ANALISA UNJUK KERJA MANAJEMEN ANTRIAN DROP TAIL
DAN FAIR QUEUEING PADA ROUTER
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Disusun oleh :
VICTOR DIAN KURNIAWAN
085314052
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
i
ANALISA UNJUK KERJA MANAJEMEN ANTRIAN DROP TAIL
DAN FAIR QUEUEING PADA ROUTER
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Disusun oleh :
VICTOR DIAN KURNIAWAN
085314052
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
PERFORMANCE ANALYSIS QUEUEING MANAGEMENT DROP
TAIL AND FAIR QUEUEING IN ROUTER
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements to Obtain The Sarjana Komputer Degree
in Informatics Engineering Study Program
By :
VICTOR DIAN KURNIAWAN
085314052
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM
INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
iii
SKRIPSI
ANALISA UNJUK KERJA MANAJEMEN ANTRIAN DROP TAIL
DAN FAIR QUEUEING PADA ROUTER
Dipersiapkan dan ditulis oleh :
Victor Dian Kurniawan
NIM : 085314052
Telah disetujui oleh :
v
MOTTO
Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh
vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sungguh-sungguh bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak
memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam
kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 20 Februari 2013
Penulis
vii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Victor Dian Kurniawan
Nomor Mahasiswa : 085314052
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
“ Analisa Unjuk Kerja Manajemen Antrian Drop Tail dan Fair Queueing pada
Router “
Beserta perangkat yang diperlukan (jika ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,
mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain
untuk kepentingan akademis tanpa perlu ijin dari saya maupun memberikan royalti
kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian ini pernyataan yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 20 Februari 2013
Yang menyatakan
viii
ABSTRAK
Perkembangan yang pesat baik dalam segi penggunaan maupun ukuran dari
jaringan internet memicu minat baru dalam metode pengendalian kemacetan lalu
lintas internet (congestion control). Pada router kemacetan dapat dikendalikan
dengan manajemen antrian. Manajemen antrian mengendalikan urutan pengiriman
paket dan penggunaan ruang buffer sehingga dapat membantu pengendalian
kemacetan.Manajemen atrian yang sering digunakan adalah manajemen antrianDrop
Tail dan Fair Queueing. Pada tugas akhir ini akan diuji kinerja antara manajemen
antrian DT dan Fair FQ.
Penelitian menggunakan simulasi dengan bantuan Network Simulator 2
(NS-2). Pengambilan data didapat dari trace file hasil simulasi dan dihitung dengan
menggunakan program .awk. Pengujian berdasarkan ukuran buffer yang
berbeda-beda, ukuran paket maksimum dan minimum, dan protokol transport TCP dan UDP.
Pengujian kinerja antara manajemen antrian DT dan FQ berdasarkan parameter
Average delay router, packet loss router, dan throughput router.
Dari analisa yang diambil dari penelitian, maka secara keseluruhan dapat
diambil kesimpulan bahwa manajemen antrian DT lebih baik dari pada manajemen
antrian FQ pada parameter average delay router, paket loss router, dan throughput
router pada pengujian dengan ukuran buffer 10, 25, 50, 75, dan 100 menggunakan
paket TCP danUDP dengan ukuran paket maksimum dan minimum.
ix
ABSTRACT
Development both in use aspect and size aspect of internet network trigger
new interest in method of controlling internet congestion (congestion control). The
congestion could be controlled by queuing management. Queuing management
control the order of sending packet and the use of buffer space so that it helps
congestion control. Queuing management which are frequently used are algorithm
Drop Tail and Fair Queuing. In this paper, the performance between algorithm Drop
Tail and Fair Queuing would be tested.
The paper used simulation assisted with Network Simulator 2 (NS-2). The
data were obtained from trace file, result of simulation and counted using .awk.
Program. Testing based on different buffer measurement, maximum and minimum
packet measurement, and protocol transport TCP and UDP. The testing of
performance between algorithm DT and FQ based on parameter Average delay
router, packet loss router, and throughput router.
The analysis shows that algorithm DT is better than algorithm FQ in
parameter average delay router, packet loss router, and throughput router.to test with
buffer size 10, 25, 50, 75, and 100 using TCP danUDP packets with the minimum
and maximum packet size.
x
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan berkat dan rahmatNya, sehingga penulis skripsi dengan judul “Analisa
Unjuk Kerja Manajemen Antrian Drop Tail dan Fair Queueing pada Router” ini dapat
diselesaikan dengan baik oleh penulis. Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar sarjana komputer di Program Studi Teknik Informatika,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Selama penulisan skripsi ini, banyak pihak yang telah membantu dan
membimbing penulis. Oleh sebab itu melalui kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih atas selesainya penyusunan skripsi ini, kepada:
1. Tuhan Yesus dan Bunda Maria selaku “dosen pembimbing” dalam kehidupanku.
2. Kedua orang tuaku, pak Kris dan bu Giyarti, serta saudara dan keluargaku yang
telah memberi dukungan baik berupa doa, semangat, nasihat dan materi, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T selaku dosen pembimbing yang telah bersedia
memberi saran, kritik, meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing
dan mengarahkan penulis.
4. Ibu Ridowati Gunawan S.Kom., M.T. selakuKaprodi Teknik Informatika.
xi
6. Bapak dan Ibu dosen serta staf dan karyawan Teknik Informatika Universitas
Sanata Dharma.
7. Lenny Arinta Helena (tercinta) yang selalu menjadi bintang hidupku. Tak lupa
pak Sukandar dan ibu Iwik yang selalu memberi semangat dengan kata-katanya,
“mas Victor kapan lulus..?”.
8. Teman – teman TI angkatan 2008 yang meluangkan waktu untuk memberi saran
dalam penyusunan tugas akhir ini.
9. Adi kiting, Edward item, Yudi Simbah, Apin, Hendra, Dias, Colox, Shuit, Deti
dan teman-teman yang masih berjuang, “ayo gasssss pooollllll....!!!”.
10.Untuk pihak – pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis
mengucapkan terima kasih atas bantuannya sehingga penulis dapat menyelesaikan
karya ilmiah ini.
Akhir kata, penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kemajuan
dan perkembangan ilmu pengetahuan.
Yogyakarta, 20 Februari 2013
xii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA ... vi
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
ABSTRAK ... viii
1.6 Metodologi Penelitian ... 3
1.7 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Antrian ... 6
2.2 Drop Tail ... 8
2.3 Fair Queueing ... 9
2.4 Quality of Service ... 10
2.4.1 Parameter-parameter QoS ... 13
2.4.1.1 Delay ... 14
2.4.1.2 Packet Loss ... 15
2.4.1.3 Throughput... 16
2.5 Simulasi Jaringan ... 17
xiii
2.5.2 Network Simulator 2 ... 18
2.5.2.1 Trace File ... 20
2.5.3 Transport Protocol ... 22
2.5.3.1 User Datagram Protocol ..... 22
2.5.3.2 Transmission Control Protocol ... 23
2.6 Router ... 24
BAB III PERANCANGAN SIMULASI 3.1 Perancangan Simulasi ... 26
3.2 Topologi Jaringan ... 28
3.3 Konfigurasi Sistem ... 29
3.4 Pengukuran Parameter Kinerja ... 30
3.4.1 Menghitung packet loss router ... 31
3.4.2 Menghitung average delay router ... 32
3.4.3 Menghitung throughput ... 34
BAB IVPENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1 Penjelasan Program dan Contoh Pengambilan Nilai dari Trace File.. 35
4.2 Pengambilan nilai dari trace file ... 41
4.3 Penghitungan dan Analisis ... 45
4.3.1 Average Delay Router ... 45
4.3.2 Packet Loss Router ... 48
4.3.2 Throughput Router ... 51
BAB VKESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 54
5.2. Saran ... 55
DAFTAR PUSTAKA ... 56
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antrian ... 6
Gambar 2.2 FIFO ... 8
Gambar 2.3 Drop Tail ... 8
Gambar 2.4 Fair Queueing –RR ... 9
Gambar 2.5 Tampilan NS-2 ... 18
Gambar 2.6 Contoh trace file ... 20
Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Simulasi ... 25
Gambar 3.2 Topologi Jaringan ... 27
Gambar 3.3 Flowchat packet loss router ... 31
Gambar 3.4 Flowchataverage delay router... 32
Gambar 3.5 Flowchatthroughput... 33
Gambar 4.1 potongan trace file Average delay router ... 41
Gambar 4.2 potongan trace file Packet loss router ... 43
Gambar 4.3 potongan trace file Throughput router ... 44
Gambar 4.4 contoh output Average_delay_router.awk ... 46
Gambar 4.5 Grafik average delay router ... 46
Gambar 4.6 contoh output packetLossRouter.awk ... 49
Gambar 4.7 Grafik paket loss router ... 49
Gambar 4.8 contoh output throughput_router.awk ... 51
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifilasi Delay ... 15
Tabel 2.2 Klasifikasi Packet Loss ... 16
Table 3.1 Skenario Simulasi ... 26
Tabel 3.2 Record Trace File ... 29
Tabel 3.2 (lanjutan) Record Trace File ... 30
Tabel 4.1 Average delay router (ms) ... 47
Tabel 4.2 Paket loss router (%) ... 49
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Perkembangan yang pesat baik dalam segi penggunaan maupun ukuran dari
jaringan internet memicu minat baru dalam metode pengendalian kemacetan lalu
lintas internet (congestion control) [1].Metode ini mempunyai dua point dalam
implementasinya.Pertama adalah pada sumber pengirim paket, dimana mempunyai
pengendalian aliran (flow control) yang bervariasi.Point yang kedua ada pada
gatewayataurouter, dimana kemacetan dapat dikendalikan dengan routing protocol
dan manajemen antrian.Routing protocol jika diimplementasikan dengan benar maka
akan mengurangi kemacetan. Begitu juga dengan manajemen antrian, manajemen
antrian mengendalikan urutan pengiriman paket dan penggunaan ruang buffer
sehingga dapat membantu pengendalian kemacetan.
Suatu jaringan internet mempunyaimanajemen antrian yang biasanya terdapat
pada router. Antrian tersebut dapat mempengaruhi besarnya delay pada suatu
jaringan [2]. Jika buffer pada router terlalu kecil sedangkan paket yang melewati dan
antri di router jauh lebih besar dari buffer, maka akanterjadidelay yang besar dan juga
akan terjadipacket loss pada antrian semakin besar.
Pada antrian, delay disebabkan karena waktu tunggu pemprosesan suatu paket
yang datang ke router sampai melewati router untuk dikirimkan ke router lain atau
komputer tujuan. Sedangkan packet loss disebabkan karena jumlah paket yang datang
melebihi dari kapasitas buffer.Selain itu, antrian juga mempengaruhi throughput yang
yang dapat ditentukan dengan tingkat rata-rata pengiriman pesan berhasil melalui
saluran komunikasi.
Ada beberapa manajemen antrian yang bisa diterapkan pada jaringan internet,
Queuing(FQ), Weighted Fair Queuing (WFQ), Random Early Detection
(RED), dan Explicit Congestion Notification (ECN) [3]. Masing-masing manajemen
antrian tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan.
Sudah banyak penelitian untuk menentukan manajemen antrian yang lebih
baik di antara manajemen antrian yang sudah ada.Salah satunya adalah
membandingkan manajemen antrian RED dengan FQ [4].Kesimpulan dari penelitian
tersebut adalah manajemen antrian FQ lebih baik dari pada manajemen antrian RED
berdasarkan analisa throughput, delay, dan packetloss.Throughput pada manajemen
antrian FQ lebih besar dari pada manajemen antrian RED setra delay dan packetloss
manajemen antrian FQ lebih kecil dibanding manajemen antrian RED.
Untuk menentukan manajemen antrian lainnya yang lebih handal, akan
dibandingkan manajemen antrianDT dan FQ dengan parameter delay, packet loss,
dan throughput. Pengujian tersebut akan disimulasikan dengan menggunakan
Network Simulator 2 (NS2). Pengujian juga dilakukan berdasarkan besarnya buffer
pada setiap manajemen antrian.
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimana merancang dan mensimulasikan manajemen antrianDT dan FQ
dengan menggunakan NS2?
2. Bagaimana mengolah data pada tracefile hasil simulasi manajemen antrianDT
dan FQ yang telah dibuat?
3. Bagaimana menguji kinerja manajemen antrianDT dan FQ yang telah dibuat?
Parameter apa saja yang akan diuji?
1.3 Batasan Masalah
Batasan Masalah tugas akhir yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Simulasi dibangun dengan perangkat lunak NS2.
2. Jenis antrian yang diterapkan pada simulasi adalah DT dan FQ.
3. JumlahNode yang dibuat adalah 6 buah, 4 node sebagai komputer sumber
(source), 1 node sebagai computer tujuan (destination), dan 1 node sebagai
router.
4. Transport protocol yang digunakan adalah TCP dan UDP.
5. Ukuran paket yang diuji adalah ukuran paket terkecil dan terbesar. Paket TCP
adalah 20 byte dan 65495 byte dan Paket UDP adalah 8 byte dan 65507 byte.
6. Ukuran bufferrouterpada setiap pengujian masing-masing manajemen antrian
adalah 10, 25, 50, 75, 100.
7. Parameter yang diukur adalah packet loss router, average delay router, dan
throughput router.
1.4 Tujuan
Tujuan tugas akhir yang dibuat adalah untuk menunjukkan hasil perbandingan unjuk kerja antara manajemen antrianDT dan FQ.
1.5 Manfaat Penelitian
Secara umum, hasil penelitian tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan
referensi untuk penelitian lebih lanjut mengenaimanajemen antrian DT dan FQ.
1.6 Metodologi Penelitian
1. Studi Literatur
Pada tahap ini, penulis mengumpulkan referensi-referensi yang digunakan
untuk mendukung pengerjaan tugas akhir ini.
2. Perancangan
Pada tahap ini, penulis menentukan dan merancang simulasi yang akan
dibangun, seperti jumlahnode, tipe antrian, bandwidth, ukuran buffer, dan
lain – lain
3. Simulasi dan Pengumpulan data
Pada tahap ini, penulis membangun simulasi menggunakan NS-2 dan
membuat script berekstensi „.tcl‟. Setelah simulasi dijalankan diperoleh file berekstensi „.tr‟, file tersebut berisi data-data dari simulasi. Untuk menghitung parameter-parameter pengujian dibuat scriptberekstensi „.awk‟.
4. Analisa Data
Pada tahap ini, penulis melakukan analisa hasil pengujian yang diperoleh dari
script „.awk‟.Analisa dilakukan dengan melakukan pengamatan dari hasil
pengujian sehingga dapat ditarik kesimpulan tentang unjuk kerja manajemen
antrianDT dan FQ.
2.7 Sistematika Penulisan
I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan masalah,
tujuan penulisan, manfaat penulisan batasan masalah, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan
II. LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan mengenai teori yang berkaitan dengan
III. PERANCANGAN SIMULASI DROP TAIL & FAIR QUEUEING
Bab ini berisi perencanaan simulasi manajemen antrianDrop Tail dan
Fair Queueing yang akan dibuat.
IV. IMPLEMENTASI DAN ANALISIS SIMULASI DROP TAIL &
FAIR QUEUEING
Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan hasil analisis data simulasi
manajemen antrianDrop Tail dan Fair Queueing.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
6
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 ANTRIAN
Antrian adalah salah satu fungsi router yang menyimpan sementara
paket-paket sebelum ditransmisikan. Jika paket-paket datang pada antrian paling
akhir dari sebuah queue, maka paket-paket tersebut akan mengalami
keterlambatan [5]. Secara umum skema antrian dapat diterangkan seperti pada
Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Antrian [6].
Paket yang akan dikirimkan oleh suatu node akan masuk ke dalam
antrian (queue). Saat link kosong, paket yang berada di antrian terdepanakan
ditransmisikan melalui link tersebut. Di sini seolah-olah link berperan sebagai
Server / Pelayan [6].
Manajemen antrian umumnya dianggap sebagai sebuah cabang dari riset
operasi karena sering digunakan ketika membuat keputusan yang dibutuhkan
untuk menyediakan layanan.Manajemen antrian menentukan bagaimana paket
ditampung pada buffer, paket mana yang ditandai (marked) atau dibuang
(dropped), paket mana yang ditransmisikan (Scheduler), dan secara tidak
Secara teoritis ada beberapa mekanisme penjadwalan pada antrian paket
[6]:
a) First In First Out
Manajemen antrianyang juga disebutDT ini adalah manajemen antrian
yang paling sederhana. Prinsip dari manajemen antrian ini adalah seperti prinsip
antrian (antrian tak berprioritas), paket yang masuk lebih dulu akan keluar lebih
dulu juga.
b) Fair Queuing
Manajemen antrian FQ mengelompokkan paket ke dalam class-class
yang kemudian akan memproses sebuah paket pada tiap class secara bergiliran
dengan adil.
c) Weighted Fair Queuing
Weighted Fair Queuing (WFQ) merupakan bentuk yang lebih umum
dari FQ. Pada WFQ, masing-masing class mendapat bobot service yang berbeda
pada tiap siklusnya sehingga jumlah paket yang ditransmisikan akan
berbeda-beda pada setiap siklus sesuai dengan bobot tiap class.
d) Priority Queuing
Priority Queuing (PQ) memberikan prioritas kepada paket dan
mengirimkan paket tersebut sesuai prioritasnya. Paket yang memiliki prioritas
tertinggi akan didahulukan. Priority Queuing pada dasarnya akan memilih class
dengan prioritas tertinggi sampai antrian milik class tersebut kosong, baru diikuti
2.2 DROP TAIL
Manajemen antrian DT merupakan bagian dari penjadwalan FIFO. Pada
FIFO paket yang pertama masuk antrian akan keluar terlebih dahulu [2]. Paket
dikirimkan dengan urutan yang sesuai dengan urutan kedatangan.Model antrian
FIFO dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 FIFO [7]
Gambar 2.2 menunjukkan kedatangan beberapa paket data yang berbeda
waktu, paket pertama yang tiba lebih awal dikeluarkan ke port terlebih dahulu
oleh antrian FIFO.Teknik antrian FIFO sangat cocok untuk jaringan dengan
bandwidth menengah 64kbps tetapi cukup menghabiskan sumber daya prosessor
dan memori [2].
Manajemen antrian DT adalah manajemen antrian sederhana yang
digunakan oleh router untuk memutuskan kapan untuk
menjatuhkan paket . Dalam DT semua lalu lintas tidak dibedakan, setiap paket
diperlakukan secara identik [2].Manajemen antrian DT dapat diilustrasikan pada
Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Drop Tail [6]
1 2
3 4
5 6 7
Manajemen antrian ini menggunakan struktur data stack. Apabila tidak
ada buffer kosong saat terjadi antrian penuh, maka paket yang dibuang
adalah paket yang berada di antrian paling akhir, yaitu paket yang terakhir
masuk buffer.
2.3 FAIR QUEUEING
FQ diusulkan oleh John Nagle pada tahun 1985 [8].FQ adalah
manajemen antrian yang digunakan dalam jaringan komputer dan
telekomunikasi. Manajemen antrian FQ mengelompokkan paket ke dalam
class-class yang kemudian akan bergiliran memproses sebuah paket pada tiap class
dengan adil. Pada manajemen antrian FQ, tidak ada class yang mendapat
prioritas yang lebih tinggi dari class lainnya [2].Manajemen antrian FQ dengan
implementasi Round-Robin (RR) diilustrasikan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Fair Queueing –RR[2]
Manajemen antrian FQ biasa digunakan pada router dan switch yang
meneruskan paket dari sebuah buffer. Buffer bekerja sebagai sistem antrian.Paket
data disimpan sementara sampai bisa ditransmisikan.Ruang buffer dibagi
dari satu aliran, yang didefinisikan misalnya dengan alamat IP sumber dan
tujuan.
FQ dapat mengontrol congestion dengan memonitoring aliran dan
memungkinkan aliran paket ganda untuk berbagi kapasitas link.Fair queueing
biasanya menggunakan RR sebagai implementasinya [9].
Bentuk RR paling sederhana terdiri atas 2 class. Di sini paket dari classA
akan ditransmisikan diikuti paket dari class B, diikuti paket dari class A lagi,
diikuti paket dari class B lagi dan seterusnya.
2.4 QUALITY OF SERVICE
Quality of Service (QoS) didefinisikan sebagai suatu pengukuran
tentang seberapa baik jaringan dan merupakan suatu usaha untuk mendefinisikan
karakteristik dan sifat suatu layanan. QoS mengacu pada kemampuan suatu
jaringan untuk menyediakan layanan yang baik dengan menyediakan bandwith,
mengatasi jitterdan delay[10]. QoS sangat ditentukan oleh kualitas jaringan yang
digunakan.
Qos dibutuhkan untuk meminimalkan packet loss, delay, latency dan
delay variation (jitter), mengukur Performance, mencampur paket data dan suara
pada jaringan yang padat, dan dapat mengoptimalkan antrianuntuk
memproritaskan layanan. Layanan yang diprioritaskan misalnya traffic voice,
traffic shaping / buffering pada jaringan WAN. Layanan tersebut menjadi
tambahan treatment untuk pengaturan paket data, memungkinkan membuat alur
aggregate, memungkinkan traffic jaringan smooth pada alur jaringan dan
mengkonfigurasi prioritas traffic melewati jaringan
QoS didesain untuk membantu end user (client) menjadi lebih produktif
dengan memastikan bahwa user mendapatkan performansi yang handal dari
untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada traffic jaringan tertentu melalui
teknologi yang berbeda-beda.QoS merupakan suatu tantangan yang besar dalam
jaringan berbasis IP dan internet secara keseluruhan. Tujuan dari QoS adalah
untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan layanan yang berbeda, yang
menggunakan infrastruktur yang sama. QoS menawarkan kemampuan untuk
mendefinisikan atribut-atribut layanan yang disediakan, baik secara kualitatif
maupun kuantitatif.
Dalam usaha menjaga dan meningkatkan nilai QoS, dibutuhkan teknik
untuk menyediakan utilitas jaringan, yaitu dengan mengklasifikasikan dan
memprioritaskan setiap informasi sesuai dengan karakteristiknya
masing-masing.Contohnya, terdapat paket data yang bersifat sensitif terhadap delay
tetapi tidak sensitif terhadap packet loss seperti VoIP, ada juga paket yang
bersifat sensitif terhadap packet loss tetapi tidak sensitif terhadap delay seperti
transfer data.Untuk itu perlu dilakukan klasifikasi paket dan pengurutan prioritas
paket dari yang paling tinggi sampai terendah.
Terdapat 3 tingkat QoS yang umum dipakai, yaitu best-effortservice,
integrated service, dan differentiated service [11].
1) Best-Effort Service
Best-effort service digunakan untuk melakukan semua usaha agar dapat
mengirimkan sebuah paket ke suatu tujuan. Penggunakan best-effortservice tidak
akan memberikan jaminan agar paket dapat sampai ke tujuan yang dikehendaki.
Sebuah aplikasi dapat mengirimkan data dengan besar yang bebas kapan saja
tanpa harus meminta ijin atau mengirimkan pemberitahuan ke jaringan.
Beberapa aplikasi dapat menggunakan best-effort service, sebagai
contohnya FTP dan HTTP yang dapat mendukung best-effort service tanpa
mengalami permasalahan.Untuk aplikas-iaplikasi yang sensitif terhadap network
service bukanlah suatu tindakan yang bijaksana. Contohnya aplikasi telephony
pada jaringan yang membutuhkan besar bandwidth yang tetap, agar berfungsi
dengan baik; dalam hal ini penerapan best-effort akan mengakibatkan panggilan
telepon gagal atau terputus.
2) Integrated Service
Model integrated service menyediakan aplikasi dengan tingkat jaminan
layanan melalui negosiasi parameter-parameter jaringan secara end-to-end.
Aplikasi-aplikasi akan meminta tingkat layanan yang dibutuhkan untuk dapat
beroperasi dan bergantung pada mekanisme QoS untuk menyediakan sumber
daya jaringan yang dimulai sejak permulaan transmisi dari aplikasi-aplikasi
tersebut. Aplikasi tidak akan mengirimkan traffic, sebelum menerima tanda
bahwa jaringan mampu menerima beban yang akan dikirimkan aplikasi dan juga
mampu menyediakan QoS yang diminta secara end-to-end. Untuk itulah suatu
jaringan akan melakukan suatu proses yang disebut admission control.
Admission control adalah suatu mekanisme yang mencegah jaringan
mengalami over-loaded. Jika QoS yang diminta tidak dapat disediakan, maka
jaringan tidak akan mengirimkan tanda ke aplikasi agar dapat memulai untuk
mengirimkan data. Jika aplikasi telah memulai pengiriman data, maka sumber
daya pada jaringan yang sudah dipesan aplikasi tersebut akan terus dikelola
secara end-to-end sampai aplikasi tersebut selesai.
3) Differentiated Service
Model terakhir dari QoS adalah model differentiated service.
Differentiated service menyediakan suatu set perangkat klasifikasi dan
mekanisme antrian terhadap protokolprotokol atau aplikasi-aplikasi dengan
prioritas tertentu di atas jaringan yang berbeda. Differentiated service bergantung
pada kemampuan edge router untuk memberikan klasifikasi dari paket-paket
yang berbeda tipenya yang melewati jaringan.Traffic jaringan dapat
atau klasifikasi lainnya selama masih didukung oleh standard atau extended
access.
2.4.1PARAMETER-PARAMETER QoS
Performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian
berbagai jenis beban data di dalam suatu komunikasi. Performansi merupakan
kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu [10] :
1)Delay
Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya.
2) Jitter
Jitter dapat didefinisikan sebagai variasi delay antara blok-blok yang
berurutan. Besarnya nilai jitterakan sangat dipengaruhi oleh variasi beban traffic
dan besarnya tumbukan antar paket (congestion) yang ada dalam jaringan.
3) Packet Loss
Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket data
mencapai tujuannya.
4) Noise
Noise merupakan sinyal gangguan yang tidak diinginkan, gangguan ini
yang menyebabkan proses penyampaian pesan tidak berjalan sebagaimana
mestinya sinyal asli yang dikirim.
5) Bandwitdh
Bandwitdh merupakan ukuran kecepatan aliran data yang menyatakan
banyaknya informasi yang dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lain
dalam suatu waktu tertentu.
Throughput merupakan besaran yang menunjukkan laju bit informasi
data sebenarnya dari laju bit pada suatu jaringan telekomunikasi.
Parameter QoS yang dipakai pada tugas akhir ini adalah delay,
packetloss, dan throughput.
2.4.1.1DELAY
Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay dapat
dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti, atau juga waktu proses yang lama
[12].
Delay di dalam jaringan dapat digolongkan sebagai berikut :
1)Packetisasi delay
Delayyang disebabkan oleh waktu yang diperlukan untuk proses
pembentukan paket IP dari informasi user. Delayini hanya terjadi sekali saja,
yaitu di sourceinformasi.
2)Queuing delay
Delayini disebabkan oleh waktu proses yang diperlukan oleh routerdi
dalam menangani transmisi paket di sepanjang jaringan. Umumnya delayini
sangat kecil.
3)Delay propagasi
Proses perjalanan informasi selama di dalam media transmisi, misalnya
SDH, coaxatau tembaga, menyebabkan delayyang disebut dengan
delaypropagasi.
Tabel 2.1 Klasifilasi Delay [12].
Kategori Besar Delay
Sangat bagus < 150 ms
Bagus 150 s/d 300 ms
Jelek 300 s/d 450 ms
Tidak dapat diterima > 450 ms
Rumus untuk menghitung averagequeueingdelay(rata-rata delay antrian)
adalah [13]:
(2.1)
Dengan t1 adalahwaktu kedatangan packet di router dan t2 adalahwaktu
packet keluar/ dikirim dari router.
2.4.1.2PACKET LOSS
Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IPmencapai
tujuannya. Kegagalan paket tersebut mencapai tujuan, dapat disebabkan oleh
beberapa kemungkinkan, diantaranya yaitu [12]:
1) Terjadinya overload traffic didalam jaringan,
2) Tabrakan (congestion) dalam jaringan,
3) Error yang terjadi pada media fisik,
4) Kegagalan yang terjadi pada sisi penerima antara lain bisa disebabkan
karena overflow yang terjadi pada buffer.
Di dalam implementasi jaringan IP, nilai packet loss ini diharapkan
penurunan performansi jaringan berdasarkan nilai packet loss sesuai dengan
[12], yaitu seperti tampak pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Klasifikasi Packet Loss [12].
Kategori Persentase Packet Loss
Sangat bagus 0 %
Bagus 3 %
Sedang 15 %
Jelek 25 %
Rumus untuk menghitung packet loss router adalah [13]:
(2.2)
Denagan Pd adalah jumlah packet yang mengalami dropdi routerdan Ps
adalah jumlah packet yang diterima .
2.4.1.3THROUGHPUT
Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur
dalam bps. Troughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses
yang diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi
interval waktu tersebut.
Aspek utama throughput yaitu berkisar pada ketersediaan bandwidth
yang cukup untuk suatu aplikasi.Hal ini menentukan besarnya traffic yang dapat
(pada umumnya berhubungan dengan link error rate) dan losses (pada
umumnya berhubungan dengan kapasitas buffer) [12].
Rumus untuk menghitung throughput adalah [13] :
(2.3)
2.5 SIMULASI JARINGAN
Simulasi jaringan adalah teknik pemodelan perilaku jaringan dengan
menghitung interaksi antar entitas jaringan yang berbeda (host / router , data
link , paket , dll) dengan menggunakan rumus matematika guna mengamati
perilaku jaringan tersebut. Perilaku jaringan dan berbagai aplikasi serta layanan
yang mendukung akan diamati dengan simulasi. Berbagai atribut lingkungan
juga dapat dimodifikasi dengan cara yang terkontrol untuk menilai bagaimana
jaringan akan berperilaku dalam kondisi yang berbeda [14].
2.5.1NETWORK SIMULATOR
Sebuah network simulator adalah bagian dari perangkat lunak atau
perangkat keras yang memprediksi perilaku suatu jaringan dan meniru kinerja
dari jaringan yang nyata tanpa menghadirkan jaringan yang nyata tersebut.
Dalam simulator, jaringan komputer biasanya dimodelkan dengan perangkat,
lalu lintas dan aplikasi.Biasanya pengguna menyesuaikan simulatornya dengan
spesifikasi yang mereka butuhkan.network simulatormenyediakan dukungan
besar untuk simulasi TCP,routing, dan multicastprotocol baik dalam sebuah
jaringan berkabel ataupunjaringan nirkabel, seperti satelit misalnya. Selain TCP,
kita juga bisa membangunsebuah skenario jaringan dengan menggunaka STCP,
Berbagai jenis teknologi seperti UDP, TCP, ATM, IP serta topologi
seperti Local Area Network (LAN), Ethernet , Wide Area Network (WAN), dan
lain-lain dapat disimulasikan dengan simulator dan pengguna dapat menguji,
menganalisa berbagai standar hasil selain merancang beberapa protokol baru
atau strategi untuk routing.
2.5.2NETWORK SIMULATOR 2
Network Simulator (NS) pertama kali dibangun sebagai varian dari
REAL NS pada tahun 1989 di University of California Berkeley (UCB). Pada
tahun 1995, pembangunan NS didukung oleh Defense Advance Research
Project Agency (DARPA) melalui Virtual Internet Testbed (VINT) Project,
yaitu sebuah tim riset gabungan yang beranggotakan tenaga ahli dari Lawrence
Berkeley of National Laboratory (LBNL) Xerox PARC, UCB dan University of
Southern California School of Engineering/Information Science Institute
(USC/ISI) [6]. Tim gabungan ini membangun sebuah perangkat lunak simulasi
jaringan internet untuk kepentingan riset. Tampilan NS-2 dapat dilihat pada
Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Tampilan NS-2 [6].
Interaksi antar protokol dalam konteks pengembangan protokol internet
menggunakan NS sebagai perangkat lunak simulasi pembantu analisis dalam
riset atau sewaktu mengerjakan tugas perkuliahan, di antaranya [15]:
1. NS dilengkapi dengan tool validasi. Tool validasi digunakan untuk
menguji validitas pemodelan yang ada pada NS. Secara default, semua
pemodelan pada NS akan dapat melewati proses validasi ini.
2. Pembuatan simulasi dengan menggunakan NS jauh lebih mudah daripada
menggunakan software developer seperti Delphi atau C++. Pengguna
hanya tinggal membuat topologi dan skenario simulasi sesuai dengan riset.
Pemodelan media, protokol dan network component lengkap dengan
perilaku jaringan sudah tersedia pada library NS.
3. NS bersifat open source di bawah Gnu Public License (GPL), sehingga
NS dapat di Download dan digunakan gratis melalui web site NS
http://www.isi.edu/nsnam/dist. Sifat open source juga mengakibatkan
pengembangan NS menjadi lebih dinamis. Pemodelan media, protokol,
network component dan perilaku traffic cukup lengkap bila dibandingkan
dengan software sejenis lain. Ini disebabkan pengembangan NS dilakukan
oleh banyak periset dunia.
NS2 mensimulasikan jaringan berbasis TCP/IP dengan berbagai macam
medianya. Protokol jaringan yang dapat disimulasikan [15], diantaranya
TCP/UDP/RTP, Traffic behaviour (FTP, Telnet, CBR, dll), Queue management
(RED, FIFO, CBQ), Algoritma routing unicast (Distance vector, Link state) dan
multicast, PIM SM, PIM DM, DVMRP, Shared Tree dan Bi directional Shared
Tree, Aplikasi multimedia yang berupa layered video, danQoS video-audio dan
transconding. NS2 juga mengimplementasikan MAC (IEEE 802.3, 802.11),
Media jaringan kabel (LAN, WAN, point to point), dan Nirkabel (Mobile IP,
Wireless LAN).
Data hasil simulasi yaitu data berbentuk file trace. File trace digunakan untuk
proses analisis numerik. Contoh tampilan file trace dapat dilihat pada Gambar
2.6.
Gambar 2.6 Contoh trace file.
Trace file tersebut terdiri dari kolom-kolom hasil record yang dapat
dijelaskan berikut.
1. Event
Kejadian yang dicatat oleh Ns, yaitu :
r: receive (paket diterima oleh To Node)
+: enqueue (paket keluar dari From Node dan masuk ke dalam antrian )
–: dequeue (paket keluar dari antrian) d: drop (paket dibuang dari antrian )
2. Time
Event Time From Node
To Node
Packet Type
Packet Size Flags
Flow id
Source Address
Dest. Address
Sequence Number
Mengindikasikan waktu terjadinya suatu event, dalam hitungan detik setelah
start.
3. From NodedanTo Node
From node dan to node menyatakan keberadaan paket.Saat suatu kejadian
dicatat, paket sedang berada pada link di antara From Node dan To Node
4. Packet Type
Menginformasikan tipe paket yang dikirim.Seperti udp, tcp, ack, atau cbr.
5. Packet Type
Ukuran paket dalam byte.
6. Flag
Flag digunakan sebagai penanda. Pada data diatas flag tidak digunakan.
Macam-macam flag yang digunakan antara yaitu:
E untuk mengindikasikan terjadinya kongesti (Congestion Experienced
(CE)).
N untuk mengindikasikan ECN-Capable-Transport pada header IP.
C untuk mengindikasikan ECN-Echo.
Auntuk mengindikasikan pengurangan window kongesti pada header
TCP.
P untuk mengindikasikan prioritas.
F untuk mengindikasikan TCP fast start.
7. Flow id
Memberi nomor unik untuk mengidentifikasikan tiap aliran data.
8. Source Address
Alamat asal paket dengan format node.port.Misalnya 2.0 berarti node ke 2
port 0.
Alamat tujuan paket dengan format node.port. contoh 0.1 berarti node ke 0
port 1.
10.Sequence Number
Nomor urut paket.
11.Packet id
Nomor unik untuk tiap paket.
2.5.3TRANSPORT PROTOCOL
Dalam arsitektur jaringan komputer, terdapat suatu lapisan-lapisan
(layer) yang memiliki tugas spesifik serta memiliki protokol
tersendiri.International Standard Organization (ISO) telah mengeluarkan suatu
standard untuk arsitektur jaringan komputer yang dikenal dengan namaOpen
System Interconnection (OSI). Standard ini terdiri dari 7 lapisan protokol yang
menjalankan fungsi komunikasi antara 2 komputer.Dalam TCP/IP hanya
terdapat 5 lapisan.User Datagram Protocol (UDP) dan Transmission Control
Protocol (TCP) berada pada transport layer yang berada pada arsitek TCP/IP
[16].
2.5.3.1User Datagram Protocol
User Datagram Protocol (UDP) adalah salah satu lapisan
protocol transport TCP/IP yang mendukung komunikasi yang tidak andal
(unreliable) karena pesan-pesan UDP akan dikirimkan sebagai datagram tanpa
adanya nomor urut atau pesan acknowledgment. Karakteristik UDP lainnya
adalah tanpa koneksi (connectionless) karena pesan-pesan UDP akan dikirimkan
tanpa harus dilakukan proses negosiasi koneksi antara dua host yang hendak
16-bitterhadap keseluruhan pesan UDP.Pesan UDP dapat memiliki besar maksimum
65507 byte[17].
UDP sering digunakan dalam berbagai tugas, antara lain protokol yang
ringan (lightweight) untuk menghemat sumber daya memory dan processor,
protokol yang tidak membutuhkan keandalan, dan transmisi broadcast
karena UDP merupakan protokol yang tidak perlu membuat koneksi terlebih
dahulu dengan sebuah host tertentu [17].
Koneksi dengan menggunakan UDP pada NS dilakukan dengan
menggunakan agent UDP sebagai pengirim dan agentnull sebagai penerima.
Aplikasi yang dipakai pada transport protocol UDP adalah Constant Bit Rate
(CBR) yang biasanya sering digunakan untuk menggambarkan aplikasi yang
sifatnya real time atau memiliki tingkat sensitivitas terhadap delay yang cukup
tinggi. Fungsi CBR ini membangkitkan data secara kontinu dengan bit rate yang
konstan [6].
2.5.3.2Transmission Control Protocol
Transmission Control Protocol (TCP) adalah suatu protokol yang berada
di lapisan transport (baik itu dalam tujuh lapis model OSI atau model DARPA)
yang berorientasi sambungan (connection-oriented) karena sebelum data dapat
ditransmisikan antara dua host, dua proses yang berjalan pada lapisan aplikasi
harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu. TCP
dapat diandalkan (reliable) karena data yang dikirimkan ke sebuah koneksi TCP
akan diurutkan dengan sebuah nomor urut paket dan akan mengharapkan
paket positive acknowledgment dari penerima. Sebuah segmen TCP dapat
berukuran hingga 65495 byte [18].
Karakteristik dari TCP adalah memiliki layanan flow control untuk
mencegah data terlalu banyak dikirimkan pada satu waktu, yang akhirnya
dimiliki oleh pihak pengirim yang secara terus menerus memantau dan
membatasi jumlah data yang dikirimkan pada satu waktu. Karakteristik lainnya
adalah 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,
data pun dapat secara simultan diterima dan dikirim [18].
Simulasi koneksi pada one way TCP dilakukan dengan menggunakan 2
agents yang berpasangan, yaitu TCP sender dan TCP sink. TCP sender berfungsi
sebagai pengirim dan TCP sink bertugas mengirim ACK per paket yang diterima
pada TCP sender pasangannya. Aplikasi yang dipakai pada TCP adalah File
Transfer Protocol (FTP) yang biasanya sering digunakan untuk mengambarkan
aplikasi yang sifatnya connection oriented yaitu dengan mengirim ulang paket
yang hilang dan adanya flow control [6].
2.6ROUTER
Router adalah peralatan yang bekerja pada layer 3 Open System
Interconnection (OSI) dan sering digunakan untuk menyambungkan jaringan luas
Wide Area Network (WAN) atau untuk melakukan segmentasi layer 3 di LAN
[19]. WAN seperti halnya LAN juga beroperasi di layer 1, 2 dan 3 OSI sehingga
router yang digunakan untuk menyambungkan LAN dan WAN harus mampu
mendukung.
Router memiliki kemampuan melewatkan paket IP dari satu jaringan ke
jaringan lain yang mungkin memiliki banyak jalur diantara keduanya.
Router-router yang saling terhubung dalam jaringan internet turut serta dalam sebuah
algoritma routing terdistribusi untuk menentukan jalur terbaik yang dilalui paket
IP dari system ke sistem lain. Proses routing dilakukan secara hop by hop. IP
menyediakan IP address dari router berikutnya yang menurutnya lebih dekat ke
host tujuan.
Menghubungkan komputer dengan komputer lain dapat dilakukan
dengan cara langsung menggunakan kabel jaringan ataupun dengan peralatan
tambahan. Jika ingin menyambungkan beberapa komputer di dalam satu ruangan
sudah pasti memerlukan peralatan penyambung seperti hub atau switch.
Hub ataupun switch mempunyai kemampuan untuk menyambungkan
pada jarak yang berdekatan berkapasitas bandwith mulai dari 10Mbps sampai
1000Mbps. Namun sayang kecepatan tinggi tersebut hanya dapat dinikmati di
dalam satu ruangan saja Local Areal Network (LAN) .Untuk menyambungkan
jaringan dalam satu ruangan ke jaringan yang lebih luas memerlukan peralatan
yang disebut router.
Berhubungan dengan jaringan yang lebih luas atau internet berarti akan
menghadapi internetworking yang memiliki prinsip dasar sebgai berikut:
a. Pengalamatan secara konsisten
b. Memiliki topologi jaringan mewakili pengalamatan.
c. Pemilihan jalur pengiriman data (terestial, gelombang mikro, satelit, fiber
optic dan lainnya).
d. Penggunaan router statik maupun dinamik.
e. Menyambungkan berbagai tempat secara online tanpa keterbatasan waktu
26
BAB III
PERANCANGAN SIMULASI
3.1PERANCANGAN SIMULASI
Perancangan simulasi manajemen antrian Drop Tail dan Fair Queueing ini
memerlukan perencanaan yang baik agar hasil yang didapat sesuai dengan teori yang
ada. Tahap – tahap dalam perancangan simulasi ini akan dijelaskan dengan flow chat
pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Flowchart Perancangan Simulasi
Simulasi menggunakan Network Simulator 2 versi 2.30 yang diinstal pada
sistem operasi Windows XP dengan aplikasi Cygwin.Pada perancangan simulasi ini
antrian DT dan FQ dibuat pada router dengan besar buffer yang berbeda pada
Sistem yang akan dibuat terdiri dari 2 skenario. Skenario pertama
menunjukkan simulasi menggunakan antrian DT pada router dan skenario kedua
menggunakan antrian FQ pada router. Rancangan sistem yang akan dibuat dijelaskan
pada Table 3.1.
Table 3.1 Skenario Simulasi
Kondisi Skenario 1 Skenario 2
Jumlah Node 6 6
Router Antrian : Drop Tail
3.2TOPOLOGI JARINGAN
Topologi sistem yang akan dibuat dapat dimodelkan seperti Gambar 3.2.
` `
`
router
komputer 5
komputer 3 komputer 2 `
` komputer 1
komputer 4
Gambar 3.2 Topologi Jaringan
Gambar 3.2 menjelaskan bahwa dalam sistem tersebut terdapar 5 buah
komputer dan 1 buah router. Komputer 1, 2, 3, dan 4 akan mengirimkan paket TCP
maupun UDP ke komputer 5 sebagai tujuan. Router bertugas sebagai perantara
pengiriman paket sehingga dapat sampai tujuan.Pada router terdapat buffer atau besar
antrian yang digunakan untuk menampung paket yang datang sebelum diteruskan ke
3.3Konfigurasi Sistem
Pada sistem yang akan dibuat terdapat 6 node, 5 node sebagai komputer atau 1
node sebagai router dan 5 link sebagai media transmisi data. Node dan link tersebut
akan dikonfigurasi sebagai berikut :
Link antara komputer 1 dan router memiliki besar bandwidth1 Mbps dan delay
sebesar 1 ms. Dengan sistem antrian DT pada pengujian pertama dan FQ pada
pengujian kedua.
Link antara komputer 2 dan router memiliki besar bandwidth1 Mbps dan delay
sebesar 1 ms. Dengan sistem antrian DT pada pengujian pertama dan FQ pada
pengujian kedua.
Link antara komputer 3 dan router memiliki besar bandwidth1 Mbps dan delay
sebesar 1 ms. Dengan sistem antrian DT pada pengujian pertama dan FQ pada
pengujian kedua.
Link antara komputer 4 dan router memiliki besar bandwidth1 Mbps dan delay
sebesar 1 ms. Dengan sistem antrian DT pada pengujian pertama dan FQ pada
pengujian kedua.
Link antara komputer 5 dan router memiliki besar bandwidth2 Mbps dan delay
sebesar 1 ms. Dengan sistem antrian DT pada pengujian pertama dan FQ pada
pengujian kedua.
Dalam mendesain sistem ini, ada beberapa asumsi yang akandigunakan dalam
melakukan simulasi. Berikut ini adalah asumsi-asumsi yangdipakai dalam
perancangan sistem :
Ukuran buffer pada routersetiap pengujian masing-masing manajemen antrian
adalah 10, 25, 50, 75, 100 yang ditempatkan pada link antara router dan komputer
Paket yang dikirimkan oleh komputer 1 ,2 , 3 , dan 4 adalah paket TCP pada
pengujian pertama dan paket UDP pada pengujian kedua.
Ukuran paket TCP pada pengujian adalah dengan ukuran paket terkecil yaitu 20
byte dan ukuran paket terbesar yaitu 65495 byte. Interval pengiriman paket adalah
0.05s.Sedangkan ukuran paket UDP pada pengujian adalah dengan ukuran paket
terkecil yaitu 8 byte dan ukuran paket terbesar yaitu 65507 byte. Interval
pengiriman paket adalah 0.05s.
Aplikasi yang dipakai pada transport protocol UDP adalah Constant Bit Rate
(CBR) yang biasanya sering digunakan untuk menggambarkan aplikasi yang
sifatnya real time atau memiliki tingkat sensitivitas terhadap delay yang cukup
tinggi.Sedangkan aplikasi yang dipakai pada transport protocol TCP adalah File
Transfer Protocol (FTP) yang biasanya sering digunakan untuk mengambarkan
aplikasi yang sifatnya connection oriented yaitu dengan mengirim ulang paket
yang hilang dan adanya flow control.
3.4Pengukuran Parameter Kinerja
Setelah menjalankan simulasi yang telah dibuat, maka maka akan muncul
trace file. Trace fileberisi kronologis kejadian dalam simulasi yang dibuat.Trace
filerecord dari simulasi yang dibuat tersusun dalam format yang sudah ditentukan
seperti Table 3.2.
Tabel 3.2 Record Trace File
FORMAT KETERANGAN
$1 Event
Data - data trace file yang telah didapat digunakan untuk menghitung dan
menganalisa throughput, average delay,dan packet lossdengan bantuan program awk.
Program awk merupakan command line utility yang dikembangkan Unix dan Linux.
Dari analisa tersebut, nilai throughput, average delay router,dan packet loss
routerakan dibandingkan pada manajemen antrian DT dan FQ, sehingga akan didapat
manajemen antrian mana yang lebih baik.
Tabel 3.2 (lanjutan) Record Trace File
FORMAT KETERANGAN
$3 From
$4 To
$5 Packet Type
$6 Packet Size
$7 Flags
$8 Flow Id
$9 Source Address
$10 Destination Address
$11 Seq Num
3.4.1 Menghitung packet loss router
Packet loss router didapat dengan menghitung jumlah paket yang di-drop di
router dibagi jumlah paket yang diterima oleh router dikali 100%.Satuan packet
lossrouter adalah %. Penghitungan packet loss router menggunakan program .awk
yang akan dibuat. Flowchatpacket loss router dapat dilihat pada gambar 3.3.
start
3.4.2 Menghitung average delay router
Average delay router didapat dengan menghitung total delay antrian di router
dibagi jumlah paket yang diterima oleh router. Satuan average delay routeradalah
ms. Penghitungan average delay router menggunakan program .awk yang akan
dibuat. Flowchataverage delay router dapat dilihat pada gambar 3.4.
start
3.4.3 Menghitung throughput
Throughput didapat dengan menghitung total paket yang keluar dari router
dibagi delay rata-rata yang terjadi pada antrian router. Satuan throughput adalah
packet per second (p/s).penghitunganthroughputmenggunakan program .awk yang
akan dibuat. Flowchatthroughputdapat dilihat pada gambar 3.5.
start
break no no end_time[packet_id] = -1;
35
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Skenario simulasi jaringan dilakukan untuk pengujian unjuk kerja
manajemenantrian DT dan FQ.Setelah menjalankan simulasi dari setiap skenario,
trace filedidapat.Trace file tersebut diproses dengan fileawk untuk mendapat data
parameter kinerja.
Potongan listingprogram dibawah ini menunjukkan parameter yang diatur
pada setiap simulasi, diantaranya adalah jumlah node, jenis link, besar bandwidth,
delay, jenis antrian, dan posisi. Pengujian tersebut akan menghasilkan data yang
disajikan dalam bentuk grafik dan tabel.
4.1Penjelasan Program dan Contoh Pengambilan Nilai dari Trace File
Program yang digunakkan dalam penelitian ini yaitu progam .awk yang
berfungsi untuk mengambil data-data dari trace fileyang dibutuhkan untuk mengukur
kinerja manajemen antrian yang diuji. Listing program .awk adalah sebagai berikut : set n0 [$ns node]
set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] set n3 [$ns node] set n4 [$ns node] set n5 [$ns node]
$ns duplex-link $n0 $n4 1Mb 1ms DropTail / FQ $ns duplex-link $n1 $n4 1Mb 1ms DropTail / FQ $ns duplex-link $n2 $n4 1Mb 1ms DropTail / FQ $ns duplex-link $n3 $n4 1Mb 1ms DropTail / FQ $ns duplex-link $n4 $n5 2Mb 1ms DropTail / FQ
$ns duplex-link-op $n0 $n4 orient down
$ns duplex-link-op $n1 $n4 orient right-down $ns duplex-link-op $n2 $n4 orient right-up $ns duplex-link-op $n3 $n4 orient up
1. Average Delay Router
if ( packet_id > highest_packet_id ) highest_packet_id = packet_id;
# mendapatkan waktu paket masuk ke antrian node 4 (router)
if ( start_time[packet_id] == 0 && action == "+" && node_2=="4"){ start_time[packet_id] = time;
}
# mendapatkan waktu ketika paket keluar dari antrian node 4 (router) # dan mengitung jumlah paket yang berhasil keluar dari node 4 tanpa drop.
if ( action != "d" || action != "r") {
if ( action == "-" && node_1=="4" && node_2=="5") { num_out = num_out + 1;
# menghitung delay tiap paket dan total delay
# dan menampilkan paket id, start time, end time, delay untuk setiap paket. for ( packet_id = 0; packet_id <= highest_packet_id; packet_id++ ) {
start = start_time[packet_id]; end = end_time[packet_id]; packet_duration = end - start; if ( start < end ) {
total_duration = total_duration + packet_duration; }
Penjelasan dari listingprogram diatas adalah:
1) Untuk mengetahui start time paket ketika masuk ke antrian router yaitu
dengan melihat pada trace file dengan ketentuan start_time[packet_id] == 0,
action == "+", dan node_2=="4".
2) Untuk mengetahui jumlah paket dan end time paket ketika keluar dari router
yaitu dengan melihat pada trace file dengan ketentuan action != "d" || action
!= "r", action == "-", node_1=="4", node_2=="5".
3) Untuk menghitung delay adalah dengan end time – start time untuk setiap
paket. Untuk menghitung total delay adalah dengan total_duration =
total_duration + packet_duration.
4) Menghitung total delay dalam ms yaitu dengan total_duration*1000 ms.
5) Menghitung average delay router dalam ms yaitu dengan
(total_duration*1000 ms)/num_out.
printf("\n--- \n");
# Menghitung dan menampilkan total delay, total paket keluar dari R, dan rata2 delay
printf("Total Delay = %.6f \n", (total_duration*1000)); printf("Total Packet out R = %f \n\n", num_out);
printf("AVERAGE DELAY = %.6f ms \n", (total_duration*1000)/num_out);
2. Packet Loss Router
Penjelasan dari listingprogram diatas adalah:
1) Untuk menghitung jumlah paket drop pada antrian router yaitu dengan
melihat pada trace file dengan ketentuan action =="d", node_1 == "4",
node_2 == "5", dan menghitung denganjml_drop = jml_drop + 1.
BEGIN {
# menghitung jumlah paket drop yang ada di antrian node 4 (router) if (action =="d" && node_1 == "4" && node_2 == "5") {
jml_drop = jml_drop + 1; }
# menghitung jumlah paket; kecuali ack yang diterima oleh node 4 (router) if ( action != "d") {
if (action == "r" && node_2 == "4" && src != "ack") { jml_terima = jml_terima + 1;
} }
}
END {
# menghitung paket loss pada router dalam satuan %
# dan menampilkan total paket drop, paket diterima, paket loss di router. printf("\n--- \n"); printf("Total Paket Drop di Router = %f ", jml_drop);
printf("\n");
printf("Total Paket Diterima Router = %f ", jml_terima); printf("\n\n");
printf("PAKET LOSS ANTRIAN = %f %", jml_drop/jml_terima*100); printf("\n");
2) Untuk menghitung jumlah paket yang diterima router kecuali ack yaitu
dengan melihat pada trace file dengan ketentuan action != "d", action == "r",
node_2 == "4", src != "ack", dan menghitung dengan jml_terima = jml_terima
+ 1.
3) Untuk menghitung paket loss antrian router yaitu dengan
jml_drop/jml_terima*100 %.
if ( packet_id > highest_packet_id ) highest_packet_id = packet_id;
# mendapatkan waktu paket masuk ke antrian node 4 (router)
if ( start_time[packet_id] == 0 && action == "+" && node_2=="4"){ start_time[packet_id] = time;
}
# mendapatkan waktu ketika paket keluar dari antrian node 4 (router) # dan mengitung jumlah paket yang berhasil keluar dari node 4 tanpa drop.
if ( action != "d" || action != "r") { #ketika aktion d dan r tidak di hitung
Penjelasan dari listingprogram diatas adalah:
1) Untuk mengetahui start time paket ketika masuk ke antrian router yaitu
dengan melihat pada trace file dengan ketentuan start_time[packet_id] == 0,
action == "+", dan node_2=="4".
2) Untuk mengetahui jumlah paket dan end time paket ketika keluar dari router
yaitu dengan melihat pada trace file dengan ketentuan action != "d" || action
!= "r", action == "-", node_1=="4", node_2=="5".
3) Untuk menghitung delay adalah dengan end time – start time untuk setiap
paket. Dan untuk menghitung totaldelay adalah dengan total_duration =
total_duration + packet_duration.
4) Menghitung average delay router dalam ms yaitu dengan
total_duration*/num_out.
5) Untuk menghitung throughput yaitu dengan
num_out/(total_duration/num_out).
END {
# Menghitung paket durasi / delay untuk setiap paket dan menghitung total delay for ( packet_id = 0; packet_id <= highest_packet_id; packet_id++ ) {
start = start_time[packet_id]; end = end_time[packet_id]; packet_duration = end - start; if ( start < end ) {
total_duration = total_duration + packet_duration; }
}
printf("\n--- \n");
# Menghitung dan menampilkan delay rata2 R, total paket keluar dari R dan throughput
printf("Average Delay R = %.6f s\n", total_duration/num_out); printf("Total Packet out R = %f \n\n", num_out);
printf("THROUGHPUT = %.6f p/s \n", num_out/(total_duration/num_out));
4.2 Pengambilan nilai dari trace file
Dari simulasi yang dijalankan, akan menghasilkan trace file. Trace file
tersebut berisi pencatatan seluruh kejadian dari simulasi yang dibangun. Dari trace
file tersebut dapat dijadikan acuan pengambilan nilai. Berikut adalah cara
pengambilan nilai dari parameter-parameter yang diuji.
1. Average delay router
Potongan trace file pada Gambar 4.1 menampilkan contoh pengambilan nilai
average delay router dari trace file.
Gambar 4.1 potongan trace file Average delay router
a) Mengambil start time paket masuk ke antrian router.
Dengan ketentuan start_time[packet_id] == 0 && action == "+" &&
node_2=="4"
b) Mengambil end time paket yang keluar dari antrian router.
Dengan ketentuan action != "d" || action != "r", action == "-" &&
node_1=="4" && node_2=="5".
Maka didapat end time untuk paket dengan paket_id 1944 adalah 4.76388.
c) Menghitung delay setiap paket yaitu dengan rumus end time - start time. Pada
contoh diatas delay untuk paket_id 0 adalah 0.20132 - 0.2 = 0.00132 s
Dan delay untuk paket_id 1944 adalah 4.76388 - 4.75456 = 0.00932 s
d) Menghitung total delay yaitu dengan menjumlahkan semua delay setiap paket.
Pada contoh diatas total delay adalah 0.00132 + 0.00932 = 0.01064 s.
e) Menghitung total paket yang keluar dari router.
Dengan ketentuan action != "d" || action != "r", action == "-" &&
node_1=="4" && node_2=="5".
Sebagai contoh pada potongan trace file paket yang keluar dari router
berjumlah 2 yaitu paket dengan id 0 dan 1944.
Dengan rumus average delay router = ( total delay *1000 ms) / paket keluar
dari router, maka dari potongan trace file tersebut dapat dihitung :
average delay router = 0.01064 s * 1000 ms / 2
= 10.64ms / 2
= 5.32 ms
2. Packet loss router
Potongan trace file pada Gambar 4.2 menampilkan contoh pengambilan nilai
Gambar 4.2 potongan trace file Packet loss router
a) Menghitung jumlah paket drop pada antrian router.
Dengan ketentuan action =="d" && node_1 == "4" && node_2 == "5".
Dari contoh di atas didapat jumlah paket dropdi router adalah 2 untuk paket
dengan paket_id 64 dan 69.
b) Menghitung jumlah paket yang diterima oleh router.
Dengan ketentuan action != "d", action == "r" && node_2 == "4" && src !=
"ack".
Dari contoh di atas didapat jumlah paket yang diterima oleh router adalah 3
untuk paket dengan paket_id 64, 69, dan 1944.
Dengan rumus packet loss router = jml_drop / jml_terima * 100, maka dari
potongan trace file tersebut dapat dihitung :