ROUTING PROTOCOL AODV DENGAN DCCP UNTUK MENANGANI CONGESTION
Fadhil Setya Pratanda¹, Vera Suryani², Setyorini³
¹Teknik Informatika, Fakultas Teknik Informatika, Universitas Telkom
Abstrak
Mobile Ad-Hoc Network (MANET) merupakan pengembangan Ad-Hoc Network, dimana node dari jaringan ini memiliki mobilitas yang dinamis. Mobilitas dari node ini menyebabkan perubahan topologi jaringan sesuai dengan kondisi yang ada. Ad-Hoc On Demand Distance Vector (AODV) merupakan reactive routing protocol yang sangat sesuai diimplementasikan pada MANET karena pembangunan route pada AODV menyesuaikan dengan topologi jaringan. Penelitian
membuktikan bahwa karakteristik mobilitas pada MANET akan menimbulkan congestion sebagai penyebab packet-loss yang lebih besar dan delay yang lebih panjang. Untuk itu,
direkomendasikan DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) sebagai transport protocol yang mengimplementasikan mekanisme congestion control pada MANET. Melalui skenario pengaruh nilai Packet Rate dan Pause Time, akan dibandingkan performansi UDP dan DCCP dalam menangani pemodelan traffic video streaming. Hasil simulasi menunjukkan performansi yang lebih baik pada DCCP dengan rata-rata nilai Packet Delivery Ratio sebesar 95%, Packet Loss Ratio sebesar 5%, End to End Delay sebesar 0.3s dan Routing Overhead sebesar 0.20.
Kata Kunci : MANET, AODV, DCCP, congestion control
Abstract
Mobile Ad-Hoc Network (MANET) is an improvement of Ad-Hoc Network, which its node has capability of dynamic mobility. This feature will cause the topology changes in current condition. Ad-Hoc On Demand Distance Vector (AODV) is a relevant reactive routing protocol for MANET since the route is built based on the current network topology. Research proved that mobility characteristic of MANET will cause congestion as a trigger of frequent packet loss and longer delay. In that case, DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) is suggested as a congestion control featured transport protocol for MANET. Through the scenario of different Packet Rate and Pause Time, simulation will compare the performance of UDP and DCCP when handling video streaming traffic model. Simulation result showed better performance of DCCP, where average mark of Packet Delivery Ratio reached 95%, Packet Loss Ratio reached 5%, End to End Delay reached 0.3s dan Routing Overhead reached 0.20.
Keywords : MANET, AODV, DCCP, congestion control
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
1
1. Pendahuluan
1.1
Latar belakang
Teknologi jaringan berbasis wireless merupakan pengembangan dari jaringan
wireline yang mengimplementasikan sinyal radio sebagai media transmisinya.
Dengan menggunakan teknologi wireless, komunikasi data dan informasi dapat dilakukan secara dinamis. User tetap dapat mengakses informasi selama berada dalam jangkauan sinyal tanpa harus terhubung secara langsung dengan penyedia layanan.
Jaringan wireless dapat dikelompokkan menjadi jaringan infrastruktur dan non-infrastruktur (Ad-Hoc). Yang dimaksud infrastruktur disini adalah perangkat
base station yang digunakan dalam proses komunikasi antar node. Jaringan
Infrastruktur membutuhkan perangkat base station (router, access-point) sebagai media komunikasi, sedangkan jaringan non-infrastruktur mengadaptasi node sekaligus sebagai penyedia route, sehingga semua node pada jaringan bertanggungjawab dalam proses komunikasi dan transportasi data. Fungsionalitas ini menyebabkan tidak adanya root pada jaringan non-infrastruktur yang artinya tidak terdapat node yang bertindak secara superior.
Mobile Ad-Hoc Network (MANET) merupakan pengembangan Ad-Hoc Network, dimana node dari jaringan ini memiliki mobilitas yang dinamis.
Mobilitas dari node ini menyebabkan perubahan topologi jaringan sesuai dengan kondisi yang ada. Untuk menangani kondisi ini, diperlukan metode routing yang sesuai. Berdasarkan routing strategy, metode routing protocol pada MANET terbagi menjadi Table-Driven routing protocols (proactive) dan On-Demand
routing protocols (reactive).[13]
Proactive routing protocol melakukan maintenance terhadap informasi routing melalui routing-table dan melakukan update secara berkala sesuai dengan
perubahan topologi.[13] Metode ini tidak relevan untuk diimplementasikan pada jaringan dengan skala besar dimana setiap node harus selalu melakukan update seiring dengan penambahan node baru dalam jaringan.[13] Hal ini akan menimbulkan overhead pada routing-table, yang berlanjut pada konsumsi
bandwidth yang sangat besar.[13] Di sisi lain, reactive routing protocol hanya
mencari route selama ada node yang akan melakukan pengiriman paket data. Protokol hanya akan membangun koneksi apabila node membutuhkan route dalam mentransmisikan dan menerima paket data.[21]
Ad-Hoc On Demand Distance Vector (AODV) merupakan reactive routing protocol yang sangat sederhana, efektif dan efisien untuk
diimplementasikan pada Mobile Ad-Hoc Network (MANET) yang tidak memiliki topologi tetap.[13] Pembangunan route yang menyesuaikan dengan kebutuhan jaringan menjadikan AODV sebagai algoritma yang sangat sesuai untuk diimplementasikan pada MANET.[3]
2
Adapun UDP (User datagram Protocol) adalah transport protocol yang umum digunakan pada MANET, terutama pada aplikasi yang sensitif terhadap efisiensi waktu.[14] UDP tidak menerapkan konsep handshaking sehingga koneksi yang dibangun tidak menjamin reliability atau data integrity. Akibatnya, terdapat kemungkinan hilangnya sebagian data yang ditransmisikan oleh sender ke receiver. Aplikasi berbasis real-time umumnya mengimplementasikan UDP karena mekanisme packet-dropping yang dimilikinya dapat meminimalisir delay pada traffic.
Penelitian lebih lanjut membuktikan bahwa karakteristik mobilitas pada MANET akan menimbulkan congestion sebagai penyebab packet-loss yang lebih besar dan delay yang lebih panjang. Hal ini menyebabkan kombinasi antara AODV dan UDP tidak lagi efektif untuk diimplementasikan pada MANET. Baik AODV maupun UDP tidak memiliki metode pencegahan dalam menangani
congestion. Untuk itu, direkomendasikan DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) dalam mengani terjadinya congestion yang tidak dapat diimplementasikan oleh UDP. Mekanisme CCID dan ACK pada DCCP menyesuaikan packet rate yang dikirim oleh setiap node dengan tingkat
congestion yang terjadi pada proses transmisi data. Dengan adanya fitur ini,
DCCP diharapkan dapat memberikan performansi yang optimal lewat fungsi
congestion control tanpa mengorbankan delay yang panjang pada MANET.
1.2
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan, maka dirumuskan objek penelitian yang menjadi fokus pada tugas akhir ini mencakup :
1. Memodelkan routing protocol AODV dengan transport protocol DCCP pada MANET yang teridentifikasi mengandung congestion.
2. Menetapkan parameter untuk mengukur kinerja AODV dan DCCP dalam menangani congestion yang terjadi.
3. Menganalisis parameter yang digunakan dalam pengukuran performansi AODV dan DCCP dibandingkan dengan performansi AODV dan UDP.
1.3
Batasan Masalah
Batasan Masalah dalam pengerjaan tugas akhir ini mencakup :
1. Simulasi dan pengujian jaringan dilakukan dengan menggunakan tool Network Simulator.
2. Sebagai acuan dalam mengukur kinerja AODV dan DCCP maka akan digunakan AODV dan UDP sebagai pembanding.
3. Pemodelan traffic yang digunakan adalah Constant Bit Rate (CBR). 4. Pemodelan mobilitas yang digunakan adalah Random Way Point (RWP).
3
1.4
Tujuan
Tujuan pengerjaan tugas akhir ini mencakup :
1. Membangun simulasi jaringan dengan mengimplementasikan routing
protocol AODV dan transport protocol DCCP pada jaringan yang
teridentifikasi congestion untuk mengetahui performansi kombinasi kedua
protocol tersebut berdasarkan variabel pengujian.
2. Membandingkan performansi AODV dan DCCP dengan AODV dan UDP berdasarkan variabel pengujian (packet delivery ratio, packet loss ratio,
convergence delay, routing overhead).
3. Menganalisis pengaruh congestion control pada performansi DCCP dibandingkan dengan UDP berdasarkan variabel pengujian.
Hipotesis : Performa jaringan yang mengimplementasikan AODV dan DCCP lebih baik dibandingkan AODV dan UDP terkait dengan adanya mekanisme congestion control.
1.5
Metodologi Penyelesaian Masalah
Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah dalam tugas akhir ini mencakup :
1. Identifikasi Masalah
Mempelajari mekanisme routing dan transport pada jaringan wireless khususnya pada Mobile Ad-Hoc Network serta variabel-variabel yang mempengaruhi performansinya.
2. Studi Literatur
Menganalisa mekanisme routing dan transport yang relevan dengan kondisi pengujian beserta implementasinya pada simulator.
3. Desain dan Simulasi Sistem
Merancang model simulasi, melakukan simulasi sistem dilanjutkan dengan pencatatan hasil simulasi.
4. Evaluasi dan Analisis Sistem
Melakukan evaluasi dan analisis hasil sistem terkait dengan hipotesis awal. 5. Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Menyusun hasil penelitian berdasarkan data dan informasi yang didapatkan dari hasil simulasi berikut hasil analisis.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
42
5. Kesimpulan dan Saran
Melalui penelitian yang telah dilakukan dalam bentuk simulasi berdasarkan skenario uji, dapat diuraikan beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Performansi Transport Protocol DCCP lebih baik dibandingkan dengan performansi Transport Protocol UDP terkait penambahan fungsionalitas
congestion control. Hal ini diindikasikan melalui nilai Performance Metric
dimana pada DCCP dihasilkan nilai PDR yang lebih tinggi, PLR yang lebih rendah, End to End Delay yang lebih pendek dan RO yang lebih rendah. 2. Transport Protocol DCCP memiliki tingkat penyesuaian yang lebih baik
dibandingkan UDP, terkait pengaruh perbedaan nilai Packet Rate dan Pause
Time. Hal ini diindikasikan melalui fluktuasi nilai Performance Metric dari
DCCP relatif lebih stabil dibandingkan dengan UDP.
3. Routing Protocol AODV menghasilkan performansi yang lebih optimal saat dikombinasikan dengan Transport Protocol DCCP dibandingkan dengan UDP. DCCP menghasilkan nilai RO yang lebih rendah dan fluktuasi nilai RO yang lebih stabil dibandingkan nilai RO pada UDP.
4. Transport Protocol DCCP lebih sesuai untuk diimplementasikan pada kasus MANET menggunakan Routing Protocol AODV dan pemodelan traffic video
streaming dibandingkan Transport Protocol UDP karena DCCP menghasilkan
performansi yang lebih optimal.
Berikut ini adalah saran yang dapat dijadikan pertimbangan untuk penelitian selanjutnya :
1. Transport Protocol DCCP dapat diimplementasikan pada kasus wireless
network selain MANET, seperti WIMAX.
2. Penelitian lebih lanjut dapat membandingkan performansi DCCP dengan Transport Protocol lain seperti TCP atau SCTP.
3. Pengembangan pada DCCP dapat diteliti lebih jauh untuk menghasilkan
reliability dan data integrity yang lebih optimal.
4. Penelitian selanjutnya dapat membandingkan performansi dari DCCP dengan CA-AODV terkait fungsionalitas congestion control pada kedua protocol.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
43
Referensi
[1] 3rd Generation Partnership Project, 2007, “3GPP TS 22.105 V8.4.0 (2007-06)”, 3GPP.
[2] Boraiah Ramesh, Dhanabalachandran Manjula, 2008, “CA-AODV: Congestion Adaptive AODV Routing Protocol for Streaming Video in Mobile Ad Hoc Networks”. I. J. Communications, Network and System Sciences.
[3] Charles E. Perkins, Elizabeth M.Royer, S.Das, 2003, “Ad-hoc on-demand distance vector routing”, http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[4] Debora V. Silaban, 2010, “Simulasi Dan Analisis Perbandingan Performansi Jaringan Manet (Mobile Ad Hoc Network) Untuk Aplikasi Video Menggunakan Routing Protocol AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector) Dan OLSR (Optimized Link State Routing)”, IT TELKOM.
[5] E. Kohler, M. Handley, S. Floyd, 2006, “Datagram Congestion Control Protocol (DCCP)”, http://www.ietf.org/rfc/rfc4340.txt. Diakses tanggal 20 Juni 2012.
[6] E. Kohler, M. Handley, 2006, “Profile for Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) Congestion Control ID 2: TCP-like Congestion Control”, http://www.ietf.org/rfc/rfc4341.txt. Diakses tanggal 20 Juni 2012.
[7] Handico Christian Sinaga, 2010, “Analisis Perbandingan Performansi Reactive Routing Protokol AODV Dan DSR Pada Jaringan Ad Hoc”, IT TELKOM.
[8] Iffat Sharmin Chowdhury, Jutheka Lahiry, Kazi Chandrima Rahman, Syed Faisal Hasan, 2011, “Performance Analysis of Datagram Congestion Control Protocol (DCCP)”, International Journal of Computer Theory and Engineering.
[9] Jae Chung, Mark Claypool, “NS by Example”, http://nile.wpi.edu/NS/. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[10] Joachim Charzinsky, Ralf Lehnert, Phuoc Tran-Gia, 2003, “Providing Quality of Service in Heterogeneous Environments”, Elsevier.
[11] Karthik Sadasivam, “Tutorial for Simulation-based Performance Analysis of MANET Routing Protocols in ns-2”,
http://sce.uhcl.edu/yang/teaching/csci5931netSecuritySpr05/ns-tutorial.doc. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[12] Kevin Fall, Kannan Varadhan, 2011, “The ns Manual”, The VINT Project.
[13] Krishna Gorantala, 2006, “Routing Protocols in Mobile Ad-hoc Networks”, Department of Computing Science, Umea University.
44
[14] Kurose, J. F., Ross, K. W., 2010, “Computer Networking: A Top-Down Approach” (5th ed.), Boston, MA: Pearson Education.
[15] Luke Klein-Berndt, “A Quick Guide to AODV Routing”, Wireless Communications Technologies Group, National Institute of Standards and Technology.
[16] Mubashir Husain Rehmani, Sidney Doria, Mustapha Reda Senouci, 2009, “A Tutorial on the Implementation of Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV) Protocol in Network Simulator (NS-2)”, INRIA.
[17] Nashid Shahriar, Arup Ratan Roy, Syed Ashker Ibne Mujib,
http://teacher.buet.ac.bd/ashikur/ns2/nshome.html. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[18] Nils-Erik Mattson, 2004, “A DCCP module for ns-2", Lulea University of Technology
[19] S. Corson, J. Macker, 1999, “Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations”, http://www.ietf.org/rfc/rfc2501.txt. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[20] Stefano Basagni, Marco Conti, Silvia Giordano, Ivan Stojmenovic, 2004, “Mobile Ad Hoc Networking”, IEEE Press.
[21] Tseng Y.C., Shen C.C, Chen W.T, 2003, “Mobile IP and ad hoc networks: An integration and implementation experience”, Technical report, Dept. of Comput. Sci. and Inf. Eng., Nat. Chiao Tung Univ., Hsinchu, Taiwan.
[22] http://alfian-swc-ittelkom.blogspot.com/2012/02/arsip-untuk-ns-2 instalasi-network.html. Diakses tanggal 30 Mei 2012.
[23] http://mailman.isi.edu/pipermail/ns-users/2007-August/060808.html Diakses tanggal 20 Juni 2012.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
