6 BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini berisi mengenai teori-teori yang berhubungan dengan jaringan komputer, khususnya NS-3 serta mobile ad-hoc network, sehingga penulis membagi bab ini dalam 2 bagian, yaitu teori umum dan teori khusus. Teori-teori ini dipilih oleh penulis berdasarkan atas keterkaitan teori tersebut pada ruang lingkup topik yang disajikan secara lengkap dan menyeluruh, sehingga dapat mendukung akan masalah penelitian yang dihadapi. Baik teori umum maupun teori khusus, penulis menuliskan penjelasan serta mengutip definisi- definisi teori berdasarkan pengertian para ahli dari berbagai sumber, baik melalui tinjauan pustaka maupun dari Internet.
Teori umum merupakan penjelasan dari hal-hal yang berkaitan secara mendasar dengan ilmu jaringan komputer. Dalam penjelasan teori umum, penulis memilih teori- teori yang berhubungan dengan jaringan, diantaranya adalah pengenalan jaringan komputer, klasifikasi jaringan, topologi jaringan, protokol jaringan, perangkat jaringan komputer, flowchart, beserta bahasa pemrograman.
Sedangkan teori khusus merupakan penjelasan dari hal-hal yang berkaitan secara khusus mengenai ruang lingkup dari permasalahan yang dihadapi, sehingga penulis memilih teori-teori yang dapat mendukung dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya adalah penjelasan jaringan nirkabel atau wireless, mobile ad-hoc network, protokol routing, simulasi jaringan, serta penjelasan mengenai simulator yang digunakan untuk penelitian, yaitu NS-3.
2.1 Teori Umum
2.1.1 Pengertian Jaringan (Network)
Menurut Norton (1995), jaringan komputer adalah kumpulan dua atau lebih komputer beserta perangkat-perangkat lain yang dihubungkan agar dapat saling berkomunikasi dan bertukar informasi, sehingga membantu menciptakan efisiensi dan optimasi dalam bekerja.
Sedangkan menurut Turban (2003), jaringan komputer adalah rangkaian yang terdiri dari media komunikasi, peralatan, dan perangkat lunak yang dibutuhkan untuk menghubungkan dua atau lebih sistem komputer. Tujuan dari pembuatan jaringan komputer adalah:
1. Dapat menghemat hardware seperti membagi sumber daya: pemakaian harddisk, memori, CPU, juga printer;
2. Memperlancar komunikasi data: e-mail, instant messaging, chatting;
3. Akses informasi: web browsing.
Setiap komputer, printer, atau peripheral yang terhubung dengan jaringan disebut dengan node. Dalam suatu jaringan komputer dibutuhkan sekurang- kurangnya 2 unit komputer atau lebih, jumlah komputer yang terhubung bisa sampai ratusan, ribuan, bahkan jutaan node yang saling terhubung. Hubungan antar komputer tidak terbatas hanya berupa kabel tembaga, namun dapat melalui fiber optic, gelombang microwave, infrared, bahkan melalui satelit.
2.1.2 Klasifikasi Jaringan
Berdasarkan jangkauan ruang lingkupnya, jaringan komputer dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu:
1. Local Area Network (LAN);
2. Metropolitan Area Network (MAN);
3. Wide Area Network (WAN).
2.1.2.1 Local Area Network
Menurut Miller & Cummins (2000, p.4), Local Area Network (LAN) adalah kumpulan perangkat yang saling terhubung melalui media transportasi umum, untuk keperluan transfer data.
LAN adalah jaringan komunikasi yang dapat menghubungkan berbagai jenis perangkat dan menyediakan pertukaran data antara perangkat- perangkat tersebut, jaringan komputernya memiliki cakupan terbatas pada suatu lokasi kecil, misalnya dalam suatu rumah, gedung, atau kantor. LAN merupakan jaringan yang paling sering digunakan dalam suatu perusahaan terutama perusahaan kecil.
LAN dirancang untuk tujuan berikut:
1. Beroperasi dalam area geografis yang terbatas;
2. Memungkinkan multi-access terhadap media dengan bandwidth yang besar;
3. Mengatur jaringan secara private dalam kendali administrasi lokal;
4. Menyediakan konektifitas fulltime pada servis lokal;
5. Secara fisik menghubungkan device yang berdekatan.
Kecepatan pada jaringan lokal relatif tinggi, mulai dari 1, 10, 100 sampai 1000 Mbps. Jika dilihat dari segi kecepatan ini, tidak hanya transfer teks saja yang didukungnya, transfer data berupa grafis, audio, dan video
pun sangatlah memungkinkan. LAN yang umumnya menggunakan switch, akan mengikuti prinsip kerja switch itu sendiri. Dalam hal ini adalah bahwa switch tidak memiliki pengetahuan tentang alamat tujuan sehingga penyampaian data dilakukan secara broadcast.
Gambar 2.1 Contoh Topologi LAN
2.1.2.2 Metropolitan Area Network
Menurut Miller & Cummins (2000, p.5), Metropolitan Area Network (MAN) adalah jaringan yang secara khas meliputi area-area seperti kampus atau komunitas-komunitas kecil.
Menurut Freeman (2005, p.341), MAN adalah jaringan untuk menghubungkan kumpulan tempat kerja dan jaringan individual, contohnya LAN yang terletak di daerah perkotaan yang sama. MAN adalah jaringan komputer yang saling terkoneksi dalam satu kawasan kota yang jaraknya bisa lebih dari 1 kilometer, ini merupakan pilihan untuk membangun jaringan kantor dalam suatu kota.
Gambar 2.2 Contoh Topologi MAN
2.1.2.3 Wide Area Network
Menurut Ciccarelli dan Faulkner (2004, p.5), Wide Area Network (WAN) adalah jaringan yang menghubungkan dua atau lebih LAN (atau MAN) melalui koneksi yang biasanya disewa dari perusahaan telekomunikasi. WAN juga bisa dihubungkan melalui jaringan fiber optik atau bahkan teknologi wireless. WAN biasanya dihubungkan melalui kabel- kabel telepon karena WAN meliputi sebuah wilayah geografis yang luas, biasanya terbentang antar kota, negara bagian atau bahkan negara.
WAN digunakan untuk menghubungkan jaringan lokal yang satu dengan jaringan lokal yang lain, sehingga pengguna atau komputer di lokasi yang satu dapat berkomunikasi dengan pengguna dan komputer di lokasi yang lain.
Gambar 2.3 Contoh Topologi WAN
2.1.3 Topologi Jaringan
Topologi adalah suatu aturan atau rules bagaimana menghubungkan komputer (node) satu sama lain secara fisik dan pola hubungan antar komponen- komponen yang berkomunikasi melalui media/peralatan jaringan, seperti: server, workstation, hub/switch, dan pengabelannya (media transmisi data).
Ada dua jenis topologi, yaitu physical topology (topologi fisik) dan logical topology (topologi logika). Topologi fisik berkaitan dengan layout atau bentuk jaringan, susunan peletakan device pada suatu jaringan. Sedangkan topologi logika berkaitan dengan bagaimana cara mengakses data pada jaringan.
2.1.3.1 Physical Topology
Menurut Dube dan Gulati (2008, p.249), physical topology atau topologi fisik merupakan struktur fisik dari sebuah jaringan, contohnya cara dari workstation terhubung pada jaringan, melalui kabel yang mengirimkan data. Jadi topologi fisik adalah gambaran secara fisik dari pola hubungan antara komponen-komponen jaringan, yang meliputi server, workstation,
hub, switch, pengkabelan, dll. Bentuk umum yang biasa digunakan adalah Bus, Star, dan Ring.
2.1.3.1.1 Bus Topology
Pada topologi ini, terdapat suatu kabel tunggal atau kabel pusat dimana seluruh komputer dan server dihubungkan (Rizky, Microsoft Windows Server 2003, p. 18).
Gambar 2.4 Bus Topology
2.1.3.1.2 Star Topology
Setiap komputer pada jaringan terhubung secara langsung dengan switch atau hub (Rizky, Microsoft Windows Server 2003, p.
18).
Gambar 2.5 Star Topology
2.1.3.1.3 Ring Topology
Pada topologi ini, semua komputer dan server dihubungkan sehingga terbentuk pola cincin atau loop tertutup (Rizky, Microsoft Windows Server 2003, p. 18).
Gambar 2.6 Ring Topology
2.1.3.1.4 Mesh Topology
Menurut Reynders dan Wright (2003, p.39), mesh topology adalah topologi yang dimana terdapat sedikitnya dua jalur ke dan dari tiap node. Tipe dari topologi ini bersifat menguntungkan di lingkungan yang sedang berseteru, yaitu pada saat koneksi terputus. Pada saat koneksi terputus, setidaknya satu jalur pengganti dapat selalu tersedia.
Jaringan dengan topologi mesh mempunyai jalur ganda dari setiap perangkat pada jaringan seperti pada gambar di bawah (Gambar 2.7). Semakin banyak jumlah komputer pada jaringan, semakin sulit cara pemasangan kabel-kabel pada jaringan tersebut
karena jumlah kabel-kabel yang harus dipasang menjadi berlipat ganda. Oleh karena itu, pada jaringan mesh yang murni, setiap perangkat jaringan dihubungkan satu sama lain menggunakan jalur ganda untuk hub-hub utama sebagai jalur cadangan jika terjadi masalah di jalur utama.
Gambar 2.7 Mesh Topology
2.1.3.1.5 Hybrid Topology
Menurut Bhatia, Madhulika dan Bhatia, Madhurima (2009, p.14), hybrid topology adalah kombinasi dari dua topologi atau lebih yang menghasilkan sebuah jaringan yang tidak memiliki sebuah format standar.
Topologi yang berupa gabungan dari beberapa topologi ini (bus, ring, star, dan mesh) mengombinasikan keunggulan- keunggulan dari setiap topologi dan meminimalisir kelemahan.
Contoh dari topologi ini adalah Topologi Pohon, yang merupakan gabungan antara Topologi Bus dan Topologi Star.
Gambar 2.8 Tree Topology
2.1.3.2 Logical Topology
Menurut Bhatia, Madhulika dan Bhatia, Madhurima (2009, p.20), logical topology adalah pemetaan koneksi yang jelas antara node-node pada suatu jaringan seperti yang dibuktikan melalui jalur yang tampak untuk mengambil data saat bepergian antara node. Terdapat dua macam topologi logika yang paling umum digunakan, yaitu:
1. Broadcast
Topologi dimana setiap host mengirimkan data ke semua host lain dalam jaringan.
2. Token Passing
Topologi dimana setiap host dalam jaringan akan menerima suatu token elektronik. Jika suatu host menerima token, maka host tersebut dapat
mengirimkan data. Jika host tidak memiliki data yang bisa dikirimkan, maka host akan mengirimkan token ke host selanjutnya, dan begitu seterusnya.
2.1.4 Protokol Jaringan
Menurut Steinke (2003, p. 3), agar dapat saling berkomunikasi satu sama lain, komputer-komputer yang terhubung dalam suatu jaringan harus mempunyai satu set peraturan yang sama. Peraturan-peraturan tersebut, disebut dengan protokol.
Seperti halnya dua orang yang berlainan bangsa, maka untuk berkomunikasi diperlukan penerjemah (interpreter) atau satu bahasa yang dimengerti kedua belah pihak. Untuk itu, maka badan dunia yang menangani masalah standarisasi ISO (International Standardization Organization) membuat aturan baku yang dikenal dengan nama model referensi OSI (Open System Interconnection).
2.1.4.1 OSI Reference Model
OSI Reference Model adalah model konseptual yang terdiri dari tujuh lapisan, masing-masing menetapkan fungsi jaringan tertentu. OSI Reference Model menggambarkan bagaimana informasi dari satu aplikasi komputer diangkut melintasi jaringan ke aplikasi yang sama (atau serupa) di komputer lain. (Castelli, 2003, p. 5)
Menurut Dean (2010, p. 45), pada awal 1980-an, ISO mulai mengerjakan satu kumpulan spesifikasi universal yang dapat memungkinkan platform komputer di seluruh dunia untuk berkomunikasi secara terbuka.
Hasilnya adalah model yang membantu untuk memahami dan mengembangkan komunikasi komputer-ke-komputer melalui jaringan.
Model ini, yang disebut model OSI (Open System Interconnection), membagi komunikasi jaringan menjadi tujuh lapisan/layer. Ketujuh layer dari model OSI dimulai dari layer 7 sampai layer 1 adalah:
1. Application Layer (layer 7 ) 2. Presentation Layer (layer 6) 3. Session Layer (layer 5) 4. Transport Layer (layer 4) 5. Network Layer (layer 3) 6. Data Link Layer (layer 2) 7. Physical Layer (layer 1)
Ketujuh lapisan dari model referensi OSI dapat dibagi ke dalam dua kategori, yaitu lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas dari model OSI, yang terdiri dari Application Layer, Presentation Layer, Session Layer, Transport Layer; berurusan dengan persoalan aplikasi dan pada umumnya diimplementasi hanya pada perangkat lunak. Application Layer adalah lapisan penutup sebelum ke pengguna. Keduanya, pengguna dan lapisan aplikasi saling berinteraksi proses dengan perangkat lunak aplikasi yang berisi sebuah komponen komunikasi.
Lapisan bawah dari model OSI, yang terdiri dari Network Layer, Data Link Layer, Physical Layer; mengendalikan persoalan pengiriman data.
Lapisan bawah tersebut diimplementasikan ke dalam perangkat keras.
Lapisan terbawah, yaitu lapisan fisik adalah lapisan penutup bagi media jaringan fisik (misalnya jaringan kabel) dan sebagai penanggung jawab bagi penempatan informasi pada media jaringan.
Gambar 2.9 Seven OSI Layers
Berikut merupakan penjelasan ketujuh layer dalam bentuk tabel:
Tabel 2.1 OSI Layer
Layer Keterangan Application Membuka komunikasi dengan user lain dan memberikan
layanan seperti file transfer ataupun e-mail ke user lain dalam suatu jaringan.
Presentation Berhubungan dengan perintah dari application layer dan melakukan penterjemahan antara tipe data yang berbeda jika diperlukan.
Session Membuka, mengatur dan mematikan sesi antar aplikasi Transport Menyediakan mekanisme untuk pembukaan, pengaturan,
dan penutupan jika ada permintaan dari sirkuit virtual
pada data. Membuka end-to-end connection, dan menjaga keamanan data.
Network Menyediakan routing paket yang melalui router dari sumber ke tujuan.
Data Link Menjaga sinkronisasi dan kontrol kesalahan antara 2 pihak.
Physical Menyediakan transmisi berbentuk bit melewati channel komunikasi secara elektrik, mekanisme, dan spesifikasi prosedur.
2.1.4.2 TCP/IP
Menurut Kozierok (2005), Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) adalah satu set standar aturan komunikasi data yang digunakan dalam proses transfer data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan komputer tanpa melihat perbedaan jenis hardware. Model TCP/IP merupakan hasil eksperimen dan pengembangan terhadap ARPANET, sebuah packet-switching network milik Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Model ini biasa disebut sebagai Internet Protocol suite.
Protocol suite ini terdiri atas banyak protokol dan telah ditetapkan sebagai standar bagi Internet oleh International Architecture Board (IAB).
Model TCP/IP digambarkan seperti gambar berikut:
Gambar 2.10 Model TCP/IP
Model TCP/IP membagi tugas–tugas komunikasi ke dalam 4 lapisan sebagai berikut (http://cisco.netacad.net semester 1, modul 9.1):
1. Network access layer
Network access layer memungkinkan link fisik ke media jaringan. Di dalamnya, termasuk detil teknologi LAN dan WAN dan semua detil yang terdapat di dalam physical layer dan data link layer pada model OSI.
2. Internet layer
Internet layer bertujuan memilih jalur terbaik pada jaringan yang dapat dilewati oleh paket. Protokol utama yang berfungsi pada layer ini adalah Internet Protocol.
3. Transport layer
Transport layer menyediakan koneksi logikal antara host sumber dan tujuan.
Ada dua macam protokol yang bekerja pada lapisan ini, yaitu Transport Layer Protocol dan User Datagram Protocol.
a. Transport Layer Protocol (TCP) adalah protokol yang menyediakan layanan connection-oriented atau handal, yang menjamin data sampai dalam keadaan bebas kesalahan, dengan urutan yang benar, dan tanpa duplikasi, dengan menggunakan:
1. Acknowledgement (ack): Jika data sudah tiba pada suatu alamat tujuan, maka komputer tujuan akan memberitahu (ack) bahwa data telah tiba.
2. Sequence Number: Penomoran yang diberikan kepada setiap paket data yang dikirimkan, sehingga bisa diketahui data mana yang tidak sampai ke tujuan.
3. Windowing: Ukuran window yang mempengaruhi berapa besar paket data yang bisa dikirimkan dalam satu kali pengiriman paket sebelum menerima acknowledgement.
b. User Datagram Protocol (UDP) adalah protokol pada transport layer yang menyediakan layanan connectionless atau tidak handal.
4. Application layer
Application layer menangani representasi, encoding serta kontrol dialog.
Model TCP/IP menggabungkan semua masalah yang berhubungan dengan aplikasi ke dalam satu lapisan, yaitu application layer.
2.1.4.3 Perbandingan Umum Model OSI dengan TCP/IP Perbedaan antara model OSI dengan model TCP/IP:
1. Implementasi model OSI menekankan pada penyediaan layanan transfer data yang reliable, sementara TCP/IP memperlakukan reliability sebagai masalah end-to-end;
2. Setiap layer pada OSI mendeteksi dan menangani kesalahan pada semua data yang dikirimkan. Layer Transport pada OSI memeriksa reliability di source-to-destination;
3. Pada TCP/IP, kontrol reliability dikonsentrasikan pada Layer Transport.
Layer Transport menangani semua kesalahan yang terdeteksi dan memulihkannya. Layer Transport TCP/IP menggunakan checksum, acknowledgment, dan timeout untuk mengontrol transmisi dan menyediakan verifikasi end-to-end.
Gambar 2.11 Tabel Perbandingan OSI dan TCP/IP
2.1.5 Perangkat Jaringan Komputer
Berdasarkan Cisco Certified Network Associate Curriculum (2008), terdapat tujuh peralatan utama yang umum digunakan dalam jaringan, yaitu:
1. Modem
Modem digunakan untuk mengubah informasi digital menjadi sinyal analog.
Modem mengubah tegangan bernilai biner menjadi sinyal analog dengan melakukan encoding data digital ke dalam frekuensi carrier. Modem yang umum digunakan dihubungkan pada jalur telepon, oleh karena itu modem ini mampu memodulasi data digital ke dalam sinyal berspektrum suara. Proses tersebut disebut modulasi.
Modem juga dapat mengubah kembali sinyal analog yang termodulasi menjadi data digital, sehingga informasi yang terdapat di dalamnya dapat dimengerti oleh komputer. Proses ini disebut demodulasi.
2. Repeater
Repeater merupakan network device yang digunakan untuk memperkuat kembali sinyal komunikasi jaringan. Setelah melalui media transmisi, sinyal dapat mengalami atenuasi. Repeater bertugas untuk memperkuat kembali sinyal tersebut sehingga dapat ditransmisikan lebih jauh. Repeater tidak melakukan pengambilan keputusan apapun mengenai pengiriman sinyal.
3. Hub
Hub menghubungkan semua komputer yang terhubung ke LAN. Hub tidak mampu menentukan tujuan, hanya mentransmisikan sinyal ke setiap line yang terkoneksi dengannya dengan menggunakan mode half-duplex.
4. Bridge
Bridge mengatur transmisi data dalam jaringan berdasarkan Media Access Control (MAC) address yang berada pada layer 2 model OSI, yaitu data link layer. Bridge harus meneruskan broadcast frame. Bridge membagi collision domain tetapi tidak membagi broadcast domain.
5. Switch
Switch menghubungkan semua komputer yang terhubung ke LAN, sama seperti hub. Perbedaannya adalah switch dapat beroperasi dengan mode full-duplex dan mampu mengalihkan jalur dan memfilter informasi ke dan dari tujuan yang spesifik.
Switch jaringan dapat digunakan sebagai penghubung komputer atau router pada satu area yang terbatas, switch juga bekerja pada lapisan data link, cara kerja switch hampir sama seperti bridge, tetapi switch memiliki sejumlah port sehingga sering dinamakan multi-port bridge.
6. Router
Router menggunakan protokol routing untuk menentukan jalan yang terbaik untuk paket-paket (berdasarkan alamat Internet Protocol). Sehingga di setiap port yang dimiliki sebuah router harus memiliki alamat IP yang berbeda jaringan. Router bekerja pada layer ketiga model OSI. Router membagi collision domain dan broadcast domain.
7. Communication Server
Communication server mengkonsentrasikan komunikasi pengguna dial-in dan remote access.
2.1.6 Flowchart/Diagram Alir
Diagram alir adalah sebuah representasi grafis dari sebuah sistem, termasuk di dalamnya adalah proses informasi (input, pemrosesan data, penyimpanan data, dan output) dan proses operasi yang berhubungan (orang, peralatan, organisasi, dan aktivitas kerja). Diagram alir ini menggambarkan urutan dari aktivitas yang dilakukan di dalam sebuah sistem. Karena mengandung aktivitas komputer dan yang manual, diagram alir sistem menyajikan terjemahan fisik dan logik dari siapa, apa, bagaimana, dan di mana dari informasi dan proses operasi. (Gelinas, 2008, p.
104)
Diagram alir adalah sarana yang biasa digunakan untuk menggambarkan suatu sistem. Manfaat dari diagram alir:
1. Memberikan gambaran sistem secara menyeluruh dengan mengkombinasikan aspek fisik dan logik;
2. Perubahan sistem yang terjadi dapat lebih mudah digambarkan;
3. Lebih mudah menemukan kelemahan-kelemahan dalam sistem dan mengidentifikasi bidang-bidang yang membutuhkan perbaikan.
Beberapa simbol yang sering digunakan dalam diagram alir:
• Arus
Simbol ini menyatakan arus dari suatu proses.
• Mulai/Selesai (terminal)
Simbol ini digunakan untuk menggambarkan awal dan akhir dari suatu sistem.
• Manual Keying (typing, verifying)
Simbol ini menggambarkan pemasukan data ke dalam komputer melalui online terminal.
• Online computer process
Simbol ini menggambarkan pengolahan data dengan komputer secara online.
• Keputusan
Simbol ini menggambarkan keputusan yang harus dibuat dalam proses pengolahan data. Keputusan yang dibuat dituliskan di dalam simbol.
• Disk Storage
Simbol ini menggambarkan penyimpanan output ke dalam disk.
• Disk
Simbol ini menggambarkan disk sebagai tempat penyimpanan.
2.1.7 Bahasa Pemrograman
Menurut Watt dan William (2004, p.4), sebuah bahasa pemrograman harus bersifat universal. Setiap masalah harus memiliki solusi yang dapat diprogram dalam bahasa, jika masalah tersebut dapat diselesaikan oleh komputer. Bahasa pemrograman juga harus cukup alami untuk memecahkan masalah, setidaknya di wilayah aplikasi yang diinginkan. Bahasa pemrograman juga harus diimplementasikan pada komputer untuk menjalankan setiap program yang dilakukan dalam suatu bahasa. Dalam prakteknya, sebuah bahasa pemrograman harus mampu diimplementasi untuk dapat diterima.
2.1.7.1 C++
C++ bukanlah versi berikut dari bahasa C, tetapi merupakan bahasa terpisah yang telah dikembangkan dengan menggunakan C sebagai dasar sintaks. C++ dapat digunakan untuk menulis kode prosedural seperti C, tetapi nilainya terletak pada kemampuan untuk menulis program berorientasi objek. (Parsons, 1997, p. 13)
Sedangkan menurut Oualline (2003, p.3), C++ adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi yang memungkinkan seorang software engineer untuk berkomunikasi secara efisien dengan komputer. C++ adalah bahasa yang sangat fleksibel dan mudah beradaptasi. Sejak diciptakannya pada tahun 1980, C++ telah digunakan untuk berbagai program termasuk firmware untuk mikrokontroler, sistem operasi, aplikasi, dan pemrograman grafik.
2.2 Teori Khusus
2.2.1 Jaringan Nirkabel (Wireless)
Jaringan nirkabel merupakan jaringan yang terkoneksi dengan menggunakan gelombang udara atau nirkabel (wireless). Teknologi ini terkoneksi tanpa menggunakan kabel atau perangkat elektronika lainnya sebagai media transmisi.
Jaringan nirkabel biasanya digunakan dalam perangkat seperti telepon selular, personal digital assistant, GPS, pembuka pintu garasi, wireless network, mouse wireless, keyboard wireless, headset, televisi satelit, telpon tanpa kabel, dan lainnya.
Jaringan nirkabel merupakan sebuah jaringan yang menggunakan gelombang radio untuk menghubungkan perangkat seperti laptop ke Internet. Jaringan nirkabel mengacu pada semua jenis jaringan komputer yang tidak terhubung dengan kabel apapun. Jaringan telekomunikasi nirkabel umumnya dilaksanakan dan dikelola dengan menggunakan sistem transmisi disebut gelombang radio. Implementasi ini berlangsung di tingkat physical layer pada struktur jaringan.
(http://www.cisco.com/cisco/web/solutions/small_business/resource_center/articles/
work_ from_ anywhere/what_is_a_wireless_network/index.html, 18 April, 2011) Menurut Geier, J. T. dan Geier, J. (2005, p.4), jaringan nirkabel memiliki beberapa kategori, berdasarkan dari besarnya ukuran fisik dari suatu area yang dapat di-cover. Berikut merupakan tipe-tipe jaringan nirkabel:
1. Wireless Personal Area Network;
2. Wireless Local Area Network;
3. Wireless Metropolitan Area Network;
4. Wireless Wide Area Network;
5. Jaringan Peer-to-Peer/Ad Hoc Wireless LAN
6. Jaringan Server Based/Wireless Infrastructure
2.2.1.1 Wireless Personal Area Network
Wireless Personal Area Network (WPAN), merupakan koneksi jarak pendek, juga jaringan ad hoc yang menyediakan koneksi instan untuk pengguna. (EC-Council, 2011, p.6)
WPAN dapat terhubung dengan bus komputer seperti USB dan FireWire. Namun, WPAN ini dapat dimungkinkan dengan teknologi jaringan seperti Infrared (IrDA) dan Bluetooth. (http://www.rfidc.com/docs/
introductiontowireless_standards.htm) 1. Bluetooth
Bluetooth merupakan sebuah spesifikasi industri untuk WPAN, juga dikenal sebagai IEEE 802.15.1. Bluetooth menyediakan cara untuk terhubung dan bertukar informasi antar perangkat seperti personal digital assistant (PDA), handphone, laptop, PC, printer, kamera digital dan video game konsol melalui sebuah frekuensi radio jarak pendek yang aman.
2. Infrared (IrDA)
Infrared Data Association (IrDA) mendefinisikannya sebagai alat fisik dengan standar protokol komunikasi untuk pertukaran data jarak dekat melalui cahaya inframerah, untuk digunakan khas dalam WPAN.
Gambar 2.12 Wireless Personal Area Network
2.2.1.2 Wireless Local Area Network
Teknologi Wireless Local Area Network (WLAN) dapat terhubung dengan pengguna dalam area lokal. Daerah tersebut dapat berupa perkantoran atau kampus, atau ruang publik, seperti bandara. (EC-Council, 2011, p.6)
1. IEEE 802.11
IEEE 802.11, standar Wi-Fi, menunjukkan satu set Wireless LAN / standar WLAN yang dikembangkan oleh kelompok kerja 11 dari IEEE LAN / MAN Standards Committee (IEEE 802). Keluarga 802.11 saat ini meliputi teknik modulasi empat over the air yang semuanya menggunakan protokol yang sama. Teknik modulasi yang saat ini paling banyak digunakan adalah b dan g. Tabel di bawah ini adalah kesimpulan dari macam-macam standar 802.11:
Tabel 2.2 Standar 802.11 Protokol Tanggal
Rilis
Frekuensi Data Rate (Typical)
Data Rate (Max.)
Jarak Legacy 1997 2.4-2.5 GHz 1 Mbit/s 2 Mbit/s ? 802.11a 1999 5.15-5.35 /
5.47-5.725 / 5.725-5.875
GHz
25 Mbit/ 54 Mbit/s ~30 m
802.11b 1999 2.4-2.5 GHz 6.5 Mbit/s 11 Mbit/s ~50 m 802.11g 2003 2.4-2.5 GHz 11 Mbit/s 54 Mbit/s ~30 m 802.11n 2006 2.4 GHz atau
5 GHz bands
200 Mbit/s 540 Mbit/s ~50 m
Gambar 2.13 Wireless Local Area Network
2.2.1.3 Wireless Metropolitan Area Network
Teknologi Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) memungkinkan pengguna untuk berkomunikasi secara wireless antar lokasi yang berbeda dalam suatu area metropolitan. Areanya dapat meliputi
kampus-kampus perguruan tinggi atau beberapa kantor di sebuah kota. (EC- Council, 2011, p.6)
Gambar 2.14 Wireless Metropolitan Area Network
2.2.1.4 Wireless Wide Area Network
Teknologi Wireless Wide Area Network (WAN) dapat menghubungkan notebook dan komputer genggam ke Internet dengan menggunakan jaringan selular digital melintasi wilayah geografis yang luas.
(EC-Council, 2011, p.6)
Gambar 2.15 Wireless Wide Area Network
2.2.1.5 Jaringan Peer-to-Peer/Ad Hoc Wireless LAN
Pada tipe jaringan ini, dua atau lebih client atau wireless device berkomunikasi secara langsung dalam radius 300 kaki. Device ini dapat
saling berhubungan berdasarkan nama Service Set Identifier (SSID). SSID adalah nama identitas komputer yang memiliki kompenen nirkabel.
Konfigurasi seperti ini akan sangat cocok diterapkan di suatu pertemuan yang temporer. Jadi misalkan pada suatu waktu di pertemuan itu memerlukan adanya jaringan komputer, dan hanya digunakan pada saat itu, tidak perlu repot lagi untuk mengurusi kabel-kabel untuk menghubungkan masing-masing komputer dan jika sudah tidak diperlukan lagi, tidak perlu repot untuk membongkar kabel-kabel tersebut. Yang diperlukan hanya sebuah wireless LAN card untuk masing-masing komputer. (http://www.
vicomsoft.com/knowledge/reference/wireless1.html, 19 April 2011)
Gambar 2.16 Ad-hoc Wireless LAN
2.2.1.6 Jaringan Server Based/Wireless Infrastructure
Jaringan server based memerlukan sebuah komponen khusus yang berfungsi sebagai Access Point (AP). Masing-masing client akan mengirimkannya datanya ke AP. AP merupakan sebuah alat yang berbentuk seperti kotak kecil berantena yang biasanya dipasang di langit-langit atau dinding. Pada saat AP menerima data, ia akan mengirimkan kembali sinyal radio tersebut ke client yang berada di area cakupannya, atau dapat
mentransfer data melalui ethernet. Pada tipe wireless infrastructure ini, untuk melakukan komunikasi data, antara client dan access point harus membangun sebuah hubungan yang disebut dengan association. Proses ini meliputi tiga tahapan, yaitu:
1. Unauthenticated dan unassociated
Pada tahapan ini, client akan melakukan identifikasi untuk mencari AP yang ada. Client dan AP pada tahap ini belum melakukan proses authentikasi dan asosiasi.
2. Authenticated dan unassociated
Pada tahapan ini, client dan AP akan melakukan proses authentikasi dan belum melakukan proses asosiasi.
3. Authenticated dan associated
Pada tahapan ini, client dan AP telah melakukan proses authentikasi dan juga proses asosiasi. Client mengirimkan request frame dan AP merespon dengan mengirim response frame. (http://www.vicomsoft.com/knowledge/
reference/wireless1.html, 19 April 2011)
Gambar 2.17 Wireless Infrastructure
2.2.2 Mobile Ad-hoc Network
Mobile Ad-hoc network (MANET) merupakan sebuah jaringan yang terdiri dari gabungan perangkat-perangkat bergerak (mobile) tanpa infrastruktur, sehingga membentuk jaringan yang bersifat sementara. Tiap perangkat memiliki antarmuka nirkabel dan saling berkomunikasi melalui gelombang radio, kemudian tiap perangkat tersebut dinamakan node. Beberapa contoh ad-hoc node yaitu laptop dan personal digital assistants (PDA) yang saling berkomunikasi secara langsung satu sama lain. (Larsson dan Hedman, 1998).
MANET diharapkan menjadi lebih besar lagi. Diperlukan router yang tetap (fixed-router) maupun lokasi yang tetap (fixed-location) pada infrastruktur jaringan, seperti terlihat pada Gambar 2.18a. Sedangkan pada MANET hal ini tidak diperlukan, seperti terlihat pada Gambar 2.18b. Contoh infrastruktur jaringan adalah jaringan selular, Local Area Network (LAN) atau Wireless Local Area Network (WLAN).
(a) Infrastruktur Jaringan (b) MANET Gambar 2.18 Struktur Jaringan Nirkabel
Karena peralatan ad-hoc bisa bermacam–macam, maka pada Gambar 2.19 memperlihatkan kemungkinan topologi pada jaringan ad-hoc, yaitu terdiri dari perangkat yang berbeda–beda (heterogen) atau sejenis (homogen).
(a) Perangkat Heterogen (b) Perangkat Homogen Gambar 2.19 Perangkat MANET
Dalam jaringan ini, node juga berfungsi sebagai router yang meneruskan paket ke node lainnya. Node dapat bergerak secara bebas, tidak tergantung satu sama lain, topologi pada jaringan ini terus berganti secara dinamis yang membuat routing semakin susah. Oleh karena itu, routing merupakan salah satu hal yang paling diperhatikan dalam jaringan ini. Protokol routing normal yang bekerja dengan baik pada jaringan tetap tidak memperlihatkan performa yang sama pada MANET. Pada jaringan ini protokol routing harus selalu dinamis sehingga dapat menanggapi pergantian topologi. (Vaidya, 2004)
Gambar 2.20 Jaringan Ad-hoc 3 Node
Jaringan ad-hoc dikategorikan termasuk jaringan nirkabel yang memiliki kemampuan multi-hop dan mampu beroperasi tanpa dukungan infrastruktur apapun.
Ketidakhadiran infrastruktur atau pusat koordinator komunikasi atau base station menjadikan routing sangat kompleks jika dibandingkan pada jaringan seluler.
Perbedaan utama jaringan selular (infrastructure network) dengan jaringan ad-hoc (infrastructure-less network) dapat disimpulkan di Tabel 2.3. Adanya base station menjadikan routing lebih mudah dan juga management sumber daya di dalam jaringan selular. Hal ini disebabkan pada jaringan selular, keputusan routing dibuat terpusat. Tetapi di jaringan ad-hoc, routing dan management sumber daya dikerjakan secara terdistribusi oleh semua node. Routing ini dibutuhkan oleh setiap node agar setiap node dapat berfungsi ganda yaitu sebagai host, untuk mentransmisikan dan menerima data, dan sebagai router, untuk mengarahkan data dari node lain (Murty & Manoj, 2004, p.192)
Tabel 2.3 Perbedaan Antara Jaringan Selular dan Jaringan Ad-hoc Jaringan Selular Jaringan Ad-hoc
Berbasis fixed infrastructure Infrastructure-less
Single-hop Multi-hop Bandwidth dijamin (dirancang untuk
voice traffic)
Berbagi kanal radio (lebih cocok untuk lalulintas data best-effort)
Routing dipusatkan Routing terdistribusi
Circuit-switched Packet-switched Konektifitas tanpa terputus Konektifitas sering terputus karena
bersifat mobile
Biaya dan waktu yang tinggi Cepat dan biaya lebih efektif Lebih mudah untuk mencapai
sinkronisasi waktu
Sinkronisasi yang sulit dan memakan bandwidth
Lebih mudah untuk pemesanan bandwidth
Pemesanan bandwidth memerlukan protocol MAC yang kompleks Domain aplikasi pada sektor sipil
dan komersil
Domain aplikasi pada sektor yang belum memiliki infrasturktur tertap
Biaya tinggi untuk pemeliharaan jaringan
Self-orginazation dan pemeliharaan dibangun pada jaringan
Mobile host relatif lebih kecil kompleksitasnya
Mobile host memerlikan kecerdasan yang lebih
Tujuan utama routing adalah untuk memaksimalkan rasio call
acceptance dan meminimalkan rasio call drop
Tujuan utama routing adalah untuk menentukan jalur (path) dengan overhead yang minim dan juga pemulihan
konfigurasi dari broken path
Sudah luas penggunaanya dan Penggunan masih sedikit meskipun telah
sekarang sudah masuk pada evolusi generasi ketiga
dikembangkan isu untuk meningkatkan pemakaiannya.
2.2.2.1 Karakteristik Ad-hoc
Karakteristik jaringan ad-hoc (digilib.ittelkom.ac.id, Juni 2011)::
1. Secara mendasar tidak memerlukan infrastruktur (infrastructure-less);
2. Self-orginizing dan self-managing. Dikarenakan dukungan infrastruktur yang minim atau bahkan tidak ada, sehingga node harus bisa mengelola dan memelihara sendiri;
3. Multiple wireless link. Setiap node yang mempunyai sifat mobility dapat memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node lainnya;
4. Topologi jaringan yang berubah-ubah, dikarenakan node yang terus bergerak. Kehilangan konektifitas adalah hal umum yang sering terjadi;
5. Nirkabel (wireless), node yang mobile maka koneksinya pasti berupa wireless;
6. Semua node bisa berupa host atau router, disaat sebuah node ingin menghubungi sebuah node lain yang melebihi single-hopnya maka diperlukan sebuah node lain untuk yang berfungsi menjadi router;
7. Multi-hop, diperlukan karena cakupan area single-hop dalam jaringan ad-hoc tidak cukup luas. Hal ini membatasi komunikasi antar node;
8. Limited resources, jaringan ad-hoc dibatasi oleh masalah daya (power) dan kapasitas memori. Disaat node berpindah, node tidak mendapatkan konsumsi daya listrik sehingga menggunakan baterai yang memiliki keterbatasan;
9. Heterogenitas. Setiap node boleh saja memiliki kemampuan yang berbeda antara node yang satu dengan yang lainnya.
2.2.3 Protokol Routing
Protokol adalah seperangkat aturan yang mengatur setiap komputer untuk saling bertukar informasi melalui media jaringan, sedangkan routing adalah proses memindahkan informasi dari pengirim ke penerima melalui sebuah jaringan (Cisco, 2004).
Routing adalah mekanisme penentuan link dari node pengirim ke node penerima yang bekerja pada layer 3 OSI (Layer Network). Protokol routing diperlukan karena untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke node penerima akan melewati beberapa node penghubung (intermediate node), dimana protokol routing berfungsi untuk mencarikan route link yang terbaik dari link yang akan dilalui melalui mekanisme pembentukan tabel routing. Pemilihan route terbaik tersebut didasarkan atas beberapa pertimbangan seperti bandwith link dan jaraknya.
Pada umumnya protokol untuk jaringan ad hoc terbagi dua tipe, yaitu proaktif dan reaktif. Protokol routing reaktif bersifat on-demand, artinya membentuk sebuah rute dari satu node sumber ke node tujuan hanya berdasarkan pada permintaan node sumber tersebut. Kedua, protokol routing proaktif bersifat table driven, dimana setiap node menyimpan tabel yang berisi informasi rute ke setiap node yang diketahuinya. Informasi rute diperbaharui secara berkala jika terjadi perubahan link. Penggunaan protokol routing proaktif secara mendasar memberikan solusi terpendek end-to-end delay, karena informasi routing selalu tersedia dan diperbaharui secara berkala dibandingkan protokol routing reaktif.
Kekurangan dari protokol routing proaktif adalah terlalu banyak penggunaan sumber daya seperti overhead saat memperbaharui informasi routing.
Gambar 2.21 Karakteristik Protokol Routing
Sebuah jaringan nirkabel ad-hoc terdiri dari sekumpulan node yang saling terhubung melalui saluran nirkabel. Topologi jaringan pada jaringan nirkabel tersebut dapat berganti secara random, oleh karena itu protokol routing memiliki tugas untuk mencari jalur untuk diikuti oleh paket data dari node awal ke node tujuan, pemilihan jalur yang ditempuh oleh paket data ditentukan oleh algoritma routing.
Berikut merupakan pengertian dari protokol routing yang penulis uji ,yaitu Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV), Optimized Link State Protocol (OLSR), dan Destination Sequenced Distance Vector (DSDV).
2.2.3.1 AODV
Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 320), algoritma routing Ad- hoc On Demand Distance Vector (AODV) adalah protokol routing yang dirancang untuk jaringan ad hoc mobile. AODV mampu baik unicast dan multicast routing. AODV adalah salah satu protokol routing reaktif. Selama koneksi rute dari pengirim ke penerima telah valid, AODV tidak melakukan pencarian lagi. AODV memelihara rute ini selama mereka dibutuhkan oleh sumber. AODV juga merupakan loop-free, self-starting, dan untuk sejumlah besar node mobile.
Route request (RREQ), route reply (RREP) dan route error (RERR) merupakan jenis-jenis pesan yang ditentukan oleh AODV. Pesan- pesan tersebut dikirim menggunakan pengalamatan IP. Dalam pengalamatan IP, pesan tersebut ditambahkan header yang berfungsi untuk menentukan alamat yang akan dituju. Setelah sampai di penerima, IP header tersebut akan dipecah untuk mengetahui isi pesan yang dikirim. Pesan yang disebar memiliki waktu hidup (time to live) yang dibawa oleh header pada IP.
(Perkins, Belding-Royer, Das., 2003)
Apabila koneksi rute dari pengirim ke penerima telah valid, maka AODV tidak melakukan pencarian rute lagi. Sebaliknya ketika diperlukan rute ke penerima yang baru, maka pengirim akan menyebarkan pesan route request (RREQ) secara broadcast ke semua node tetangga. Node tetangga yang menerima RREQ akan mengirim pesan balasan berupa RREP jika node tersebut adalah penerima atau memiliki rute ke penerima. Node yang mengetahui rute ke penerima disebut node penghubung. Baik node
penghubung dan penerima akan menyimpan informasi baru yang dibawa oleh RREQ, kemudian mengirim RREP ke pengirim. Setiap node yang dilewati RREP akan membentuk suatu rute sendiri menuju pengirim. Jadi melalui pesan RREP inilah rute end-to-end antara pengirim ke penerima terbentuk. Pengirim akan menerima pesan RREP yang berisi informasi tentang alamat pengirim, alamat penerima, nomor urutan dari penerima, hop count dan waktu hidup pesan. Sumber akan mengganti rute apabila rute yang baru memiliki nomor urutan yang lebih besar dan hop count yang lebih sedikit dari rute yang ada saat ini. Selama rute terbentuk, setiap node dalam jaringan memantau kondisi link di depannya untuk mengantisipasi adanya kerusakan. Apabila sebuah rute mengalami kerusakan atau terputus, maka node yang terhubung pada link tersebut akan memberitahukan ke seluruh node bahwa rute tersebut rusak. Kemudian node yang bersangkutan akan menyebarkan RERR ke seluruh node tetangga hingga ke pengirim. RERR mengindikasikan bahwa penerima tidak dapat dicapai melalui rute yang rusak. Oleh karena itu pengirim harus menyebarkan RREQ secara ulang.
(a) Pencarian Rute (b) Rute AODV Gambar 2.22 Routing AODV
2.2.3.2 OLSR
Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 349), Optimized Link State Protocol (OLSR) adalah sebuah protokol routing proaktif, jadi rutenya selalu secara cepat tersedia ketika dibutuhkan. OLSR adalah sebuah versi optimisasi dari sebuah protokol kondisi link murni (pure link state protocol).
Perubahan secara topologi mengakibatkan luapan (flooding) informasi topologikal terhadap seluruh node/host yang berada di dalam jaringan.
Untuk mengurangi jumlah overhead dalam jaringan digunakan sebuah teknik yaitu, dengan menggunakan teknik Multi Point Relays (MPR). Tujuan utama dari MPR, yaitu mengurangi luapan dengan cara memilih beberapa node untuk bertindak sebagai MPR, sehingga hanya node-node MPR saja yang dapat meneruskan paket kontrol yang diterima. Upaya ini juga dapat digunakan protokol untuk menyediakan rute terpendek.
(a) Flooding Biasa (b) Flooding MPR Gambar 2.23 Routing OSLR
OLSR menggunakan 2 jenis pesan kontrol, yaitu pesan hello dan Topology Control (TC). Pesan hello digunakan untuk menemukan informasi tentang kondisi link dan node tetangga. Selain itu pesan hello juga digunakan untuk memilih multi point relay (MPR) Selector Set. Tugas dari MPR selector set yaitu memilih node tetangga untuk bertindak sebagai node MPR.
Melalui pesan hello ini, node pengirim dapat menentukan node MPR-nya.
Pesan hello hanya dikirim sejauh 1 hop, tetapi pesan TC dikirim secara broadcast ke seluruh jaringan. Kegunaan pesan TC yaitu untuk menyebarkan informasi tentang node tetangga yang telah ditetapkan sebagai MPR tak terkecuali MPR selector. Pesan TC disebarkan secara periodik dan hanya node MPR yang dapat meneruskan pesan TC.
2.2.3.3 DSDV
Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 308), Routing protocol Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) adalah salah satu protokol awal yang diusulkan pada jaringan nirkabel ad-hoc. DSDV termasuk salah satu protokol proaktif. DSDV juga merupakan salah satu protokol yang menjaga informasi dari topologi global dalam bentuk tabel pada setiap node.
Tabel-tabel ini di-update secara berkala untuk menjaga kekonsistenan dan keakurasian informasi keadaan jaringan.
DSDV merupakan versi lebih baik dari algoritma Bellman-Ford dimana setiap node menjaga sebuah tabel yang berisi jarak terpendek dan node pertama pada jarak terpendek dari setiap node lainnya yang berada di dalam jaringan. DSDV menyatukan update dari tabel dengan meningkatnya
urutan nomor untuk mencegah looping, untuk melawan masalah menghitung yang tak terbatas, dan untuk mempercepat pertemuan pada satu titik. DSDV memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut penjelasannya di bawah ini.
Tabel 2.4 DSDV
Kelebihan Kekurangan DSDV adalah protokol yang
efisien untuk pencarian rute.
Ketika sebuah rute ke sebuah tujuan diperlukan, rute tersebut sudah ada pada source.
DSDV perlu mengirim banyak pesan kontrol. Pesan ini penting untuk menjaga topologi jaringan pada setiap node.
Latensi untuk penemuan rute sangat rendah.
Akibat dari terlalu sering mengirim pesan ini dapat menghasilkan volume lalu lintas yang tinggi untuk jaringan yang padat dan sangat mobile.
DSDV juga menjamin jalur bebas loop.
Perhatian khusus harus diambil untuk mengurangi jumlah pesan kontrol.
2.2.4 Faktor-faktor Performa Protokol Routing
Berikut merupakan faktor-faktor penentu dari performa protokol routing menurut beberapa ahli:
1. Packet Delivery Ratio
Total paket yang diterima berbanding total paket yang dikirim. Rasio dari angka paket data yang berhasil terkirim ke tujuan yang di-generate oleh sumber CBR (Constant Bit Rate). Rasio paket yang dikirim menjelaskan tingkat kehilangan (loss rate). Itu menunjukkan kelengkapan dan akurasi dari protokol routing.
(Sachan P. & Khilar, P. M., 2011)
2. Normalized Control Packet Overhead
Jumlah dari paket routing yang ditransmisikan per data paket yang terkirim ke tujuan. Setiap pengiriman melalui 1 hop oleh protokol routing dihitung sebagai 1 paket routing. Overhead meningkat seiring dengan meningkatnya pergerakan semenjak kecepatan node bertambah menyebabkan lebih banyak kegagalan link yang berakibat pada lebih banyak penemuan rute sehingga meningkatkan overhead paket routing. (Sachan P. & Khilar, P. M., 2011)
3. Throughput
Throughput atau throughput jaringan adalah nilai rata-rata pada pengiriman pesan yang sukses melalui sebuah kanal komunikasi. Data ini dapat dikirim melalui sebuah link physical maupun logical, atau lewat melalui sebuah network node tertentu. Throughput biasanya diukur dalam bit per detik (bit/s atau bps), dan terkadang dalam paket data per detik atau paket data per satuan waktu. Semakin tinggi nilai throughput, maka jaringan memiliki performa yang lebih baik. (Sudha, M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)
4. Average Delay
Average delay dapat didefinisikan sebagai rata-rata waktu antara pada saat sebuah paket data dikirim oleh sumber data dan pada saat paket data diterima oleh penerima data. (Sudha, M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)
5. Packet Loss
Packet loss terjadi ketika satu paket data atau lebih yang melintasi sebuah jaringan komputer gagal mencapai tujuannya. Packet loss dibedakan sebagai salah satu dari tiga tipe error yang dihadapi dalam komunikasi digital; dua yang lain adalah bit error dan paket yang bersifat seperti tiruan oleh karena noise. Pecahan dari paket yang hilang bertambah sebagaimana intensitas lalu lintas jaringan bertambah.
(Sudha, M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)
2.2.5 Simulasi Jaringan
Menurut Teerawat dan Hossain (2009, p. 7), sebuah simulasi dapat dianggap sebagai suatu proses aliran entities (entitas) jaringan (contoh: node, paket). Ketika entitas-entitas tersebut bergerak melalui sistem, mereka berinteraksi dengan entitas lain, bergabung dalam kegiatan tertentu, memicu peristiwa, menyebabkan beberapa perubahan keadaan pada sistem, dan meninggalkan proses. Dari waktu ke waktu, mereka bersaing atau menunggu untuk beberapa jenis sumber daya. Ini berarti bahwa harus ada urutan eksekusi logis untuk menyebabkan semua tindakan ini terjadi dengan cara yang dapat dipahami dan dikelola. Sebuah urutan eksekusi memainkan peran penting dalam mengawasi simulasi dan kadang-kadang digunakan untuk mencirikan jenis simulasi.
Dalam komunikasi dan penelitian jaringan komputer, simulasi jaringan adalah sebuah teknik di mana sebuah program memeragakan perilaku jaringan baik dengan menghitung interaksi antara entitas jaringan yang berbeda (host/router, link data, paket, dll) dengan menggunakan rumus matematika, atau sebenarnya menangkap dan memutar kembali pengamatan dari produksi jaringan.
Keuntungan utama dari simulasi jaringan adalah simulasi yang dilakukan tidak menyebabkan permasalahan atau bahkan membahayakan pada jaringan yang sesungguhnya atau setidaknya membutuhkan inisialisasi baru pada model element dan traffic. Oleh karena itu perilaku jaringan dan berbagai aplikasi dan layanan yang mendukung dapat diamati secara leluasa di laboratorium penguji; berbagai atribut lingkungan juga dapat dimodifikasi dengan cara yang terkontrol untuk menilai bagaimana jaringan akan berperilaku di bawah kondisi yang berbeda. (Braun and Staub, 2008, p. 186)
2.2.5.1 Faktor-faktor Simulasi
Menurut Teerawat dan Hossain (2009, p. 7), komponen struktural simulasi terdiri dari:
1. Entities
Entitas adalah objek yang berinteraksi dengan satu sama lain dalam sebuah program simulasi untuk menyebabkan beberapa perubahan pada keadaan dari sistem. Dalam konteks jaringan komputer, entitas mungkin termasuk node komputer, paket, aliran paket, atau objek non-fisik seperti jam simulasi.
Untuk membedakan entitas yang berbeda, atribut yang unik ditugaskan
untuk masing-masing entitas. Sebagai contoh, sebuah entitas paket mungkin memiliki atribut seperti panjang paket, nomor urut, prioritas, dan header.
2. Resources
Sumber daya merupakan bagian dari sistem yang kompleks. Secara umum, persediaan sumber daya yang terbatas harus dibagi di antara kumpulan entitas tertentu. Hal ini biasanya terjadi untuk jaringan komputer, dimana bandwidth, air time, jumlah server, misalnya, mewakili sumber daya jaringan yang harus dibagi di antara entitas jaringan.
3. Activities and Events
Dari waktu ke waktu, entitas terlibat dalam beberapa kegiatan. Keterlibatan akan hal ini menciptakan peristiwa dan memicu perubahan dalam keadaan sistem. Contoh umum kegiatan meliputi delay dan queueing. Ketika komputer membutuhkan untuk mengirimkan paket tetapi menemukan medium sibuk, maka harus menunggu sampai medium bebas. Dalam hal ini, paket yang akan dikirim melalui udara tapi medium sibuk, paket dikatakan terlibat dalam aktivitas menunggu.
4. Scheduler
Scheduler memelihara daftar kejadian dan waktu eksekusi mereka. Selama simulasi, scheduler menjalankan jam simulasi menciptakan peristiwa, dan mengeksekusi mereka.
5. Global Varieties
Dalam simulasi, variabel global dapat diakses oleh fungsi atau entitas apa saja dalam sistem, dan pada dasarnya melacak beberapa nilai umum simulasi tersebut. Dalam konteks jaringan komputer, variabel seperti itu mungkin
mewakili, misalnya, panjang dari antrian paket dalam jaringan server tunggal, total sibuk air time dari jaringan nirkabel, atau jumlah paket yang ditransmisikan.
6. Random Number Generator
Sebuah Random Number Generator (RNG) diperlukan untuk memperkenalkan keacakan dalam model simulasi. Nomor acak dihasilkan oleh mengambil nomor secara berurutan dari urutan deterministik nomor psudo-random, namun nomor diambil dari urutan ini secara acak. Dalam kebanyakan kasus, urutan psudo-random telah ditetapkan dan digunakan oleh semua RNG. Dalam pelaksanaannya, RNG diinisialisasi dengan seed.
Seed mengidentifikasi lokasi awal dalam urutan psudo-random, di mana sebuah RNG mulai memilih angka. Simulasi berbeda diinisialisasi dengan seed yang berbeda sehingga menghasilkan hasil yang berbeda (tapi secara statistik identik). Dalam simulasi jaringan komputer, misalnya, proses kedatangan paket, proses menunggu, dan proses layanan biasanya dimodelkan sebagai proses acak. Sebuah proses acak dinyatakan oleh urutan variabel acak. Proses acak ini biasanya dilaksanakan dengan bantuan dari suatu RNG.
7. Statistics Gatherer
Tanggung jawab utama dari seorang pengumpul statistik adalah untuk mengumpulkan data yang dihasilkan oleh simulasi sehingga kesimpulan yang berarti dapat ditarik dari data tersebut.
2.2.5 Simulator Jaringan
Sebuah simulator jaringan adalah sebuah program perangkat lunak yang meniru kerja jaringan komputer. Dalam simulator, jaringan komputer biasanya dimodelkan dengan perangkat, lalu lintas dll dan kinerjanya dianalisa. Umumnya, pengguna dapat menyesuaikan simulator untuk memenuhi kebutuhan spesifik analisa mereka. Simulator biasanya datang dengan dukungan protokol paling populer yang digunakan saat ini, seperti WLAN, Wi-Max, UDP, dan TCP.
2.2.5.1 NS-3
Simulator NS-3 adalah sebuah network simulator peristiwa yang memiliki ciri tersendiri yang ditargetkan secara utama untuk tujuan riset dan pendidikan. Proyek NS-3, dimulai pada tahun 2006, adalah sebuah proyek open source yang diatur oleh komunitas peneliti dan pengembang. NS-3 bukan extention dari NS-2, melainkan sebuah simulator yang baru. Kedua simulator ditulis menggunakan bahasa pemrograman C++, tetapi NS-3 tidak menyokong API milik NS-2. NS-3 membolehkan peneliti untuk mempelajari protokol-protokol Internet dan sistem berskala besar dalam lingkungan yang terkontrol.
NS-3 merupakan sebuah simulator jaringan yang sering digunakan untuk simulasi protokol routing diantara yang simulator lainnya, dan juga sering digunakan untuk riset mengenai ad-hoc networking, dan mendukung protokol jaringan yang populer, serta menyediakan hasil simulasi untuk jaringan kabel maupun nirkabel. NS-3 juga cukup populer di kalangan peneliti karena berbasis open source serta menyediakan dokumentasi
penelitian dari penelitian sebelumnya secara online pada website pengembang NS-3.
Fitur-fitur NS-3, antara lain:
1. Ditulis dalam C++ dengan antarmuka Python (opsional);
2. Sistem atribut NS-3 terdokumentasi dengan baik. Setiap objek NS-3 memiliki seperangkat atribut (name, type, initial value);
3. NS-3 selaras dengan sistem nyata. Model node yang lebih seperti komputer nyata. Dukungan utama antarmuka seperti soket API dan IP atau perangkat driver antarmuka (di Linux);
4. NS-3 telah meng-update model-model (memuat campuran model baru dan ported model);
5. Terintegrasi dengan software/tools lain seperti Wireshark untuk melihat trace output;
Gambar 2.24 Tampilan Wireshark
6. NS-3 mengembangkan 2 mode integrasi dengan sistem nyata:
a. Mesin virtual yang berjalan di atas perangkat dan channel NS-3
Gambar 2.25 Ilustrasi NS-3 I
b. NS-3 berjalan dalam mode emulasi dan mengeluarkan mengkonsumsi paket melalui perangkat nyata
Gambar 2.26 Ilustrasi NS-3 II
Istilah yang biasa terdapat pada networking, namun memiliki arti yang spesifik pada NS-3, antara lain:
1. Node
Dalam jargon internet, perangkat komputer yang terhubung ke jaringan disebut host atau terkadang end-system. Dalam NS-3 abstraksi perangkat komputasi dasar atau komputer disebut node. Abstraksi ini diwakili dalam C++ oleh kelas Node. Kelas Node menyediakan metode untuk mengelola representasi perangkat komputasi di simulasi.
2. Application
Dalam NS-3 abstraksi dasar untuk program pengguna yang menghasilkan beberapa kegiatan yang akan disimulasikan adalah aplikasi. Abstraksi ini diwakili dalam C++ oleh kelas Application. Kelas Application menyediakan metode untuk mengelola representasi versi NS-3 pada aplikasi-aplikasi level user dalam simulasi. Pengembang diharapkan untuk mengkhususkan kelas Application dalam pengertian pemrograman berorientasi obyek untuk membuat aplikasi baru.
3. Channel
Seringkali media dimana aliran data dalam jaringan disebut channel. Dalam dunia simulasi NS-3, seseorang menghubungkan sebuah Node ke objek yang mewakili sebuah saluran komunikasi. Di NS-3 abstraksi komunikasi dasar subnetwork disebut channel dan diwakili di C++
oleh kelas Channel.
4. Net Device
Untuk terhubung dengan jaringan, komputer harus memiliki perangkat keras yang disebut dengan peripheral card. Peripheral card tersebut diimplementasikan beberapa fungsi jaringan, sehingga disebut Network
Interface Cards (NICs). NIC tidak akan berfungsi tanpa sebuah software driver untuk mengontrol perangkat keras tersebut. Pada Unix (atau Linux), sebuah peripheral hardware disebut sebagai device. Device dikontrol menggunakan device driver, dan NIC dikontrol menggunakan network device driver yang disebut dengan net device. Di NS-3 net device meliputi baik software driver dan simulasi hardware. Sebuah net device 'di-instalasi' pada sebuah Node agar memungkinkan Node untuk berkomunikasi dengan Node lainnya dengan simulasi melalui Channels. Abstraksi net device direpresentasikan dengan C++ oleh kelas NetDevice. Kelas NetDevice menyediakan metode untuk mengatur koneksi ke objek Node dan Channel.
5. Topology Helpers
Dalam sebuah jaringan simulasi besar akan diperlukan banyak koneksi untuk mengatur antara Node, NetDevice serta Channel. NS-3 menyediakan apa yang disebut objek Topology Helpers untuk mengatur simulasi–simulasi jaringan semudah mungkin.
