i
HALAMAN SAMPUL
ANALISIS PERBANDINGAN PENGGUNAAN SACK ON DAN SACK OFF PADA TCP RENO DI JARINGAN WIRELESS SINGLE HOP
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Disusun Oleh :
Matius Pranandito Bagus Listiantoro 115314053
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
ii
COMPARATIVE ANALYSIS IN USE OF SACK ON AND SACK OFF ON TCP RENO IN SINGLE HOP WIRELESS NETWORK
A THESIS
Presented as Parial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Komputer Degree In Informatics Engineering Study Program
Created By :
Matius Pranandito Bagus Listiantoro 115314053
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA 2017
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
SKRIPSI
ANALISIS PERBANDINGAN PENGGUNAAN SACK ON DAN SACK OFF PADA TCP RENO DI JARINGAN WIRELESS SINGLE HOP
Disusun oleh :
MATIUS PRANANDITO BAGUS LISTIANTORO 115314053
iv
v
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, terkecuali yang tertulis di dalam kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya sebuah karya ilmiah.
Yogyakarta, 10 Mei 2017
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : MATIUS PRANANDITO BAGUS LISTIANTORO
Nomor Mahasiswa : 115314053
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
ANALISIS PERBANDINGAN PENGGUNAAN SACK ON DAN SACK OFF PADA TCP RENO DIJARINGAN WIRELESS SINGLE HOP
beserta perangkat yang diperlukan.
Saya mengizinkan Perpustakaan Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, dan memublikasikannya di internet untuk kepentingan akademis.
Demikian pernyataan saya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 10 Mei 2017 Yang menyatakan
vii
HALAMAN MOTTO
Sabar dalam kesulitan,
dan bijak dalam bertindak adalah cara utama meraih sukses
Motivasi dan semangat adalah penawar kemalasan dan penundaan
Rahasia Sukses adalah
selalu memanfaatkan kesempatan dan peluang yang ada
viii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan Puji Syukur kepada Tuhan yang Maha Esa yang melimpahkan rahmat dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Skripsi ini guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh Gelar Sarjana Strata I Program Studi Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, yang berjudul “ANALISIS PERBANDINGAN PENGGUNAAN SACK ON DAN SACK OFF PADA TCP RENO DIJARINGAN WIRELESS.” Dalam penyusunan Skripsi ini penulis telah banyak mendapat bantuan, dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak sehingga penyusunan dapat diselesaikan dengan maksimal.
Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan berkat dan perlindungan-Nya, serta kesehatan dan semangat kepada saya.
2. Bapak Yulius Sutarjo dan Ibu Agnes Sri Kartini yang tercinta, yang setia menemani, membiayai, merawat, memotivasi anaknya yang nakal ini. 3. Adik Maria Ayu Andhita, Adik Katarina Putri H, Adik Kallistus Jananben
yang telah memberikan dukungan, semangat, dan doa sehingga Skripsi ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Bambang Soelistijanto, Ph. D selaku dosen pembimbing Skripsi yang telah membimbing saya selama satu semester dengan sabar dan baik hati.
5. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T, M.Kom dan Bapak Puspaningtyas Sanjoyo Adi,S.T.,M.T. selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan meluluskan saya, serta telah banyak meluangkan waktu untuk saya.
6. Keluarga Darmo Sugito yang tercinta, buat Pakde Doyo, Budhe Yuli, Mas Dayan (Alm), Mbak Hanik, Mas Rafa, Mbak Quena, Mas Leon, Mas Yoko, Mbak Maya, Mas Kikuk, Mas Wahyu, Mbak Fany, Mas Chevy, Mbak Audy, Pakde Yoyok, Budhe Mariam (Alm), Mbak Wid, Mbak Lina, Mas Bimo, Mbak Ochi, Pakde Gimin, Budhe Luci, Mbak Erna, Mas
ix
Rio, Mas Hary, Mbak Pipit, Pakde Sentot, Budhe Uuk, Mbak Ajeng, Mbak Dian, Mas Adit, dan buat semua saat aku masih berjuang dengan Skripsi, Terimakasih buat saudaraku yang tercinta.
7. Keluarga Walidjo yang tercinta, Om Jimin, Bulik Yanti, Adik Yuli, Om Wid, Bulik Nur, Adik Ian, Bulik Yus, Om Anang, Adik Intan, dan buat semua saat aku masih berjuang dengan Skripsi, Terimakasih buat semua. 8. Ibu Rita Widiarti, S. SI, M.Kom selaku Ketua Program Studi Teknik
Informatika.
9. Semua Dosen serta Karyawan program studi Teknik Informatika Terimakasih untuk semua ilmu yang telah diwariskan kepada saya selama kuliah. Semoga dapat menjadi bekal yang berharga untuk saya dalam menghadapi tantangan hidup selanjutnya.
10. Teman – teman yang seangkatan kakak dan adik yang sudah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
11. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya skripsi ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Kami sadar bahwa penelitian yang penulis buat ini jauh dari sempurna, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya, serta penulis sendiri khususnya.
Yogyakarta, 10 Mei 2017
x ABSTRAK
TCP Reno adalah pengembangan dari TCP pendahulunya yaitu TCP Tahoe dengan beberapa kelebihan.
Pada skripsi ini TCP Reno menggunakan SACK OPTION yaitu SACK ON dan SACK OFF kemudian akan dilihat pengaruh dari SACK OPTION tersebut pada setiap tipe skenario jaringan single hop, yaitu : Pengujian pada skenario dengan kondisi Jaringan Wireless Client Server Statik menggunakan SACK ON kemudian SACK OFF, pengujian client Server jaringan wireless bergerak dengan menggunakan SACK ON dan kemudian SACK OFF, untuk pengujian terakhir yaitu menggunakan jaringan bertipe client kabel dengan SACK OPTION ON kemudian SACK OPTION OFF.
Ketiga hasi skenario tersebut akan dibandingkan satu sama lain dengan melihat parameter uji berupa Throughput, Congestion Window (CWND), dan Packet Error Rate (PER) untuk setiap jenis skenario.
Adapun hasil pengujian dari setiap skenario tersebut menunjukan tidak ada pengaruh sama sekali penggunaan TCP Reno SACK ON / OFF pada jaringan single hop. Ini karena error yang terlalu tinggi pada jaringan wireless statik / bergerak akibat dari kelemahan dari TCP Reno yang tidak mampu membangun jaringan saat ada multiyple error, sehingga metode SACK tidak mampu terbangun. Hal ini diperkuat saat pengujian dengan skenario kabel ternyata SACK OPTION mampu berjalan, dan pada skenario wireless statik ataupun wireless bergerak SACK OPTION gagal.
xi ASBTRACT
TCP Reno is the development of predecessor TCP, that is TCP Tahoe with several advantages.
In this thesis TCP Reno using SACK OPTION are SACK ON and SACK OFF then will be seen the influence of SACK OPTION on each type of single hop network scenario, there are three testing : Tests on scenarios with Static Wireless Client Server Network conditions using SACK ON and SACK OFF, Testing client Wireless mobile network server using SACK ON and then SACK OFF, For the last test is using the network type cable client with SACK OPTION ON and SACK OPTION OFF.
The three scenarios will be compared against each other by looking at the test parameters such as Throughput, Congestion Window (CWND), and Packet Error Rate (PER) for each type of scenario.
The result of the test of each scenario showed no influence at all in the used of TCP Reno SACK ON / OFF on single hop network. This is because the error is too high on static wireless network or dynamic wireless network, the result of the weakness of TCP Reno is not able to build the network when there are multiple errors, so the SACK method is not able to wake up. This is reinforced when testing with a cable scenario turns SACK OPTION capable to running, and in static wireless scenario or dynamic wireless SACK OPTION is failed.
xii DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ...i
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi
HALAMAN MOTTO ...vii
KATA PENGANTAR ... viii
ABSTRAK ... x
ASBTRACT ... xi
DAFTAR ISI ...xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ...1 1.2 Rumusan Masalah ...2 1.3 Batasan Masalah ...2 1.4 Tujuan ...3 1.5 Metodologi Penelitian ...3 1.5.1 Studi liberatur ...3 1.5.2 Perancangan ...3
1.5.3 Pengumpulan Data dan Simulasi ...3
1.5.4 Analisa Data dan Simulasi ...4
1.5.5 Penarikan Kesimpulan dan Saran ...4
1.6 Sistematika Pembahasan ...4
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Jaringan Wireless ...5
2.1.1 Komponen pada WLAN ...6
2.1.2 Hal – hal yang harus diperhatikan pada WLAN ...6
2.2 Transport Control Protocol (TCP) ...7
xiii
2.2.2 Cara Kerja TCP pada Umumnya ... 10
2.3 TCP RENO ... 11
2.3.1 Slow-Start ... 11
2.3.2 Congestion Avoidance ... 12
2.3.3 Fast Retransmit ... 12
2.3.4 Fast Recovery ... 13
2.3.5 Kelebihan dan Kekurangan TCP RENO ... 14
2.4 Selective Acknowledgment (SACK) ... 14
2.5 Simulator OMNet++ ... 17
BAB III METODE PENELITIAN ... 18
3.1 Parameter Simulasi ... 18
3.2 Parameter kinerja... 18
3.2.1. Throughput ... 18
3.2.2. Congestion Window (CWND)... 19
3.2.3. Packet Error Rate (PER) ... 19
3.3 Topologi Jaringan ... 19
3.3.1 Penjelasan Topologi Jaringan ... 20
3.3.2 Skenario Pengujian ... 20
BAB IV ANALISA DATA DAN PENGAMBILAN DATA ... 24
4.1 Hasil Pengujian ... 24
4.2 Analisa Perbadingan ... 27
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 34
5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 34
DAFTAR PUSTAKA ... 35
LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 37
xiv
DAFTAR TABEL
3.1 Parameter tetap dalam Skenario... 18 4.1 Throughput skenario 1 statik node... 24 4.2 Skenario 2 Throughput Cline Bergerak... 16
xv
DAFTAR GAMBAR
2.1 Three-way Handshake dalam TCP... 10
2.2 TCP Slow Start... 11
2.3 Congestion Window... 12
2.4 Fast Recovery dan Fast Retransmit... 13
2.5 Window Single Paket Drop... 14
2.6 Window Multiple Paket Error... 14
2.7 Contoh Diagram transaksi pesan SACK... 15
3.1 Topologi Dasar... 19
3.2 Topologi perbandingan client server kabel... 20
3.3 Skenario Pengujian 1 (Statik Node dengan SACK ON)... 21
3.4 Skenario Pengujian 2 (Statik Node dengan SACK OFF)... 21
3.5 Skenario Pergujian 3 (Client Bergerak dengan SACK OFF)... 21
3.6 Skenario Pergujian 4 (Client Bergerak dengan SACK ON)... 22
3.7 Skenario Pengujian 5 (Client Server Kabel dengan SACK ON & OFF)... 22
4.1 Throughput Skenario 1 Statik Node... 24
4.2 Skenario 1 CWND SACK ON dan SACK OFF... 25
4.3 Skenario 1 PER Statik Node... 25
4.4 Skenario 2 Throughput Client Bergerak... 26
4.5 Skenario 2 CWND SACK ON dan SACK OFF... 26
4.6 Skenario 2 PER Client Bergerak... 26
4.7 Perbandingan Throughput Skenario 1 dan Skeanrio 2... 27
xvi
4.9 Perbandingan PER Skenario 1 dan skenario 2... 29 4.10 Perbandingan kabel dengan skenario 1 dan skenario 2... 30 4.11 CWND Skenario kabel SACK ON dan SACK OFF... 31 4.13 Perbandingan PER Kabel dengan skenario 1 dan skenario 2 ………….. 32
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jaringan nirkabel (Wireless network) merupakan jaringan komputer yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan data. Wireless menawarkan mobilitas dan produktivitas tinggi, kemudahan instalasi, fleksibilitas, serta jangkauan atau converge area yang lebih luas. Namun, jaringan nirkabel mempunyai kelemahan dalam hal keamanan serta kestabilitas terkait jumlah pengguna yang dapat berubah-ubah. Meski demikian, kekurangan ini masih dalam batas yang bisa ditolerir untuk tujuan penggunaan kebutuhan akses jaringan komputer wajar seperti pencarian informasi. Berbagai institusi baik bisnis maupun pendidikan nirkabel berbasis Wireless. Hal ini membutuhkan mekanisme khusus untuk melayani jumlah node (pengguna yang terhubung ke suatu access point yang semakin melonjak naik) [11].
Semakin tinggi jumlah node yang terhubung ke dalam jaringan nirkabel, maka akan semakin rentan pula jaringan tersebut. Kelemahan lain dari jaringan nirkabel adalah ketika jumlah node yang terhubung semakin banyak, maka packet error dan loss yang terjadi pada setiap transmisi paket akan semakin besar pula. Hal ini terkait dengan adanya pembagian bandwidth pada hasil transmisi menggunakan wireless yang mudah sekali terganggu. Penggunaan jaringan wireless akan semakin tidak maksimal kinerjanya terlebih saat menggunakan protokol transport TCP. Protokol TCP bekerja menggunakan beberapa motode untuk membangun koneksi awal malah akan membuat jaringan makin tidak bagus. Hal itu karena pada jaringan wireless yang minim bandwith dan error tinggi, membuat sering terjadi loss connection pada TCP. Hal yang paling jelas adalah pada saat adanya paket error yang harus ditangani TCP. Protokol TCP harus mampu mencegah error paket dengan selalu mengirim ulang paket yang hilang, ini malah akan menjadi kendala saat error di jaringan
wireless tinggi, sehingga performa akan menurun. Oleh karena itu mulailah dikembangkan varian TCP yang telah mengalami modifikasi, salah satunnya TCP RENO Selective ACK.
Pada TCP RENO yang menggunakan Selective ack, penerima data dapat menginformasikan pengirim tentang semua segmen yang telah berhasil tiba, sehingga pengirim perlu mengirim ulang hanya segmen yang benar-benar telang hilang. Pada metode pengiriman data yang biasa yaitu dengan menggunakan Selective Repeat terdapat kelemahan yaitu saat terdapat suatu paket datang yang hilang, maka paket-paket data selanjutnya harus dikirimkan ulang lagi oleh karena itu dikenalah sebuah metode yang bernama Selective Ack (SACK). Dengan menggunakan metode SACK , TCP tidak langsung me-repeat paket yang hilang, TCP hanya perlu menyisipkan pada bagian akhir paket yang hilang saja, dengan begitu kinerja TCP akan lebih baik.
Maka oleh karena itu dalam tugas akhir ini penulis melakukan analisa perbandingan SACK ON dan SACK OFF pada TCP RENO di jaringan Wireless single hop. Pengujian tugas akhir ini dilakukan menggunakan Simulator OMNet++. Perangkat lunak OMNet++ telah dipilih karena beberapa keunggulan jika dibandingkan simulator jaringan lainnya.
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah yang akan penulis bahas dalam penelitian ini adalah Bagaimana kinerja penggunaan TCP SACK ON dan TCP SACK OFF pada TCP RENO di jaringan Wireless single hop.
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembahasan ini, ada beberapa batasan yaitu antara lain 1. Topologi jaringan Wireless yang digunakan topologi single hop. 2. Simulasi menggunakan lunak OMNet++
3. Parameter kinerja yang digunakan adalah Throuphput, CWND, dan Packet Error Rate (PER).
1.4 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisi dan mengetahui kinerja TCP SACK ON dan SACK OFF pada TCP RENO di jaringan Wireless menggunakan simulator OMNet++, dan mengetahui pengaruh TCP SACK ON dan TCP SACK OFF terhadap parameter kinerja paket Throuphput, CWND, dan Packet Error Rate (PER).
1.5 Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut
1.5.1 Studi liberatur
Mengumpulkan referensi dari berbagai narasumber untuk mempelajari topik tugas akhir tentang jaringan Wireless
Teori Jaringan Wireless
a. Teori yang membahas tentang protokol TCP SACK ON dan TCP SACK OFF pada TCP Reno di jaringan Wireless single hop.
b. Teori tentang Throuphput, CWND, dan Packet Error Rate (PER).
c. Teori yang membahas OMNET++
1.5.2 Perancangan
Dalam hal ini penulis merancang suatu skenario untuk menjalankan simulias sebagai berikut
a. Luas area simulasi
b. Penambahan dalam jumlah node c. Penambahan dalam kecepatan node
1.5.3 Pengumpulan Data dan Simulasi
Simulasi jaringan Wireless ini menggunakan simulator bernama OMNET++
1.5.4 Analisa Data dan Simulasi
Untuk menganalisi sebuah data yang sudah diperoleh dari proses simulasi tersebut tentunya dapat dilakukan pengamatan dari parameter yang sudah ditentukan untuk menarik kesimpulan dari proses protokol TCP SACK ON dan TCP SACK OFF.
1.5.5 Penarikan Kesimpulan dan Saran
Penarikan kesimpulan dan saran berdasarkan pada beberapa performance metric yang diperoleh pada proses analisi data simulasi jaringan.
1.6 Sistematika Pembahasan
Sistematikan pembahasan tiap bab untuk tugas akhir ini ditunjukkan sebagai berikut
Bab 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan singkat mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika
Bab 2 LANDASAN TEORI
Bab ini membahas dan menjelaskan teori yang berkaitan dengan judul / masalah di tugas akhir.
Bab 3 METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang pemodelan dan pembuatan simulasi jaringan Wireless untuk mendapatkan parameter unjuk kerja yang diinginkan.
Bab 4 ANALISA dan PENGUJIAN
Bab ini berisi tahap pengujian simulasi dan analisa data hasil simulasi.
Bab 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dan saran-saran berdasarkan simulasi dan hasil analisa data jaringan.
5 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Jaringan Wireless
Kebalikan dari wired, tidak bisa dilihat, yaitu melalui gelombang. Jaringan nirkabel ini merupakan salah satu media transmisi yang menggunakan gelombang radio sebagai media transmisinya. Data-data digital yang dikirim melalui wireless akan dimodulasikan ke dalam gelombang elektromagnetik [1].
Media wireless yang umum digunakan adalah dengan menggunakan gelombang radio yang diset untuk bekerja di bidang frekwensi tertentu sesuai dengan standar [2].
Yang dibutuhkan untuk merakit jaringan wireless: - Wireless Network Adapter
- Mac am Wireless Network Adapter: - USB Wireless Network Adapter - PCMCIA Wireless Network Adapter - PCI Wireless Network Adapter
- Modem(jika mau konek dengan internet)
a. Kelebihan dari wireless: - Installasi bisa lebih rapi,
- untuk ekspansi relatif lebih mudah/tidak terlalu repot.
b. Kekurangan dari wireless: - Mahal,
- memerlukan keahlian ekstra untuk manajemennya masih bisa dibajak/disusupi.
2.1.1 Komponen pada WLAN
Untuk bisa mengembangkan sebuah mode WLAN, setidaknya diperlukan empat komponen utama yang harus disediakan, yaitu [1] : Access Point
Access Point akan menjadi sentral komunikasi antara PC ke ISP, atau darikantor cabang ke kantor pusat jika jaringan yang dikempangkan milik sebuahkorporasi pribadi. Access Point ini berfungsi sebagai konverter sinyal radio yang dikirimkan menjadi sinyal digital yang akan disalurkan melalui perangkat WLANlainnya untuk kemudian akan dikonversikan kembali menjadi sinyal radio oleh receiver.
Wireless LAN Interface
Alat ini biasanya merupakan alat tambahan yang dipasangkan pada PC atauLaptop. Namun pada beberapa produk laptop tertentu, interface ini biasanyasudah dipasangkan pada saat pembeliannya. Namun interface ini pula bisadiperjual belikan secara bebas dipasaran dengan harga yang beragam. Disebut juga sebagai Wireless LAN Adaptor USB.
Mobile/Desktop PC
Perangkat akses untuk pengguna (user) yang harus sudah terpasang mediaWireless LAN interface baik dalam bentuk PCI maupun USB. Antena External
Digunakan untuk memperkuat daya pancar. Antena ini bisadirakit sendiri oleh client (user), misal : antena kaleng.
2.1.2 Hal – hal yang harus diperhatikan pada WLAN
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan saat membangun WLAN, seperti :
1. Seberapa besar jaringan WLAN akan dibangun. Dalam hal ini, adalah melihatkebutuhan akan jaringan yang akan dibangun nantinya. Jangan sampaipembangunan WLAN memakan biaya
yang besar, sementara penggunaannyahanya terbatas untuk beberapa client saja. Meski bisa dijadikan sebagai investasi jangka panjang, akan tetapi akan jauh lebih bijak jika hanya untuk menghubungkan beberapa PC/Laptop menggunakan media komunikasi Add Hock (peer to peer)
2. Sistem keamanan. Sistem keamanan ini penting dalam sebuah jaringanWLAN. Sebab WLAN merupakan sebuah jaringan yang rentan terhadapserangan dari luar karena komunikasinya menggunakan sinyal radio/gelombang yang bisa ditangkap oleh client „x‟ pada area-area tertentu. Sistem keamanan inipenting karena jalur komunikasi data bisa saja berisi data-data rahasia danpenting, sehingga orang tidak bisa masuk kecuali melalui ijin akses yang telah distandarkan.
3. Koneksi yang akan dikembangkan. Meskipun secara umum, akses pointmampu menampung hingga ratusan klien dibawahnya, akan tetapi secaraprosedur, para vendor penyedia piranti akses point merekomendasikan belasanhingga 40-an client yang boleh terhubung dalam sebuah layanan WLAN. Hal iniberpengaruh pada tingkat kecepatan dan pembagian hak akses pada jaringanyang tersedia
2.2 Transport Control Protocol (TCP)
Protokol TCP ditulis oleh Vint Cerf dan Bob Kahn pada tahun 1973, saat internet merupakan media yang dilarang untuk keperluan komersil. Pada bulan Mei tahun 1974, IEEE mempublikasi sebuah makalah berjudul “A Procotol for Packet Network Intercommunication .” sebagai penulis makalah tersebut, Cerf dan Kahn menjabarkan sebuah protokol interkoneksi untuk berbagi layanan dengan memanfaatkan pertukaran paket antara node dalam jaringan yang terhubung. Komponen pengotrol utama atas model ini disebut sebagai “Transmission Control Program” yang menggabungkan koneksi oriented dan layanan datagram antar host. Transmission Control Program
kemudian dipecah ke dalam arsitektur modular yang terdiri atas Transmission Control Protocols pada lapisan transport dan Internet Protocols pada lapisan network. Model ini lah yang kemudian dikenal dengan istilah TCP/IP, meski secara formal istilah yang digunakan adalah Internet Protocols Suite.
TCP merupakan protocol pada transport layer yang bertanggung jawab menyediakan layanan komunikasi end-to-end atau host-to-host antar layer application yang sesuai dalam arstektur lapisan komponen dan protocol jaringan. TCP umunnya digunakan ketika protokol lapisan aplikasi membutuhkan layanan transfer data yang bersifat handal, layanan protokol yang menggunakan TCP adalah HTTP dan FTP [4].
2.2.1 TCP / IP Memiliki karateristik sebagai berikut :
Connection-Oriented (Berorientasi Sambungan) : Sebelum data dapat ditransmisikan antara dua host, dua proses yang berjalan pada lapisan aplikasi harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu.
Full Duplex maksudnya ialah untuk setiap host TCP, koneksi yang terjadi antar dua host secara bersamaan ialah jalur keluar dan jalur masuk. Dengan menggunakan teknologi lapisan yang mendukung full-duplex, maka data pun dapat 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.
Realiable (dapat diandalkan) maksudnya Data yang dikirimkan ke sebuah koneksi TCP akan diurutkan dengan sebuah nomor urut paket dan akan mengharapkan paket possitive acknowledgment (sebuah transmisi yang dikirimkan oleh pihak station penerima dalam jaringan kepada pihak pengirim bahwa data yang dikirimkan telah diterima dengan sempurna tanpa ada kesalahan) dari penerima. Jika tidak ada paket Acknowledgment dari penerima, maka segmen TCP (protocol data unit dalam protokol
TCP) akan ditranmisikan ulang. Pada pihak penerima, segmen-segmen duplikat akan diabaikan dan segmen-segmen-segmen-segmen yang datang tidak sesuai dengan urutannya akan diletakkan di belakang untuk mengurutkan segmen-segmen TCP. Untuk menjamin integritas setiap segmen TCP, TCP mengimplentasikan penghitungan TCP Cheksum.
Byte stream : TCP melihat data yang dikirimkan dan diterima melalui dua jalur masuk dan jalur keluar TCP sebagai sebuah byte stream yang berdekatan (kontinyu). Nomor urut TCP dan nomor acknowledgment dalam setiap header TCP didefinisikan juga dalam bentuk byte. Meski demikian, TCP tidak mengetahui batasan pesan-pesan di dalam byte stream TCP tersebut. Untuk melakukannnya, hal ini diserahkan kepada protokol lapisan aplikasi (dalam DARPA Reference Model), yang harus menerjemahkan byte stream TCP ke dalam “bahasa” yang ia pahami.
Memiliki layanan flow control: Untuk mencegah data terlalu banyak dikirimkan pada satu waktu, yang akhirnya membuat “macet” jaringan internetwork IP (penghubungan dua buah segmen jaringan atau lebih dengan menggunakan sebuah router, sehingga terbuatlah satu buah jaringan yang lebih besar), TCP mengimplentasikan 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 yan tidak dapat disangga / buffer. TCP juga mengimplementasikan flow control dalam pihak penerima, yang mengindikasikan jumlah buffer yang masih tersedia dalam pihak penerima.
Mengirimkan paket secara “one-to-one”. Hal ini karena memang TCP harus membuat sebuah sirkuit logis antara dua buah protokol
lapisan aplikasi agar saling dapat berkomunikasi. TCP tidak menyediakan layanan pengiriman data secara one-to-many.
2.2.2 Cara Kerja TCP pada Umumnya
TCP mampu mengindikasikan sebuah lokasi tertentu untuk menyampaikan segmen-segmen TCP yang dikirimkan yang diidentifikasi dengan TCP Port Number. Nomor-nomor di bawah angka 1024 merupakan port yang umum digunakan dan ditetapkan oleh IANA (Internet Assigned Number Authority).
Gambar 2.1 Three-Way Handshake Dalam TCP
Proses pembuatan koneksi TCP disebut juga dengan “Three-way Handshake”. Tujuan metode ini adalah agar dapat melakukan sinkronisasi terhadap nomor urut dan nomor acknowledgment yang dikirimkan oleh kedua pihka dan saling bertukar ukuran TCP Window. Prosesnya dapat digambarkan sebagai berikut:
Host pertama (yang akan membuat koneksi) akan mengirimkan sebuah segmen TCP dengan flag SYN diaktifkan kepada host kedua (yang akan diajak berkomunikasi).
Host kedua akan meresponnya dengan mengirimkan segmen dengan acknowledgment dna juga SYN kepada host pertama.
Host pertama kemudian akan mulai saling bertukar data dengan host kedua.
TCP menggunakan proses jabat tangan yang sama untuk mengakhiri koneksi yang telah dibuat. Hal ini menjamin dua host yang sedang terkoneksi tersebut telah menyelesaikan proses transmisi data dan semuat data yang ditransmisikan telah diterima dengan baik. Itulah sebabnya, mengapa TCP disebut koneksi yang reliable.
2.3 TCP RENO
TCP Reno merupakan variasi TCP setelah TCP Tahoe. TCP Reno masih mengimplementasi mekanisme TCP Tahoe yaitu slow-start, congestion avoidance, fast retransmission dan menambahkan satu mekanisme fast recovery [10].
2.3.1 Slow-Start
Slow start merupakan fase pertama dari TCP Reno yang bertujuan untuk mengirim paket dijaringan dengan cepat. Dalam fase slow start, TCP akan mengirimkan 1 paket dan menunggu ACK yang datang, jumlah paket akan terus ditingkatkan dari 1 paket, lalu 2 paket, lalu 4 paket dan seterusnya naik secara eksponensial. Kenaikan secara eksponensial ini akan berhenti ketika terdeteksi adanya packet drop dengan tidak diterimanya ACK, pada titik ini berarti kenaikan congestion window sudah mencapai titik ssthreshold. Setelah mencapai titik ssthreshold inilah kenaikan akan berubah menjadi kenaikan secara linear [10].
2.3.2 Congestion Avoidance
Congestion avoidance adalah fase kedua setalah Slow-Start. Congestion avoidance merupakan fase di mana TCP berusaha menghindari congestion. Dalam fase ini, congestion window akan naik secara linear (bertambah 1). Ketika TCP menerima 3 duplikasi ACK, maka hal ini akan menurunkan nilai congestion window setengah dari nilai sthreshold [10].
Gambar 2.3 Congestion avoidance
2.3.3 Fast Retransmit
Fast Retransmit adalah fase ketiga setelah Congestion Avoidance. Fast Retransmit merupakan peningkatan terhadap TCP dalam rangka mengurangi waktu tunggu oleh pengirim sebelum me-retransmit packet drop. TCP pengirim akan menggunakan pencatat waktu untuk mengetahui segmen yang hilang. Jika acknowledgement tidak diterima untuk packet tertentu dalam jangka waktu tertentu, maka pengirim akan menggangap paket tersebut hilang dalam jaringan dan akan dilakukan retransmit untuk segmen yang hilang. Duplikat acknowledgement merupakan dasar mekanisme fast retransmit, yang akan bekerja sebagai berikut : setelah menerima paket ( misal paket dengan sequence number 1), maka penerima akan mengirimkan acknowledgment dengan menambahkan 1 pada paket yang diterima
(yaitu sequence number2), yang berarti bahwa penerima sudah menerima paket dengan sequence number1 dan mengharapakan paket dengan sequence number2. Kemudian diasumsikan bahwa paket berikutnya hilang. Sementara itu, penerima tetap menerima paket dengan sequence number3 dan 4. Setalah menerima paket dengan sequence number3, penerima tetap mengirimkan acknowledgement, tetapi hanya untuk paket dengan sequence number 2. Ketika penerima menerima paket dengan sequence number5, penerima tetap mengirimkan acknowledgement dengan sequence number 2. Karena pengirim menerima acknowledgement dengan sequence number 2 lebih dari satu (3 duplikat acknowledgement dengan sequence number 2), maka paket dengan sequence number 2 telah hilang, sehingga pengirim akan melakukan retransmit paket tersebut [10].
2.3.4 Fast Recovery
Tujuan dari fase fast recovery adalah tetap menjaga throughput tepat tinggi saat terjadi congestion. Di fase ini, ketika menerima 3 duplikasi ACK dan telah melakukan fast retransmission, TCP tidak masuk ke fase slowstart, tetapi langsung masuk pada fase congestion avoidance [10].
2.3.5 Kelebihan dan Kekurangan TCP RENO
TCP RENO adalah pengembangan dari TCP TAHOE. Dalam pengaplikasiannya TCP RENO memiliki kelebihan dan kekurangan jika dibandingkan dengan varian TCP lainya, berikut kelebihan dan kekurangannya
a. Kelebihan
TCP RENO mampu menangani paket drop jamak tunggal, dalam window jika terdapat paket drop seperti itu TCP RENO mampu bertahan tidak langsung jatuh dan tetap bertahan pada fase recoverynya.
Gambar 2.5 Window Single Paket Drop
b. Kekurangan
Jika di dalam Window terjadi paket error jamak berderet (multiple paket error. TCP RENO akan gagal atau drop dan akan memulai dari fase slowstart.
Gambar 2.6 Window Multiple Paket Error
2.4 Selective Acknowledgment (SACK)
Selective Acknowledgement (SACK) adalah strategi yang mengoreksi dalam menghadapi kehilangan beberapa segmen. Dengan selective acknowledgment, penerima data dapat menginformasikan pengirim tentang semua segmen yang telah berhasil tiba,sehingga pengirim perlu mengirim ulang hanya segmen yang benar-benar telah hilang. Pada metode pengiriman dengan menggunakan Selective Repeat terdapat kelemahan yaitu saat
terdapat suatu paket data yang hilang, maka paket-paket data selanjutnya harus dikirimkan ulang lagi oleh karena itu dikenalah sebuah metode yang bernama Selective Acknowledgment (SACK)
Menurut Stretch (2010), SACK bekerja dengan cara menduplikasi paket acknowledgment yang mengandung urutan data yang telah diterima dan SACK yang memberitahukan bahwa telah berhasil menerima data yang lainnya. Dalam kata lain, Client mengatakan “Saya hanya menerima paket #1 saat pengiriman, tetapi saya juga telah menerima paket #3 dan #4”. Dengan demikian server dapat mengkirimkan ulang hanya paket yang gagal terkirim ke client [7].
Berikut ini merupakan contoh diagram transaksi pesan dengan menggunakan SACK.
Gambar 2.7 Contoh diagram transaksi pesan SACK
Poin 1
Poin 2
Client memberitahukan bahwa terdapat segmen yang hilang diantara segmen #1 dan #3 dengan cara mengirimkan duplikasi acknowledgment untuk segmen #1dan menambahkan sebuah SACK yang menandakan bahwa dia telah menerima segmen #3.
Poin 3
Client menerima segmen #4 dan mengirimkan duplikasi acknowledgment yang lain untuk segmen #1, tetapi kali ini client manambahkan SACK yang menunjukkan bahwa client telah menerima segmen #3 dan #4.
Poin 4
Server menerima duplikasi ACK dari client untuk segmen #1 dan SACK untuk segmen #3(yang keduanya terdapat pada paket TCP yang sama). Dari sini server dapat menduga bahwa client telah kehilangan segmen #2, yang kemudian akan dikirimkan ulang segmen #2. SACK yang berikutnya diterima oleh server merupakan pemberitahu bahwa client juga telah berhasil menerima segmen #4, jadi telah tidak ada lagi segmen yang harus dikirimkan. Poin 5
Client menerima segmen #2 dan mengirimkan sebuah ACK yang memberitahukan bahwa dia telah menerima seluruh data termasuk segmen #4.
Masalah:
Masalah terbesar dengan SACK adalah bahwa acknowledgment yang dapat dipilih saat ini tidak disediakan oleh penerima misal ada beberapa model TCP yang tidak suport SACK contoh TCP New Reno. Masalah lain yaitu adalah SACK baik itu di client (penerima) atau pun di server (pengirim) sangat tergantung dari penerapan kondisi jaringan. Pada jaringan yang memiliki error rate tinggi, SACK malah tidak mampu berfungsi sama sekali, terlebih beberapa macam TCP yang akan jatuh atau mengalami RTO jika berhadapan dengan multiple paket error seperti pada TCP RENO.
2.5 Simulator OMNet++
OMNET++ adalah simulation environment yang bersifat open source, component based. OMNET++ merupakan sebuah framework simulator jaringan yang modular dengan dukungan GUI dan memiliki arsitektur komponen yang fleksibel biasa digunakan dalam memodelkan suatu konsep teknologi jaringan komputer berskala menengah sampai pada level enterprise, digunakan untuk memodelkan dan mensimulasikan mulai dari arsitektur hardware, teknologi jaringan komputer, arsitektur internet mencakup protokol TCP/IP, IPv4, IPv6, MPLS, komunikasi jaringan kabel, nirkabel, radio, sinyal telekomunikasi, dan frekuensi radio. OMNET++ ini memiliki arsitektur komponen untuk memodelkan yang diprogram dalam bahasa pemrograman C++, modul yang terbentuk menggunakan bahasa pemrograman berbasis C++ lalu di assemble ke dalam komponen dan model yang lebih besar menggunakan bahasa NED (Network Description) yang digunakan untuk merancang dan menyusun objek-objek yang akan digunakan. NED digunakan untuk merancang bagian fisik dari suatu jaringan, seperti workstation, switch, router, dan network interfaces. OMNET++ dikembangkan oleh Andras Vargas untuk digunakan sebagai tools media pembelajaran teknologi jaringan komputer, sistem paralel, dan sistem komputasi terdistribusi dengan menggunakan pendekatan pada process interaction [6].
18 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Parameter Simulasi
Pada Penelitian ini menggunakan beberapa parameter yang bersifat konstan yang akan digunakan untuk setiap simulasi baik itu untuk SACK ON dan SACK OFF, tabelnya sebagai berikut:
Parameter Nilai
Luas Area Jaringan 1000m x 1000m
Radio Range 200m
Waktu simulasi 1jam
Jumlah Paket data 100Mbps
Tabel 3.1 Parameter tetap dalam Skenario
3.2 Parameter kinerja
Ada tiga parameter kinerja dalam penelitian tugas akhir ini : 3.2.1. Throughput
Throughput adalah jumlah bit data per waktu unit yang dikirimkan ke terminal tertentu dalam suatu jaringan, dari node jaringan, atau dari satu node ke yang lain. Biasanya throughput selalu dikaitkan dengan bandwidth. Throughput adalah rata-rata data yang dikirim dalam suatu jaringan, biasa diekspresikan dalam satuan bitpersecond (bps), byte persecond (Bps) atau packet persecond (pps). Throughput merujuk pada besar data yang di bawa oleh semua trafik jaringan, tetapi dapat juga digunakan untuk keperluan yang lebih spesifik. Throughput akan semakin baik jika nilainya semakin besar. Besarnya throughput akan memperlihatkan kualitas dari kinerja protokol routing tersebut. Karena itu throughput dijadikan sebagai indikator untuk mengukur performansi dari sebuah protokol.
3.2.2. Congestion Window (CWND)
TCP mempunyai algoritma untuk mencegah terjadingan congestion /tabrakan. Algoritma tersebut menentukan bagaimana TCP mencegah dan bereaksi terhadap tabrakan dalam jaringan. Algoritma di TCP tersebut juga mencatat performansi TCP bila terjadi kesalahan. Salah satu variabel untuk mengukur hal tersebut adalah CWND (Congestion window) . CWND di inisialisasikan dengan 64KB saat membangun koneksi baru. Nilai dari CWND akan dinaikan saat koneksi mulai stabil untuk dibangun, dan nilai CWND akan diturunkan saat koneksi mengalami gangguan. Maka dari itu makin besar nilai CWND menandakan koneksi yang sangat baik.
3.2.3. Packet Error Rate (PER)
Packet Error Rate (PER) adalah jumlah data atau packet yang salah di transferkan dalam sebuah jaringan. Nilai PER umumnya akan semakin tinggi nilainya jika suatu jaringan mengalami masalah dan sebaliknya semakin kecil jika suatu jaringan sangat jarang mengalami masalah. Semakin mendekati nilai 1 maka semakin buruk jaringan tersebut. Dengan mengetahui nilai dari PER kita mampu menganalisa seberapa sering paket data yang dikirim mengalami kegagalan.
3.3 Topologi Jaringan
Topologi jaringan dasar yang dibangun sebagai berikut. Gambar dibawah ini memperlihatkan topologi jaringan yang dibangun.
FTP Server AP TCP Client
FTP Server TCP Client Gambar 3.2 Topologi pembanding client server kabel
3.3.1 Penjelasan Topologi Jaringan a. FTP Server
Server yang digunakan dalam pengujian ini menggunakan server FTP. Server digunakan sebagai source untuk mendownload file untuk mendapatkan data Trouphput, CWND dan Packet Error Rate (PER).
b. Access Point
Access Point yang digunakan perangkat nirkabel/wireless untuk terhubung ke jaringan
c. TCP Client
Client berfungsi untuk mendownload file dari server melalui FTP Server local. Client disini juga berfungsi untuk melakukan sniffing data.
3.3.2 Skenario Pengujian
Dalam proses pengambilan data pada penelitian ini, penulis menggunakan skenario pengujian sebagai berikut :
Pengujian akan dilakukan dengan melakukan proses download dri server ke client. Pengujian dibedakan menjadi 5 Skenario. Selama proses download pada skenario wireles, client bergerak menjauhi dan melakukan AP
3.3.2.1 Skenario Pengujian 1 (Statik Node dengan SACK ON)
Gambar 3.3 Skenario Pengujian 1
Skenario pengujian 1 adalah client melakukan download file 100 Mbps ke FTP server melalui AP dengan koneksi wireles dalam jarak terdekat dan terbaik. Di pengujian pengambilan data melalui aplikasi OMNet++ dengan kondisi menggunakan SACK ON.
3.3.2.2 Skenario Pengujian 2 (Statik Node dengan SACK OFF)
FTP Server AP TCP Client
Gambar 3.4 Skenario Pengujian 2
Skenario pengujian 2 adalah client melakukan download file 100 Mbps ke FTP server melalui AP dengan koneksi wireles dalam jarak terdekat dan terbaik. Di pengujian ini pengambilan data melalui aplikasi OMNet++ dengan kondisi menggunakan SACK OFF.
3.3.2.3 Skenario Pengujian 3 (client bergerak dengan SACK OFF)
FTP Server AP TCP Client
Skenario pengujian 3 adalah client melakukan download file 100 Mbps ke FTP server melalui AP koneksi wireles dengan node client bergerak Di pengujian ini pengambilan data melalui aplikasi OMNet++ dengan kondisi menggunakan SACK OFF.
3.3.2.4 Skenario Pengujian 4 (client bergerak dengan SACK ON)
FTP Server AP TCP Client
Gambar 3.6 Skenario Pengujian 4 (Client Bergerak)
Skenario pengujian 4 adalah client melakukan download file 100 Mbps ke FTP server melalui AP koneksi wireles dengan node client bergerak Di pengujian ini pengambilan data melalui aplikasi OMNet++ dengan kondisi menggunakan SACK ON.
3.3.2.5 Skenario Pengujian 5 (Client Server Kabel dengan SACK ON & OFF)
FTP Server TCP Client
Gambar 3.7 Skenario pengujian 5 Menggunakan Kabel
Skenario pengujian 5 adalah client melakukan download file 100 Mbps ke FTP server melalui kabel point to point dengan node client Di pengujian ini
pengambilan data melalui aplikasi OMNet++ dengan kondisi menggunakan SACK OFF dan SACK ON.
Dari semua skenario tersebut diatas pengujian dilakukan beberapa kali guna mendapatkan hasil yang lebih valid.Kemudian hasil setiap skenario tersebut akan dibandingkan satu dengan yang lain.
24 BAB IV
ANALISA DATA DAN PENGAMBILAN DATA
Untuk melakukan pengujian dan perbandingan mengenai performa dari TCP SACK ON dan TCP SACK OFF maka akan dilakukan perbandingan hasil tiap skenario seperti pada BAB III sebelumnya.
4.1 Hasil Pengujian
Hasil pengujian berupa throughput, CWND, dan PER untuk TCP SACK ON dan TCP SACK OFF pada skenario 1 Statik node dan skenario 2 node bergerak berikutnya :
4.1.1 Skenario 1 Statik Node
Skenario 1 TCP Client mencoba melakukan koneksi wireless AP dengan TCP Server mengirim 100Mbps, dengan kondisi TCP SACK ON dan SACK OFF berikut hasilnya.
A. Throughput
SACK ON SACK OFF
4001.3124 bytes 3998,01255 bytes Tabel 4.1 Throughput skenario 1 statik node
Gambar 4.1 Throughput skenario 1 statik node (Byte) 4001,31 3998,01 100 1100 2100 3100 4100 5100 6100 7100 throughput SACK ON SACK OFF
B. CWND
Gambar 4.2 Skenario 1 CWND SACK ON dan SACK OFF C. PER
Gambar 4.3 Skenario 1 PER Statik Node 4.1.2 Skenario 2 Client Bergerak
Skenario 2 TCP Client mencoba melakukan koneksi wireless AP, TCP Server mengirim 100Mbps, dengan node client bergerak SACK ON dan SACK OFF, berikut hasilnya.
A. Throughput
SACK ON SACK OFF
2772.4533 bytes 2781.8912 bytes Tabel 4.2 Skenario 2 Throughput Client Bergerak
0,085212 0,085231 0,04 0,048 0,056 0,064 0,072 0,08 0,088 0,096 0,104 0,112 0,12
Packet Error Rate
SACK ON SACK OFF
Gambar 4.4 Skenario 2 Throughput Client Bergerak B. Congestion Window (CWND)
Gambar 4.5 Skenario 2 CWND SACK ON dan SACK OFF C. Packet Error Rate (PER)
Gambar 4.6 Skenario 2 PER Client bergerak
2772,453 2781,89 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 throughput SACK ON SACK OFF 0,17241 0,17231 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 0,4 0,44 0,48
Packet Error Rate
SACK ON SACK OFF
4.2 Analisa Perbadingan
4.2.1 Perbandingan Statik Node dan Node Bergerak A. Throughput Skenario 1 dan 2
Gambar 4.7 Perbandingan Throughput Skenario 1 dan Skenario 2 Penjelasan :
Pada gambar 4.7 yang terdiri dari skenario 1 dengan node statik dan skenario 2 node bergerak terlihat bahwa nilai trhoughput pada skenario 1 dengan node statik lebih tinggi dari pada nilai throughput pada skenario 2 dengan node yang bergerak. Hal ini dikarenakan pergerakan node mobile pada skenario 2 membuat banyak terjadinya paket yang error sehingga nilai throughput menurun. Hal yang lebih penting terlihat pada perbandingan diatas adalah nilai throughput dengan TCP SACK ON dan nilai throughput TCP SACK OFF tidak jauh berbeda, baik itu pada skenario 1 dan skenario 2. Skenario 1 node statik nilai throughput untuk TCP yang menggunakan SACK ON dan SACK OFF hampir sama nilainya, tidak berubah secara signifikan. Begitu juga pada skenario 2 saat node mulai bergerak nilai throughput dengan SACK ON dan SACK OFF pada skenario ini hampir sama tidak ada perubahan. Fungsi SACK Option ON tidak berpengaruh pada jaringan wireless. TCP SACK ON gagal melakukan penyisipan paket yang hilang dikarena jaringan
4001,31 3998,01 100 1100 2100 3100 4100 5100 6100 7100 throughput SACK ON SACK OFF Skenario 1 Statik Node
2772,453 2781,89 100 1100 2100 3100 4100 5100 6100 7100 throughput
SACK ON SACK OFF Skenario 2 Node Bergerak
wireless yang memiliki error rate yang sangat tinggi dan paket seling mengalami drop. Disini TCP yang menggunakan SACK ON akan gagal. Penjelasan tersebut akan lebih jelas kita lihat dipada bagian Congestion Window atau CWND tiap skenario.
B. Congestion Window (CWND) Skenario 1 dan Skenario 2 - Skenario 1 Statik Node
- Skenario 2 Node Bergerak
Gambar 4.8 Perbandingan CWND Skenario 1 dan Skenario 2 Penjelasan :
Hasil cupture gambar berikutnya adalah CWND. Hasil diatas keseluruhan CWND baik itu skenario 1 atau pun skenario 2. Terlihat jelas CWND pada skenario 2 dengan node yang bergerak sering mengalami drop atau retrasmit ulang. Pada CWND pada skenario 1 cenderung lebih baik
SACK ON SACK OFF
karena paket tidak langsung mengalami drop. Pergerakan node mobile sangat berpengaruh pada hasil CWND tersebut. Sama seperti penjelasan mengenai nilai throughput, tidak ada perbedaan CWND baik itu yang menggunakan SACK ON dan SACK OFF pada skenario 1 dan skenario 2. Nilai CWND hampir sama, hal tersebut makin menguatkan bahwa dijaringan wireless SACK ON tidak berjalan sebagaimana mestinnya, karena seringnya paket drop.
C. Packet Error Rate (PER)
Gambar 4.9 Perbandingan PER Sekanrio 1 dan Skenario 2 Penjelasan :
Hasil dari Packet Error Rate tiap skenario diatas juga menunjukan pola yang sama yaitu tidak adanya perubahan nilai yang signifikan atau bisa dikatan tidak ada pengaruh untuk penggunaan SACK ON dan SACK OFF. Pengaruh hanya ada pada penggunaan node yang bergerak pada keseluruhan skenario 2 yang akan membuat nilai error rate naik drastis. Sama sekali tidak ada pengaruh dari penggunaan SACK ON, yang mempau mengurangi Error Rate pada kedua skenario ini. Penjelasannya hampir sama yaitu kondisi jaringan wireless yang memiliki error tinggi sangat tidak cocok dengan TCP baik itu TCP yang menggunakan SACK ON 0,08521 0,08523 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 0,4 0,44 0,48
Packet Error Rate SACK ON SACK OFF
SKENARIO 1 0,1724 0,1723 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 0,4 0,44 0,48
Packet Error Rate SACK ON SACK OFF
4.2.2 Perbandingan dengan Kabel
Dari hasil diatas sangat jelas terlihat bahwa tidak ada pengaruh dari pengguanaan SACK ON pada jaringan wireless. Untuk menguatkan dugaan tersebut , kita bisa membuat skenario baru dengan menggunakan client server perantara kabel (full kabel) untuk menghubungkan sisi server dengan sisi client. Standar kabel yang digunakan adalah Ethernet dan jumlah paket dan waktu simulasi sama dengan pada skenario 1 dan skenario 2, serta yang paling penting adalah penambahan Error Rate 0,001 /packet untuk menguji fungsi SACK ON dan SACK OFF pada jaringan kabel tersebut.
Berikut hasil perbandingannya.
A. Throughput dengan Kabel (Byte)
Gambar 4.10 Perbandingan kabel dengan skenario 1 dan skenario2
Penjelasan :
Pada skenario 1 dan skenario 2 yang telah kita bahas sebelumnya nilai throughput SACK ON (diagram batang biru ) tidak jauh berbeda dengan dengan nilai throughput SACK OFF (diagram batang merah ) . Tetapi perbedaan sangat terasa pada skenario mengunakan kabel. Nilai througput pada SACK ON di kabel
92260,287 4001,31 2772,453 76142,543 3998,01 2781,89 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Kabel Skenario 1 node staticSkenario 2 node bergerak SACK ON SACK OFF
(diagram batang biru) jauh lebih tinggi atau mengalami peningkatan yang sangat signifikan jika dibandingkan dengan nilai throughput SACK OFF (digram batang merah). Disini pengaruh dari dari penggunaan SACK ON mulai terasa berjalan dengan sebagai mana mestinya. Jaringan kabel yang memiliki error jaringan relatif jauh lebih kecil membuat kinerja TCP berjalan sangat baik, jaringan tidak terlalu banyak mengalami ngangguan sehingga saat ada paket yang hilang SACK ON pada TCP bisa berjalan, maka nilai throughput akan naik.
B. Congestion Window (CWND)
Gambar 4.11 CWND Skenario kabel SACK ON
Gambar 4.12 CWND Skenario kabel SACK OFF
Penjelasan :
Pada skenario jaringan kabel yang menggunakan error rate 0,001 yang artinya setiap paket pada jaringan kabel di design akan error 0,001 per-packet. Ini bertujuan melihat apakah saat terjadi error TCP dengan SACK ON mampu bangkit. Kita bisa melihat gambar 4.11 CWND Kabel SACK ON, terlihat saat terjadi error paket nilai CWND turun, namun akan segera naik, akibat dari SACK ON yang mampu menyisipkan paket yang error. Sehingga nilai CWND akan langsung naik lagi , begitu seterusnya setiap terjadi paket yang error. Berbeda dengan SACK OFF pada gambar 4.12 CWND Kabel Sack OFF, saat terjadi paket error CWND langsung drop atau jatuh, cwnd tidak bisa bangkit secepat saat menggunakan SACK ON. Disini kita bisa melihat perbedaan CWND yang menggunakan SACK ON dan SACK OFF.
C. Packet Error Rate (PER)
Gambar 4.13 Perbandingan PER Kabel dengan skenario 1 & skenario 2 0,001614 0,08521 0,1724 0,006821 0,08523 0,1723 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18
KABEL Skenario 1 node statik Skenario 2 node bergerak
SACK ON SACK OFF
Penjelasan :
Kita bisa melihat perbedaan pada gambar diatas, nilai PER atau paket error rate pada kabel mengunakan SACK ON lebih rendah (diagram bar biru ) dari pada nilai paket error rate mengunakan SACK OFF (diagram bar merah) yang jauh lebih tinggi. Ini berarti kinerja SACK ON mampu mengurangi error paket yang terjadi, SACK ON mulai bekerja lebih baik saat dikabel. Berbeda dengan skenario 1 dan skenario 2 tidak ada pengaruh SACK ON atau SACK OFF , dalam artian pada jaringan wireless SACK Option tidak bekerja.
34 BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari semua hasil percobaan dan analisa pada BAB sebelumnya, ada beberapa point yang dapat kita simpulkan yaitu
1. Tidak ada pengaruh penggunaan TCP SACK ON/OFF yang signifikan pada jaringan wireless hal itu dapat kita lihat pada nilai throughput, PER, dan CWND pada skenario 1 dan skenario 2. Tidak ada hasil yang signifikan yang menunjukan pengaruh dari penggunaan TCP SACK ON.
2. Kinerja TCP SACK ON/OFF baru terasa saat digunakan pada jaringan kabel. Hal tersebut dapat dilihat pada nilai throughput, PER, dan CWND yang berubah sangat drastis saat menggunakan TCP SACK ON/OFF.
3. TCP yang menggunakan SACK ON hanya akan berpengaruh saat tidak terlalu banyak ada error pada jaringan, karena saat terlalu banyak ada paket yang error SACK ON belum sempat melalukan penyisipan paket yang hilang, itu terjadi karena jaringan langsung drop atau jatuh, maka kesimpulan akhirnya TCP NEW RENO yang menggunakan SACK ON sangat tidak cocok jika digunakan pada jaringan wireless.
5.2 Saran
Perlu adanya dilakukan pengujian lebih lanjut penggunaan SACK Option ON/OFF pada jenis TCP yang lain. Seperti membandingakan dengan menggunakan TCP Tahoe , TCP RENO dengan TCP SACK. Disana akan terlihat perbedaan kinerjanya.
35
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hantoro, Gunadi Dwi. 2009. WIFI (Wireless LAN) Jaringan Komputer Tanpa Kabel. Bandung: Penerbit Informatika.
[2] Arifin, Zaenal. 2007. Mengenal Wireless LAN (WLAN). Yogyakarta: Penerbit ANDI
[3] Zainal hakim, Pengertian Client server,
http://www.zainalhakim.web.id/pengertian-client-server.html (diakses tanggal 11 mei 2014)
[4] M. Mathis, J. Mahdavi and S. Floyd, “TCP Selective Acknowledgment Options,” RFC 2018, 1996
[5] H. Balakrishnan, S. Seshan, E. Amir and R. H. Katz, “Improving TCP/IP Performance Over Wireless Networks,” Proceedings of ACM Mobile computing, California, 13-15 November 1995, pp. 2-15
[6] OMNET++, “OMNET++,” 2010. [Online]. Available: http://omnetpp.org. [Diakses 15 January 2014].
[7] Stretch, J. (2010, Juny 17). TCP Selective Acknowledgments. Retrieved September 21, 2011, from www.acketlife.net:
www.packetlife.net/blog/2010/jun/17/tcp-selective-acknowledgmentssack/
[8] Feipeng, L. (2008). TCP Tahoe, Reno, New Reno and SACK-a Brief Comparison. Retrieved September 23, 2012, from www.roman10.net:
[9] Padhye, V. Firoiu, and D. Towsley, “A stochastic model of TCP Reno congestion avoidance and control,” Univ. of Massachusetts, Amherst, MA, CMPSCI Tech. Rep. 99-02, 1999.
[10] W. Stevens, TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Algorithms. RFC 2001, January 1997
[11] Pradipta, Aloysius Gilang. 2015. Analisi Perbandingan Unjuk Kerja TCP pada Koneksi WIRED dan Wireless dengan tanpa SACK Option, Skripsi. Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta.
SCREENSHOOT SKENARIO 1 (Statik Node)
NEd FILE package skripsi_matius.scenario1; import inet.examples.wireless.hiddennode.Node; import inet.networklayer.configurator.ipv4.IPv4NetworkConfigurator; import inet.networklayer.contract.INetworkLayerUpper; import inet.node.ethernet.Eth100M; import inet.node.inet.AdhocHost; import inet.node.inet.StandardHost; import inet.node.inet.WirelessHost; import inet.physicallayer.idealradio.IdealRadioMedium; import inet.node.wireless.AccessPoint; import inet.physicallayer.ieee80211.packetlevel.Ieee80211ScalarRadioMedium;
network Scenario1 { parameters: @display("bgb=600,400"); submodules: radioMedium: Ieee80211ScalarRadioMedium { parameters: @display("p=60,50"); } configurator: IPv4NetworkConfigurator { @display("p=140,50"); } AP: AccessPoint { @display("p=269,170;r=300"); } server: StandardHost { @display("p=140,171"); } host: WirelessHost { @display("p=434,171;r=200"); } connections:
server.ethg++ <--> Eth100M <--> AP.ethg++; server.ethg++ <--> Eth100M <--> AP.ethg++; }
OMNET.INI FILE [General] network = skripsi_matius.scenario1.Scenario1 sim-time-limit = 3600s ## 1jam tkenv-plugin-path = ../../../etc/plugins **.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPReno" #**.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPNewReno" # tcp apps - client **.host.numTcpApps = 1
**.host.tcpApp[*].typename = "TCPSessionApp" # FTP **.host.tcpApp[*].sendBytes = 100MiB **.host.tcpApp[*].active = true #**.client.tcpApp[*].localAddress = "172.0.0.1" **.host.tcpApp[*].localPort = 10020 **.host.tcpApp[*].connectAddress = "server" **.host.tcpApp[*].connectPort = 10021 **.host.tcpApp[*].tOpen = 0s **.host.tcpApp[*].tSend = 0s **.host.tcpApp[*].tClose = 0s # tcp apps - server **.server.numTcpApps = 1
**.server.tcpApp[*].typename = "TCPSinkApp"
#**.server.tcpApp[*].localAddress = "172.0.1.111" **.server.tcpApp[*].localPort = 10021
# radio settings # nic settings **.wlan[*].bitrate = 2Mbps **.wlan[*].mgmt.frameCapacity = 10 **.wlan[*].mac.address = "auto" **.wlan[*].mac.maxQueueSize = 14 **.wlan[*].mac.rtsThresholdBytes = 3000B **.wlan[*].mac.retryLimit = 7 **.wlan[*].mac.cwMinData = 7 **.wlan[*].mac.cwMinBroadcast = 31 # 250m ==power 2mw sensitivi -85 # 175m ==power 1mW sensitivi -85 # 350m ==power 2mw sensitivi -88 #300m ==power 2.35mw sensitivi -86 # 200m ==power 1.3mw sensitivi -85 #400m ==power 2.6mw sensitivi -88 #100m ==power 0.32 mW sensitivi -70 #250m **.host.wlan[*].radio.transmitter.power = 2mW **.host.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -85dBm **.host.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB
#300m
**.AP.wlan[*].radio.transmitter.power = 2.35mW **.AP.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -86dBm **.AP.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB
[Config Reno_SACK_ON]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
**.tcp.sackSupport = true ##sack algoritma on
[Config Reno_SACK_OFF]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
SKENARIO 2 (Client Bergerak) NEd FILE package skripsi_matius.scenario2; import inet.examples.wireless.hiddennode.Node; import inet.networklayer.configurator.ipv4.IPv4NetworkConfigurator; import inet.networklayer.contract.INetworkLayerUpper; import inet.node.ethernet.Eth100M; import inet.node.inet.AdhocHost; import inet.node.inet.StandardHost; import inet.node.inet.WirelessHost; import inet.physicallayer.idealradio.IdealRadioMedium; import inet.node.wireless.AccessPoint; import inet.physicallayer.ieee80211.packetlevel.Ieee80211ScalarRadioMedium;
network Scenario1 { parameters: @display("bgb=669,367"); submodules: host: WirelessHost { @display("p=268,202;r=200,,#707070"); } AP: AccessPoint { @display("p=297,201;r=300,,#707070"); } radioMedium: Ieee80211ScalarRadioMedium { @display("p=60,50"); } configurator: IPv4NetworkConfigurator { @display("p=140,50"); } server: StandardHost { @display("p=514,206"); } connections:
OMNET FILE [General]
network = skripsi_matius.scenario2.Scenario1
sim-time-limit = 3600s ## 1jam
tkenv-plugin-path = ../../../etc/plugins
#pergerakan node MAJU MUNDUR **.host.mobilityType = "TractorMobility" **.host.mobility.x1 = 153m **.host.mobility.y1 = 187m **.host.mobility.x2 = 240m #300 **.host.mobility.y2 = 190m #180 **.host.mobility.rowCount = 1 **.host.mobility.speed = 50mps ##tcp type **.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPReno"
# tcp apps - client setting **.host.numTcpApps = 1
**.host.tcpApp[*].typename = "TCPSessionApp" # FTP **.host.tcpApp[*].sendBytes = 100MiB
**.host.tcpApp[*].active = true
#**.client.tcpApp[*].localAddress = "172.0.0.1" **.host.tcpApp[*].localPort = 10020
**.host.tcpApp[*].connectPort = 10021
**.host.tcpApp[*].tOpen = 0s **.host.tcpApp[*].tSend = 0s **.host.tcpApp[*].tClose = 0s **.host.tcpApp[*].sendScript = ""
# tcp apps - server setting **.server.numTcpApps = 1
**.server.tcpApp[*].typename = "TCPSinkApp"
#**.server.tcpApp[*].localAddress = "172.0.1.111" **.server.tcpApp[*].localPort = 10021 # radio settings # nic settings **.wlan[*].bitrate = 2Mbps **.wlan[*].mgmt.frameCapacity = 10 **.wlan[*].mac.address = "auto" **.wlan[*].mac.maxQueueSize = 14 **.wlan[*].mac.rtsThresholdBytes = 3000B **.wlan[*].mac.retryLimit = 7 **.wlan[*].mac.cwMinData = 7 **.wlan[*].mac.cwMinBroadcast = 31
# 250m ==power 2mw sensitivi -85 # 175m ==power 1mW sensitivi -85 # 350m ==power 2mw sensitivi -88 #300m ==power 2.35mw sensitivi -86 # 200m ==power 1.3mw sensitivi -85 #400m ==power 2.6mw sensitivi -88 #100m ==power 0.32 mW sensitivi -70 #250m **.host.wlan[*].radio.transmitter.power = 2mW **.host.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -85dBm **.host.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB #300m **.AP.wlan[*].radio.transmitter.power = 2.35mW **.AP.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -86dBm **.AP.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB
##scenario reno sack option disable/enable [Config Reno_SACK_ON]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
[Config Reno_SACK_OFF]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
SKENARIO 3 (Kabel) ned file package matius_kabel; import inet.examples.wireless.hiddennode.Node; import inet.networklayer.configurator.ipv4.IPv4NetworkConfigurator; import inet.networklayer.contract.INetworkLayerUpper; import inet.node.ethernet.Eth100M; import inet.node.inet.AdhocHost; import inet.node.inet.StandardHost; import inet.node.inet.WirelessHost; import inet.physicallayer.idealradio.IdealRadioMedium; import inet.node.wireless.AccessPoint; import inet.physicallayer.ieee80211.packetlevel.Ieee80211ScalarRadioMedium; import ned.DatarateChannel;
network Network {
types:
channel ethline extends DatarateChannel { datarate = 100Mbps; per = 0.001; } submodules: radioMedium: Ieee80211ScalarRadioMedium { parameters: @display("p=60,50"); } configurator: IPv4NetworkConfigurator { @display("p=140,50"); } server: StandardHost { @display("p=48,172"); } host: WirelessHost { @display("p=473,172"); } connections:
host.ethg++ <--> ethline <--> server.ethg++; }
omnet ini file [General] network = matius_kabel.Netwrok sim-time-limit = 3600s ## 1jam tkenv-plugin-path = ../../../etc/plugins **.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPReno" # tcp apps - client **.host.numTcpApps = 1
**.host.tcpApp[*].typename = "TCPSessionApp" # FTP **.host.tcpApp[*].sendBytes = 100MiB
**.host.tcpApp[*].active = true #**.client.tcpApp[*].localAddress = "172.0.0.1" **.host.tcpApp[*].localPort = 10020 **.host.tcpApp[*].connectAddress = "server" **.host.tcpApp[*].connectPort = 10021 **.host.tcpApp[*].tOpen = 0s **.host.tcpApp[*].tSend = 0s **.host.tcpApp[*].tClose = 0s # tcp apps - server **.server.numTcpApps = 1
**.server.tcpApp[*].typename = "TCPSinkApp"
**.server.tcpApp[*].localPort = 10021 # radio settings # nic settings **.wlan[*].bitrate = 2Mbps **.wlan[*].mgmt.frameCapacity = 10 **.wlan[*].mac.address = "auto" **.wlan[*].mac.maxQueueSize = 14 **.wlan[*].mac.rtsThresholdBytes = 3000B **.wlan[*].mac.retryLimit = 7 **.wlan[*].mac.cwMinData = 7 **.wlan[*].mac.cwMinBroadcast = 31 # 250m ==power 2mw sensitivi -85 # 175m ==power 1mW sensitivi -85 # 350m ==power 2mw sensitivi -88 #300m ==power 2.35mw sensitivi -86 # 200m ==power 1.3mw sensitivi -85 #400m ==power 2.6mw sensitivi -88 #100m ==power 0.32 mW sensitivi -70
#250m **.host.wlan[*].radio.transmitter.power = 2mW **.host.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -85dBm **.host.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB #300m **.AP.wlan[*].radio.transmitter.power = 2.35mW **.AP.wlan[*].radio.receiver.sensitivity = -86dBm **.AP.wlan[*].radio.receiver.snirThreshold = 4dB [Config Reno_SACK_ON]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
**.tcp.sackSupport = true ##sack algoritma on
[Config Reno_SACK_OFF]
description = "TCP <---> TCP with Reno algorithm"
*.server.tcpType = "TCP"
*.host.tcpType = "TCP"
