PENGEMBANGAN ALGORITMA TMQS
UNTUK PENJADUALAN PENGGUNA
BANDWIDTH INTERNET
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Magister Teknik Informatika
BERSAMA SINURAYA
117038016
PROGRAM PASCA SARJANA TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
Judul Tesis : PENGEMBANGAN ALGORITMA TMQS UNTUK PENJADUALAN PENGGUNA BANDWIDTH INTERNET.
Kategori : TESIS
Nama : BERSAMA SINURAYA
N P M : 117038016
Program Studi : S2 TEKNIK INFORMATIKA
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dr. Zakarias Situmorang Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Ketua,
PERNYATAAN
PENGEMBANGAN ALGORITMA TMQS UNTUK PENJADUALAN PENGGUNA
BANDWIDTH INTERNET
TESIS
Saya mengakui bahwa Tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : BERSAMA SINURAYA
NIM : 117038016
Program Studi : TEKNIK INFORMATIKA Jenis Karya Ilmiah : TESIS
Demi pengembangan ilmu pengatahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Exclusive Royalti Free Right) atas tesis yang berjudul :
PENGEMBANGAN ALGORITMA TMQS UNTUK PENJADUALAN PENGGUNA
BANDWIDTH INTERNET
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2013
Telah diuji pada
Tanggal : 27 J uni 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis Anggota : 1. Dr. Zakarias Situmorang
2. Prof. Dr. Herman Mawengkang 3. Prof. Dr. Tulus
DATA PRIBADI
Nama Lengkap (berikut gelar) : Bersama Sinuraya, S.Kom, M.Kom Tempat dan Tanggal Lahir : Lau Baleng, 08 Oktober 1979
Alamat Rumah : Jl. Karya No. 46 Desa Baru Pancur Batu
E-mail : bersamaraya@gmail.com
Instansi Tempat Bekerja : STMIK Krisnten Neumann Indonesia Alamat Kantor : Jl. Letjend. Jamin Ginting KM. 10,5
DATA PENDIDIKAN
SD : INPRES TAMAT : 1991
SLTP : Negeri 1 Lau Baleng TAMAT : 1994
SLTA : Negeri 1 Lau Baleng TAMAT : 1997
S1 : STMIK Kristen Neumann Indonesia TAMAT : 2010
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat kuasanya penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan judul
“PENJADWALAN PENGGUNA BANDWIDTH INTERNET
MENGGUNAKAN ALGORITMA TMQS” Tesis ini penulis susun dalam rangka memenuhi persyaratan menyelesaikan Pendidikan Program Pasca Sarjana Magister Komputer pada Program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Dalam penyusunan hingga terwujudnya Tesis ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya, terutama kepada yang terhormat: 1. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, sekaligus Ketua Program Studi Magister Teknik Informatika dan Pembimbing Utama penulis yang telah banyak memberikan ijin, kesempatan serta dorongan yang tidak ternilai harganya kepada penulis.
2. Bapak Dr. Zakarias Situmorang selaku Pembimbing Kedua yang dengan penuh kesabaran membimbing penulis, memberikan masukan-masukan, serta arahan-arahan hingga terselesainya Tesis ini.
3. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang selaku penguji dalam uji sidang Tesis yang telah banyak memberikan masukan, arahan hingga lebih sempurnanya Tesis ini.
4. Bapak. Prof. Dr. Tulus selaku penguji dalam uji sidang Tesis yang juga telah banyak memberikan masukan, arahan-arahan yang sangat berarti.
5. Ibu Dr. Erna Budiarti Nababan, M.I.T selaku penguji dalam uji Tesis yang sangat banyak memberikan kritikan hingga lebih sempurnanya Tesis ini. 6. Seluruh Dosen Program Magister Ilmu Komputer pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara yang telah membekali penulis untuk selangkah lebih maju hingga Tesis ini terwujud.
hingga terbekalinya selama proses perkuliahan hingga terselesainya Tesis ini. 9. Bapak Jos Timanta Tarigan, S.Kom.,M.Sc yang telah benyak memberikan
masukan, serta bantuan yang tak ternilai harganya hingga terlesainya Tesis ini. 10. Kedua orang tuaku yang meberikan kasih sayang dan ketulusan mendoakan
kepada penulis agar selalu diberikan kekuatan lahir dan batin hingga dapat menyelesaikan Program Pasca Sarjana di Univeristas Sumatera Utara.
11. Istri tercinta Sartia Dewi Br Sembiring Gurukinayan, yang telah banyak memberikan dorongan, doa, pengorbanan hingga penulis dapat menyelesaikan tesisi ini derta dengan tulus.
12. Keluarga besarku SINURAYA yang tiada henti-hentinya memberikan support
terhadap penulis hingga selesainya Tesis ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan Tesis ini masih jauh dari sempurna, untuk itu pada kesempatan ini penulis mohon kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan penyusunan dimasa-masa mendatang. Mohon maaf dengan segala kekurangan dan harapan penulis semoga bermanfaat bagi semua pihak.
Medan, Juni 2013
ABSTRAK
Hampir seluruh kalangan masyarakat membutuhkan informasi yang sumbernya dari internet, begitu juga instansi-instansi, internet merupakan sudah menjadi salah satu untuk melakukan pertukaran datanya. Di STMIK Neumann tempat penulis melakukan penelitian, internet merupakan media informasi yang sangat dibutuhkan terutama bagia mahasiswa/i yang bermacam kebutuhannya. Mengingat quota bandwidth yang tersedia tidak sebanding dengan user yang ingin menggunakan bandwidth internet, terlebih lagi user menggunakan internet secara bersamaan, besar kemungkinan terjadi overload, dalam hal ini dirasa perlu solusi untuk menanggulangi hal tersebut. Algoritma TMQS diharapkan mampu untuk menanggulangi masalah keterbatasan bandwidth, algoritma ini akan melakukan penjadwalan dan prioritas terhadap pengguna bandwidth internet, algoritma ini merupakan algoritma penjadwalan pengembangan dari algoritma Multilevel Queue Schedulling, yang diasumsikan dapat menjadualkan proses dengan menentukan batas waktunya.
ABSTRACT
Almost the entire community requires that the source of information internet, as well as agencies, the internet is already one to exchange data. STMIK Neumann, where the author conducted a study, requires internet as a medium of information exchange especially for student a variety of needs. Given the limitation of available quota, internet bandwith usage can sometimes become a problem, especially if most of the users are sharing at the same time. A solution is needed to manage the internet usage based on the need and priority of each user. TMQS algorithm should be able to overcome the problem stated above. The algorithm will perform scheduling and priority bandwidth to internet users. The algorithm proposed in this writing is a scheduling algorithm for internet usage management using a Multilevel Queue.
DAFAR ISI i
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Algoritma 4
2.1.1 Algoritma Pencarian 5
2.1.2 Algoritma Pengurutan 5
2.1.3 Algoritma Per Connection Queue 6
2.1.4 Algoritma Hierarchical Token Bucket 6
2.1.5 Algoritma Penjadwalan FIFO 7
2.1.6 Algoritma Penjadwalan Round-Robin 8
2.1.7 Algoritma SJF (Shortes Job First) 8
2.1.8 Algoritma HRN (Higest Ratio Next) 9
2.1.9 Algoritma Multilevel Queue Scheduller 9
2.1.10 Algoritma Penjadwalan WRR 9
2.1.11 Algoritma TMQS 10
2.2. Router 10
2.3 Bandwidth 11
2.5 Cara Pengaturan bandwidth 12
2.5.1 Pembatasan Transfer Data 13
2.5.2 Pembagian Secara Merata 13
2.5.3 Pembagian dengan Memberikan Paket (Limiter) 13
2.6 Pembatasan User 13
2.7 Riset-riset Terkait 14
2.7.1 Riset-riset Terdahulu 14
2.7.2 Perbedaan Penelitian 15
2.7.3 Kontribusi yang diberikan 15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16
3.1 Pendahuluan 16
3.2 Rancangan Penelitian 16
3.3 Rancangan Sistem 17
3.4 Populasi dan Sampel Penelitian 20
3.5 Sumber Penelitian 20
3.6 Identifikasi dan Defenisi Variabel 20
3.7 Perancangan Program Simulasi 21
3.8 Spesifikasi Program 21
3.9 Deskripsi Alur Program 22
3.9.1. Inisialisasi 23
3.9.2 Perbaharui Waktu 23
3.9.3 Perbaharui Prioritas 23
3.9.4 Memasukkan Paket 24
4.1. Pembahasan 27
4.2. Modul Pengaturan Jadwal 27
4.3. Modul Pengaturan Antrian 32
4.3.1 Somple Priority 32
4.3.2 Weighted Round Robin 33
4.4 Hasil 34
4.4.1. Metode Pengeumpulan Data 34
4.4.2 Hasil Pengumpulan Data 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 37
5.1. Kesimpulan 37
5.2. Saran 37
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1. Denah Jaringan internet STMIK Kristen Neumann 17
Gambar 3.2. Data Flow Diagram User pada Algoritma TMQS 18
Gambar 3.3. Jadwal dan Prioritas User 19
Gambar 3.4. Flowchart Alur Program TMQS 22
Gambar 3.5 Grup Pengguna 25
Gambar 3.6 Antrian Paket yang sedang diproses 26
Gambar 4.1 Pengaturan jadwal 28
Gambar 4.2 Jadwal dalam format excel 30
Gambar 4.3 Jadawal dalam format csv 30
Gambar 4.4 Flowchart proses pembaharuan waktu 31
Hampir seluruh kalangan masyarakat membutuhkan informasi yang sumbernya dari internet, begitu juga instansi-instansi, internet merupakan sudah menjadi salah satu untuk melakukan pertukaran datanya. Di STMIK Neumann tempat penulis melakukan penelitian, internet merupakan media informasi yang sangat dibutuhkan terutama bagia mahasiswa/i yang bermacam kebutuhannya. Mengingat quota bandwidth yang tersedia tidak sebanding dengan user yang ingin menggunakan bandwidth internet, terlebih lagi user menggunakan internet secara bersamaan, besar kemungkinan terjadi overload, dalam hal ini dirasa perlu solusi untuk menanggulangi hal tersebut. Algoritma TMQS diharapkan mampu untuk menanggulangi masalah keterbatasan bandwidth, algoritma ini akan melakukan penjadwalan dan prioritas terhadap pengguna bandwidth internet, algoritma ini merupakan algoritma penjadwalan pengembangan dari algoritma Multilevel Queue Schedulling, yang diasumsikan dapat menjadualkan proses dengan menentukan batas waktunya.
TMQS ALGORITHM DEVELOPMENT FOR BANDWIDTH INTERNET USERS SCHEDULLING
ABSTRACT
Almost the entire community requires that the source of information internet, as well as agencies, the internet is already one to exchange data. STMIK Neumann, where the author conducted a study, requires internet as a medium of information exchange especially for student a variety of needs. Given the limitation of available quota, internet bandwith usage can sometimes become a problem, especially if most of the users are sharing at the same time. A solution is needed to manage the internet usage based on the need and priority of each user. TMQS algorithm should be able to overcome the problem stated above. The algorithm will perform scheduling and priority bandwidth to internet users. The algorithm proposed in this writing is a scheduling algorithm for internet usage management using a Multilevel Queue.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan jaman Teknologi komunikasi semakin canggih, sehingga informasi dan pertukaran data antar perangkat semakin pesat, ditambah lagi ukuran data yang semakin besar dan keinginan memiliki kualitas yang baik, memiliki kecepatan transfer maksimal bahkan tak terbatas.
Teknologi web juga yang semakin hari semakin berkembang, dengan
konten-konten interaktif seperti flash dan video streaming tentunya membutuhkan resource bandwidth yang lebih lebar dan cepat. Sedangkan di sisi lain harga bandwidth masih
turun dengan perlahan, tidak seimbang dengan perkembangan teknologi web tersebut, karena itu perluya suatu sistem pengelolaan bandwidth agar setiap user yang menggunakan akses internet mendapatkan bandwidth yang merata.
Di STMIK Neumann tempat penulis melakukan penelitian terdapat kendala dalam penggunaan bandwidth internet, disebabkan banyaknya jumlah user yang ingin mengakses internet tidak sebanding dengan quota bandwidth yang tersedia, sehingga perlu suatu proses penjadwalan user untuk mengatasi hal tersebut serta pengalokasian bandwidth, sehingga dapat terhindar dari overload bandwidth.
6
sedang aktif agarbandwidthdapat dipakai secara optimal serta memonitoring upload dandownload clientuntuk mengetahui penggunaanbandwidth clientdalam jaringan.
Oleh sebab itu penulis memilih judul peneitian ini “Pengembangan Algoritma TMQS untuk Penjadualan Pengguna Bandwidth Internet”, yang merupakan algoritma penjadualan pengembangan dari algoritma Multilevel Queue Schedulling, yang diasumsikan dapat menjadwalkan proses dengan menentukan batas waktunya. Algoritma TMQS ini merupakan pilihan yang tepat diterapkan untuk mengatur pengguna bandwidth internet di STMIK Neumann, mengingat banyaknya user yang mengakses internet pada waktu yang bersamaan (time sharing).
Dalam hal pemanfaatkan internet dengan baik, optimal, efisien khususnya terkait dengan penggunaan bandwidth internet, perlunya maintenance yang bagus untuk mendapatkan efisiensi konsumsi bandwidth internet dan QoS yang terjamin, diantaranya dengan memanfaatkan metode Transparent Proxy dan Filtering untuk optimasi pemakaian bandwidth internet. (Sutiyo, 2011).
Trafic shapping bandwidth merupakan salah satu trik yang dapat memberikan efisiensi dalam hal pemanfaatan bandwidth pada instansi yang melakukan manajemen dalam lalulintas jaringannya. Dalam hal ini router akan melakukan traffic shapping
sehingga kualitas koneksi akan menjadi lebih baik dalam mengakses atau mengambil data dari sebuah website. (Iman Riadi, 2010).
1.2. Perumusan Masalah
a). Pengembangan Algoritma TMQS diharapkan mampu untuk mengatasi masalah yang dihadapi STMIK Kristen Neumann Indonesia, mengingat ditempat ini diperlukan suatu teknik untuk mengatur penggunaan bandwidth, mengingat user yang mengakses internet tidak memiliki pola tertentu.
1.3. Batasan masalah
Dengan luasnya cakupan yang dapat terkait dengan tesis ini dan untuk keseragaman pemahaman dalam penelitian, maka terdapat batasan-batasan yang perlu diberlakukan, batasan-batasan tersebut adalah :
1. Variabel yang diukur dari hasil observasi adalah jumlah user yang mengakses internet, dan quota bandwidth yang tersedia.
2. Teori yang digunakan dalam membuat model adalah dengan teori Algoritma penjadwalan, khususnya Algortima TMQS.
1.4. Tujuan Penelitian
Pengaturan bandwidth (bandwidth management) dengan cara pengaturan jadwal dan prioritas kepada user / grup user melalui pengembangan algoritma TMQS di STMIK Kristen Neumann Indonesia tempat penulis melakukan penelitian, dimana tempat ini kebutuhan akses internet tidak sebanding dengan bandwidth yang tersedia dan pengguna bandwidth internet di tempat ini tidak memiliki pola tertentu.
1.5. Manfaat Penelitian
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Algoritma
Algoritma adalah setiap prosedure komputasi yang terdefenisi dengan baik yang
mengambil beberapa nilai, atau seperangkat nilai-nilai, sebagai masukan dan menghasilkan beberapa nilai, atau seperangkat nilai-nilai sebagai output. Kita juga dapat melihat sebuah algoritma sebagai alat bantu untuk memecahkan masalah (Cormen, 2001).
Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis. Langkah-langkah logis berarti kebenarannya harus dapat ditentukan benar atau salah (Munir, 1999).
Menurut Thomason Susabda Ngeon (2004) Algoritma bersifat programming langguage independent. Sebuah algoritma dapat diimplementasikan dengan berbagai bahasa pemrograman, tapi penulisnya tidak tergantung pada bahasa pemrograman tertentu. Algortima dapat disajikan dengan dua teknik yaitu dengan tulisan dan gambar, penyajian algoritma dalam bentuk tulisan biasanya menggunakan metode seperti Bahasa Indonesia Tersetruktur (BIT), pseudocode, spark, Structured English. Sedangkan penyajian algoritma dalam bentuk gambar biasanya menggunakan metode seperti Flowchart, hirarcy plus input-process-output (HIPO) chart, structured chart dan nassi schneiderman chart.
Pada ilmu komputer yang sering dipertanyakan adalah bukan bagaimana menyelesaikan suatu persoalan(problem), melainkan bagaimana menyelesaikan persoalan dengan baik (efisien), sebagai contoh adalah bagaimana mengatasi permasalahan manajemen bandwidth internet sehingga tidak terjadi overload atau client saling berebut bandwidth. Ada beberapa teknik yang dilakukan untuk menangani hal tersebut diatas, namun yang menjadi permasalahan bukanlah menemukan bagaimana cara mengefisiensi bandwidth yang sudah ada melainkan menambah kapasistasnya untuk memenuhi kebutuan user.
2.1.1 Algoritma Pencarian (Searching Algorithm)
Pencarian(searhing) merupakan proses yang fundamental dalam pengolahan data. Proses pencarian adalah menemukan nilai(data) tertentu didalam sekumpulan data yang bertipe sama (baik bertipe dasar maupun bertipe bentukan). Sebuah algoritma pencarian dijelaskan secara luas adalah sebuah algoritma yang menerima masukan berupa sebuah masalah dan menghasilkan sebuah solusi untuk masalah tersebut, yang biasanya didapat dari evaluasi beberapa kemungkinan solusi. Algoritma pencarian (searching algorithm) adalah algoritma yang menerima sebuah argumen kunci dan dengan langkah-langkah tertentu akan mencari rekaman dengan kunci tersebut. Setelah proses pencarian dilaksanakan, akan diperoleh salah satu dari dua kemungkinan, yaitu data yang dicari ditemukan (successful) atau tidak ditemukan (unsuccessful)
2.1.2 Algoritma Pengurutan (Sorting Algorithm)
Pengurutan data (sorting) didefinisikan sebagai suatu proses untuk menyusun kembali himpunan obyek menggunakan aturan tertentu. Menurut Microsoft book-shelf, definisi algoritma pengurutan adalah algoritma untuk meletakkan kumpulan elemen data ke dalam urutan tertentu berdasarkan satu atau beberapa kunci dalam tiap-tiap elemen. Ada dua macam urutan yang biasa digunakan dalam proses pengurutan yaitu urut naik (ascending) yaitu dari data yang mempunyai nilai paling kecil sampai paling besar urut turun (descending) yaitu data yang mempunyai nilai paling besar sampai paling kecil.
6
bahkan cukup sulit untuk menentukan algoritma mana yang paling baik untuk situasi tertentu karena ada beberapa faktor yang mempengaruhi efektifitas algoritma pengurutan. Beberapa faktor yang berpengaruh pada efektifitas suatu algoritma pengurutan antara lain, banyak data yang diurutkan, kapasitas pengingat apakah mampu menyimpan semua data yang kita miliki, tempat penyimpanan data, misalnya piringan, pita atau kartu, atau media menyimpan yang lain.
2.1.3 Algoritma Per Connection Queue (PCQ)
Algoritma pembagian bandwidth dengan (PCQ) prinsipnya menggunakan metode antrian untuk menyamakan bandwidth yang dipakai pada multiple user. Didalam mikrotik PCQ sudah terinstaldefaultdan merupakan program untuk mengatur trafficjaringan Quality of Service (QoS). Untuk memecahkan beberapa imperfectness SFQ, Per Connection Queuing(PCQ) diciptakan. Ini adalah satu-satunya. Antrian tanpa kelas jenis yang dapat melakukan pembatasan. Ini adalah versi perbaikan dari SFQ tanpa stohasticnya alam. PCQ juga menciptakan subqueues, mengenai parameter pcqclassifier. PCQ juga menciptakan subqueues, mengenai parameter pcqclassifier, Subqueue masing-masing memiliki data rate batas pcq-rate dan ukuran pcq-limit paket. Ukuran total antrian PCQ tidak dapat lebih besar dari pcq-total-limit paket. (Herlambang, 2008).
2.1.4 Algoritma Hierarchical Token Bucket (HTB)
Algoritma antrian HTB mirip dengan CBQ, perbedaannya terletak pada jenis pilihan yang disediakan. HTB memiliki lebih sedikit pilihan saat konfigurasi dan lebih presisi. Teknik antrian HTB memberikan fasilitas pembatasan traffic pada setiap level maupun klasifikasi, bandwidth yang tidak terpakai bisa digunakan oleh klasifikasi yang lebih rendah. Susunan HTB dapat dilihat seperti suatu struktur organisasi dimana pada setiap
1. Rate, yaitu parameter untuk menentukanbandwidthmaksimum yang bisa dipakai oleh setiapclass, jika bandwidthmelebihi nilai “rate” maka paket data akan dipotong atau
ditanggalkan (drop).
2. Ceil, yaitu parameter untuk menentukan peminjaman bandwidth antar class (kelas), peminjamanbandwidth dilakukan olehclasslebih rendah ke kelas di atasnya, teknik ini disebut link sharing.
2.1.5. Algoritma Penjadwalan FIFO
Salah satu algoritma penjadwalan antrian yang sering digunakan adalah FIFO (First In First Out) dari paket yang terkirim, dalam hal ini paket akan terbuffer dan mengantri dan menghasilkan waktu tunda pada jaringan. Data yang dikirimkan membentuk paket-paket yang dikirim kesetiap node, dan memiliki latensi yang berbeda kesetiap node sehingga mempengaruhi kecepatan transfer data.
Gambar 2.1. FIFO (sumber : www.digilib.ittelkom.ac.id)
8
2.1.6. Algoritma Penjadwalan Round-Robin
Konsep dasar algoritma ini adalah dengan menggunakan time sharing. Pada dasarnya algoritma ini sama dengan Algoritma FCFS, hanya saja bersifat preemptive, setiap proses mendapatkan waktu CPU yang disebut dengan waktu quantum (quantum time) untuk membatasi waktu proses. Setelah waktu habis, proses ditunda dan ditambahkan pada ready queue.
Jika suatu proses memiliki CPU burst lebih kecil dibandingkan dengan waktu quantum, maka proses tersebut akan melepaskan CPU jika telah selesai bekerja, sehingga CPU dapat segera digunakan oleh proses selanjutnya. Sebaliknya, jika suatu proses memiliki CPU burst yang lebih besar dibandingkan dengan waktu quantum, maka proses
tersebut akan dihentikan sementara jika sudah mencapai waktu quantum, dan selanjutnya mengantri kembali pada posisi ekor dari ready queue, CPU kemudian menjalankan proses
berikutnya. (Abas & Doni, 2008).
2.1.7. Algoritma SJF (Shortest Job First)
Pada algoritma ini setiap proses yang ada di ready queue akan dieksekusi berdasarkan burst time terkecil. Hal ini mengakibatkan waiting time yang pendek untuk setiap proses dan karena hal tersebut makawaiting timerata-ratanya juga menjadi pendek. (Abas, Dony, 2008)
Algoritma SJF terdiri dari dua skema yakni :
1. Non preemtive, bila CPU diberikan pada proses, maka tidak bisa ditunda sampai CPU burst selesai.
2. Preemtive, jika proses baru datang dengan panjang CPU burst lebih pendek dari sisa waktu proses yang saat itu sedang dieksekusi, proses ini ditunda dan diganti dengan proses baru. Skema ini disebut dengan Shortest-Remaining-Time-First (SRTF).
2.1.8. Algoritma HRN (Higest Ratio Next)
hanya merupakan fungsi waktu layanan,tetapi juga jumlah waktu tunggu proses. Begitu proses mendapat jatah pemroses, maka proses berjalan sampai selesai. Prioritas dinamis HRN dihitung berdasarkan rumus berikut :
Prioritas = (waktu tunggu + waktu layanan ) / waktu layanan.
Karena waktu layanan muncul sebagai pembagi, maka job lebih pendek berprioritas lebih baik, karena waktu tunggu sebagai pembilang, maka proses yang telah menunggu lebih lama juga mempunyai kesempatan lebih bagus. Mengapa algoritma ini disebut HRN karena waktu tunggu ditambah waktu layanan adalah waktu tanggap, yang berarti waktu tanggap tertinggi yang harus dilayani
2.1.9. Algoritma Multilevel Queue Scheduller
Pada perakteknya algoritma ini memungkinkan adanya penerapan algoritma internal dalam masing-masing sub-antriannya yang bisa memiliki algoritma internal yang berbeda untuk meningkatkan kinerjanya.
Algoritma ini pun memiliki kelemahan yang sama dengan priority scheduling, yaitu sangat mungkin bahwa suatu proses pada queue dengan prioritas rendah bisa saja tidak mendapat jatah. Untuk mengatasi hal tersebut, salah satu caranya adalah dengan memodifikasi algoritma ini dengan adanya jatah waktu maksimal untuk tiap antrian, sehingga jika suatu antrian memakan terlalu banyak waktu, maka prosesnya akan dihentikan dan digantikan oleh antrian dibawahnya, dan tentu saja batas waktu untuk tiap antrian bisa saja sangat berbeda tergantung pada prioritas masing-masing antrian. (Ibas, Dony. 2008)
2.1.10. Algoritma Penjadwalan Weighted Round Robin (WRR)
Algoritma penjadwalan WRR merupakan pengembangan dari algoritma Round Robin
10
diantara SS berdasarkan pada bobotnya (weight). Bagian yang kritis dari skema WRR
adalah menentukan bobot untuk setiap SS. Bobot tersebut ditentukan untuk menggambarkan prioritas relatif dan kebutuhan QoS dari SS. Selama minimum reserved traffick rate(MRTR) (Sukiswo, 2008).
2.1.11. Algoritma Timer Multilevel Queue Scheduller (TMQS)
Algoritma ini diusulkan untuk mengembangkan algoritma Multilevel Queue Schedulling, TMQS merupakan algoritma penjadwalan yang dapat diterapkan di berbagai bidang, untuk pemakaian sumber daya secara bersama-sama pada sebuah komputer server atau jaringan. Algoritma TMQS ini nantinya bekerja dengan menentukan batas waktu proses maksimal pada antrian berdasarkan jadwal yang sudah ditentukan.
Algoritma ini akan dijalankan atau dieksekusi pada permulaan setiap pengguna internet melakukan akses internet, Algoritma TMQS akan menentukan pengguna bandwidth internet sesuai dengan jadwal dan prioritasnya masing-masing. Untuk penjelasan dari algoritma dan alur programnya penulis akan menjelaskan pada bagian bab berikutnya.
2.2. Router
Dalam suatu jaringan internet router salah satu alat/software yang sangat dibutuhkan, karena dari fungsinya untuk mengarahkan paket data atau informasi dari suatu jaringan ke jaringan yang lain. Ketika sebuah data paket yang dikirimkan dari jaringan, router dalam
hal ini berguna untuk mengarahkan ke lokasi yang diperkulan melalui rute terbaik untuk mentransfer data tertentu.
Ada dua buah jenis router secara umum, yaitu sebagai berikut.
1. Static router (router statis), yaitu sebuah router yang mempunyai tabel routing statis dan disettingsecara manual oleh para administrator jaringan.
2.3. Bandwidth
Bandwidthadalah kapasitas atau daya tampung kabel ethernet untuk dapat dilewatitraffic paket data dalam jumlah tertentu.Bandwidthjuga bisa berarti jumlah konsumsi paket data per satuan waktu dinyatakan dengan satuan bytes per second [bps]. Bandwidth Internet disediakan oleh Internet Service Provider (ISP) dengan jumlah tertentu tergantung permintaan pelanggan.
Istilah bandwidth muncul dari bidang teknik elektro, dimana bandwidth mempresentasikan jarak keseluruhan atau jangkauan diantara sinyal tertinggi dan terendah pada kanal (band) komunikasi. Pada dasarnya bandwidthmempresentasikan kapasitas dari koneksi, semakin tinggi kapasitas, maka umumnya akan diikuti oleh kinerja yang lebih
baik, meskipun kinerja keseluruhan juga tergantung pada faktor-faktor lain, misalnya latency yaitu waktu tunda antara masa sebuah perangkat meminta akses ke jaringan dan
masa perangkat itu memberi izin untuk melakukan transmisi. (Tanenbaum, 2003)
Menurut Cisco System, 2003 Bandwidth merupakan salah satu faktor penting dalam jaringan. Beberapa hal yang menyebabkanbandwidth menjadi bagian penting yang harus diperhatikan adalah:
a. Bandwidthberdampak pada kinerja sebuah jaringan.
Besarnya saluran atau bandwidth akan berdampak pada kecepatan transmisi. Data dalam jumlah besar akan menempuh saluran yang memiliki bandwidth kecil lebih lama dibandingkan melewati saluran yang memilikibandwidth yang besar. Kecepatan transmisi tersebut sangat dibutuhkan untuk aplikasi komputer yang memerlukan jaringan terutama aplikasireal-time, sepertivideoconferencing.
b. Bandwidthmemiliki keterbatasan
12
c. Kebutuhan akanbandwidthakan selalu naik
Setiap sebuah teknologi jaringan baru dikembangkan dan infrastruktur jaringan yang ada diperbaharui, aplikasi yang akan digunakan umumnya juga akan mengalami peningkatan dalam hal konsumsi bandwidth. Video streaming dan Voice over IP (VoIP) adalah beberapa contoh penggunaan teknologi baru yang turut mengkonsumsi bandwidthdalam jumlah besar.
2.4 Pengaturan Bandwidth
Penggunaan internet secara bersamaan pastinya mempengaruhi bandwidth dan kecepatan transfer data antar komputer dalam suatu jaringan Local Area Network (LAN), oleh karena itu diperlukan yang namanya pengaturan bandwidth(management bandwidth),server akan melakukan pembagian bandwidth kepada client agar tidak terjadi penguasaan bandwidth.
Tanpa pengaturan bandwidth setiap client akan secara otomatis memperluas bandwidthnya sesuai dengan kebutuhannya, sehingga memperlambat akses ke komputer client yang lain.
Layanan jaringan internet yang kompleks akan
menimbulkan tantangan yang besar untuk menata dan mengontrol keakuratan sejumlah aplikasi yang baru, seperti video streaming dan game online. Aplikasi ini mengkonsumsi bandwidth yang cukup besar dan mempengaruhi kinerja jaringan terutama di jaringan bandwidth yang terbatas seperti kampus atau universitas,
hal ini menyebabkan penurunan kinerja aplikasi yang lain.
Perlunya pengklasifikasian yang akurat untuk penggunaan bandwidth seperti video
2.5. Cara Pengaturan Bandwidth
Banyak cara yang dilakukan untuk menangani pengaturan bandwidth internet, namun tidak semua cocok penerapannya pada suatu tempat, mungkin karena alasan terntu, berikut beberapa cara untuk pengaturan bandwidth internet :
2.5.1. Pembatasan Transfer Data
Pengaturan bandwidth dilakukan dengan memberikan batasan pada kecepatan transfer data. Setiap pengguna diberikan batasan tertentu tergantung daripada kebutuhan dan kemampuan user itu sendiri.
2.5.2. Pembagian Secara Merata
Pembagian secara merata ini dapat diartikan dengan cara menghitung jumlah client kemudian membagi bandwith denga merata, sehingga dengan cara ini tidak ada user yang terprioritaskan, dengan rumus dapat digambarkan sebagai berikut :
=
Dimana B adalah Bandwith untuk tiap pengguna, TB dalah total bandwidth yang diterima dari ISP, dan U adalah jumlah user yang menggunakan akses internet.
2.5.3. Pembagian dengan Memberikan Paket (Limiter)
Pembagian dengan cara ini umumnya dilakukan oleh ISP, dengan cara ini pengguna lebih leluasa memilih kecepatan akses seuai dengan keuangan mereka, selain dari pada itu
kecepatan internet dapat tetap terjaga. Namun kelemahan dari cara ini terdapat bandwidth yang tidak digunakan.
2.6. Pembatasan User
14
dilakukan penjadwalan penggunaan akses internet, apakah dilakukan secara per user atau group user tergantung dari pada kapasitas bandwidth yang tersedia.
Selain dari pada hal diatas pembatasan user pada jam kerja karyawan pada perkantoran perlu dilakukan untuk meningkatkan efisiensi kerja para karyawan, mungkin hal ini perlu diterapkan ditempat-tempat yang lain juga.
2.7. Pembagian Berprioritas
Pembagian dengan cara ini bertujuan untuk memberikan bandwidth yang lebar/besar kepada user yang dianggap paling membutuhkan pada jadwal (waktu) yang sudah ditentukan, dalam penelitian ini akan dikategorikan dengan 3 tingkatan yakni low (rendah), midle(menengah), hight (tinggi).
2.8. Riset-riset Terkait
2.8.1 Riset Terdahulu
Dalam penelitian ini penulis mendapat banyak masukan-masukan dari riset-riset yang terdahulu, sehingga dalam hal ini penulis sangat tertarik untuk mengembangkan lebih dari yang sudah di buat oleh peneliti terdahulu, dari yang penulis baca hampir semua peneliti terdahulu memfokuskan penelitiannya ke arah optimasi kuota bandwidth yang ada dan menmbatasi bandwidth secara konstanta kepada pengguna bandwidth itu sendiri, sehingga tidak ada elastisitas dalam penggunaan bandwidth itu sendiri.
Alokasi bandwidth dan routing merupakan dua mekanisme yang penting dalam penyediaan jaminan QoS di jaringan nirkabel. QoS penyediaan algoritma yang dikembangkan dalam jaringan mobile ad hoc tidak bisa diterapkan langsung dalam jaringan wireles mesh, karena WIMAX berbasis jaringan yang memiliki karakteristik yang berbeda. Untuk memecahkan masalah routing dan alokasi sumber daya, kami
mengusulkan untukdesain routing dan protocol bersamaan dalam alokasi bandwidth untuk jaringan WIMAX. (R Murali Prasad and P.Satish Kumar. 2010)
Tabel 2.1. Daftar riset-riset terdahulu
Nama Judul Keterangan
Imam Riadi Optimasi bandwidth
menggunakan traffic shaping
Jurnal Informatika Vol. 4, 2010
Sandy Arjuni
Perancangan Implementasi Proxy Server dan Manajemen Bandwidth menggunakan Linux Ubuntu.
Jurnal Informatika, 2011
Benjamin Anthon Balukh
Analisa Log dan Metode Cache
Replacement untuk
Optimalisasi Proxy Server
Jurnal Informatika, 2010
Sukiswo
Evaluasi Kinerja Algoritma Penjadwalan Weighted Round Robin Pada Wimax
Jurnal Teknik Elektro Vol. 10, 2008
Abuagla Babiker Mohd & Dr. Sulaiman bin Mohd Nor
Towards a Flow-based internet Traffic Classification for Bandwidth Optimization
, International Journal of Computer Science and Security (IJCSS
R Murali Prasad and P.Satish Kumar
A Joint Routing and Bandwidth Allocation Protocol for IEEE 802.16 WiMax Mesh Networks
IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol.2
2.8.2 Perbedaan Penelitian
Perbedaan penelitian terdahulu dengan yang penulis lakukan saat ini terletak pada proses penjadwalan pengguna bandwidth, dari beberapa riset yang penulis pelajari bahwa penulis terfokus kepada optimalisasi quota bandwidth internet saja seperti pemisahan traffic international dan nasional, caching (penyimpanan cache)
Sementara dalam penelitian ini penulis memodifikasi algoritma untuk pengaturan pengguna bandwidth internet dengan memberikan jadwal dan perioritasnya, dimana penulis akan memberikan prioritas pemakaian bandwidth internet ke user atau group user
sekaligus mengatur jadwalnya
2.8.3 Kontribusi yang diberikan
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pendahuluan
Tujuan dari pada tesis ini adalah untuk memberikan informasi kepada masyarakat tentang pengembangan algoritma TMQS untuk penjadwalan pengguna bandwidth internet yang sesuai dengan jadwal yang ditentukan terhadap user atau group user.
Pada bagian ini penulis melaksanakan studi literatur termasuk dengan membaca dan mengumpulkan bahan dari berbagai bentuk seperti buku-buku, prosiding dan jurnal-jurnal yang menyangkut dengan penelitian ini. Penulis juga memperoleh informasi dari berbagai situs di internet, Informasi yang diperloh untuk dipelajari dan dirangkum dan dijadikan sebuah refrensi untuk memodifikasi algoritma. Penulis juga memperoleh informasi dan melakukan konsultasi dengan beberapa sumber yang berhubungan dengan tesis ini.
3.2. Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian ini pertama kali dilaksanakan dengan melakukan pengamatan (observasi) untuk memperoleh informasi seputar penggunaan bandwidth internet di STMIK Kristen Neumann Indonesia, dan juga melakukan konsultasi langsung dengan
pihak-pihak terkait, dari informasi yang diperoleh baik yang dilakukan dengan pengamatan (observasi) dan juga konsultasi dengan pihak-pihak yang terkait di
STMIK Kristen Neumann Indonesia. Hasil yang diperoleh dalam hal ini berupa masukan bagi pemecahan masalah penjadwalan penggunaan bandwidth internet, dalam hal ini di STMIK Kristen Neumann Indonesia.
1. Mengambil denah instalasi jaringan internet di STMIK Kristen Neumann, seperti gambar 3.1 dibawah ini.
Gambar 3.1. Denah Jaringan internet di STMIK Kristen Neumann
2. Merencanakan jadwal penggunaan akses internet bagi setiap user atau group user berdasarkan pengalamatan ip address.
3. Menentukan bandwidth ke setiap pengguan/user dan menyesuaikan dengan quota yang ada di STMIK Kristen Neumann Indonesia.
4. Menganalisa denah struktur jaringan serta membuat algoritmanya. .
3.3. Rancangan Sistem
Setelah analisa sistem dilakukan maka tahapan-tahapan perancangan akan dijelaskan dalam bentuk perancangan Diagram Context atau perancangan Data Flow Diagram (DFD) seperti gambar 3.2. dibawah ini.
ROUTER
SWITCH/HUB
DOSEN PEGAWAI LABORATORIUM MAHASISWA UMUM
18
Gambar 3.2 Data Flow Diagram User pada Algoritma TMQS
Keterangan :
Dari gambar aktifitas diagram diatas dapat dijelaskan serangkaian aktifitas user/grup user dalam menggunakan fasilitas internet di STMIK Kristen Neumann Indonesia, dengan melakukan permintaan ke router, kemudian router akan mengarahkan koneksi internet ke server (embeded sistem).
Internet
ISP Router
SWITCH / HUB
U
S
E
R
LAB-I
LAB-II
LAB-III
Dosen/Pegawai
Mahasiswa/Umum
Keterangan :
Dari gambar diatas terlihat bahwa Algoritma TMQS melakukan proses penjadwalan
terhadap user atau group user dan memberikan prioritas terhadap penggunaan bandwidth internet ke masing-masing user.
Gambar 3.3. Jadwal dan Prioritas User TMQS
LAB-I
LAB-II
LAB-III
Dosen / Pegawai
Mahasiswa / Umum
Router
20
3.4 Populasi dan Sampel Penelitian
a. Populasi
Populasi adalah keseluruhan subyek yang mempunyai karakteristik tertentu yang
sesuai dengan penelitian. Populasi dalam penelitian ini adalah user yang menggunakan akses internet pada jaringan Local Area Network (LAN) STMIK
Kristen Neumann Indonesia. Jumlah populasi dalam penelitian 70 user, jumlah populasi penelitian ini digunakan sebagai dasar penentuan jumlah sampel.
b. Sampel
Sampel adalah sebagian obyek yang diambil saat penelitian dilakukan dari keseluruhan obyek yang diteliti dan dianggap mewakili populasi. Sampel yang diambil dalam penelitian ini adalah user yaitu:
a. Sedang online
b. Tidak sedang mendapatkan jadwal off yang dilakukan oleh server.
3.5 Sumber Data Penelitian
Data untuk penelitian kualitatif adalah data sekunder berupa pengamatan / observasi, dimana pengambilan data penelitian ini dilakukan dengan melakukan pengamatan langsung di Puskom STMIK Kristen Neumann Indonesia yang dilakukan selama kurang lebih 1 (satu) bulan.
3.6 Identifikasi dan Defenisi Variabel
Variabel yang digunakan dalam perumusan masalah adalah pemberian jadwal user mengakses internet sekaligus membuat priority kesetiap user/group user.
a. Prioritas (priority)
b. Penjadwalan user
Dalam variabel ini yang dibahas adalah penggunaan internet mengacu kepada jadwal yang ditentukan di STMIK Kristen Neumann.
3.7. Perancangan Program Simulasi
Dalam hal ini penulis akan merancang sebuah aplikasi untuk mensimulasikan TMQS yang telah dijabarkan di atas. Simulasi yang dibuat bertujuan untuk menggambarkan jaringan Kampus STMIK Neumann yang telah mengimplementasikan aplikasi TMQS.Program tersebut akan menggambarkan proses antrian ketika paket datang dan
dikirim ke user tujuan.
3.8. Spesifikasi Program
Program yang dibangun merupakan aplikasi stand-alone dengan menggunakan bahasa pemrograman C++. Untuk mempermudah proses penggambaran, penulis menggunakan library bahasa grafis OpenGL. OpenGL adalah library yang memungkinkan kode untuk dijalankan pada Graphic Processing Unit (GPU), yaitu
sebuah hardware yang dioptimalkan untuk melakukan proses penggambaran pada monitor. Untuk membantu penggambaran jendela program dan menerima Input/Output (Keyboard), program akan menggunakan library Graphic Language
Utility (GLUT). Gambar di bawah merupakan tampilan dari program TMQS yang dikembangkan.
Spesifikasi Komputer yang digunakan dalam pembangunan program adalah:
Spesifikasi Komputer
CPU Core Duo 2,8 Ghz
Memory 2 GB
Hardisk 500 GB
22
3.9. Deskripsi Alur Pr
Alur progam dapat dili
G Modul Pengaturan J
Modul Pengaturan Antrian
22
Program
dilihat pada gambar berikut ini:
Gbr. 3.4. Flowchart Alur Program TMQS n Jadwal
rian
Jadwal
Tidak
Ya
22
3.9.1. Inisialisasi
Proses inisialisasi merupakan proses awal dari program. Pada tahap ini, program akan menginisialisasi nilai awal pada semua data yang terdapat pada program.Setelah itu, program akan membaca data penjadwalan dari file yang telah disediakan. Data tersebut kemudian akan disimpan ke dalam memory.
3.9.2. Perbaharui Waktu
Update waktu digunakan untuk memperbaharui data waktu sesuai dengan waktu berjalan program. Data waktu digunakan untuk 2 hal: proses penjadwalan dan proses perhitungan paket keluar/masuk.
Pada proses penjadwalan, variabel waktu akan dikonversi menjadi hari, jam, dan menit. Untuk mempermudah observasi penjadwalan, maka alur waktu penjadwalan dipercepat.Pada proses perhitungan paket keluar/masuk, perhitungan alur waktu berjalan normal.
3.9.3. Perbaharui Prioritas
Setelah program memperbaharui data waktu, tahap berikutnya adalah memperbaharui
24
3.9.4. Memasukkan Paket
Untuk mensimulasikan paket data yang masuk (incoming) ke dalam antrian, simulasi ini menggunakan bilangan acak setiap 0.1 detik. Jika nilai bilangan acak melebihi nilai threshold, maka paket baru akan dimasukkan ke antrian. Jika tidak, maka tidak ada antrian yang masuk. Proses ini diulang sebanyak n kali setiap detik, dimana n adalah kecepatan dari paket per detik yang ditentukan oleh pengguna. Tujuan dari penggunaan bilangan acak adalah untuk menggambarkan penggunaan internet di kampus yang tidak memilki pola tertentu.
Setelah paket dibuat, tahap berikutnya adalah untuk menentukan ke antrian mana paket tersebut dimasukkan. Setiap paket memiliki pemilik atau owner, dan setiap pemilik pasti tergolong pada satu grup pengguna. Pada saat tertentu, grup pengguna akan memiliki prioritas. Nilai prioritas ini yang akan digunakan untuk menentukan antrian mana yang akan dimasuki oleh paket tersebut.Jika ternyata antrian yang dituju sudah penuh, maka paket akan dibuang (rejected). Algoritma dari proses pemasukan paket dapat dilihat pada pseudocode di bawah
if (deltaTime > 0.1) {
int random = generateRandomInteger() if (random > threshold)
{
Packet incoming = new Packet();
int priority = incoming.owner.priority;
bool queued = queue[priority].enqueue(incoming);
if (queued) incomingCount++; else rejectedCount++;
} }
3.9.5. Memproses Paket
Pada tahap ini, sistem harus memutuskan antrian mana yang akan diproses terlebih
antrian yang diproses se pengguna. Seperti yang adalah 0,1 detik.Ada 2 dan akan dijelaskan pada
3.9.6. Menggambar Si
Setelah semua perhitunga simulasi. Proses ini seba Pada program yang di kotak dengan warna y untuk melihat pemilik grup terdapat informa berapa paket yang dimi
Seperti yang t ke dalam 3 prioritas. Ma yangmasuk: High untuk untuk prioritas rendah. paket tersebut. Pada b berada pada antrian ters
s setiap satuan waktu sesuai dengan jumlah ya ang telah dijelaskan di atas, jangka waktu pro da 2 tipe algoritma yang digunakan pada proses n pada subbab berikutnya
Simulasi
hitungan dilakukan, langkah terakhir adalah men sebagian besar dilakukan dengan menggunakan g dibangun, setiap grup pengguna digambark
a yang berbeda-beda. Tujuan dari penggunaan lik dari paket yang masuk ke dalam antrian. P masi prioritas yang dimiliki oleh grup pengg dimiliki grup pengguna yang diproses oleh antria
Gbr. 3.5. Grup Pengguna
g telah dijelaskan di atas, penulisan ini akan m s. Maka program menggunakan 3 antrian untuk untuk prioritas tertinggi, Medium untuk prioritas
ah. Setiap paket akan diberi warna sesuai de bagian bawah antrian juga tertulis jumlah pa n tersebut.
h yang ditentukan oleh program setiap proses oses pemilihan antrian
enggambar program kan peritah OpenGL. rkan dengan sebuah aan warna ini adalah n. Pada bagian bawah gguna tersebut, dan rian per detik.
26
G
Untuk menge tertentu, pada bagian ka Informasi waktu Inform (incoming), paket yan dengan satuan packet p
26
Gbr. 3.6. Antrian paket yang sedang diproses
ngetahui jumlah paket yang masuk dan yang ke n kanan atas terdapat informasi mengenai waktu da
ormasi status antrian memiliki 4 informasi pent yang diproses (precessed), dan paket yang
t per second (pckt/s).
26
Dalam bab ini dibahas mengenai algoritma yang dibuat dalam uji coba rancangan perangkat lunak menggunakan simulasi, dalam hal ini dilakukan untuk mengetahui gambaran, cara kerja dan pengembangan sistemnya serta untuk mendapatkan perbandingan dari pengembangan algoritma yang sudah dikembangkan dengan algoritma sebelumnya.
4.1. Pembahasan
Program yang dibangun terdiri atas dua (2) modul utama: Modul Pengaturan Jadwal (Time Management) dan Modul Pengaturan Prioritas (Priority Management). Modul Pengaturan Jadwal bertugas untuk mengambil data jadwal yang telah disusun dan mengatur prioritas dari tiap grup. Modul Pengaturan Antrian bertugas untuk mengatur paket masuk dan paket keluar sesuai dengan prioritas dari tiap paket.
4.2. Modul Pengaturan Jadwal
Adapun penjelasan dari tiap tag di atas adalah sebagai berikut:
• <id info>digunakan untuk menentukan informasi apa yang terdapat pada
baris tersebut.<id info>memiliki 2 nilai: 0 dan 1, dimana jika id ini bernilai
0 maka baris tersebut berisi informasi grup pengguna apa yang sedang dijadwalkan. Jika id ini bernilai 1, maka baris tersebut berisi informasi jadwal dari grup pengguna yang telah ditentukan pada baris sebelumnya.
• <id ruangan> menyimpan nomor id dari tiap grup pengguna. Pada tesis ini,
penulis menggunakan STMIK Neumann sebagai sample, di mana pada kampus ini pengguna internet dapat dikelompokkan menjadi 5 kategori: Lab 1, Lab 2, Lab 3, Pegawai/Dosen, Mahasiswa/Umum. Untuk memenuhi
kebutuhan ini, maka index grup pengguna memiliki nilai 0 sampai 4.
• <id hari> digunakan untuk menyatakan hari pada baris tersebut. Id ini
memiliki 5 nilai (0 sampai 4) untuk merepresentasikan 5 hari kerja
(senin-jumat).
• <jumlah jadwal> digunakan untuk membantu program dalam menentukan
ada berapa jadwal yang tertera pada baris tersebut
• <id priority> digunakan untuk menggambarkan prioritas apa yang
diberikan pada ruangan tersebut sesuai dengan jadwal yang tertera. • <awal n>berisi waktu dimulainya satu jadwal
• <akhir n>berisi waktu akhir suatu jadwal
Untuk memperbaharui jadwal, admin dapat menggunakan Microsoft Excel. Dengan
Setelah dikonversi ke da di atas dapat dilihat pada
Gbr. 4.2. Jadwal dalam format Excell
ke dalam bentuk comma separated value, contoh pada gambar berikut:
30
Setelah jadwal berhasil Tugas kedua da yang telah dimasukkan s
Gbr. 4.
Seperti yang t waktu selama program informasi waktu terse tertentu. Setelah pro membandingkan jadwa pada jadwal memiliki informasi terdiri atas 2
waktu mulai dan wakt dengan nilai yang terte ruangan berhasil diperb
sil dibaca, modul ini akan menyimpan jadwal ke dari modul ini adalah memberikan prioritas sesua sukkan sesuai dengan flowchart berikut:
br. 4.4. Flowchart proses pembaharuan waktu
telah dijelaskan diatas, program akan sela ram berjalan (update waktu). Modul ini aka rsebut menjadi hari, jam dan detik, sesuai de
program memperbaharui informasi waktu, dwal tiap-tiap ruangan dengan waktu sekarang
ki 2 variabel yaitu waktu mulai dan waktu akhi s 2 elemen: jam dan menit. Jika informasi wakt
aktu akhir, maka program akan memberika rtera pada jadwal. Proses ini akan diulang sampa perbaharui.
meriksaan jadwal dapat dilihat dari pseudo-code
hedule time
time between schedule.start, schedul ty = schedule.priority
l ke dalam memory. s sesuai dengan jadwal
aktu
selalu memperbaharui akan mengkonversi dengan perhitungan ktu, program akan ng. Informasi waktu khir. Masing-masing aktu berada diantara
ikan prioritas sesuai mpai prioritas semua
ode berikut.
32
4.3. Modul Pengaturan Antrian
Modul Pengaturan Antrian bertugas untuk mengatur paket yang masuk dan memilih paket yang diproses. Seperti yang telah dijelaskan di atas, program akan menghasilkan beberapa paket. Modul ini akan mengatur paket tersebut sehingga terletak pada antrian yang tepat. Setelah paket tersebut masuk ke dalam antrian, langkah berikutnya adalah memproses paket-paket tersebut. Namun dalam program yang dibangun, ada 3 antrian yang masing-masing memiliki prioritas yang berbeda-beda. Tugas modul ini adalah untuk memilih antrian mana yang harus dipilih.
Program yang dibangun memiliki 2 jenis algoritma dalam pemilihan antrian:
Simple Priority dan Weighted Round Robin. Kedua jenis algoritma di atas hanya memilih antrian mana yang akan diperiksa pada satu saat tertentu. Jika ternyata antrian yang terpilih kosong, maka program akan memeriksa antrian yang lain, dimulai dari antrian dengan prioritas tertinggi.
4.3.1 Simple Priority
Algoritma metode ini cukup sederhana: proses antrian dengan prioritas tertinggi
terlebih dahulu. Antrian berikutnya hanya dapat diproses jika antrian dengan prioritas yang lebih tinggi telah kosong. Algoritma Simple Priority di atas dapat dijabarkan dengan pseudo code berikut.
bool dequeued = false;
dequeued = queue[2].dequeue();
if (!dequeued) dequeued = queue[1].dequeue(); if (!dequeued) dequeued = queue[0].dequeue();
4.3.2. Weighted Round Robin
Weighted Round Robin merupakan varian dari Round Robin. Pemrosesan antrian dilakukan secara bergilir sesuai dengan waktu yang telah diberikan. Round Robin menggunakan token untuk menentukan antrian mana yang mendapatkan jadwal. Token ini akan digilir setiap jangka waktu tertentu.
Weighted Round Robin memiliki konsep yang sama dengan Round Robin, namun token yang diberikan ke setiap antrian memiliki besar yang berbeda-beda. Antrian dengan prioritas yang lebih tinggi akan memiliki token yang lebih besar. Pada penulisan ini, jangka waktu pemilihan token dilakukan tiap 0.1 detik. Token dipecah menjadi 90 bagian. Dengan menggunakan metode Round Robin, maka setiap antrian memiliki 30 token. Karena program menggunakan metode Weighted Round Robin, masing-masing antrian memiliki token yang berbeda. Prioritas tertinggi akan mendapat token yang terbanyak (45 token), prioritas sedang akan mendapatkan token rata-rata (30 token), prioritas rendah memiliki token paling sedikit (15 token).Algoritma weighted round robin dapat dilihat pada pseudo-code berikut.
bool dequeued = false;
if (token ∈ queue[index].token)
dequeued = queue[index].dequeue(); if (!dequeued) processOtherQueue(); token = (token + 1) % totalToken;
Berbeda dengan Simple Priority, algoritma Round Robin (dan variannya) tidak akan memiliki masalah starvation karena setiap antrian pasti memiliki jatah token. Jika antrian yang mendapat giliran kosong, maka token akan diberikan kepada antrian dengan prioritas yang paling tinggi.
4.4. Hasil
Adapun hasil dari progr
Dari gambar tersebut di per second, dan berapa
yang di rejected, kem antrian dan yang sedan
4.4 Hasil
4.4.1 Metode Pengum
Tujuan dari pembanguna pada tiap user pengguna ditawarkan, penulis m simulasi dijalankan. S dilakukan secara acak,
ogram simulasi TMQS yang dirancang adalah s
Gbr. 4.5. Tampilan Program TMQS
but diatas dapat terlihat jumlah paket yang masuk apa paket yang sedang diproses, begitu juga de
emudian pengguna atau grup pengguna yang dang diproses sesuai dengan prioritasnya masing
mpulan Data
gunan aplikasi ini adalah untuk mensimulasika ngguna. Untuk mengukur tingkat keberhasi s menggunakan simulasi dan mengumpulka n. Seperti yang telah dijelaskan di atas, pen ak, sehingga hasil dari setiap percobaan, w
34
h sebagai berikut :
asuk dalam hitungan dengan berapa paket
g sedang menunggu sing-masing.
Penulis mengkategorikan tipe penggunaan internet menjadi 3 bagian:
1. Tidak ada kelas pada lab yang berjalan, sehingga setiap grup pengguna mendapat prioritas yang sama (normal)
2. Semua lab sedang digunakan untuk kelas, sehingga grup pengguna lab 1, 2, dan 3 diberi prioritas tertinggi (high), sedangkan grup pengguna umum/mahasiswa diberikan prioritas terendah (low). Grup pengguna staff dan dosen tetap mendapat prioritas normal.
3. Satu lab sedang digunakan untuk kelas dan diberikan prioritas tertinggi dan grup pengguna lain mendapatkan prioritas normal.
Untuk menilai baik atau tidaknya algoritma yang digunakan, penulis menggunakan 2 parameter di bawah ini sebagai bahan penilaian, yaitu:
1. Kecepatan akses setiap grup pengguna sesuai dengan prioritas yang diberikan 2. Jumlah paket yang ditolak sedikit
Untuk menghitung kecepatan akses, penulis menggunakan satuan paket per detik. Pada percobaan di atas, program akan menghasilkan 150 paket per detik.
4.4.2 Hasil Pengumpulan Data
Untuk kasus pertama, kedua algoritma menghasilkan nilai yang sama, yaitu semua grup pengguna mendapatkan kecepatan rata-rata yang sama, yaitu 27 Paket/detik dengan rata-rata paket yang ditolak 3 paket/detik. Pada kasus kedua, kedua algoritma mulai menunjukkan hasil yang berbeda. Pada simple priority, dapat dilihat bahwa
rata-rata kecepatan grup pengguna dengan prioritas rendah sangat berbeda dengan yang dihasilkan weighted round robin, dan paket yang ditolak (rejected) sangat tinggi.
Tabel 4.1 Hasil Simulasi menggunakan Algoritma Simple Priority
Sim ple Priorit y Weight ed Round Robin Grup Pengguna Priorit as Kecepat an Rat a- rat a Kecepat an Rat a- rat a
Lab 1 High 45p/ s 40p/ s
Lab 2 High 40p/ s 37p/ s
Lab 3 High 47p/ s 40p/ s
St aff/ Dosen Nor m al 25p/ s 21p/ s Mahasisw a/ Um um Low 2p/ s 10p/ s
36
Hal ini dikarenakan pada Simple Priority terdapat kemungkinan grup pengguna dengan prioritas rendah sering mengalami starving. Starving terjadi jika antrian untuk paket dengan prioritas rendah tidak pernah diproses karena paket dengan antrian yang lebih tinggi selalu berisi. Ketika antrian telah penuh, maka antrian yang masuk akan ditolak. Hal inilah ynag menyebabkan tingginya jumlah paket yang ditolah pada algoritma Simple Priority.
Weighted round robin mengatasi masalah starving dengan tetap memberikan waktu kepada antrian dengan prioritas rendah, walaupun antrian dengan prioritas yang lebih tinggi masih terisi. Dengan tidak adanya starving, maka paket yang ditolak akan jauh lebih rendah.
Pada kasus ketiga, starving sangat jarang terjadi karena antrian dengan prioritas tertinggi hanya diisi oleh satu grup pengguna. Penggunaan kedua algoritma juga tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan.
Tabel 4.2. Hasil simulasi menggunakan Algoritma WRR
Berdasarkan penilaian di atas, dapat disimpulkan bahwa Weighter Round Robin lebih ideal digunakan karena dapat mengatasi starving dan menghindari rejected packet lebih efektif dibandingkan Simple Priority. Namun pada simple priority, grup pengguna dengan prioritas tertinggi cenderung mendapatkan kecepatan yang lebih tinggi dibanding grup pengguna lainnya.
Sim ple Priorit y Weight ed Round Robin Grup Pengguna Priorit as Kecepat an Rat a- rat a Kecepat an Rat a- rat a
Lab 1 High 50p/ s 45p/ s
Lab 2 Nor m al 31p/ s 37p/ s Lab 3 Nor m al 30p/ s 27p/ s St aff/ Dosen Nor m al 32p/ s 31p/ s Mahasisw a/ Um um Nor m al 32p/ s 30p/ s
5.1. Kesimpulan
Sesuai dengan uraian sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan yang merupakan hasil dari pelaksanaan penelitian yang dilakukan. Kesimpulan yang penulis ambil adalah sebagai berikut:
1. Jadwal penggunaan internet dapat diatur secara otomatis dengan menggunakan program TMQS dengan mengatur prioritas setiap grup pengguna pada jam kerja mulai senin sampai dengan jumat.
2. Algoritma TMQS ini merupakan pengembangan dari algoritma multilevel queue scheduler dapat digunakan untuk penjadwalan penggunaan bandwidth internet yang memiliki prioritas antrian yang berbeda-beda, namun untuk semua user dipastikan mendapatkan proses karna setiap antrian memiliki waktu(timer)masing-masing.
3. Algoritma ini juga dapat digunakan untuk pengaturan jadwal-jadwal antrian yang lain, yang membutuhkan prioritas dan waktu.
5.2. Saran
Adapun saran dari pengembangan algoritma Time Multilevel Queue Scheduller (TMQS) ini adalah sebagai berikut :
1. Algoritma TMQS yang dibangun hanya bersifat simulasi pada penulisan ini. Sebaiknya diimplementasikan pada jaringan kampus.
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Abuagla Babiker Mohd & Dr. Sulaiman bin Mohd Nor, 2010. Towards a Flow-based internet Traffic Classification for Bandwidth Optimization, International Journal of Computer Science and Security (IJCSS), Volume (3)
Abas Ali Pangera & Dony Ariyus, 2008. Sistem Operasi : Andi.
Andrew S.Tanenbaum, 2003.“Computer Networks 4th Edition: Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education.
Ahson, S., Mohammad Ilyas. 2008. WiMAX Technologies, Performance Analysis, and QoS:CRC Press, London
Depdiknas. 2007 Kamus Besar Bahasa Indonesia. Balai Pustaka : Jakarta.
Herlambang, 2008. Panduan lengkap menguasai router masa depan menggunakan mikrotik router: Andi.
http://digilib.ittelkom.ac.id. 2013. Beberapa disiplin antrian sebagai pengendali trafic: diakses 08 Maret 2013.
http://lecturer.eepis-its.edu/.../Data_structure. 2013 Pengurutan : diakses 07 Maret 2013
Iman Riadi. 2010. Optimasi bandwidth menggunakan trafic shaping: Jurnal Informatika Vol 4.
Munir Rinaldi. 1999. Algoritma dan Pemrograman dalam Bahasa Pascal dan C: Informatika Bandung.
Maryanto & Dodi. 2001. Optimasi akses internet dengan squid: PT. Elex media komputindo, Jakarta.
R Murali Prasad and P.Satish Kumar. 2010. A Joint Routing and Bandwidth Allocation Protocol for IEEE 802.16 WiMax Mesh Networks: IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol.2, No.5
Sandy Arjuni. 2011. Perancangan dan Implementasi Proxy Server dan Management bandwidth mengunakan Linux Ubuntu Server: Jurnal Informatika.
Sutiyo. 2011. Tproxy dan Filtering sebagai metode optimasi pemakaian bandwidth internet: jurnal Telematika Vol 8.
Sukiswo. 2008. Transmisi: Jurnal Teknik Elektro Jilid 10.
Thomas H. Cormen, dkk. 2011. Introductiion to Algorithms, Second Edition, Massachusetts Instituti of Technology: MIT Press.
#include <windows.h>
void printText(float posX, float posY, int size, char * text, int length);
char seninLabel [6] = {' ', 'S', 'e', 'n', 'i', 'n'};
float posXMhs = 550.0f; float posYMhs = 110.0f; float posXUmum = 550.0f; float posYUmum = 90.0f; float qBaseY = 200.0f; float q1LeftX = 185.0f; float q1RightX = 215.0f; float q2LeftX = 385.0f; float q2RightX = 415.0f; float q3LeftX = 585.0f; float q3RightX = 615.0f;
float qLeftX[3] = {185.0f, 385.0f, 585.0f}; float qRightX[3] = {215.0f, 415.0f, 615.0f}; float timePosX = 600.0;
float timePosY = 585.0f;
char const * tempChar; char hourChar[4]; char minuteChar[4]; char commaChar = ','; char colonChar = ':'; char qtyChar[4];
vector< vector<Jadwal> > jadwalList; float lastFrameTime = 0;
float deltaPacketTime = 0; float elapsedTime = 0;
int incomingPacketPerSecond = 0; int processedPacketPerSecond = 0; int rejectedPacketPerSecond = 0; int roomPacketPerSecond[5];
int day = 0; int hour = 0; int minute = 0;
const int minutesPerWeek = 10080; const int minutesPerDay = 1440; const int minutesPerHour = 60; const int hoursPerDay = 24;
int qListQty = 3; int qQty[3];
int packetPerSecond = 200;
int packetProcessedPerSecond = 200;
int robinToken = 0; int maxRobinToken = 90;
// priorityDequeue mengambil void priorityDequeue() {
Packet packet; bool dequeued = false;
if (mode == simplePriority) { // Prioritas Berbasis Kelas
// Setiap antrian memiliki kelas: 1, 2, dan 3, dimana kelas 3 akan diproses // paling pertama. Jika kelas 3 kosong, maka proses kelas 2.
// Jika kelas 2 kosong, maka proses kelas 1
dequeued = qList[2].dequeu(packet);
} else if (mode == weightedRoundRobin) {
// Weighted Round Robin
// Setiap antrian memiliki waktu tertentu untuk diproses. // Pada saat waktu itu, hanya antrian x yang dapat diproses. // Jika antrian kosong, maka pemrosesan tidak berjalan
if (robinToken < 45) {
dequeued = qList[2].dequeu(packet);
} else if (robinToken >= 45 && robinToken < 75) { dequeued = qList[1].dequeu(packet);
// menambah jumlah paket yang masuk sesuai dengan owner dari paket tersebut
void priorityQueue(Packet packet) {
bool queued = qList[priority[packet.owner]].enqueue(packet); if (queued) {
packet.owner = rand() % 5; //q.enqueue(packet); priorityQueue(packet);
}
void processPacketQueue() { if (deltaPacketTime > 0.5f) {
int packetProcessed = deltaPacketTime * packetProcessedPerSecond; for (int i = 0; i < packetProcessed; i++) {
if (jadwal.day == day &&
hour >= jadwal.startHour && hour <= jadwal.endHour) { if (lastFrameTime == 0) {
lastFrameTime = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME); }
int now = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME);
elapsedTime = ((now - lastFrameTime) *1.0 / 1000.0f); lastFrameTime = now;
minute = minute % minutesPerHour; }
void importFile(string filename) {
string l_objFileName = "D:/thesis/TestGlut/jadwal.csv"; ifstream l_file (l_objFileName.c_str());
int l_entryPoint; int l_type;
string::size_type l_pos; string l_line = ""; string l_left = "";
int l_roomId, l_amount, l_dayId, l_priority; string l_start, l_end, l_time;
int l_startHour, l_startMinute; int l_endHour, l_endMinute;
string l_lineTemp, l_temp; cout << l_temp << endl; if(!l_file.eof())
{
while (!l_file.eof()) { getline(l_file, l_temp, '\r'); cout << l_temp << endl; l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_type = atoi(l_temp.substr(0, l_pos).c_str()); l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length());
if (l_type == 0) {
l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_roomId = atoi(l_temp.substr(0, l_pos).c_str()); l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length()); } else {
cout << "temp 1: " << l_temp << endl; l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_dayId = atoi(l_temp.substr(0, l_pos).c_str()); l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length()); l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_amount = atoi(l_temp.substr(0, l_pos).c_str()); l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length());
cout << "Amount " << l_amount << endl; for (int i = 0; i < l_amount; i++) {
l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_priority = atoi(l_temp.substr(0, l_pos).c_str()); l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length()); l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_time = l_temp.substr(0, l_pos);
l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length()); l_startHour = atoi(l_time.substr(0, 2).c_str()); l_startMinute = atoi(l_time.substr(2, 4).c_str()); l_pos = l_temp.find_first_of(',');
l_time = l_temp.substr(0, l_pos);
l_temp = l_temp.substr(l_pos+1, l_temp.length()); l_endHour = atoi(l_time.substr(0, 2).c_str()); l_endMinute = atoi(l_time.substr(2, 4).c_str());
cout << l_roomId << endl;
(jadwalList.at(l_roomId)).push_back(jadwal); cout << "Jadwal is added" << endl;
cout << jadwal.day << " " << jadwal.startHour << " " << jadwal.endHour << endl; }
vector<Jadwal> temp = jadwalList.at(i); cout << "TEMP: " << temp.size() << endl; for (int j = 0; j < temp.size(); j++) {
cout << temp.at(j).day << " " << temp.at(j).startHour << " " << temp.at(j).endHour << endl; }
cout << "1" << endl; priorityColor[0].x = 1.0f;
cout << "2" << endl; importFile("jadwal.csv"); cout << "Done importing" << endl;
// pada saat awal, aturan pemrosesan menggunakan simplePriority mode = simplePriority;
glColor3f(0.0, 1.0, 0.0); glBegin(GL_QUADS); glVertex2f( 0.0f, 0.0f); glVertex2f(128.0f, 0.0f); glVertex2f(128.0f, 128.0f);
if(qList[k].front != 0 && qList[k].rear != 0) {
int i= qList[k].front;
while(i != qList[k].rear) {
i = (i % qList[k].size);
Packet tempPacket = qList[k].packetQ[i]; glColor3f(roomColor[tempPacket.owner].x,
roomColor[tempPacket.owner].y, roomColor[tempPacket.owner].z);
qQty[k]++;
glBegin(GL_QUADS);
glVertex2f(qLeftX[k], qBaseY + qQty[k]); glVertex2f(qLeftX[k], qBaseY + qQty[k] + 1); glVertex2f(qRightX[k], qBaseY + qQty[k] + 1); glVertex2f(qRightX[k], qBaseY + qQty[k]); glEnd();
// do not draw when queue is empty //cout<<"Queue is empty"<<endl;
// menggambar label antrian low
printText(posXLowQ, posYLowQ, 12, lowLabel, 3); // menggambar antrian low
glBegin(GL_LINE_LOOP);
// printing quantity of queue 1 itoa(qQty[0], 4, qtyChar);
