Analisis QOS Pada Layanan Jaringan dalam
MobileAd-Hoc NetworkS.N.M.P. Simamora
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung E-Mail: snmpsimamora@students.itb.ac.id
Abstrak
Mobile Ad-hoc Network (MANET) merupakan golongan wireless-network (W-LAN)
yang mengalih-fungsikan setiap node-node dalam jaringan komputer menjadi
backwarding/fowarding-devices. Keadaan ini menyebabkan tereduksinya penggunaan
backwarding/fowarding-devices sehingga meningkatkan efisiensi penggunaan kanal,
jumlah perangkat dalam jaringan, dan efektivitas proses komunikasi-data yang dibangun. Layanan-jaringan merupakan value yang digunakan dalam membangun komunikasi-data dalam MANET, sehingga untuk mengukur end-user satisfaction adalah dengan metode pengukuran nilai QoS pada layanan-jaringan yang digunakan tersebut. Pada penelitian ini telah dilakukan sejumlah tahapan pengujian terhadap layanan-jaringan pada berbagai skenario topologi MANET, seperti: VoIP, data-streaming, perpindahan terminal-client, dan topologi-jaringan. Metode yang
digunakan adalah kuantitatif dengan parameter pengukuran seperti: end-to-end delay,
throughput, packet-data-delivery-ratio; sedangkan tools yang digunakan adalah
Wireshark. Hasilnya menunjukkan nilai QoS bergantung pada posisi-node dalam jaringan, perpindahan dan pergerakan node saat membangun komunikasi-data, serta lebar kanal-komunikasi yang dibangun dengan memperhitungkan jumlah kanal-data yang tersedia. MANET sangat bergantung pada WiFi-card yang digunakan sehingga diasumsikan setiap komputer yang berperan sebagai node-client telah memenuhi spesifikasi standar IEEE 802.11x sebagai teknologi WiFi yang digunakan dalam W-LAN yang dibangun.
Kata kunci: MANET, QoS, layanan-jaringan, backwarding/fowarding-devices,
efisiensi, efektivitas
1.
PENDAHULUAN
Umumnya jaringan komputer berdasar pendekatan media-transmisi yang digunakan
terbagi atas cable dan wireless[1][2][3].
Jaringan komputer yang menggunakan cable
sebagai media-transmisinya umumnya
disebut dengan LAN, Local Area Network;
sedangkan yang menggunakan wireless
disebut W-LAN, wireless LAN.
Dibandingkan dengan LAN, W-LAN
memiliki kelebihan dalam hal efisiensi penggunaan infrastruktur khususnya
media-transmisi, backwarding/fowarding-devices
dan jumlah connector sebagai antar-muka
port antar terminal-jaringan [2][4][5].
Backwarding/fowarding-devices
merupakan perangkat jaringan yang
digunakan untuk membagi sambungan
komunikasi pada dua atau lebih
terminal-client atau antar terminal-switch jaringan
seperti: hub, switch, access-point, router dan
gateway [6][7][8].
Berdasar [9][10], Mobile Ad-hoc
Network (MANET) merupakan bagian dari
W-LAN, namun berbeda pada W-LAN pada
umumnya, pada MANET setiap node-client
berperan sebagai
backwarding/fowarding-devices[10][11][12]. Beberapa
layanan-jaringan yang dapat dijalankan pada MANET
seperti: VoIP, audio-streaming,
video-streaming, live radio-streaming, IPv6, dan
DHCP (Dynamic Host Control Protocol).
MANET juga berperan sebagai penyedia infrastruktur pada daerah/kawasan tertinggal
atau belum tersedianya infrastruktur
teknologi; bahkan di saat terjadinya bencana sehingga dibutuhkannya sebuah teknologi
ICT (Information Communication and
Technology) untuk menyediakan layanan
Berbeda pada komunikasi-suara pada
jaringan telekomunikasi (teknologi
broadcasting) dimana kanal-suara tidak
seefisien dapat dibagi seperti pada kanal-data, pada komunikasi-data setiap kanal-data
dapat didistribusikan pada setiap
n-client[15][16]. Distribusi layanan-jaringan
semakin bebas-hambatan apabila lebar kanal-data proporsional mengakomodir jumlah
packet-data yang menduduki kanal
jaringan[1]. Setiap kanal-data berisikan
layanan-jaringan yang di-streaming untuk
dieksekusi di sisi node-client tujuan.
Umumnya untuk mengukur tingkat kualitas layanan-jaringan yang dijalankan digunakan
parameter kualitas dengan metode
pengukuran yang disebut quality-of-service
(QoS)[17][18].
Persoalan yang dikaji pada penelitian ini yaitu mengukur level kualitas untuk
layanan-jaringan yang dapat dijalankan pada
MANET, dengan tujuan untuk melihat
kapabilitas MANET dan sifat robustness-nya
saat diimplementasikan pada kondisi darurat
sekalipun, seperti disaster atau earthquake.
Khususnya saat dilakukan implementasi pada
kondisi outdoor, dimana kondisi outdoor
lebih rentan terjadi gangguan dibandingkan
indoor [6][7][19]. Pada penelitian ini telah
dilakukan serangkaian pengujian pada level
QoS untuk parameter: end-to-end delay (x),
throughput (), dan packet-data delivery
ratio (); dan hal ini terlihat pada Pers.(1),
dan (2). Disimpulkan bahwa berbanding
terbalik dengan x, dan kualitas
layanan-jaringan semakin bagus apabila x semakin
kecil; dan semakin besar[15][20][21].
Bagaimana mekanisme dan tahapan
distributed-service dalam TCP/IP layers
stack ditunjukkan pada Gambar 1. Dan
seperti ditunjukkan pada Gambar 2, teknik
mobilitas node dalam MANET
diklasifikasikan menjadi beberapa jenis.
Dalam penelitian ini, teknik mobilitas node
yang digunakan adalah cenderung pada
entity-model.
x
delivery ter
data packet
_ (1)
dikirimkan delivery ter
data packet
data packet
(2)
Gambar 1. Posisi Distributed service layer
pada komunikasi-data[18]
Gambar 2. Klasifikasi metode mobilitas
node dalam MANET[12]
2.
METODE DAN PERANCANGAN
Pengujian yang dilakukan pada
penelitian ini menggunakan metode
kuantitatif berdasar parameter QoS seperti ditunjukkan pada Pers.1 dan 2; yang merujuk
pada parameter: end-to-end delay,
throughput, dan packet-data delivery ratio.
End-to-end delay (x) dapat dijelaskan
sebagai parameter yang mengukur
waktu-pengiriman sebuah packet-data setelah
melewati berbagai gangguan yang diukur di
sisi penerima untuk model point-to-point;
throughput () merupakan rata-rata jumlah
packet-data yang dapat ditransfer dari sisi
pengirim ke sisi penerima dalam periode satu
detik; dan packet-data delivery ratio adalah
persentase jumlah packet-data terkirim yang
berhasil diterima di sisi penerima,
[9][20][21].
Dalam mendukung metode pengujian
dan pengukuran digunakan tools
Wireshark[1][4][9]. Adapun kelebihannya
packet-data antara dua node dalam jaringan yang sedang membangun komunikasi-data.
Berdasar Gambar 3 pengembangan
model 1-ring, maka untuk model 2-ring ada
dua node yang berperan sebagai
backwarding/fowarding-devices. Dengan
demikian menggunakan model 2-ring akan
mereduksi jumlah perangkat dan jumlah tingkatan proses jalur komunikasi data antara pengirim dan penerima [16][22][23].
Ada tiga skenario yang diuji dengan masing-masing variasi topologi jaringan
dengan menggunakan beberapa services
(layanan-jaringan yang dijalankan).
Skenario-1: diterapkannya dalam
indoor-building dengan IPv6 pada masing-masing
client, lalu service diambil dari koneksi
internet melalui modem-wireless.
Pengalamatan IPv6 hanya diterapkan pada
lokasi jaringan private, dan protokol routing
yang digunakan adalah Optimized Links State
Routing (OLSR). Layanan-jaringan yang
digunakan pada skenario ini adalah
audio-streaming.
Pada skenario-2 dikondisikan tiga
backwarding/ fowarding-devices yakni satu
backwarding/ fowarding-devices sebagai
pembagi sambungan ke jaringan private dan
dua backwarding/fowarding-devices
berperan untuk menyalurkan kanal jaringan
koneksi internet ke masing-masing cluster.
Pengalamatan yang digunakan adalah IPv4
pada setiap node-node client dalam jaringan
MANET dengan menggunakan protokol
routing OLSR. Layanan-jaringan yang
dijalankan adalah video-streaming yang
diakses dari jaringan internet.
Lalu untuk skenario-3 dibangun lima
node-client yang diposisikan menggunakan
topologi star. Empat client diposisikan secara
proporsional sehingga dikondisikan protokol
routing, Ad-hoc On Demand Distance Vector
(AODV), hanya listening dengan arah
topologi star pada keempat client.
Gambar 3. Mobile Ad-hoc Network
1-ring[16][22]
Tools Wireshark dijalankan pada
masing-masing node-client yang berperan
dan diposisikan sebagai penerima. Pada skenario-1, parameter QoS yang diamati
adalah ; skenario-2 dan 3 parameter yang
diamati adalah: x. Semua skenario diamati
parameter .
Protokol OLSR dan AODV merupakan
masing-masing protokol yang umum
digunakan pada MANET merepresentasikan
jenis protokol proactive dan
reactive[19][21][23].
Gambar 4. Arsitektur jaringan pada
skenario-1
Berdasar [1][3][17] bahwa di sisi
end-user semakin kecil apabila besar bandwidth
yang dialokasikan kepada masing-masing
node-client kecil. Berdasar [4][9][10],
layanan-jaringan dapat berjalan secara
proporsional, kriteria modem telah
mengadopsi teknologi 3G. Demikian juga lebar kanal-data yang distreaming harus cukup proporsional menyesuaikan dengan
tipe-data pada layangan-jaringan yang
digunakan. Spesifikasi teknis pada modem untuk skenario-1 dan 2 adalah berlaku secara
general dan diasumsikan tidak berpengaruh
signifikan terhadap pembangunan jaringan MANET.
Gambar 5. Arsitektur jaringan pada
Gambar 6. Arsitektur jaringan pada
skenario-3
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada skenario-1, posisi workstation-1
dan workstation-2 dilakukan secara
proporsional agar OLSR pada
masing-masing workstation hanya terbatas listening
pada dirinya-sendiri dan
backwarding/fowarding-devices.
Hal ini dilakukan agar routing hanya
berjalan pada tiap-tiap node yang telah
teridentifikasi sebagai node-node yang akan
dilewati dari titik-asal menuju
titik-tujuan[7][11][20]. Metode ini juga dilakukan pada skenario-2 dan 3.
Untuk skenario-1, ditunjukkan bahwa
rata-rata streaming untuk tipe-data audio
yang melalui kanal-data pada kapasitas
722.92 bit dalam interval waktu satu detik.
Demikian juga berdasar hasil pengukuran untuk ketiga skenario tidak ditemukan
sama-sekali packet-data yang tidak terkirim, yakni
=0.
Tabel 1. Hasil pengujian pada skenario-1
I (KBps)
1 92.40 0
2 91.04 0
3 90.04 0
4 89.24 0
5 89.14 0
6 90.33 0
Tabel 2. Hasil pengujian pada skenario-2
I x (s)
1 106.02 0
2 105.12 0
3 106.01 0
4 105.77 0
5 106.02 0
6 105.97 0
Tabel 3. Hasil pengujian pada skenario-3
I x (s)
1 1.89 0
2 1.76 0
3 1.82 0
4 1.79 0
5 1.82 0
6 1.81 0
Tabel 4. Nilai rate terhadap dB pada Physical-layer untuk teknik modulasi[21]
Modulation rate (Mbps) i(dB)
BPSK 1 < 9.6
QPSK 2 < 17.1
QAM16 4 < 23.3
QAM64 6 < 29.4
QAM256 8 29.4
Pengujian yang dilakukan untuk ketiga skenario menggunakan metode komutatif,
yakni jika node-A dan node-B adalah dua
node yang akan diukur parameter QoS-nya,
misalkan , maka nilai didapatkan dari
Pers.(4) berikut. Berdasar [6][7][9] untuk dua
node tersebut bahwa AB relatif sama
dengan BA. Hal ini berlaku juga untuk x.
2 ) (ABBA
(4)
Untuk skenario-2, ditunjukkan pada
Tabel 2, nilai x didapatkan rata-rata 1.76
menit. Hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh
tipe-data yang dijalankan yakni video.
Kapasitas kanal-data lebih terbebani dengan
tipe-data video dibandingkan audio atau
image [1][2][10]. Terjadi dua pembagi
sambungan saat streaming data disalurkan ke
masing-masing node-client (Gambar 5).
Delay semakin besar apabila jumlah titik
pembagi semakin meningkat [1][3][20].
Pada skenario-3, nilai rata-rata x yang
didapatkan sebesar 1.82 detik dengan topologi dan arsitektur jaringan yang dibangun lebih sederhana dan bersifat lokal
(intranet).
Peranan protokol routing sangat penting
untuk mempertahankan konektivitas
sambungan komunikasi-data antar node-node
yang saling bertetangga. Hasil yang
didapatkan menunjukkan bahwa kualitas layanan-jaringan yang telah diuji telah dapat diterima, secara pendekatan kuantitatif,
apabila nilai mendekati 0. Oleh sebab itu
jika diasumsikan layanan-jaringan
dan terjadi (Gambar 7). Demikian dapat
juga disimpulkan agar semakin mendekati
nilai 5, „sangat-bagus‟ [4][8] maka harus memenuhi Pers.(5).
Gambar 7. Terpenuhinya kriteria kualitas
suatu layanan-jaringan; PDR= ; MOS=
58 ;00.5 (5)
Skalabilitas bisa diaplikasikan pada
teknik Mean Opinion Score (MOS)[4][8]:
5 sangat-bagus
4 bagus
3 baik
2 cukup-baik
1 buruk
4.
KESIMPULAN
Sebuah komunikasi-data tidak dapat
dibangun apabila status connected antar
node-node yang saling bertetangga tidak
dapat dipertahankan. Hal ini bergantung
pada protokol routing yang digunakan.
Kecenderungan rate terhadap periode
waktu selalu tetap yang menyesuaikan dengan kapasitas kanal-data yang tersedia.
Lebih signifikan menilai kualitas QoS
suatu layanan-jaringan dengan parameter
dibandingkan atau x. Karena
berhubungan langsung dengan penilaian
key-satisfaction end-user (KSU, ); sedangkan
atau x terpengaruh dengan bandwidth
jaringan yang tersedia.
Dibandingkan jaringan wireless
(W-LAN), jaringan cable (LAN) lebih reliable
karena menggunakan media-transmisi yang
dapat mereduksi noise. Reliabilitas dalam
mempertahankan konektivitas sambungan
antar node-client pada W-LAN lebih baik
dibandingkan MANET. Konektivitas ini
dapat direpresentasikan dari teknologi
W-LAN yang digunakan, yakni WiFi-card
dengan standar IEEE 802.11x.
Untuk jaringan publik, yakni dengan
koneksi internet, dalam hal layanan-jaringan
dowloading x lebih lama dibandingkan
jaringan intranet (private).
5.
DAFTAR PUSTAKA
[1] S.N.M.P.Simamora, A. S. Fauzi.
“Analisis Pengaruh Manajemen Kanal
Data Terhadap Performansi Layanan
Jaringan”, Jurnal TEKNO Insentif,
Kopertis Wilayah IV Jawa Barat, Volume 7 No. 2, Oktober 2013. hal: 15-20.
[2] Y. Bandung, S.N.M.P. Simamora.
“Tinjauan Analisis Performansi Trafik Kanal pada Layanan VoIP”. CSRID
Journal, STMIK POTENSI UTAMA, Medan. Vol.5 No.1 Februari 2013. hal.53-62.
[3] H. Kapri. “Network Traffic Data
Analysis”. Thesis. The Graduate Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College. 2011.
[4] S.N.M.P.Simamora, R.P.Butarbutar.
“Analisis Data Sharing Terdistribusi
Berdasar Pola Jumlah N-User Untuk
Teknik Manajemen Jaringan”. CSRID
Journal, STMIK POTENSI UTAMA, Medan. Vol.6 No.1 Februari 2014. hal.33-42.
[5] M. Jain, C. Dovrolis. “End-to-end
available bandwidth: measurement
methodology, dynamics, and relation
with TCP throughput,” SIGCOMM
Comput. Commun. Rev., vol.32, no. 4. 2002. hal.295-308.
[6] S.N.M.P.Simamora, T.Juhana,
Kuspriyanto, M.Fajarwati.“Analisis
Performa Perpindahan Terminal-Client Menggunakan IPv6 Pada Mobile
Ad-Hoc Network”. Jurnal Ilmiah Ilmu
Komputer, Fak. Ilmu Komputer,
Universitas Pelita Harapan, Tangerang. Vol.9 No.2 Maret 2013 hal.133-141.
[7] S.N.M.P Simamora, T.Juhana,
Kuspriyanto, A. Ruhyani. “The
Comparative Analysis of
Data-streaming Services for Position Variable
in Mobile Ad-hoc Network”.
Intelligent Technology and Its
Applications) 2013. T.Elektro-ITS
Surabaya, 2013.
[8] V. Lord Sing, S.N.M.P. Simamora, S.
Siregar.“Evaluasi Performansi OLSR
(Optimized Link State Routing) pada
Mobile Ad-hoc Network”. Jurnal Ilmiah
Ilmu Komputer, Fak. Ilmu Komputer, Universitas Pelita Harapan, Tangerang. Vol.7 No.2 Maret 2011 hal.177-186.
[9] S.N.M.P.Simamora, T.Juhana,
Kuspriyanto, N.R. Bagjarasa. “Sistem
Pemodelan Perpindahan Terminal-User secara Terpola untuk Mengukur Pola Perubahan Throughput pada Topologi
MANET”. Seminar Teknologi Informasi
dan Sistem Informasi (SeTISI) 2013, Fak. Teknologi Informasi, Univ. Kristen Maranatha, Bandung hal.186-191.
[10]S.N.M.P. Simamora, T.Juhana,
Kuspriyanto, N.Setiawan. “IPv6
Addressing Technique based Dynamic Host Configuration Protocol in Mobile Ad-hoc Network”. The 7th International
Conference on Telecommunication
Systems, Services, and Applications (TSSA) 2012, STEI-ITB. Denpasar. Bali. hal:280-283.
[11]S.N.M.P. Simamora, T.Juhana,
Kuspriyanto, A.L.Fajarini. “Pemodelan
Graf Dalam Jalur Komunikasi Data
Pada Mobile Ad-Hoc Network”.
Proceeding Of KNSI 2013. STMIK Bumi Gora, Mataram. hal.221-226.
[12]G. Lu, G. Manson, D. Belis. ”Mobility
Network Implementation In The
Provision Of Services In Regional
Disaster Information”. Proceeding
Konferensi ICISBC (The 1st
International Conference on Information Systems for Business Competitiveness) 2011. Graduate School of Information
Systems, Univ. of Diponegoro,
Semarang, hal:54-60.
[14]S.N.M.P.Simamora. “Model
Pembelajaran Teknologi Informasi
Dengan Teknik MANET Pada Kawasan
Tertinggal”. Seminar Nasional
Indonesia Timur (SENANTI) 2014, PUSKIT, Univ. Atma Jaya Yogyakarta. hal.1-9.
[15]S.N.M.P.Simamora, D.Saputro.“The
Analysis of Quality Data
Communication Services on Hierarchy
Token Bucket Techniques”. Proceeding
International Seminar on Scientific, Issue, and Trends (ISSIT) 2013. Akademi BSI Kalibang. hal.A1-A6. [16]S.N.M.P. Simamora. “Dynamics System
Modeling Approach in Node Mobility
on Mobile Ad-hoc Network”. The 1st
Conference on Information Technology, Computer, and Electrical Engineering (CITACEE) 2013, Departement of
Computer Engineering, Univ.
Diponegoro. hal.35-39.
[17]T. Viipuri. “Traffic Analysis and
Modeling of IP Core Networks”.
Department of Electrical and
Communications Engineering, Helsinki University Of Technology. 2004. [18]G. Cao. “Distributed Services For
Mobile Ad Hoc Networks”.
Dissertation. Graduate Studies of Texas A&M University. 2005.
[19]V. Ramaiyan. “Topics in Modeling, Analysis and Optimisation of Wireless
Networks”. THESIS. Indian Institute of
Science, Bangalore. 2009.
[20]D. Mahrenholz. “Providing QoS for Publish/Subscribe Communication in
Dynamic Ad-Hoc Networks”.
Dissertation. Universitat Magdeburg. 2006.
[21]G. D. Holland. “Adaptive Protocols For
Mobile Ad Hoc Networks”.
Dissertation. Texas A&M University. 2004.
[22]S.N.M.P.Simamora. “Perancangan Topologi Dinamis Secara Acak Dalam
Mobile Ad-Hoc Network Dengan
Pendekatan Pemodelan”. Jurnal Simetris Vol.6 No.1 April 2015. Fak.Teknik, Universitas Muria Kudus. hal.119-128.
[23]W. Wongsason, C. Pirak, R. Mathar.
“Adaptive Clustering in MANETs Using Graph Theoretical Algorithms”.
International Conference on Electrical
Engineering/ Electronics Computer
Telecommunications and Information
Technology (ECTI-CON). 2010.
![Gambar 1. Posisi Distributed service layer pada komunikasi-data[18]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2091630.1607372/2.595.352.465.86.237/gambar-posisi-distributed-service-layer-pada-komunikasi-data.webp)
