BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 DASAR JARINGAN
Sebuah jaringan komputer, adalah suatu kumpulan komponen perangkat keras dan komputer yang saling berhubungan dengan saluran komunikasi yang memungkinkan berbagi sumber daya dan informasi. Jaringan dapat diklasifikasikan menurut berbagai karakteristik seperti media yang digunakan untuk transportasi data, komunikasi protokol yang digunakan, skala, topologi, dan ruang lingkup organisasi (Wikipedia: Computer Network).
2.2 PROTOKOL JARINGAN
Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih simpul komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras. Protokol perlu diutamakan pada penggunaan standar teknis, untuk menspesifikasi bagaimana membangun komputer atau menghubungkan peralatan perangkat keras. Protokol secara umum digunakan pada komunikasi real-time dimana standar digunakan untuk mengatur struktur dari informasi untuk penyimpanan jangka panjang.
Kebanyakan protokol memiliki salah satu atau beberapa dari hal berikut:
1. Melakukan deteksi adanya koneksi fisik atau ada tidaknya komputer atau mesin lainnya.
3. Negosiasi berbagai macam karakteristik hubungan. 4. Bagaimana mengawali dan mengakhiri suatu pesan. 5. Bagaimana format pesan yang digunakan.
6. Yang harus dilakukan saat terjadi kerusakan pesan atau pesan yang tidak sempurna.
7. Mendeteksi kerugian pada hubungan jaringan dan langkah-langkah yang dilakukan selanjutnya
8. Mengakhiri suatu koneksi.
Ketika komputer, terminal dan atau perangkat pengolahan data lain bertukar data, prosedur-prosedur yang terkait dapat menjadi rumit. Sebagai contoh perpindahan sebuah berkas antar dua komputer. Harus ada jalur data antara kedua komputer, baik secara langsung atau melalui jaringan komunikasi. Tugas-tugas yang umumnya dilaksanakan termasuk:
1. Sistem sumber harus mengaktifkan apakah jalur komunikasi data langsung atau memberi tahu jaringan komunikasi identitas sistem tujuan yang diharapkan. 2. Sistem sumber harus memastikan bahwa sistem tujuan siap menerima data. 3. Aplikasi perpindahan berkas pada sistem sumber harus memastikan bahwa
program pengelola berkas di sistem tujuan siap menerima dan menyimpan berkas untuk pengguna ini.
4. Bila format berkas yang digunakan pada kedua sistem tidak cocok, satu sistem atau yang lain harus melakukan fungsi penerjemahan format.
Dalam hal ini harus ada kerja sama tinggi antara kedua sistem komputer. Tugas-tugas di atas dipecah menjadi beberapa sub-tugas, yang masing-masing diimplementasikan terpisah. Dalam suatu arsitektur protokol, modul-modul itu disusun dalam tumpukan vertikal. Tiap lapisan (layer) dalam tumpukan melaksanakan satu sub-himpunan fungsi yang dibutuhkan untuk berkomunikasi dengan sistem lain.
Lapisan itu bergantung kepada lapisan yang berada tepat di bawahnya untuk melaksanakan fungsi-fungsi yang lebih primitif dan untuk menyembunyikan
detil-detil fungsi itu. Lapisan itu memberikan layanan ke lapisan yang berada tepat di atasnya. Semua lapisan harus ditetapkan sehingga perubahan di satu lapisan tidak memerlukan perubahan pula di lapisan lain.
Diperlukan dua pihak untuk berkomunikasi, sehingga fungsi-fungsi berlapis yang sama harus ada di kedua sistem. Komunikasi dicapai dengan memerintahkan lapisan yang berkesesuaian (peer), di kedua sistem yang berkomunikasi. Lapisan-lapisan peer berkomunikasi menggunakan blok-blok data terformat yang menuruti sehimpunan aturan atau persetujuan yang disebut protokol. Fitur-fitur utama protokol adalah:
1. Sintaks: Menentukan format blok-blok data
2. Semantik: Termasuk informasi kendali untuk koordinasi dan penanganan galat 3. Pewaktuan: Termasuk penyesuaian kecepatan dan peruntunan (William
Stalings 2005: 75-76).
2.2.1 USER DATAGRAM PROTOCOL (UDP)
UDP didefinisikan untuk menyediakan sebuah model datagram dalam suatu komunikasi sambungan paket dari lingkungan jaringan komputer yang saling terkoneksi. Protokol ini mengasumsikan bahwa Internet Protocol (IP) digunakan sebagai protokol dasar.
Protokol ini menyediakan prosedur yang digunakan oleh program aplikasi untuk mengirim pesan ke program lainnya dengan mekanisme protokol yang sederhana. Protokol ini bersifat transaction-oriented, dengan kata lain protokol ini tidak menjamin adanya proteksi pengulangan suatu pengiriman (J. Postel 1980: UDP).
Layanan nirsambungan yang terdapat pada UDP, sesuai untuk beberapa konteks. Pada lapisan yang lebih rendah (internet, jaringan), layanan ini lebih dapat diandalkan. Contohnya adalah pendekatan datagram dalam penyambungan paket, yang selanjutnya akan dibahas. Ketika setiap paket dipisahkan dan
lebih rendah dibandingkan bila ada rute atau sambungan yang telah ditentukan sebelumnya yang dilalui semua paket.
UDP berdiri di atas IP. Karena bersifat nirsambungan, hanya sedikit yang perlu dilakukan UDP. Pada dasarnya, UDP menambahkan suatu kemampuan pengalamatan port ke dalam IP. Hal ini terlihat dengan meneliti header UDP, yang ditampilkan pada gambar 2.1. Header menyertakan port sumber dan port tujuan. Bidang panjang berisi panjang keseluruhan segmen UDP, termasuk header dan data (William Stalings 2005: 98).
offset (bits) 0 – 15 16 – 31
0 Source Port Number Destination Port Number
32 Length Checksum
64+
Data
Gambar 2.1 Format paket UDP (Wikipedia: UDP)
2.2.2 MODEL OPEN SYSTEM INTERCONNECTION (OSI)
Model rujukan OSI dikembangkan oleh International Organization for Standarization (ISO) sebagai model arsitektur protokol komputer dan sebagai bingkai kerja untuk pengembangan standar-standar protokol. Model OSI terdiri dari tujuh lapisan :
Header
Gambar 2.2 Contoh gambaran mengenai lapisan OSI
1. Aplikasi
Lapisan yang menyediakan akses ke lingkungan OSI untuk pengguna dan juga menyediakan layanan-layanan informasi tersebar.
2. Presentasi
Lapisan yang menyediakan kemandirian kepada proses-proses aplikasi dari perbedaan pada penyajian data (sintaks).
3. Sesi
Lapisan yang menyediakan struktur kendali untuk komunikasi antar aplikasi, membentuk, mengelola dan memutuskan sambungan (sesi) antar aplikasi yang bekerja sama.
4. Transport
Lapisan yang menyediakan perpindahan data andal, transparan antara titik akhir, menyediakan pemulihan galat dan kendali aliran ujung-ke-ujung. 5. Jaringan
Lapisan yang menyediakan kemandirian kepada lapisan-lapisan atas dari teknologi transmisi dan penyambungan data yang digunakan untuk
menghubungkan sistem, bertanggun jawab membentuk, mengelola dan memutuskan sambungan.
6. Tautan Data
Lapisan yang menyediakan perpindahan data andal menyebrangi tautan fisik, mengirimkan blok-blok dengan pensingkronan, kendali galat dan kendali aliran yang diperlukan.
7. Fisik
Lapisan yang berurusan dengan transmisi aliran bit tidak terstruktur melalui media fisik, berurusan dengan cirri-ciri mekanis, elektris, fungsional dan procedural terhadap akses ke media fisik (William Stalings 2005: 82)
2.3 SEKILAS TENTANG TOPOLOGI MESH
Topologi mesh adalah salah satu topologi jaringan yang membentuk hubungan antar perangkat dimana setiap perangkat terhubung secara langsung ke perangkat lainnya yang ada di dalam jaringan. Akibatnya, dalam topologi mesh setiap perangkat dapat berkomunikasi langsung dengan perangkat yang dituju (dedicated links).
Dengan demikian maksimal banyaknya koneksi antar perangkat pada jaringan bertopologi mesh ini dapat dihitung yaitu sebanyak n(n-1)/2. Selain itu karena setiap perangkat dapat terhubung dengan perangkat lainnya yang ada di dalam jaringan maka setiap perangkat harus memiliki sebanyak n-1 Port Input/Output (I/O ports).
Dengan bentuk hubungan seperti itu, topologi mesh memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
1. Hubungan dedicated links menjamin data langsung dikirimkan ke komputer tujuan tanpa harus melalui komputer lainnya sehingga dapat lebih cepat karena satu link digunakan khusus untuk berkomunikasi dengan komputer yang dituju saja (tidak digunakan secara beramai-ramai/sharing).
2. Memiliki sifat Robust, yaitu apabila terjadi gangguan pada koneksi komputer A dengan komputer B karena rusaknya kabel koneksi antara A dan B, maka gangguan tersebut tidak akan mempengaruhi koneksi komputer A dengan komputer lainnya.
3. Kerahasiaan dan keamanan pada topologi mesh lebih terjamin, karena komunikasi yang terjadi antara dua komputer tidak akan dapat diakses oleh komputer lainnya.
4. Memudahkan proses identifikasi permasalahan pada saat terjadi kerusakan koneksi antar komputer.
Gambar 2.3 Contoh bentuk dari topologi mesh
2.4 JARINGAN WIRELESS MESH
Sebuah jaringan wireless mesh atau Wireless Mesh Network (WMN) adalah jaringan komunikasi yang terdiri dari simpul-simpul nirkabel yang terorganisir dalam topologi mesh (jala). Klien WMN biasanya adalah berupa Notebook, Handphone, perangkat nirkabel lainnya yang di mana beberapa mesh router meneruskan lalu lintas data ke dan dari suatu gateway yang mungkin tapi tidak perlu terhubung ke jaringan internet. Cakupan area dari simpul-simpul nirkabel
bekerja sebagai sebuah jaringan tunggal yang kadang disebut sebagai mesh cloud. Akses ke mesh cloud ini tergantung kepada simpul nirkabel yang bekerja sama satu sama lain untuk membentuk suatu jaringan nirkabel. Suatu jaringan mesh dapat diandalkan dan juga menawarkan kelebihan. Ketika satu simpul sudah tidak dapat beroperasi, sisa simpul yang ada masih dapat berkomunikasi satu sama lain, secara langsung atau melalui satu atau lebih simpul perantara.
2.4.1 ARSITEKTUR
Arsitektur WMN adalah langkah awal dalam menuju penyediaan biaya yang efektif bandwidth tinggi yang dinamis di atas area cakupan tertentu. Arsitektur infrastruktur dari WMN. Arsitektur ini dibangun dari pasangan-pasangan perangkat nirkabel yang sama sekali tidak perlu adanya hubungan kabel seperti pada Access Point (AP) WLAN tradisional. Arsitektur mesh memperpanjang kekuatan sinyal dengan memecah jarak yang jauh ke dalam sederetan hop yang lebih pendek. Simpul perantara tidak hanya meningkatkan sinyal, melainkan membuat keputusan untuk meneruskan trafik secara koperatif berdasarkan pengetahuannya mengenai jaringan. Dengan demikian, sebuah arsitektur dengan desain yang cermat dapat menyediakan bandwidth yang tinggi, efisiensi spektral, dan kelebihan ekonomis di atas cakupan area.
Berikut adalah contoh dari 3 (tiga) tipe WMN :
1. Infrastruktur WMN: router mesh merupakan infrastruktur untuk klien.
2. Klien WMN: simpul klien merupakan jaringan yang sebenarnya untuk melakukan routing dan konfigurasi fungsional.
3. WMN Hybrid: klien mesh dapat melakukan fungsi mesh dengan klien mesh lainnya.
WMN memiliki topologi yang relatif stabil kecuali untuk beberapa kali kesalahan simpul atau penambahan simpul baru. Jalur lalu lintas jaringan, dikumpulkan dari pengguna akhir dalam jumlah yang besar, yang berubah secara
tidak teratur. Secara praktik semua lalu lintas dalam WMN baiknya diteruskan ke atau dari sebuah gateway, sedangkan dalam jaringan ad hoc atau jaringan klien mesh, lalu lintas mengalir diantara pasangan-pasangan simpul yang selalu berubah-ubah.
2.4.2 MANAJEMEN
Jenis infrastruktur ini dapat didesentralisasi (tanpa server pusat), atau dikelola secara terpusat (dengan server pusat), keduanya relatif murah, dan sangat handal dan fleksibel, karena setiap simpul hanya perlu mengirimkan sejauh simpul berikutnya. Simpul bertindak sebagai router untuk mengirimkan data dari simpul terdekat ke beberapa pasangan simpul yang terlalu jauh untuk dicapai dalam satu hop, menghasilkan suatu jaringan yang dapat menjangkau jarak yang lebih jauh. Topologi dari WMN ini juga dapat diandalkan, dimana setiap simpul terhubung ke beberapa simpul lainnya. Apabila satu simpul keluar dari jaringan akibat kesalahan perangkat keras atau karena alasan yang lain, simpul yang berada didekatnya (terhubung langsung) dapat dengan cepat menemukan rute lain dengan menggunakan protokol routing.
2.4.3 APLIKASI
WMN dapat melibatkan beberapa perangkat baik perangkat bergerak maupun tidak bergerak. Solusi yang beragam seperti halnya kebutuhan akan komunikasi, sebagai contoh dalam lingkungan yang sulit seperti situasi darurat, di dalam sebuah terowongan, tempat pengeboran minyak, di medan peperangan, aplikasi video bergerak berkecepatan tinggi pada papan kendaraan umum atau telemetri real time pada mobil balap. Sebuah aplikasi yang penting dan tepat bila diterapkan pada WMN adalah Voice over Internet Protocol (VoIP). Dengan menggunakan
skema Quality of Service (QoS), suatu WMN dapat mendukung suatu panggilan telepon lokal untuk kemudian dirutekan melalui mesh.
2.4.4 OPERASI
Pada prinsipnya adalah sama dengan sebuah jalur lalu lintas paket yang berkeliling melalui internet berkabel, data akan hinggap dari satu perangkat ke perangkat lainnya sampai data tersebut sampai ke tujuannya. Algoritma routing dinamis yang diimplementasikan pada setiap perangkat mengijinkan hal ini terjadi. Untuk mengimplementasikan seperti protokol routing dinamis, setiap perangkat perlu mengkomunikasikan informasi routing kepada perangkat lain dalam jaringan. Setiap perangkat itu kemudian menentukan apa yang akan dilakukan terhadap data yang diterima, baik melewatkannya ke perangkat berikutnya ataupun menyimpannya, tergantung pada protokol. Algoritma routing yang digunakan harus berusaha untuk selalu meyakinkan bahwa suatu data mendapatkan rute yang paling sesuai (tercepat) ke tujuannya.
2.5 TEKNIK PENYAMBUNGAN (SWITCHING)
Untuk transmisi data ke luar wilayah lokal, komunikasi umumnya dicapai dengan memancarkan data dari sumber ke tujuan melalui jaringan simpul penyambungan penengah, rancangan jaringan tersambung ini terkadang juga digunakan untuk mengimplementasikan LAN dan MAN. Simpul-simpul penyambungan tidak mempedulikan isi data, fungsi mereka lebih kepada menyediakan fasilitas penyambungan yang akan meneruskan data dari simpul ke simpul hingga sampai ke tujuan. Perangkat-perangkat akhir yang hendak berkomunikasi dapat dirujuk sebagai stasiun-stasiun. Stasiun-stasiun ini dapat berupa komputer, terminal, telepon atau perangkat-perangkat komunikasi lain.
Tiap stasiun terhubung ke suatu simpul, simpul-simpul ini saling terhubung dalam topologi tertentu oleh tautan-tautan transmisi. Tiap stasiun terhubung ke suatu simpul, dan kumpulan simpul disebut sebagai jaringan komunikasi.
Gambar di bawah menggambarkan suatu jaringan sederhana. Sinyal-sinyal yang memasuki jaringan dari sebuah stasiun dirutekan ke tujuan dengan cara di sambungkan dari simpul ke simpul. Sebagai contoh, informasi dari stasiun A yang ditujukan untuk stasiun F dikirimkan ke simpul 4. Informasi tadi mungkin dirutekan melalui simpul 5 dan 6 atau simpul 7 dan 6 ke tujuan. Beberapa fakta yang terjadi:
1. Beberapa simpul hanya terhubung ke simpul lain (misal, simpul 5 dan 7). Tugas satu-satunya dari simpul-simpul ini adalah penyambungan internal (pada jaringan) informasi. Simpul-simpul lain juga terhubung atau lebih stasiun, selain fungsi-fungsi penyambungan, simpul-simpul seperti itu menerima informasi dari dan mengirimkan informasi ke stasiun-stasiun terhubung.
2. Tautan simpul-stasiun umumnya tautan titik-ke-titik terdedikasi. Tauntan simpul-simpul biasanya berupa multiplex, baik menggunakan Frequency Division Multiplexing (FDM) atau sebentuk Time Division Multiplexing (TDM).
3. Biasanya, jaringan tidak terhubung penuh, yaitu tidak ada penyambung langsung antara semua pasangan simpul yang mungkin. Namun, selalu diinginkan adanya lebih dari satu kemungkinan jalur melalui jaringan untuk tiap pasangan stasiun. Hal ini meningkatkan keandalan jaringan (William Stalings 2005: 52).
Gambar 2.4 Contoh teknik penyambungan
2.5.1 PENYAMBUNGAN SIRKUIT
Penyambungan sirkuit telah menjadi teknologi dominan baik untuk komunikasi suara dan data. Komunikasi melalui penyambungan sirkuit secara tidak langsung menyatakan bahwa ada jalur komunikasi terdedikasi antara dua stasiun. Jalur tersebut adalah runtunan tautan-tautan terhubung antar simpul jaringan. Contoh paling umum adalah jaringan telepon.
Komunikasi melalui penyambungan sirkuit melibatkan 3 (tiga) tahap yaitu: 1. Pembentukan sirkuit
2. Perpindahan informasi 3. Pemutusan sirkuit
Penyambungan sirkuit dikembangkan untuk menangani lalu lintas suara, namun kini juga digunakan untuk lalu lintas data. Contoh paling dikenal dari jaringan penyambungan sirkuit adalah jaringan telepon publik yang sebenarnya adalah sekumpulan jaringan nasional yang saling terhubung untuk membentuk jaringan internasional (William Stallings 2005: 52-54).
Gambar 2.5 Skema contoh penyambungan sirkuit pada jaringan telepon
2.5.2 PENYAMBUNGAN PAKET
Salah satu cirri jaringan penyambungan sirkuit adalah sumber daya dalam jaringan terdedikasi untuk suatu panggilan tertentu. Namun, seiring dengan makin meningkatnya penggunaan jaringan penyambungan sirkuit untuk sambungan-sambungan data, maka nampak beberapa kekurangan dari penyambungan sirkuit:
1. Pada sambungan data terminal ke host pada umumnya, terlalu banyak waktu dimana jalur dalam keadaan kosong. Maka untuk sambungan data, penyambungan sirkuit tidak efisien.
2. Pada jaringan penyambungan sirkuit, sambungan mendukung transmisi pada laju data konstan. Maka masing-masing perangkat yang tersambung harus memancar dan menerima pada laju data yang sama dengan yang lain, yang membatasi penggunaan jaringan untuk saling menghubungkan beragam komputer host dan terminal.
Dalam mengatasi masalah tersebut, dalam jaringan penyambungan paket, data dipancarkan dalam blok-blok yang disebut paket. Sebuah stasiun memiliki sebuah pesan untuk dikirimkan melalui sebuah jaringan penyambungan paket yang lebih panjang dari ukuran paket terbesar. Maka stasiun memecah pesan menjadi beberapa paket dan mengirimkan paket-paket itu satu per satu ke jaringan.
Dalam menangani aliran paket ini seiring usahanya merutekan paket-paket tersebut melalui jaringan dan mengantarkannya ke tujuan yang ditentukan, digunakan 2 (dua) pendekatan pada jaringan kontemporer:
1. Pendekatan Datagram
Setiap paket diperlakukan terpisah, tanpa rujukan terhadap paket-paket yang telah berjalan sebelumnya. tiap simpul memilih simpul berikutnya dalam jalur paket, sambil memperhitungkan informasi yang diterima dari simpul-simpul tetangga mengenai lalu lintas, kegagalan jalur, dan seterusnya. Jadi paket-paket itu masing-masing dengan alamat tujuan yang sama namun tidak mengikuti rute yang sama, dan mungkin tidak tiba dengan urutan awal di titik keluar. Dalam contoh ini simpul keluar memulihkan urutan paket sesuai aslinya sebelum mengirimkannya ke tujuan. Pada beberapa jaringan datagram, bukanlah simpul yang bertanggung jawab untuk mengurutkannya kembali, melainkan tujuannya.
Gambar 2.6 Contoh skema cara kerja penyambungan paket dengan pendekatan datagram.
2. Pendekatan Sirkuit Maya
Memiliki suatu rute yang dirancang sebelum ada satu paket pun yang dikirimkan. Begitu rute terbentuk, semua paket antar 2 (dua) pihak yang saling berkomunikasi mengikuti rute yang sama melalui jaringan. Karena rute tetap selama durasi sambungan logis masih berlangsung, rute ini agak serupa dengan penyambungan sirkuit yang disebut sirkuit maya. Tiap paket berisi pengenal sirkuit maya dan data. Tiap simpul pada rute yang dibentuk
sebelumnya mengetahui ke mana paket-paket itu harus diarahkan, tidak ada keputusan perutean yang diperlukan. Pada saat kapanpun, tiap stasiun dapat memiliki lebih dari 1 (satu) sirkuit maya ke stasium lain manapun dan dapat memiliki banyak sirkuit maya ke 1 (satu) stasiun lain (William Stallings 2005: 56-60).
Gambar 2.7 Contoh skema cara kerja penyambungan paket dengan pendekatan sirkuit maya.
2.6 DASAR-DASAR ROUTING
Adalah sebuah proses untuk meneruskan paket-paket jaringan dari satu jaringan ke jaringan lainnya di dalam sebuah internetwork. Routing juga dapat merujuk kepada sebuah metode penggabungan beberapa jaringan sehingga paket-paket data dapat hinggap dari satu jaringan ke jaringan selanjutnya. Untuk melakukan hal ini, digunakanlah sebuah perangkat jaringan yang disebut sebagai router. Router tersebut akan menerima paket-paket yang ditujukan ke jaringan di luar jaringan yang pertama, dan akan meneruskan paket yang ia terima kepada router lainnya hingga sampai kepada tujuannya.
2.6.1 ROUTING PADA LAPISAN 2
Merujuk kepada model lapisan OSI dan model TCP/IP, fungsionalitas routing berada pada lapisan ke 3 (tiga), yaitu lapisan jaringan, yang biasanya menggunakan IP. Belakangan ini, dilakukan beberapa percobaan untuk membangun protokol routing untuk jaringan mesh ad hoc pada lapisan 2 (dua). Meskipun hal ini ‘melanggar’ konsep lapisan jaringan yang ada, berikut terdapat beberapa kelebihan yang diharapkan: akses yang lebih cepat terhadap informasi status yang lebih dari lapisan 2 (dua) dan lapisan fisik, ekspedisi yang lebih cepat, penyempurnaan dari media akses dengan memperhatikan kepada komunikasi nirkabel multihop, dan sinergi diantara beberapa mekanisme (misal, penyebaran informasi secara berkala tidak perlu dilakukan pada kedua lapisan, melainkan hanya satu).
Namun, routing pada lapisan 2 (dua) sangatlah sulit untuk diimplementasikan, suatu informasi tambahan pada struktur jaringan sebagaimana diketahui dari alamat IP tidak tersedia dalam alamat MAC (Media Access Control), dan akan lebih sulit untuk pekerjaan ‘internet’ diantara jaringan yang sejenis. Namun, khususnya kelebihan dari akses yang lebih baik ke lapisan yang lebih rendah, yang akan meningkatkan kehandalan dari jaringan ad hoc mesh nirkabel disebabkan oleh reaksi yang lebih cepat dan lebih sesuai dalam perubahan-perubahan suatu lingkungan radio dan dari suatu tautan nirkabel, adalah sebuah motivasi yang kuat dari protokol routing lapisan 2 (dua).
Konsep dari seleksi jalur adalah sama, apakan pada lapisan 3 (tiga) atau lapisan 2 (dua). Yang terakhir hanya menggunakan alamat MAC. Hal ini juga berarti bahwa beberapa mekanisme, sejauh ini tidak diketahui pada lapisan 2 (dua), perlu diperkenalkan: Time To Leave (TTL) untuk pencegahan pengulangan, alamat sumber dan alamat tujuan sebagai titik akhir dari suatu jalur multi hop nirkabel, perluasan terhadap mekanisme semula didesain untuk sebuah single hop nirkabel ke multiple hop.
2.6.2 PERSYARATAN ROUTING PADA WMN
Berdasarkan performa dari protokol routing yang ada untuk jaringan ad hoc dan persyaratan tertentu dari WMN, suatu protokol routing yang optimal untuk WMN harus memiliki fitur-fitur berikut ini:
1. Fault Tolerance
Salah satu persoalan yang penting dalam jaringan adalah ketahanan. Suatu ketahanan adalah kemampuan dari jaringan yang tetap berfungsi pada saat terjadi kesalahan pada simpul ataupun tautan. WMN dapat menjamin kekuatan terhadap kesalahan tautan karena faktor alam. Sejalan dengan hal itu, protokol routing juga mendukung persoalan seleksi ulang jalur untuk kesalahan tautan.
2. Load Balancing
Mesh yang diaktifkan pada router nirkabel baik saat load balancing karena router-router tersebut dapat memilih jalur data yang paling efisien.
3. Reduction of Routing Overhead
Suatu konservasi bandwidth harus dilakukan untuk keberhasilan dari beberapa jaringan nirkabel. Hal ini sangat penting untuk mengurangi routing overhead, khususnya salah satu yang disebabkan oleh re-broadcast.
4. Scalability
Sebuah jaringan mesh dapat dieskalasi dan dapat menangani ratusan atau ribuan simpul. Karena operasi jaringan tidak tergantung kepada titik control pusat, penambahan beberapa titik kumpulan data, atau gateway tidak terlalu sulit. Dalam memberikan ribuan simpul dalam WMN, dukungan skalabilitas dalam protokol routing sangatlah penting.
5. Quality of Service (QoS) Support
Dikarenakan oleh kapasitas channel yang terbatas, pengaruh interferensi, pengguna dan munculnya aplikasi multimedia real-time dalam jumlah yang besar, dukungan dari QoS menjadi persyaratan yang sedemikian kritis dalam jaringan.
2.6.3 MULTIPATH ROUTING UNTUK LOAD BALANCING DAN FAULT TOLERANCE
Fleksibilitas adalah atribut utama dari WMN. Sebuah jaringan mesh dapat mendukung banyak jalur diantara simpul-simpul jaringan secara alami, oleh karena itu WMN lebih tahan terhadap kegagalan. Simpul-simpul mesh dapat ditambahkan untuk meningkatkan redudansi.
Banyaknya jalur dapat diseleksi diantara simpul sumber dan simpul tujuan. Di saat tautan rusak pada saat berada di jalur dikarenakan kualitas atau mobilitas channel yang buruk, jalur-jalur yang lain dalam seperangkat jalur yang ada dapat dipilih. Jadi, tanpa menunggu untuk mempersiapkan jalur routing yang baru, end-to-end delay, troughput, dan toleransi kegagalan dapat diimprovisasi. Bagaimanapun, dengan dipertimbangkannya metrik performa, penyempurnaan tergantung kepada ketersediaan simpul menguraikan rute diantara simpul sumber dan simpul tujuan.
Sasaran lainnya dari penggunaan multipath routing adalah untuk melakukan load balancing yang lebih baik dengan tujuan untuk mencegah kemacetan dan untuk merute ulang trafik disekitar simpul yang macet.
2.7 ROUTING PADA JARINGAN WIRELESS MESH
WMN dan jaringan bergerak ad hoc menggunakan konsep yang sama, komunikasi antar simpul melalui beberapa hop nirkabel pada sebuah graf jaringan
mesh. Namun bagaimanapun juga, keduanya menekankan pada aspek yang berbeda. WMN memiliki suatu latar belakang bisnis dan terutama fokus terhadap perangkat statis (seringkali infrastruktur), kehandalan, kapasitas jaringan, dan kemudahan dalam penyebaran.
Fungsionalitas inti dari wireless multihop networking yang sebaik dari WMN adalah kemampuan untuk routing. Protokol routing menyediakan jalur yang dibutuhkan melalui WMN, sehingga suatu simpul dapat berkomunikasi pada jalur yang baik atau optimal melalui beberapa hop nirkabel. Suatu protokol routing harus mempertimbangkan suatu lingkungan radio yang sulit dengan kondisi perubahannya yang terjadi berkali-kali dan harus mendukung sebuah komunikasi yang handal dan efisien melalui jaringan mesh.
Sejak WMN membagikan fitur-fitur umum dengan jaringan ad hoc nirkabel, protokol routing yang dibangun untuk MANET dapat diterapkan pada WMN. Sebagai contoh, Microsoft Mesh Networks dibangun berdasarkan pada Dynamic Source Routing (DSR), dan banyak perusahaan lain (misalnya) menggunakan routing Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV). Terkadang, konsep inti dari protokol routing yang sudah ada diperluas untuk memenuhi persyaratan khusus dari WMN, misalnya, dengan matriks routing radio-aware seperti dalam standarisasi jaringan lokal nirkabel mesh IEEE 802.11s.
Meskipun adanya beberapa protokol routing untuk jaringan ad hoc, desain dari protokol routing untuk WMN masih aktif dalam bidang penelitian untuk beberapa alasan :
1. Sebagian besar WMN, beberapa dari simpul baik yang tak bergerak atau memiliki pergerakan yang minim dan tidak tergatung kepada baterai. Oleh karena itu, fokus dari algoritma routing adalah dalam meningkatkan throughput jaringan atau performa dari sambungan-sambungan tersendiri, daripada mengatasi dengan mobilitas atau meminimalisasi penggunaan tenaga (listrik).
2. Jarak antara simpul dapat dipersingkat dalam WMN, yanga mana meningkatkan kualitas tautan dan tingkat transmisi. Bagaimanapun juga, jarak yang pendek juga meningkatkan interferensi antar beberapa hop, yang
mana mengurangi bandwidth yang tersedia pada masing-masing tautan. Oleh karena itu, metrik routing yang baru perlu untuk dikenali dan dimanfaatkan untuk meningkatkan performa dari protokol routing dalam suatu WMN multiradio multihop.
3. Dalam sebuah WMN multiradio/ multichannel, protokol routing tidak hanya perlu untuk memilih jalur diantara simpul yang berbeda, melainkan perlu juga untuk memilih channel atau radio yang paling sesuai pada jalur untuk setiap simpul mesh. Oleh karena itu, metrik routing perlu diperkenalkan dan dimanfaatkan untuk mendapatkan keuntungan dari multiple radio dalam WMN.
4. Dalam sebuah WMN, desain cross-layer menjadi suatu kebutuhan karena perubahan dari sebuah jalur routing melibatkan pergantian channel atau radio dalam sebuah simpul mesh multiradio multichannel.
2.8 PROTOKOL ROUTING
Adalah protokol yang menetukan cara bagaimana router berkomunikasi satu sama lain, dengan menyeberluaskan informasi ke router yang lain, memungkinkan mereka untuk memilih rute dari setiap 2 (dua) simpul pada jaringan komputer, pemilihan rute dilakukan oleh suatu algoritma routing. Setiap router memiliki pengetahuan apriori, yaitu hanya mengetahui jaringan yang terhubung langsung dengannya. Sebuah protokol routing membagikan informasi tersebut kepada router yang berada di setelahnya (tetangga) pertama kali. Proses ini terjadi terus menerus sampai informasi tersebar ke seluruh jaringan. Dengan cara ini, router mendapatkan pengetahuan mengenai topologi jaringan.
Istilah protokol routing mungkin mengacu kepada satu pengoperasian pada lapisan 3 pada model OSI, yang dengan cara yang sama menyebarkan informasi topologi antar router.
1. Cara dalam mencegah pengulangan (loop) dalam routing dari membentuk atau menghancurkannya jika suatu protokol routing melakukannya.
2. Cara memilih jalur yang akan dilalui, dengan menggunakan informasi mengenai hop costs (yaitu nilai yang muncul setiap protokol routing melalui sebuah router (hop), semakin kecil nilai hop semakin baik pula suatu jalur untuk dilalui).
3. Waktu untuk mencapai convergence (suatu kondisi di mana semua router dalam jaringan memiliki informasi routing yang sama).
4. Seberapa baik suatu protokol routing dapat berkembang (skalabilitas) 5. Dan banyak faktor-faktor yang lainnya.
Dalam hal ini akan dijelaskan beberapa protokol routing untuk jaringan nirkabel multihop seperti pada ilustrasi dari konsep umum protokol routing dan juga protokol routing khusus untuk WMN.
Di sini tidak akan disebutkan setiap protokol routing apakah protokol itu dapat bekerja dengan banyak antarmuka dan dengan metrik routing lainnya dari pada perhitungan hop. Prinsipnya, setiap protokol routing dapat diperluas untuk bekerja dengan banyak antarmuka nirkabel pada sebuah simpul mesh. Hal yang sama berlaku untuk metrik routing, namun lebih rumit lagi. Tergantung kepada metrik routing yang sebenarnya, ekstensi substansial yang lebih mungkin diperlukan, seperti halnya protokol mesh nirkabel hybrid.
Tugas utama dari protokol routing adalah seleksi jalur diantara simpul sumber dan simpul tujuan. Hal ini telah dilakukan secara handal, cepat, dan dengan tingkat overhead yang minim. Khususnya, harus ada jalur yang dikomputasikan jika terdapat satu jalur.
Secara umum, protokol routing dapat diklasifikasikan berdasarkan topologi dan posisi protokol routing. Protokol routing yang berdasarkan topologi memilih jalur berdasarkan pada informasi topologi, seperti tautan antara simpul. Protokol routing yang berdasarkan posisi memilih jalur berdasarkan informasi geografis dengan algoritma geometris. Terdapat beberapa protokol routing yang
Protokol routing yang berdasarkan topologi kemudian kemudian dibedakan lagi ke dalam beberapa kelompok, seperti protokol routing reaktif, proaktif dan hybrid (campuran antara keduanya). Routing protokol reaktif mengkomputasi suatu jalur hanya pada saat dibutuhkan. Hal ini mengurangi tingkat control overhead namun memperkenalkan suatu latensi pada paket perdana yang akan dikirimkan disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan untuk mempersiapkan suatu rute yang berdasarkan permintaan. Dalam protokol routing proaktif, setiap simpul mengetahui jalur menuju ke semua simpul yang lain dalam satu waktu. Tidak ada latensi, namun pemeliharaan permanen terhadap rute yang tidak terpakai meningkatkan control overhead. Protokol routing campuran atau hybrid mencoba untuk mengkombinasikan kelebihan dari kedua filosofi di atas. Proaktif digunakan pada simpul jarak dekat atau jalur yang sering digunakan, sedangkan routing reaktif digunakan pada simpul yang jaraknya lebih jauh atau jalur yang lebih jarang digunakan.
Kemungkinan lain untuk klasifikasi dari protokol routing adalah mendatar versus hirarkis, distance vector versus link state, source routing versus hop-by-hop routing, single-path versus multipath, ataupun berdasarkan pada penggunaan skenario.
Secara prinsip, jaringan mesh dapat menyebarkan beberapa macam protokol routing dari beberapa kelas yang dijelaskan di atas. Namun bagaimanapun juga, tidak setiap protokol akan bekerja dengan baik. Pemilihan dari protokol routing yang cocok tergantung daripada skenario aplikasi yang diharapkan dan persyaratan untuk performa.
Gambar 2.8 Klasifikasi pada protokol routing
2.8.1 AD HOC ON-DEMAND DISTANCE VECTOR (AODV)
AODV adalah protokol routing yang paling popular untuk MANET (Mobile Ad hoc Network). Ini adalah protokol routing reaktif. Router dipersiapkan berdasarkan pada kebutuhan, dan hanya router yang aktif yang dipelihara. Hal ini mengurangi routing overhead, namun terjadi beberapa latensi awal dikarenakan adanya persiapan rute berdasarkan kebutuhan. AODV telah distandarisasikan dalam IRTF sebagai sebuah eksperimental RFC 3561. Baru-baru ini, sebuah adaptasi dari AODV telah ditujukan untuk WMN.
AODV menggunakan mekanisme request-reply yang sederhana untuk penemuan rute. Setiap informasi routing yang memiliki suatu batas waktu yang terkait dengannya seperti suatu nomor urut. Penggunaan dari nomor urut mengijinkan untuk mendeteksi data yang kadaluarsa, sehingga hanya informasi routing yang termutakhir tersedia yang digunakan. Hal ini memastikan kebebasan dari routing loops dan menghindari permasalahan yang diketahui dari protokol distance vector klasik, seperti “counting to infinity”.
Gambar 2.9 Proses penemuan rute pada protokol AODV
Saat simpul sumber (1) ingin mengirim paket data ke simpul tujuan (8) namun belum memiliki jalur menuju (8) dalam tabel routingnya, maka dari itu penemuan rute harus dilakukan oleh S. Paket data tersebut disangga selama proses route discovery.
Simpul sumber (1) menyiarkan sebuah route-request (RREQ) melalui jaringan. Di samping beberapa flags, sebuah paket RREQ mengandung jumlah hop, identifier dari RREQ, alamat tujuan dan nomor urut tujuan, alamat awal dan nomor urut awal. Sebuah bidang dari jumlah hop berisi jarak terhadap asal dari RREQ, simpul asal (1). Ini adalah jumlah dari hop yang mana RREQ mengidentifikasi sebuah permintaan rute secara unik. Hal ini digunakan untuk memastikan bahwa suatu simpul hanya satu kali mengedarkan ulang sebuah
permintaan rute dengan tujuan untuk menghindari suatu broadcast yang tidak diinginkan, meskipun sebuah simpul menerima RREQ beberapa kali dari simpul tetangganya.
Di saat sebuah simpul menerima sebuah paket RREQ, prosesnya adalah sebagai berikut:
1. Rute dari hop sebelumnya yang mana paket RREQ yang telah diterima dibuat atau diperbaharui.
2. ID RREQ dan alamat awal dicek untuk mengetahui bahwa RREQ ini sudah diterima atau belum. Apabila sudah maka paket akan dibuang.
3. Jumlah hop akan ditambahkan 1 (satu).
4. Rute terbalik menuju ke awal, yaitu simpul (1), dibuat dan diperbaharui. 5. Apabila suatu simpul merupakan tujuan yang diinginkan, simpul tersebut
membuat sebuah route reply (RREP) dan mengirim paket RREP tersebut kembali ke alamat awal sepanjang jalur terbalik yang diciptakan ke simpul awal (1).
6. Apabila simpul itu bukan merupakan tujuan melainkan memiliki jalur yang benar menuju (8), simpul tersebut mengedarkan sebuah RREP menuju sumber tergantung kepada destination only flag.
7. Apabila simpul perantara membalas RREQ, ini bisa mengakibatkan simpul tujuan tidak akan mendengar RREQ apapun, sehingga tidak ada rute kembali ke simpul sumber. Hal ini menentukan jalur ke simpul pembuat RREQ pada simpul tujuan.
8. Apabila simpul tidak membuat suatu RREP, RREQ akan diperbaharui dan diedarkan ulang selama nilai TTL lebih kecil sama dengan 1 (satu).
Dalam penerimaan pesan RREP, sebuah simpul akan membuat atau memperbaharui rutenya ke tujuan (8). Jumlah hop akan ditambahkan 1, dan RREP yang telah diperbaharui akan diteruskan ke simpul pembuat RREQ yang sesuai. Alhasil, simpul sumber (1) akan menerima sebuah RREP apabila terdapat sebuah
jalur ke simpul tujuan. Paket data yang disangga sekarang dapat dikirimkan ke tujuan D pada jalur yang baru ditemukan.
Apabila simpul tidak mengirimkan suatu pesan broadcast, misalnya RREQ, dalam jangka waktu tertentu, simpul tersebut akan menyebarkan sebuah pesan RREP. Sebuah RREP dengan nilai TTL=1 dan simpul itu sendiri sebagai simpul tujuan. Apabila simpul tidak menerima paket apapun dari simpul disekitarnya dalam waktu yang ditentukan, simpul tersebut menganggap tautan menuju simpul-simpul tersebut telah rusak.
Ketika kerusakan tautan terjadi, simpul yang berada sebelum tautan ini melakukan cek terlebih dahulu apakah ada rute yang aktif yang telah menggunakan tautan ini. Jika hal ini tidak terjadi, maka tidak ada yang dilakukan. Di sisi lain, apabila sudah terdapat jalur yang aktif, simpul akan mencoba melakukan perbaikan lokal. Dengan mengirimkan RREQ untuk membangun sebagian jalur baru yang kedua menuju ke simpul tujuan. Simpul tersebut melakukan perbaikan lokal menyangga paket data selama menunggu balasan dari rute manapun.
Apabila perbaikan lokal mengalami kegagalan atau belum dilakukan, simpul membuat sebuah pesan RERR. Yang berisi alamat dan nomor urutan sesuai tujuan dari semua tujuan yang aktif yang menjadi tidak terjangkau karena kesalahan tautan. Pesan RERR dikirimkan ke semua simpul yang berada di sekitarnya yang merupakan awal dari tak terjangkaunya simpul tujuan pada simpul ini. Sebuah simpul yang menerima sebuah RERR membatalkan masukan-masukan yang sesuai di dalam tabel routingnya.
Simpul tersebut menghapus seluruh tujuan yang tidak memiliki pemancar RERR sebagai hop berikutnya dari daftar tujuan yang tidak terjangkau. Jika terdapat beberapa perintis menuju ke beberapa tujuan yang ada di dalam daftar yang telah dipangkas ini, pesan RERR yang telah diperbaharui kemudian diteruskan ke tujuan yang ada di daftar tersebut.
2.8.2 OPTIMIZED LINK STATE ROUTING PROTOCOL (OLSR)
OLSR adalah protokol routing proaktif yang popular untuk jaringan ad hoc nirkabel. Telah dikembangkan di INRIA dan telah distandarisasikan di IETF sebagai percobaan RFC 3626.
OLSR menggunakan algoritma jalur terpendek yang klasik berdasarkan pada metrik jumlah hop untuk suatu perhitungan rute dalam jaringan. Bagaimanapun juga, konsep utama dari OLSR adalah sebuah mekanisme broadcast yang telah dioptimalisasi untuk distribusi jaringan yang luas dari informasi link-state yang diperlukan. Simpul pengirim memilih apa yang disebut Multipoint Relays (MPR) diantara tetanga-tetangganya sedemikian rupa sehingga seluruh simpul 2 hop disekitarnya menerima pesan broadcast meskipun hanya MPR yang mengedarkan ulang pesan tersebut. Terusan dari pesan broadcast dari MPR hanya dapat mengurangi jumlah pesan sebaran secara signifikan. Gambar 2.10 menunjukan contoh di mana jumlah pesan sebaran berkurang separuhnya. Mekanisme forwarding yang telah dioptimalisasikan ini digunakan untuk semua sebaran dalam sebuah jaringan OLSR. Terlebih lagi, jumlah dari informasi link-state yang didistribusikan dalam jaringan dapat dikurangi dengan OLSR, karena hanya informasi link-state untuk seluruh selektor MPR yang diperlukan untuk penghitungan jalur terpendek.
Setiap simpul secara berkala menyebarkan pesan hello untuk pendeteksian topologi lokal. Pesan hello ini tidak diteruskan (TTL=1) dan dia memiliki daftar simpul yang ada di sekitar simpul pengirim. Setiap simpul dalam WMN akan mengetahui simpul-simpul 2 (dua) hop di sekitarnya melalui mekanisme hello ini. Hal ini juga bisa dilakukan untuk memverifikasi tautan secara dua arah. OLSR menyertakan status (asimetris, simetris) ke tiap-tiap tautan. Selain itu, setiap simpul mengumumkan keinginanya untuk meneruskan paket-paket dalam pesan hello. Informasi dari pesan hello disimpan dalam beberapa tempat penyimpanan informasi, yang terdiri dari serangkaian tautan, tetangga dan tetangga dalam 2 (dua) hop.
Dengan pengetahuan semacam ini, setiap simpul sudah dapat menghitung rangkaian dari MPR miliknya. Setiap simpul menghitung rangkaian MPR-nya tanpa tergantung semata-mata dari seluruh simpul berdasarkan topologi lokal yang diterima. Hanya persyaratanya adalah bahwa 2 (dua) hop simpul disekitarnya akan menerima pesan sebaran hanya jika MPR meneruskannya dan hanya tautan-tautan yang simetris yang dianggap bisa. Ini tidak diperlukan oleh rangkaian dari MPR yang minim, namun rangkaian MPR yang lebih kecil dapat menjaga overhead protokol tetap rendah. OLSR mengusulkan sebuah heuristik yang sederhana untuk memilih MPR yang mana akan dijelaskan di bawah.
Gambar 2.10 Multipoint Relay (MPR) pada protokol OLSR
Simpul MPR yang terpilih diletakkan dalam rangkaian MPR. Simpul-simpul tetangga yang telah dipilih sebagai MPR, akan memiliki status tautan yang mengindikasikan seleksi dari MPR pada pesan hello. Simpul yang menerima sebuah pesan hello dapat mengambil informasi ini dari mereka simpul yang dipilih sebagai suatu MPR. Selektor MPR ini diletakkan dalam rangkaian selektor MPR.
Setiap simpul secara berkala menyebarkan informasi link state yang dimiliki melalui sebuah jaringan OLSR yang besar dengan pesan Topology Control (TC). Sebuah pesan TC berisi sebuah daftar tetangga dari simpul di mana pesan ini berasal. Daftar tetangga ini setidaknya harus mengandung seluruh dari selektor
MPR dari simpul ini untuk menjamin suatu jalur terpendek dengan memperhatikan jumlah hop. Setiap pesan TC memiliki sebuah nomor urut tetangga terbilang yang dihubungkan dengan daftar tetangga yang memungkinkan untuk membuang informasi topologi yang sudah kadaluarsa. Informasi dari pesan TC diletakkan dalam rangkaian topologi.
Tabel routing OLSR yang berisi masukan dari seluruh simpul tujuan yang dapat dijangkau dalam WMN (routing protokol proaktif) dihitung dari rangkaian tautan, tetangga, tetangga dalam 2 hop dan topologi dengan menggunakan algoritma jalur terpendek klasik (seperti, algoritma Dijkstra). Apabila beberapa rangkaian di atas telah berubah, tabel routing harus dikalkulasi ulang. Terlebih lagi, ini mungkin dapat berguna untuk mengirim sebuah pesan hello atau pesan TC untuk menyebarkan perubahan topologi itu seketika juga.
Seluruh masukan dari tempat penampungan informasi, misal, rangkaian tetangga memiliki suatu tenggat waktu yang dihubungkan dengan masukan-masukan itu. Ketentuan dari mekanisme yang mudah ini menyediakan kekuatan terhadap suatu kehilangan dari packet control OLSR.
OLSR dapat berhubungan dengan banyak antarmuka (OLSR) pada sebuah simpul. Seperti sebuah simpul yang memilih alamat dari salah satu antarmuka sebagai alamat utama dan secara berkala menyebarkan pesan Multiple Interface Declaration (MID). Pesan MID mendistribusikan suatu hubungan antara alamat utama dan alamat antarmuka lainnya. Jelasnya, sebuah simpul dengan hanya antarmuka OLSR tunggal tidak perlu untuk mengirimkan pesan MID.
2.9 MATRIKS PENGUKURAN
Terdapat beberapa parameter yang digunakan untuk menganalisa kinerja suatu protokol routing dalam sebuah jaringan. Diantaranya adalah:
1. Protocol Control Overhead
jaringan timbul akibat dari penggunaan sumber daya jaringan oleh protokol routing dalam mentransmisikan paket routing. Routing overhead didapat dari jumlah keseluruhan paket routing yang ditransmisikan selama waktu jaringan aktif. Semakin tinggi nilai overhead dalam jaringan, maka semakin rendah kinerja dari protokol routing yang ada di dalamnya.
2. Packet Delivery Ratio
Adalah nilai suatu rasio perbandingan dari jumlah keseluruhan paket routing yang terkirim dan jumlah yang diterima antar terminal. Semakin tinggi nilai rasio, maka semakin baik pula kinerja dari suatu protokol routing.
3. Average End-to-End Delay
Merupakan selang waktu mulai dari paket dikirimkan oleh terminal sumber sampai paket data tersebut berhasil diterima oleh terminal tujuan. Semakin kecil nilai jeda yang didapat, maka semakin baik pula kinerja dari suatu protokol routing.
2.10 SEKILAS TENTANG NETWORK SIMULATOR
Dalam bidang penelitian jaringan dan komunikasi komputer, simulasi jaringan adalah teknik di mana program menirukan perilaku dari suatu jaringan baik dengan menghitung interaksi antara entitas yang berbeda (misalnya router, tautan data, paket, dll.) dengan menggunakan rumus matematika, maupun dalam melakukan pengamatan dengan menangkap (beberapa data) dan menjalankan ulang hasil dari jaringan yang menghasilkan hal tersebut secara aktual. Perilaku dari jaringan dan juga aplikasi dan layanan yang beraneka ragam yang mendukungnya dapat selanjutnya diamati dalam sebuah laboratorium pengujian; beragam atribut dari lingkungan simulasi dapat juga dimodifikasi dengan cara yang terkontrol untuk menilai bagaimanakah perilaku jaringan di bawah kondisi
yang berbeda-beda. Di saat program simulasi digunakan bersamaan dengan aplikasi dan layanan yang sebenarnya (dalam dunia nyata) dengan tujuan meneliti kinerja end-to-end ke pengguna desktop, teknik ini juga disebut sebagai emulasi jaringan.
Sebuah network simulator adalah perangkat lunak yang meniru cara kerja dari jaringan computer. Dalam simulator, jaringan komputer biasanya diperagakan dengan beberapa perangkat, trafik, dll. dan kinerjanya dianalisa. Tipikalnya, pengguna untuk selanjutnya dapat merubah simulator untuk memenuhi kebutuhan spesifikasi analisisnya. Beberapa simulator biasanya telah mendukung beberapa protokol mutakhir yang paling sering digunakan, seperti WLAN, Wi-Max, UDP dan TCP.
Kebanyakan dari aplikasi simulator komersil dikendalikan dengan Graphical User Interface (GUI), sedangkan beberapa network simulator membutuhkan skrip atau perintah masukan (parameter jaringan). Suatu parameter jaringan menjelaskan status dari jaringan (penempatan simpul, tautan yang ada) dan suatu kejadian (transmisi data, kegagalan tautan, dll.). Sebuah keluaran yang penting dari suatu simulasi adalah berkas-berkas penelusuran. Berkas penelusuran dapat mencatat setiap kejadian yang terjadi dalam simulasi dan digunakan untuk analisa. Beberapa simulator telah ditambahkan fungsionalitasnya dalam menangkap tipe data ini secara langsung dari lingkungan penghasil fungsi, pada beragam waktu dari hari, minggu, atau bulan, dengan tujuan untuk merefleksikan kondisi rata-rata, worst-case, dan best-case. Beberapa network simulator menyediakan alat pendukung lainnya untuk memfasilitasi analisa visual dari tren-tren dan titik-titik permasalahan yang potensial.
Kebanyakan dari network simulator menggunakan discrete event simulator, yang mana daftar dari “kejadian” yang tertunda disimpan, dan kejadian-kejadian itu akan diproses sesuai perintah, dengan beberapa kejadian-kejadian yang memicu kejadian yang akan terjadi, seperti kedatangan sebuah paket pada satu simpul memicu kejadian datangnya paket itu pada sebuah simpul downstream.
2.11 SEKILAS TENTANG APLIKASI NETWORK SIMULATOR 2 (NS2)
Network Simulator NS-2 adalah suatu interpreter yang object-oriented, dan discrete event-driven yang dikembangkan oleh University of California Berkeley dan USC ISI sebagai bagian dari projek Virtual INternet Testbed (VINT). NS menjadi salah satu tool yang sangat berguna untuk menunjukkan simulasi jaringan melibatkan Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN), tapi fungsi dari tool ini telah berkembang selama beberapa tahun belakangan ini untuk memasukkan didalamnya jaringan nirkabel (wireless) dan juga jaringan ad hoc.
Network Simulator pertama kali dibangun sebagai varian dari REAL Network Simulator pada tahun 1989 di University of California Berkeley (UCB). Pada tahun 1995 pembangunan Network Simulator didukung oleh Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) melalui VINT Project, yaitu sebuah tim riset gabungan yang beranggotakan tenaga-tenaga ahli dari beberapa instansi ternama.
Ada beberapa keuntungan menggunakan NS sebagai perangkat lunak simulasi pembantu analisi dalam riset, antara lain adalah NS dilengkapi dengan tool validasi yang digunakan untuk menguji kebenaran pemodelan yang ada pada NS. Secara default, semua pemodelan NS akan dapat melewati proses validasi ini. Pemodelan media, protokol dan komponen jaringan yang lengkap dengan perilaku trafiknya sudah disediakan pada library NS.
NS juga bersifat open source dibawah Gnu Public License (GPL), sehingga NS dapat diunduh dan digunakan secara gratis melalui web site NS. Sifat open source juga mengakibatkan pengembangan NS menjadi lebih dinamis.
NS dibangun menggunakan metoda object oriented dengan bahasa C++ dan OTcl (variant object oriented dari Tcl). NS-2 menginterpretasikan script simulasi yang ditulis dengan OTcl. Seorang user harus mengeset komponen-komponen (seperti objek penjadwalan event, library komponen jaringan, dan library modul setup) pada lingkungan simulasi.
User menuliskan simulasinya dengan script OTcl, dan menggunakan komponen jaringan untuk melengkapi simulasinya. Jika user memerlukan komponen jaringan baru, maka user dengan bebas untuk menambahkan dan mengintegrasikan pada simulasinya atau pada NS-2. penjadwalan event (event
scheduler) berfungsi sebagai komponen utama selain pencetus (trigger) event komponen jaringan simulasi (seperti mengirim paket, memulai dan menghentikan tracing). Sebagian dari NS-2 ditulis dalam Bahasa C++ untuk alasan efisiensi. Jalur data (data path), ditulis dalam Bahasa C++, dipisahkan dari jalur kontrol (control path), ditulis dalam Bahasa OTcl. Objek jalur data dikompilasi dan kemudian interpreter OTcl melalui OTcl linkage (tclcl) yang memetakan metode dan variabel pada C++ menjadi objek dan variabel pada OTcl. Objek C++ dikontrol oleh objek OTcl. Hal ini memungkinkan untuk menambahkan metode dan variabel kepada C++ yang dihubungkan dengan objek OTcl. Hirarki linked class pada C++ memiliki korespondansi dengan OTcl.
Hasil yang dikeluarkan oleh NS-2 berupa file trace, harus diproses dengan menggunakan tool lain, seperti Network Animator (NAM), perl, awk, atau gnuplot.
Beberapa fungsi yang tersedia pada NS-2 adalah untuk jaringan dengan kabel atau nirkabel, tracing, dan visualisasi. Lebih jelasnya:
1. Mendukung jaringan dengan kabel:
a. Protokol routing Distance Vector, Link State b. Protokol Transport : TCP, UDP
c. Sumber trafik : web, ftp, telnet, cbr, real audio d. Tipe antrian yang berbeda : drop tail, RED
e. Quality of Service (QoS) : Integrated Services dan Differentiated Services Emulation
2. Mendukung jaringan nirkabel (wireless):
a. Protokol routing ad hoc: AODV, DSR, DSDV, OLSR, TORA.
b. Jaringan hybrid; Mobile IP; Satelit; Sensor MAC; Model propagasi: two-ray ground, free space, shadowing
3. Tracing 4. Visualisasi
a. Network Animator (NAM) b. TraceGraph
5. Kegunaan
a. Pembangkit pergerakan mobile
