebagi berikut :

1. Protocol yang ditinjau adalah TCP.

2. Parameter yang di evaluasi adalah throughput, paket loss, delay 3. Trafik yang digunakan adalah File Transfer Protocol (FTP)

1.5 Metodologi Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut:

1. Berupa studi kepustakaan dan kajian dari jurnal-jurnal, artikel dan

buku-buku teks pendukung.

2. Memodelkan jaringan WAN untuk analisis kinerja TCP .

3. Melakukan simulasi dengan menggunakan OPNET.

4. Analisis hasil kinerja TCP berdasarkan parameter yang telah

ditentukan.

1.6 Sistimatika Penulisan

Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

BAB III PEMODELAN JARINGAN WAN DAN KONEKSI TCP

Bab ini membahas tentang OPNET serta pemodelan jaringan WAN

BAB IV ANALISIS KINERJA TCP

Bab ini membahas analisis hasil simulasi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Teknologi TCP/IP

Teknologi TCP/IP adalah hasil penelitian dan pengembangan protocol yang dilaksanakan dan dibiayai oleh Defense Advanced Research Project Agency (DARPA). Paket TCP/IP terdiri dari sekumpulan protocol yang distandarisasi oleh Internet Architecture Board (IAB) [1].

Keunggulan TCP/IP adalah sebagai berikut [1] :

1. Open protocol standard, yaitu tersedia secara bebas dan dikembangkan

independen terhadap komputer hardware ataupun sistem operasi apapun. Karena didukung secara meluas, TCP/IP sangat ideal untuk menyatukan bermacam hardware dan software, walaupun tidak berkomunikasi lewat internet.

2. Independen dari physical network hardware. Ini menyebabkan TCP/IP dapat mengintegrasikan bermacam network, baik melalui ethernet, token

ring, dial-up, X.25/AX.25 dan media transmisi fisik lainnya.

3. Skema pengalamatan yang umum menyebabkan device yang menggunakan TCP/IP dapat menghubungi alamat device yang lain di seluruh network, bahkan Internet sekalipun.

  4.    High level protocol standar, yang dapat melayani user secara luas.

Arsitektur TCP/IP terdiri dari 5 lapisan / layer seperti ditunjukan pada Gambar 2.1. Lapisan terdiri dari application layer, transport layer, internet layer,

Gambar 2.1 Arsitektur TCP

Physical Layer (lapisan fisik) merupakan lapisan terbawah

yang mendefinisikan besaran fisik seperti media komunikasi, tegangan dan arus. Lapisan ini dapat bervariasi bergantung pada media komunikasi pada jaringan yang bersangkutan. TCP bersifat fleksibel sehingga dapat mengintegralkan berbagai jaringan dengan media fisik yang berbeda-beda.

Network Access Layer mempunyai fungsi yang mirip dengan data

link layer pada OSI. Lapisan ini mengatur penyaluran data frame pada media fisik

yang digunakan secara handal. Lapisan ini biasanya memberikan servis untuk deteksi dan koreksi kesalahan dari data yang ditransmisikan. Beberapa contoh

protocol yang digunakan pada lapisan ini adalah X.25 jaringan publik, Ethernet

untuk ja ringan Etehernet, AX.25 untuk jaringan Paket Radio.

Internet Layer mendefinisikan bagaimana hubungan dapat terjadi

antara dua pihak yang berada pada jaringan yang berbeda seperti network

layer pada OSI. Pada jaringan internet yang terdiri atas puluhan juta host

lapisan ini memiliki peranan penting terutama dalam mewujudkan internet

working yang meliputi wilayah luas (world wide Internet).

Transport Layer mendefinisikan cara-cara untuk melakukan pengiriman

data antara end to end host secara handal. Lapisan ini menjamin bahwa informasi yang diterima pada sisi penerima adal ah sama dengan informasi yang dikirimkan pada pengirim.

Application Layer merupakan lapisan terakhir dalam arsitektur TCP

yang berfungsi mendefinisikan aplikasi-aplikasi yang dijalankan pada jaringan. Karena itu, terdapat banyak protocol pada lapisan ini, sesuai dengan banyaknya aplikasi TCP yang dapat dijalankan. Contohnya adalah

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) untuk pengiriman e-mail, File Transfer

Protocol (FTP) untuk transfer file, Hyper Text Transfer Protocol (HTTP)

untuk aplikasi web, Network News Transfer Protocol (NNTP) untuk distribusi news group dan lain-lain.

2.2 Transmission Control Protocol

TCP merupakan layanan layer transport yang berorientasi reliable. TCP mentransmisikan data dalam bentuk segmen. Satu segment terdiri dari beberapa paket internet protocol (IP). Setiap segment memerlukan pemberitahuan jika data telah diterima oleh terminal yang dituju. Pemberitahuan ini disebut

acknowledgment (ACK), jika ACK tidak diterima maka terminal pengirim akan

TCP umumnya digunakan ketika protocol lapisan aplikasi membutuhkan layanan transfer data yang bersifat andal, yang layanan tersebut tidak dimiliki oleh

protocol lapisan aplikasi tersebut. Contoh dari protocol yang menggunakan TCP

adalah HTTP dan FTP. TCP memiliki beberap karakteristik sebagai berikut [2]: 1. Berorientasi sambungan (connection-oriented) Sebelum data dapat

ditransmisikan antara dua host, dua proses yang berjalan pada lapisan aplikasi harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu. Koneksi TCP ditutup dengan menggunakan proses terminasi koneksi TCP.

2. Full-duplex Untuk setiap host TCP, koneksi yang terjadi antara dua host

terdiri atas dua buah jalur, yakni jalur keluar dan jalur masuk. Dengan menggunakan teknologi lapisan yang lebih rendah yang mendukung

full-duplex, maka data pun dapat secara simultan diterima dan dikirim. Header

TCP berisi nomor urut (TCP sequence number) dari data yang ditransmisikan dan sebuah acknowledgment dari data yang masuk.

4. Byte stream TCP melihat data yang dikirimkan dan diterima melalui dua jalur masuk dan jalur keluar TCP sebagai sebuah byte stream yang berdekatan (kontigu). Nomor urut TCP dan nomor acknowlegment dalam setiap header TCP didefinisikan juga dalam bentuk byte. Meski demikian, TCP tidak mengetahui batasan pesan-pesan di dalam byte stream TCP tersebut. Untuk melakukannya, hal ini diserahkan kepada protocol lapisan aplikasi (dalam DARPA Reference Model), yang harus menerjemahkan

byte stream TCP ke dalam "bahasa" yang ia pahami.

5. Memiliki layanan flow control untuk mencegah data terlalu banyak dikirimkan pada satu waktu, yang akhirnya membuat "macet" jaringan internetwork IP, TCP mengimplementasikan layanan flow control yang dimiliki oleh pihak pengirim yang secara terus menerus memantau dan membatasi jumlah data yang dikirimkan pada satu waktu. Untuk mencegah pihak penerima untuk memperoleh data yang tidak dapat disangganya (buffer), TCP juga mengimplementasikan flow control dalam pihak penerima, yang mengindikasikan jumlah buffer yang masih tersedia dalam pihak penerima.

6. Melakukan segmentasi terhadap data yang datang dari lapisan aplikasi (dalam DARPA Reference Model)

TCP menyediakan layanan komunikasi pada tingkat menengah antara program aplikasi dan Internet Protocol (IP). Artinya, ketika sebuah program aplikasi keinginan untuk mengirim potongan besar data di Internet menggunakan IP, bukannya melanggar data menjadi potongan-potongan IP dan mengeluarkan serangkaian IP permintaan, perangkat lunak dapat mengeluarkan permintaan tunggal untuk TCP dan membiarkan TCP menangani rincian IP.

IP bekerja dengan bertukar potongan informasi yang disebut paket. Sebuah paket adalah urutan byte dan terdiri dari sebuah header yang diikuti oleh tubuh.

Header menjelaskan sumber, tujuan dan kontrol informasi paket. Paket berisi data

IP transmisi. Karena kemacetan jaringan, lalu lintas load balancing, atau perilaku jaringan tak terduga lainnya, paket IP bisa hilang, digandakan, atau dikirim rusak. TCP mendeteksi masalah ini, permintaan pengiriman ulang data yang hilang, menata kembali out-of-order data, dan bahkan membantu meminimalkan kepadatan jaringan untuk mengurangi terjadinya masalah lain. TCP digunakan secara luas oleh banyak aplikasi yang paling populer di Internet, termasuk

World Wide Web (WWW), E-mail, File Transfer Protocol, Secure Shell,

peer-to-peer file sharing, dan beberapa aplikasi media streaming. TCP dioptimalkan untuk

TCP adalah layanan pengiriman aliran handal yang menjamin bahwa semua byte yang diterima akan sama dengan byte yang dikirim dan dalam urutan yang benar. Sejak transfer paket lebih banyak jaringan tidak dapat diandalkan, teknik yang dikenal sebagai pengakuan positif dengan transmisi digunakan untuk menjamin kehandalan paket transfer. Teknik dasar ini membutuhkan penerima untuk merespon dengan pesan pengakuan seperti menerima data. Pengirim menyimpan catatan setiap paket yang dikirimkannya. Pengirim juga menjaga timer dari saat paket itu dikirim, dan mentransmisikan kembali paket jika timer berakhir sebelum pesan telah diakui.

Timer diperlukan dalam kasus sebuah paket akan hilang atau rusak.

Sementara IP menangani pengiriman aktual dari data, TCP melacak unit individu transmisi data, yang disebut segmen, bahwa pesan dibagi menjadi untuk routing yang efisien melalui jaringan. Sebagai contoh, ketika file HTML dikirimkan dari

server web, lapisan software TCP server yang membagi urutan oktet dari file ke

dalam segmen dan ke depan mereka secara individu ke lapisan perangkat lunak IP

(Internet Layer). Setiap segmen TCP menjadi paket IP dengan menambahkan

header yang meliputi (antara data lain) alamat IP tujuan. Ketika program klien

2.3 Fitur TCP

Koneksi end-to-end sebenarnya meluas melalui lapisan TCP untuk aplikasi yang menggunakan layanan jaringan. Aplikasi yang paling umum seperti HTTP (layanan Web) dan File Transfer Protocol (FTP) menggunakan port yang handal, sehingga klien dapat terhubung untuk mengakses layanan tertentu tanpa harus melakukan query pada port apa bahwa layanan sedang berjalan. Sebagai contoh, Web browser secara otomatis terhubung dengan port 80, FTP menggunakan port 21, dan Gopher menggunakan port 70. Sebuah sesi khas melibatkan pengiriman paket dari sumber alamat IP dan port ke alamat IP tujuan dan port. Port kombinasi dan IP address disebut socket. Anda dapat menganggap soket sebagai akhir dari sambungan. Jika sambungan seperti sirkuit atau kawat, maka soket adalah ujung kawat itu, seperti telepon ada di akhir rangkaian suara.

2.4 TCP Segmen

Segmen TCP adalah paket informasi bahwa TCP menggunakan untuk bertukar data dengan rekan-rekan (TCP berjalan pada host lain). Segmen adalah apa yang akan dikemas menjadi sebuah datagram IP dan ditransmisikan melalui jaringan. Lihat "Jaringan Arsitektur" untuk penjelasan tentang bagaimana informasi dipertukarkan antara lapisan protocol.

Gambar 2.2 TCP Segmen

 Source and Destination Ports Berisi nomor port dari soket di

sumber dan tujuan sisi sambungan.

 Sequence Number. Bidang ini berisi nomor urut untuk penerima,

yang merupakan nomor urut yang mengidentifikasi data dalam segmen dan tempatnya dalam aliran data yang telah dikirim. Penerima dapat menggunakan nomor urut untuk menyusun ulang paket yang telah tiba rusak atau untuk menentukan bahwa segmen yang hilang. Bidang ini digunakan oleh algoritma sliding window.

 Acknowledgment Number. Bidang ini digunakan oleh penerima

digunakan oleh algoritma sliding window-. Lihat "Aliran-Control Mekanisme" untuk keterangan.

 TCP header Menentukan panjang header.

 ACK (acknowledgment) Jika ACK diset ke 1, ini menunjukkan

bahwa segmen adalah bagian dari percakapan yang sedang berlangsung dan jumlah di bidang Pengakuan Nomor berlaku. Jika bendera ini diatur ke 0 dan SYN diatur ke 1, segmen adalah permintaan untuk membuat sambungan.

 Sliding Window Size Menunjukkan berapa banyak ruang tersedia

dalam buffer penerima. Bidang ini digunakan oleh penerima untuk menginformasikan pengirim yang dibutuhkan untuk mempercepat atau memperlambat transmisinya. Jika penerima ingin pengirim untuk menghentikan transmisi sama sekali, dapat kembali segmen dengan 0.

 Checksum. Menyediakan nilai pengecekan error untuk memastikan

BAB III

PEMODELAN JARINGAN WAN DAN KONEKSI TCP

3.1 Umum

Dalam mengevaluasi kinerja jaringan komunikasi ada beberapa cara, antara lain melalui model matematis, simulasi maupun implementasi nyata. Cara yang paling banyak digunakan adalah dengan simulasi karena lebih sederhana

dibanding metode lain. Salah satu tools yang paling banyak digunakan untuk

memodelkan dan mengevaluasi kinerja jaringan komunikasi adalah OPNET [4].

3.2 OPNET

Uraian berikut akan membahas sekilas tentang OPNET dan implementsi

model jaringan WAN dan koneksi TCP. OPNET menggunakan suatu metode

simulasi yang disebut Discrete Event Simulation (DES) yang memungkinkan

pemodelan dengan lebih akurat dan diterapkan secara luas pada berbagai jaringan

[4]. Pada DES, simulasi berjalan dengan eksekusi event selanjutnya yang sudah

dijadwalkan. Waktu simulasi diupdate setelah event terjadwal selanjutnya

dieksekusi.

OPNET yang digunakan dalam penulisan ini adalah OPNET Modeler versi

14.5 Adapun pemilihan OPNET, karena memiliki banyak kelebihan, di antaranya:

1. Mudah dipelajari karena menyediakan Graphical User Interface (GUI)

yang baik.

2. Dapat memodelkan keseluruhan komponen jaringan, termasuk router,

komunikasi mulai dari LAN hingga jaringan global dapat dimodelkan

menggunakan OPNET.

3. Tersedia gratis untuk kepentingan akademis.

4. Memiliki proses yang cepat dalam mensimulasikan suatu jaringan.

5. Memiliki komunitas yang besar. Lebih dari 500 perusahaan besar,

penyedia layanan, dan organisasi pemerintah di seluruh dunia

menggunakan OPNET.

3.2.1 Instalasi OPNET

Dalam penginstalan OPNET, yang terlebih dahulu diinstal adalah

Microsoft Visual C++ sebagai compiler OPNET. Setelah itu OPNET bisa diinstal

dengan persyaratan sistem minimum yang dibutuhkan yaitu sebagai berikut:

- Sistem Operasi Windows XP SP2, Vista, atau Windows 7

- Prosesor Intel Pentium III atau kompatibel 1,5 GHz atau lebih tinggi

- RAM minimal 512 MB.

- Ruang kosong hardisk 3-5 GB

- Display monitor 1024 x 768

Dan dalam melakukan penginstalasi OPNET diperlukan beberapa langkah yang

cukup panjang, dan langkah-langkah tersebut dapat dilihat pada lampiran.

3.2.2 EditorOPNET Modeler

OPNET Modeler memiliki beberapa jenis editor untuk merancang dan

mensimulasikan jaringan fleksibel. Editor-editor ini, mudah digunakan karena

dilengkapi dengan berbagai tools bantuan yang disediakan sehingga memudahkan

diantara editor-editor yang terdapat pada OPNET adalah project editor, node

editor, dan processmodel editor.

A. ProjectEditor

Project editor merupakan area utama untuk merancang jaringan. Pada

project editor tersedia menu, toolbar, serta jendela utama yang digunakan untuk

memodelkan sistem. Fungsi dari projecteditor di antaranya;

- Membuat dan menyunting model atau komponen-komponen jaringan

- Membuat model turunan dari node maupun link

- Menyesuaikan lingkungan jaringan

- Menjalankan simulasi

- Memilih dan menganalisa hasil simulasi

B. Nodeeditor

Node editor dapat digunakan untuk membuat node-node penyusun suatu

komponen jaringan, misalnya switch. Tiap komponen jaringan tersusun dari node

-node yang bisa dimodelkan pada nodeeditor ini. Tiap node yang dibuat memiliki

fungsi-fungsinya tersendiri, seperti untuk membangkitkan paket, untuk antrian,

pemrosesan paket, dan untuk menerima atau mengirimkan paket.

C. Process Model Editor

Process model editor digunakan untuk mengontrol proses dari sebuah

node yang dibuat pada node editor. Tiap proses dibuat dengan lambang berwarna

hijau atau merah yang mewakili suatu keadaan. Setiap keadaan melakukan

3.3 Perancangan Jaringan TCP Menggunakan Simulator OPNET

OPNET digunakan sebagai pembelajaran dalam sistem komunikasi karena menyediakan model standar untuk merancang sebuah jaringan sederhana sampai yang rumit, sehinga kita dapat mensimulasikan jaringan dengan mudah dan mendapatkan hasil simulasi.

3.3.1 Langkah –Langkah Simulasi

Adapun langkah-langkah simulasi jaringan TCP menggunakan OPNET adalah sebagai berikut (Gambar 3.1).

1. Memodelkan dan mensimulsikan jaringan TCP didalam OPNET adalah pembuatan Jaringan. Jaringan yang digunakan adalah jaringan WAN, disesuaikan dengan kebutuhan parameter yang akan dianalisis.

2. Melakukan konfigurasi parameter/atribut objek dari setiap objek yang telah ada di project.

3. Mengkonfigurasi jaringan adalah pemilihan parameter statistik kinerja jaringan yang akan dijalankan.

4. Simulasi, tetapi sebelum melakukan simulasi yang terlebih dahulu dilakukan adalah pengaturan pada atribut simulasi agar kita dapat melihat beberapa event yang telah dijalankan.

5. Setelah simulasi telah dijalankan, maka hasil simulasi akan muncul berubah grafik dari parameter kinerja jaringan yang telah ditentuhkan. 6. Menganalisa hasil simulasi, dari hasil analisa kita dapat melihat apakah

3.3.2 Topologi Jaringan

Topologi jaringan yang digunakan adalah toplogi star dengan dimodelkan pada beberapa wilayah amerika yang telah ditentukan diawal. Terdapat 3 subnet yang tersebar di beberapa wilayah menggunakan model clientserver yang terdiri dari 1 server, 1 router dan 5 workstation yang saling terhubung. Model jaringan keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.2

3.3.3 Komponen Jaringan

Dalam mensimulasikan jaringan TCP dibutuhkan beberapa komponen – komponen standar TCP yang tersedia di OPNET yaitu server, router, pengalamatan IP, workstation, link WAN dan Point-to-Point Protocol (PPP)

A. Server

Pengertian server adalah sebuah komputer yang mengatur lalu lintas data yang terjadi pada sebuah jaringan. Pada sebuah jaringan terdiri diri banyak beberapa komputer dan saling terhubung. Komputer server ini memberikan pelayanan bagi sejumlah komputer yang saling berhubungan, dalam melakukan akses data misalnya untuk untuk pembatasan akses, melakukan kontrol data, dan aliran data yang terjadi.

B. Router

Pengertian router adalah salah satu perangkat keras jaringan komputer yang digunakan untuk membagi protocol kepada anggota jaringan yang lainnya.

Router dengan skala besar menawarkan berbagai tingkat fungsionalitas tergantung

pada tujuan bagaimana fungsi router dibuat. Menggunakan router yang tepat sangat penting dalam jaringan komputer router, sehingga Anda harus memahami berbagai jenis router dan fungsi router yang mereka berikan. Fungsi router pada umumnya adalah sebagai penghubung antar dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Namun berbeda dengan

switch, karena switch hanya digunakan untuk menghubungkan beberapa komputer

C. Pengalamatan IP

Pengalamatan IP adalah pengidentifikasian dengan angka yang di berikan ke setiap mesin di dalam jaringan IP. Pengalamatan IP di gunakan untuk menunjukkan lokasi spesifik dari alat di dalam jaringan. Pengalamatan IP ditujukan untuk memungkinkan host di dalam sebuah jaringan bisa berkomunikasi dengan host pada jaringan yang berbeda.

D. Workstation

Workstation adalah komputer yang memanfaatkan jaringan untuk

menghubungkan komputer tersebut dengan komputer lain atau komputer tersebut dengan server. Pemanfaatan jaringan tersebut dapat berupa sharing data, sharing printer dan sebagainya. Apabila terjadi kerusakan pada komputer workstation berarti komputer yang digunakan tidak dapat masuk dalam jaringan sehingga tidak dapat berkomunikasi dengan komputer server maupun komputer lain dalam jaringan tersebut.

E. Point to Point Protocol (PPP)

Point-to-Point Protocol (PPP) adalah sebuah protocol yang mengatur

hubungan komunikasi antara dua buah host secara Point to Point, banyak digunakan pada jaringan WAN. Protocol ini merupakan standar industri yang berjalan pada lapisan data-link dan dikembangkan pada awal tahun 1990-an sebagai respons terhadap masalah-masalah yang terjadi pada protocol serial line

internet protocol (SLIP), yang hanya mendukung pengalamatan IP statis.

Dibandingkan dengan pendahulunya (SLIP), PPP jauh lebih baik, mengingat kerja

dinamis tanpa adanya intervensi dari pengguna. Selain itu, protocol ini juga mendukung banyak protocol jaringan secara simultan.

3.4 Parameter Kinerja Jaringan TCP

A. Throughput

Throughput adalah kemampuan sebenarnya suatu jaringan dalam

melakukan pengiriman data. Biasanya throughput selalu dikaitkan dengan

bandwidth. Karena throughput memang bisa disebut juga dengan bandwidth

dalam kondisi yang sebenarnya. Bandwidth lebih bersifat fix sementara

throughput sifatnya adalah dinamis tergantung trafik yang sedang terjadi.

Untuk mendapat kan nilai throughput digunakan persamaan [5] :

(3.1)

Throughput yang didapatkan kadang bisa jauh dari harapan. Penyebabnya.

diantaranya adalah perangkat jaringan, tipe data yang ditransfer, topologi jaringan, jumlah pengguna, spesifikasi komputer, interferensi (listik dan cuaca).

B. Packet loss

Paket loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IP mencapai

tujuannya. Kegagalan paket tersebut mencapai tujuan, dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinan, seperti terjadinya overload trafik pada jaringan, tabrakan

Tabel 3.1 Kategori Paket Loss (Versi Tiphon) [5]

Kategori Paket Loss Paket Loss Indeks

Sangat Bagus 0 % 4

Delay adalah waktu tunda yang disebabkan oleh proses transmisi dari satu

titik ke titik lain yang menjadi tujuannya, waktu yang dibutuhkan sebuah paket untuk mencapai tujuan, karena adanya antrian yang panjang, atau mengambil rute yang lain untuk menghindari kemacetan. Secara umum, delay yang terjadi dalam jaringan telekomunikasi disebabkan oleh delay transmisi dan delay switching.

Delay transmisi tergantung pada jarak yang harus ditempuh antara sumber dengan

Tabel 3.2 Kategori Delay ( Versi Tiphon) [5]

Untuk mengatur nilai delay digunakan persamaan [5]:   

              _(3.3)

 

3.5 Konfigurasi Jaringan

Adapun konfigurasi digunakan dalam simulasi ini adalah sebagai berikut:

1. Aplikasi yang digunakan adalah FTP 2. WAN Link yang digunakan PPP_DS1 3. Data yang dikirim sebesar 102400 byte

4. Pengaturan aplikasi ditunjukkan pada Tabel 3.3 dan atribut pengaturan aplikasi bisa dilihat pada lampiran.

Tabel 3.3 Pengaturan Aplikasi

Atribut Server Client

FTP -

Eksponential (10)

Constant (100 KB)

Alamat Transport Server_Van Auto assigned

BAB IV

ANALISIS KINERJA TCP

4.1 Umum

Bab ini akan membahas hasil simulasi dan menganalisis kinerja TCP menggunakan OPNET sesuai dengan Gambar 3.2. Parameter kinerja yang menjadi bahan analisa adalah throughput, paket loss, dan delay yang dihasilkan pada saat proses pengiriman data sampai pada ke penerima.

Pengujian parameter dilakukan dengan skenario pengiriman data dari

subnet Vancouver, subnet New York dan subnet Meksiko.

4.2 Hasil dan Analisis Simulasi

4.2.1 Throughput

A. Subnet Vancouver

Hasil nilai throughput yang terjadi pada subnet Vancouver ditunjukan

pada Gambar 4.1. Nilai throughput pada proses pengiriman data dari waktu 0 sampai 1000 second mengalami peningkatan sebesar 284603 bits. Pada waktu

Gambar 4.1 Throughput pada subnet Vancouver B. Subnet New York

Hasil nilai throughput yang terjadi pada subnet New York ditunjukan pada Gambar 4.2

Gambar 4.2 Throughput pada subnet New York

3000 second pengiriman data stabil sebesar 142276 bits dan pada waktu 3000 sampai 3564 second data kembali naik sebesar 142279 bits. Sehingga dengan menggunakan rumus Persamaan 3.1 nilai througput didapat sebesar 150 bps.

C. Subnet Meksiko

Hasil nilai throughput yang terjadi pada subnet Meksiko ditumjukan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Throughput pada subnet Meksiko

4.2.2 Paket Loss

Hasil nilai paket loss yang terjadi secara global ditunjukan pada Gambar 4.4. Dimana terlihat perbedaan jumlah paket yang dikirim dengan jumlah paket yang diterima, sehingga nilai paket loss rata-rata yang dihasilkan secara global dengan menggunakan Persamaan 3.2 sebesar 2,6 %.

Gambar 4.4 Paket Loss 4.2.3 Delay

Hasil delay yang terjadi secara global dapat ditunjukan pada Gambar 4.5.

Nilai delay yang terjadi pada waktu 72 second, delay yang terjadi sebesar 0,75 second. Pada waktu 1000 second, delay yang terjadi sebesar 5,45 second.

Pada waktu 2000 second, delay yang terjadi sebesar 5,57. Pada waktu 3000 second, delay yang terjadi sebesar 5,64 second dan pada waktu 3564 second,

delay yang terjadi 5,52 second. Sehingga dengan menggunakan rumus

Gambar 4.5 Delay

4.3. Perbandingan Nilai Throughput, Paket Loss dan Delay

Hasil rangkuman penelitian simulasi dari analisis grafik yang didapat sesuai dengan parameter yang ditentuhkan dapat dilihat pada Tabel 4.1. Hasil nilai

throughput pada pengujian dari subnet vancouver memiliki throughput 320 bps,

sedangkan dari subnet newyork nilai throughput yang dihasilkan sebesar 150 bps dan antara subnet meksiko memiliki throughput 300 bps.

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran

Bila throughput yang dihasilkan lebih besar, maka kualitas dari layanan jaringan semakin baik, tetapi jika throughput yang dihasilkan semakin kecil maka kualitas layanan jaringan pun menurun. Data throughput terenda terdapat pada pengujian dari subnet New York yaitu sebesar 150 bps dan throughput tertinggi pada subnet Vancouver yaitu sebesar 320 bps. Throughput yang didapatkan kadang bisa sangat jauh dari harapan, penyebabnya adalah topologi jaringan, banyaknya pengguna dan Interferensi.

Untuk nilai packet loss yang dihasilkan secara global yaitu sebesar 2,6 %. Maka dapat disimpulkan bahwa setiap pengujian pengiriman paket data dengan menggunakan OPNET mengalami kehilangan paket (lost) yang di sebabkan oleh padatnya trafik ataupun terjadinya congestion pada saat pengiriman data, dimana nilai packet loss tersebut termasuk kategori bagus berdasarkan Tabel 3.1.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Dari hasil simulasi dapat dilihat nilai throughput antara subnet Vancouver lebih baik sebesar 320 bps dibandingkan dengan subnet NewYork sebesar 150 bps dan subnet Meksiko sebesar 300 bps. Dimana semakin besar throughput yang dihasilkan, maka kinerja jaringan tersebut akan semakin baik.

2. Untuk hasil paket loss, secara global hasil paket yang hilang selama proses pengiriman data sebesar 2,6 %, dimana dikategorikan bagus karena semakin kecil paket yang hilang maka proses pengiriman data semakin baik.

3. Berdasarkan simulasi nilai delay secara global didapatkan sebesar

4,5 second , dimana semakin kecil delay yang terjadi, maka semakin kecil

5.2 Saran

Untuk Mengembangkan Tugas Akhir ini diharapkan :

1. Membuat jaringan yang bervariasi sehingga mendapatkan nilai perbandingan hasil kinerja jaringan yang lebih baik

2. Melakukan penambahan jumlah subnet, server dan jumlah workstation agar mendapatkan skenario yang lebih banyak, sehingga mendapatkan perbandingan jaringan yang bervariasi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Stallings, W. 2005. “Wireless Communications and Network”. Edisi Kedua. English.

2. Vinton G. Cerf, Robert E. Kahn, A Protocol for Packet Network

Intercommunication, IEEE Transactions on Communications, Vol. 22, No.

5, May 1974 pp. 637-648.

3. Comer, Douglas E. 2006. Internetworking with TCP/IP Principles,

Protocol, and Architecture 1 (5 th ed). Prentice hall.

4. Lu Zheng, Hongji Yang, 2012. Unlocking the Power of OPNET Modeler, Cambridge University Press, UK.

5. Yanto. 2011. “Analisis QOS (Quality Of Service) Pada Jaringan Internet

(Studi Kasus: Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura)”.

http://jurnal.untan.ac.id/index.php/justin/article/download/880/858.

LAMPIRAN

A. Cara InstallOPNET Modeler di Windows 7

Berikut ini akan dijelaskan file apa saja yang dibutuhkan dan juga langkah-langkah yang dilakukan untuk menginstallOPNET di windows 7.

A.1. Persiapan

Sebelum menginstall, ada beberapa hal yang perlu dipersiapkan, antara lain:

1. Visual Studio 2005, 2008, atau 2010 (di sini digunakan Visual Studio 2010)

2. File OPNET Modeler 14.5 yang terdiri dari:  modeler_145A_PL8_7808_win

 modeler_docs_02_Sep-2008_win

 models_145A_PL8_24Sep08_win

3. File lisensi (license maker):

 OPNET.Modeler.14.5.License.Maker-FFS

A.2 Langkah – Langkah Instalasi

Adapun langkah – langkah yang dilakukan untuk menginstallOPNET Modeler 14.5 di windows 7 adalah sebagai berikut:

1. Install Visual Studio terlebih dahulu dengan mengikut sertakan C++ di

dalamnya.

2. Ins tall file OPNET Modeler 14.5 dengan urutan:

modeler_145A_PL8_7808_win

 modeler_docs_02_Sep-2008_win

3. Setelah seluruh file OPNET Modeler selesai diinstall, lakukan setting variable yaitu dari Control Panel ->System ->Advanced System Setting ->Environment

Variables. Bila nama variabel sudah ada, maka tinggal ditambahkan value-nya.

Bila belum ada maka dibuat baru. Setting variabelnya sebagai berikut:

Path =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\IDE;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\BIN;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\Tools;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\Tools\bin;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\PlatformSDK\bin;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\SDK\v2.0\bin;

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\VCPackages;

INCLUDE =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio10.0\VC\ATLMFC\INCLUDE;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\PlatformSDK\include;

LIB =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\ATLMFC\LIB;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\LIB;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\PlatformSDK\lib;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\SDK\v2.0\lib;

LIBPATH =

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727;

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\ATLMFC\LIB;

DevEnvDir =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\IDE;

FrameworkDir =

C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework;

FrameworkSDKDir =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\SDK\v2.0;

FrameworkVersion =

v2.0.50727;

NetSamplePath =

VCBUILD_DEFAULT_CFG =

Debug^|Win32;

VCBUILD_DEFAULT_OPTIONS =

/useenv;

VCINSTALLDIR =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC;

VS100COMNTOOLS =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\Tools\

VSINSTALLDIR =

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0;

4. Setelah semua variable selesai disetting, langkah selanjutnya adalah menginstall lisensi OPNET dengan klik file OPNET.Modeler.14.5.License.Maker-FFS

5. Terakhir, jalankan OPNET yang sudah terinstall. Pilih menu Edit>Preferences, pilih kategori Discrete Event Simulation, ubah property Network Simulation

Repositories menjadi stdmod.

B. Langkah – Langkah Pembuatan Model Jaringan

B.1 Pembuatan Proyek Baru

1. Buka OPNET Modeler 14.5 -> Pilih New dari menu File

2. Pilih Project dan klik OK -> Beri nama proyekTugasAkhir dan nama skenario Scenario1 -> Klik OK

3. Pada bagian kotak dialog Startup Wizard: Initial Topology, pilih Create Empty Scenario -> Klik Next -> Dari daftar yang ada pilih Choose From Maps -> pilih USA Klik Next -> Dari daftar Select Technologies -> Klik Next ->Terakhir klik Finish.

B.2 Inisialisasi Jaringan

Langkah – langkah dalam membuat jaringan adalah sebagai berikut:

1. Object Pallette akan muncul pada workspace. Bila belum ada, klik tools

objectpalette dari toolbar.

Gambar B.1 Model Jaringan

B.3 Pembuatan Jaringan di Dalam Subnet

Di dalam tiap subnet dibuat jaringan clientserver. Caranya adalah seperti berikut:

1. Klik dua kali nodesubnet. Akan didapat workspace kosong yang menandakan bahwa subnet tidak berisi objek.

2. Buka objectpalette dan dipilih dari menu pull-down pada paletteobject.

Gambar B.2 Jaringan pada Subnet

B.4 Konfigurasi Aplikasi

Node aplikasi dikonfigurasi dengan cara seperti berikut:

1. Klik kanan pada nodeapplications ->Edit Attributes -> Expand atribut Application Definitions dan set rows ke 1 -> Beri nama rows: FTP

Pilih FTP -> Ekspansi hirarki Descriptions -> pilih edit ubah nilai Inter

reguest time dan file size.

B.5 Konfigurasi Profile

Node profile dikonfigurasi dengan cara sebagai berikut:

1. Klik kanan pada node profile -> Edit Attributes -> Expand atribut Profile Configuration dan set Number of Rows ke 1

a. Atur atribut dari baris ke 0. Isi Profile Name dengan FTP_P dan pengaturannya seperti pada gambar berikut:

Gambar B.4 Atribut Profile B.6 Konfigurasi Client

Langkah yang paling penting adalah konfigurasi semua workstation pada jaringan. Caranya adalah sebagai berikut:

1. Set atribut berikut untuk Workstation 1 sampai 15 pada tiap subnet:

a. Ekspansi hirarki Application:Supported Profiles -> Set Profile Name ke FTP_P

Gambar B.5 Tabel Application: Destination Preferences

c. Klik pada kolom pilihan Actual Name. Ganti kotak Rows dengan 1. Klik pada kolom Name. Akan muncul daftar nama-nama node. Pada masing – masing baris pilih nama server. Pada kolom Selection Weight isi biarkan nilainya tetap 10 (nilai default).

Gambar B.6 Tabel Destination Server B.7 Konfigurasi Server:

1. Klik kanan nodeServer -> Pilih Edit Attributes

2. Ubah Atribut Server Address menjadi sama dengan nama server. Misalnya atribut Server Address dari server pada subnet vancouver akan diubah menjadi

Gambar B.7 Atribut Server

3. Pilih edit atribut Application: Supported Services. Ubah rows menjadi 1. Kemudian buat masing-masing seperti gambar berikut:

Gambar B.8 Tabel Application: Supported Services B.8 Pemilihan Statistik Simulasi

Cara memilih statistik simulasi adalah sebagai berikut:

Gambar B.9 Pop-up Statistik Simulasi

2. Pada jendela yang muncul pilih statistik yang diinginkan. Selanjutnya klik OK.

        

Gambar B.10 Pemilihan Statistik Simulasi C. Menjalankan dan Menampilkan Hasil Simulasi

Setelah jaringan selesai dimodelkan, maka jaringan akan disimulasikan. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Pilih Menu DES ->Configure/Run Discrete Event Simulation atau bisa juga dengan klik ikon di toolbar.

Gambar C.1 Jendela Run Simulasi

3. Klik Run. Selanjutnya akan muncul tampilan jendela simulation progress yang menampilkan waktu simulasi tersisa dan juga grafik kecepatan simulasi.