i
DESTINATION SEQUENCE DISTANCE VECTOR (DSDV)
DENGAN AD HOC ON DEMAND DISTANCE VECTOR (AODV)
PADA MOBILE AD HOC NETWORK
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Oleh :
Yohanes Christian Ajie W
NIM : 075314031
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
COMPARATIVE ANALYSIS PERFORMANCE PROTOCOL
DESTINATION SEQUENCE DISTANCE VECTOR (DSDV)
WITH AD HOC ON DEMAND DISTANCE VECTOR (AODV)
IN MOBILE AD HOC NETWORK
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements to Obtain The Sarjana Komputer Degree
in Informatics Engineering Study Program
By :
Yohanes Christian Ajie W
NIM : 075314031
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM
INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
vii ABSTRAK
MANET (mobile ad hoc network) merupakan sebuah jaringan wireless yang tidak membutuhkan infrastruktur dalam pembentukannya. Jaringan MANET bersifat dinamis dan spontan. Jaringan ini memiliki beberapa kategori, yaitu proactive routing protocol, reactive routing protocol, dan hybrid routing protocol. Protokol DSDV termasuk dalam golongan proactive routing protocol, node akan memperbaharui routing table yang dimilikinya secara periodik. Sedangkan protokol AODV merupakan reactive routing protocol, proses pencarian rute hanya akan dilakukan ketika dibutuhkan komunikasi antara node sumber dengan node tujuan.
Penulis menguji kinerja dari protokol DSDV dan AODV dengan menggunakan simulator Network Simulator 2. Parameter yang akan diukur adalah rata-rata delay jaringan, rata-rata throughput jaringan, dan packet delivery ratio berbanding dengan penambahan jumlah node dan jumlah koneksi. Parameter jaringan bersifat konstan dan akan digunakan terus pada setiap pengujian, sementara parameter yang berubah seperti jumlah node dan jumlah koneksi akan dibentuk secara random.
Pada umumnya, kinerja protokol DSDV memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan protokol AODV dilihat dari hasil penghitungan rata-rata delay jaringan, rata-rata throughput jaringan, dan packet delivery ratio. Hal ini terjadi karena pada protokol AODV harus melakukan proses pencarian route setiap terdapat permintaan pengiriman data, hal ini tidak terjadi pada protokol DSDV. Berdasar pengujian dan analisa, protokol DSDV memiliki kemampuan mentransmisikan data yang lebih baik dibanding protokol AODV.
viii ABSTRACT
MANET (mobile ad hoc network) is a wireless network that does not require the creation of infrastructure. MANET networks are dynamic and spontaneous. This network has several categories, namely proactive routing protocols, reactive routing protocol and hybrid routing protocols. DSDV protocol included in the class proactive routing protocol, where the node will update routing table periodically. AODV protocol is a reactive routing protocol, search path only be conducted when required communication between the source node to the destination node.
Authors tested the performance of DSDV and AODV protocol by using simulator Network Simulator 2. Parameters to be measured is the average of network delay, average of network throughput and packet delivery ratio compared with the addition of the number of nodes and the number of connections. Network parameters are constant and will continue to be used in each test, while changing parameters such as the number of nodes and the number of connections will be set up at random.
In general, the performance of DSDV protocol has better than AODV protocol from the results of calculation of the average network delay, average network throughput and packet delivery ratio. This happens because the AODV protocol must perform search path process every time there is request data transmission, this does not happen on DSDV protocol. Based on the testing and analysis, DSDV protocol has ability to transmit data better than AODV protocol.
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang
telah melimpahkan berkat dan rahmatNya, sehingga penulis skripsi dengan judul
“Analisis Perbandingan Kinerja Protokol Destination Sequence Distance
Vector (DSDV) dengan Ad Hoc on Demand Distance Vector (AODV) pada
Mobile Ad Hoc Network” ini dapat diselesaikan dengan baik oleh penulis.
Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
komputer di Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Selama penulisan skripsi ini, banyak pihak yang telah membantu dan
membimbing penulis. Oleh sebab itu melalui kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih atas selesainya penyusunan skripsi ini, kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah memberikan berkatnya sehingga penulis
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.
2. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi.
3. Ibu Ridowati Gunawan S.Kom., M.T. selaku Kaprodi Teknik Informatika dan
dosen pembimbing akademik.
4. Bapak H. Agung Hernawan, S.T., M.kom. selaku dosen pembimbing yang
telah bersedia memberi saran, kritik, meluangkan waktu, tenaga dan pikiran
untuk membimbing dan mengarahkan penulis.
5. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T. dan bapak St. Yudianto Asmoro, S.T.,
xi
MOTTO
"Tidak ada yang mudah di dunia ini,
namun tidak ada yang tidak mungkin"
xii DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA ... v
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
MOTTO ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1 Latar Belakang ... 1
I.2 Rumusan Masalah ... 4
I.3 Tujuan ... 4
I.4 Batasan Masalah ... 5
I.5 Metodologi Penelitian ... 5
xiii
BAB II LANDASAN TEORI ... 8
II.1 Mobile Ad Hoc Network (MANET) ... 8
II.2 Aplikasi Jaringan Ad Hoc... 8
II.3 IEEE 802.11 Wireless LAN Standard ... 9
II.4 Ad Hoc Routing Protocol ... 10
II.4.1. Destination Sequence Distance Vector (DSDV) ... 11
II.4.2. Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV) ... 14
II.5 Internet Protocol (IP) ... 16
II.6 Transmission Control Protocol (TCP) ... 18
II.7 User Datagram Protocol (UDP) ... 20
II.8 Network Simulator (NS) ... 21
II.8.1. Arsitektur Dasar ... 22
II.8.2. Fungsi NS ... 25
II.9 Parameter Kinerja... 25
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ... 28
III.1. Parameter Simulasi ... 28
III.2. Skenario Simulasi ... 33
III.3 Parameter Kinerja... 35
III.4. Topologi Jaringan... 35
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 38
xiv
IV.2. Throughput Jaringan ... 44
IV.3. Packet Delivery Ratio Jaringan ... 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 52
V.1. Kesimpulan ... 52
V.2. Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 IEEE 802.11 layer model ... 9
Gambar 2.2 Kategori Ad Hoc Routing Protocol ... 10
Gambar 2.3 Mekanisme Penemuan RuteDSDV ... 12
Gambar 2.4 Mekanisme Penemuan RuteAODV ... 15
Gambar 2.5 Mekanisme Data (Route Update) dan Route Error ... 16
Gambar 2.6 Datagram IP... 17
Gambar 2.7 Format header TCP ... 19
Gambar 2.8 Format header UDP ... 21
Gambar 2.9 Arsitekstur Dasar NS ... 22
Gambar 2.10 Nam Console ... 23
Gambar 2.11 NAM tool Description ... 24
Gambar 2.12 Xgraph ... 24
Gambar 3.1 Skenario simulasi ... 34
Gambar 3.2 Posisi node awal. ... 36
Gambar 3.3 Posisi node mengalami perubahan. ... 36
Gambar 3.4 Terjadi koneksi UDP antara node 1 dengan node 5 ... 37
xvi
Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delay
pada saat terdapat 3 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 41
Gambar 4.3 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delay pada
saat terdapat 5 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 41
Gambar 4.4 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 10 node pada protokol AODV dan DSDV ... 42
Gambar 4.5 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 25 node pada protokol AODV dan DSDV ... 42
Gambar 4.6 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 80 node pada protokol AODV dan DSDV ... 43
Gambar 4.7 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap throughput
pada saat terdapat 1 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 45
Gambar 4.8 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap throughput
pada saat terdapat 3 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 46
Gambar 4.9 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap throughput
pada saat terdapat 5 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 46
Gambar 4.10 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap throughput
pada saat terdapat 10 node pada protokol AODV dan DSDV ... 47
Gambar 4.11 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap throughput
pada saat terdapat 25 node pada protokol AODV dan DSDV ... 47
Gambar 4.12 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap throughput
xvii
Gambar 4.13 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap PDR pada
saat terdapat 1, 3 dan 5 koneksi pada protokol AODV dan DSDV ... 50
Gambar 4.14 Grafik pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap PDR pada
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Susunan Type of Service ... 17
Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasar nilai delay ... 26
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasar nilai packetloss ... 27
Tabel 3.1 Parameter-parameter jaringan AODV ... 28
Tabel 3.2 Parameter-parameter jaringan DSDV ... 28
Tabel 3.3 Wireless trace file... 30
Tabel 3.4 IP dan CBR trace format ... 31
Tabel 4.1 Perbandingan rata-rata delay jaringan pada protokol AODV dan DSDV... 40
Tabel 4.2 Perbandingan rata-rata throughput jaringan pada protokol AODV dan DSDV ... 44
1 BABI
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Jaringan komputer telah mengalami perubahan teknologi dari
menggunakan kabel untuk menghubungkan komputer ke komputer lain
menjadi wireless atau tanpa kabel. Dalam perkembangan zaman peminat
pengguna wireless berkembang secara pesat, hal ini tidak luput oleh sifat
wireless yang menguntungkan bagi penggunanya. Keuntungan yang dapat
diperoleh dari wireless adalah sifat mobilitasnya yang tinggi dan tidak
tergantung pada kabel dan koneksi tetap.
Jaringan MANET (Mobile Ad Hoc Network) adalah jaringan
wireless multihop yang bersifat dinamis dan spontan. Di dalam jaringan ini
terdapat mobile host yang dapat bergerak kemanapun dengan kecepatan
tertentu. Topologi jaringan yang bersifat dinamis membuat jaringan ini tidak
dapat diramalkan. Jaringan ini bersifat sementara sehingga dapat
diaplikasikan di manapun tanpa perlu adanya infrastruktur [1].
Jaringan ad hoc memiliki keunggulan dibandingkan jaringan lain
misalnya saja, tidak memerlukan dukungan backbone infrastruktur, node
yang bergerak dapat mengakses informasi secara real time ketika
berhubungan, fleksibel terhadap suatu keperluan tertentu, dan dapat
direkonfigurasi dalam beragam topologi.
Untuk saling dapat berkomunikasi dalam suatu jaringan diperlukan
suatu aturan yang mengatur komunikasi tersebut. Aturan yang dimaksud di
sini adalah protokol. Pada jaringan ad hoc tiap-tiap node berkomunikasi
dengan menggunakan protokol routing khusus. Protokol ini mengatur
paket-paket data agar diterima oleh tujuan dengan cepat dan tepat sesuai dengan
jaringan ad hoc. Adapun protokol yang digunakan pada jaringan ad hoc
adalah Destination Sequenced Distance Vector (DSDV), Cluster Switch
Gateway Routing (CSGR), Wireless Routing Protocol (WRP), Optimized
Demand Distance Vector (AODV), Temporally Ordered Routing Algorithm
(TORA), Associativy Based Routing (ABR), dan Signal Stability Routing
(SSR).
Salah satu permasalahan yang sering mucul saat bicara tentang
jaringan khususnya MANET (Mobile Ad Hoc Network) adalah
permasalahan routing. Routing sendiri merupakan proses untuk memilih
rute jaringan pada saat mengirimkan sebuah paket jaringan. Proses ini
merupakan hal yang penting karena langsung berhubungan dengan
kecepatan transfer paket pada jaringan. Bisa saja sebuah paket dikirim
melalui rute yang lebih jauh, pemilihan rute yang salah ini yang akan
memperlama waktu pengiriman paket.
Jaringan wireless memiliki keterbatasan jangkauan transmisi
sehingga membutuhkan proses routing untuk mengirim paket pada jaringan.
Proses pengiriman paket pada jaringan wireless khususnya MANET
(Mobile Ad Hoc Network) sendiri mengalami permasalahan pada routing.
Pada routing protocol konvensional tidak dirancang untuk topologi yang
dinamis sehingga permasalahan routing pada jaringan MANET (Mobile Ad
Hoc Network) memunculkan berbagai macam jenis routing protocol yang
mampu mengatasi hal tersebut. Protokol Destination Sequence Distance
Vector (DSDV) dan Ad Hoc on Demand Distance Vector (AODV)
merupakan routing protocol yang sering digunakan. Kedua protocol
routing ini memiliki mekanisme routing yang berbeda sehingga diperlukan
penelitian untuk mengetahui perbandingan kinerja routing protocol
Destination Sequence Distance Vector (DSDV) dan Ad Hoc on Demand
Distance Vector (AODV).
Destination Sequence Distance Vector (DSDV) merupakan
algoritma routing protocol ad hoc proaktif yang didasari pada penentuan
route Bellman–Ford berdasarkan nilai pembobotan setiap link. Setiap node
akan memelihara tabel routing ke node tetangganya yang berisi tentang :
mencapai tujuan, serta sequenced number. Proses update routing pada
protokol ini dilakukan secara periodik [2].
Ad Hoc on Demand Distance Vector (AODV) merupakan
algoritma routing protocol ad hoc reaktif dimana ketika suatu route
dibutuhkan oleh suatu node, maka node tersebut akan menyebarkan pesan
route request ke semua link. Respon dari pesan tersebut kemudian dikirim
balik oleh node penerima atau intermediate node yang berisi route baru
untuk ke node tujuan [3].
Adapun penelitian yang sudah dilakukan mengenai topik ini, antara
lain Reinaldo Aditya Wiratama mahasiswa Teknik Elektro Unika Atma Jaya
pada tahun 2007 [4]. Judul penelitiannya adalah Kinerja Protokol Routing
Ad Hoc on Demand Distance Vector (AODV) pada MANET (Mobile Ad
Hoc Network). Kesimpulan penelitian tersebut menunjukkan bahwa
penambahan koneksi memiliki pengaruh yang lebih besar dibandingkan
dengan penambahan jumlah node pada protokol AODV. Selain itu Januar
Pratama mahasiswa Teknik Elektro Unika Atma Jaya pada tahun 2007 juga
pernah melakukan penelitian dengan topik yang sama [2]. Judul
penelitiannya adalah Kinerja Protokol Routing Destination Sequence
Distance Vector (DSDV) pada MANET (Mobile Ad Hoc Network). Hasil
penelitian tersebut menunjukan jumlah node maupun jumlah koneksi
berpengaruh terhadap kinerja jaringan protokol DSDV. Oleh karena itu,
penulis tertarik untuk membandingkan kinerja dari protokol DSDV dan
AODV dengan menambahkan parameter berupa number of hop.
Pengukuran kinerja protokol DSDV dan AODV menggunakan NS
(Network Simulator). Network Simulator (NS) adalah sebuah even-driven
simulator yang didesain secara spesifik untuk penelitian dalam bidang
jaringan komunikasi komputer. NS bersifat open-source di bawah GPL
(Gnu Public License) sehingga pengembangannya lebih dinamis [5].
Trafik yang diamati menggunakan protokol UDP (User Datagram
Protocol). UDP adalah paket yang bersifat connectionless. Artinya suatu
membuat suatu koneksi sehingga dalam perjalanan ke tujuan, paket dapat
hilang karena tidak ada koneksi langsung antara kedua host. Jadi UDP
sifatnya tidak reliabel, tetapi UDP lebih cepat dari pada TCP karena tidak
membutuhkan koneksi langsung.
Parameter yang dijadikan bahan pertimbangan adalah average
delay jaringan, average throughput jaringan, dan packet delivery ratio
(PDR). Jaringan ad hoc tidak dapat diramalkan sehingga penelitian ini
memperlihatkan perbandingan parameter tersebut pada protokol DSDV dan
AODV berdasarkan jumlah koneksi dan tingkat kepadatan jaringan. Semua
hasil perhitungan penelitian juga akan dikelompokkan berdasarkan jumlah
lompatan yang dilalui saat proses routing atau sering disebut dengan
number of hop.
I.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah, maka rumusan masalah yang didapat
adalah sebagai berikut:
Bagaimana perbandingan kinerja jaringan pada protokol DSDV
dan AODV pada MANET di lingkungan NS 2 setelah dipengaruhi oleh
penambahan jumlah koneksi dan tingkat kepadatan jaringan?
I.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memberikan hasil perbandingan kinerja jaringan pada protokol DSDV
dan AODV dengan menggunakan program Network Simulator 2 (NS
2).
I.4 Batasan Masalah
Batasan masalah yang ada pada penelitian ini adalah :
1. Simulasi menggunakan perangkat lunak Network Simulator (NS 2)
2. Protokol yang digunakan pada penelitian ini adalah DSDV dan
AODV.
3. Jumlah koneksi yang terjadi 1, 3, dan 5 koneksi UDP.
4. Ukuran paket yang dikirimkan 512 bytes.
5. Terdapat 3 tingkatan kepadatan jaringan: rendah, sedang dan padat.
Rendah dengan 10 node, sedang dengan 25 node, padat dengan 80
node.
6. Trafik yang digunakan dalam penelitian menggunakan protokol UDP
(User Datagram Protocol) dan layer aplikasi yang digunakan adalah
CBR (Constant Bit Rate).
7. Luas jaringan tidak berubah pada setiap penjumlahan koneksi dan
perubahan tingkat kepadatan jaringan.
8. Parameter kinerja yang digunakan adalah average delay jaringan,
average throughput jaringan dan packet delivery ratio (PDR).
I.5 Metodologi Penelitian
Adapun metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam
pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Studi literatur mengenai :
Mengumpulkan referensi dan mempelajari teori yang mendukung
penelitian ini, yaitu :
a. Teori Network Simulator 2.
b. Teori MANET
c. Teori protokol DSDV dan AODV
d. Teori User Datagram Protocol.
2. Perencanaan dan pembangunan simulasi.
Pada tahapan ini penulis menentukan protokol routing yang
digunakan dalam penelitian ini. Tahap ini juga digunakan penulis
untuk menentukan parameter simulasi yang akan digunakan, misalnya
saja jumlah node, besar luasan jaringan, jumlah koneksi, jenis antrian
dan lain sebagainya.
Selain itu pada tahapan ke dua adalah pembangunan simulasi
dengan menggunakan perangkat lunak Network Simulator (NS2).
Simulasi dilakukan dengan menjalankan script berekstensi “.tcl” yang
pada akhirnya menghasilkan keluaran berupa file trace berekstensi
“.tr” dan animasi ditampilkan dalam bentuk NAM.
3. Pengukuran data simulasi.
Pada tahap ini penulis memulai mengumpulkan data hasil pengukuran
pada saat simulasi. Penulis menggunakan script berekstensi “.awk”
yang dieksekusikan pada file trace untuk menghitung parameter yang
telah ditetapkan yaitu average delay jaringan, average throughput
jaringan, dan packet delivery ratio (PDR).
4. Analisis data dan pembahasan.
Pada tahap ini penulis melakukan analisa dari data yang telah
dikumpulkan pada tahap sebelumnya. Analisa dengan cara mengamati
hasil data dari parameter simulasi yang telah ditentukan. Oleh karena
itu, hasil analisa dapat menghasilkan kesimpulan tentang performansi
kedua protokol routing tersebut.
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan tugas
akhir adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian,
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori mengenai : MANET, Aplikasi Jaringan Ad Hoc,
IEEE 802.11 Wireless LAN Standard, Ad Hoc Routing Protocol,
Destination Sequence Distance Vector (DSDV), Ad Hoc on Demand
Distance Vector (AODV), Internet Protocol, TCP, UDP dan Network
Simulator2 (NS 2).
BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN SISTEM
Bab ini berisi tentang perencanaan dan pembuatan sistem, seperti :
pemodelan topologi simulasi, pembuatan simulasi dan pengambilan data
unjuk kerja dari sistem.
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan tentang analisa dari data unjuk kerja dari sistem yang
dirancang, yaitu : average delay jaringan, average throughput jaringan dan
packet delivery ratio jaringan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh berdasarkan analisis
terhadap simulasi yang dibuat dan saran-saran bagi pengembangan
8 BAB II
LANDASAN TEORI
II.1 Mobile Ad Hoc Network (MANET)
MANET adalah sebuah jaringan wireless yang memiliki sifat
dinamis dan juga spontan. Setiap mobile host dalam MANET bebas untuk
bergerak ke segala arah. Di dalam jaringan MANET terdapat dua node
(mobile host) atau lebih yang dapat berkomunikasi dengan node lainnya
namun masih berada dalam jangkauan node tersebut. Selain itu, node juga
dapat berfungsi sebagai penghubung antara node satu dengan node yang
lainnya [6].
Jaringan MANET melakukan komunikasi secara peer to peer
menggunakan routing dengan cara multihop. Informasi yang akan
dikirimkan disimpan terlebih dahulu dan diteruskan ke node tujuan melalui
perantara. Beberapa karakteristik dari jaringan ini adalah topologi yang
dinamis artinya setiap node dapat bergerak bebas dan tidak dapat diprediksi,
scalability artinya MANET bersifat tidak tetap atau jumlah node berbeda di
tiap daerah dan juga memiliki tingkat keamanan fisik yang terbatas jika
dibandingkan dengan jaringan kabel.
II.2 Aplikasi Jaringan Ad Hoc
Karakteristik jaringan ad hoc yang dinamis membuat jaringan ini
dapat diaplikasikan di berbagai tempat. Selain itu tidak diperlukan adanya
infrastruktur, membuat jaringan ini dapat dibentuk dalam situasi apapun.
Beberapa contoh aplikasi jaringan ad hoc adalah untuk operasi militer,
keperluan komersial, dan untuk membuat personal area network [6].
Pada operasi militer, jaringan ad hoc digunakan untuk
mempermudah akses informasi antar personil militer. Jaringan ini juga
dapat digunakan pada situasi yang sifatnya darurat misalnya banjir atau
musik. Untuk jarak yang pendek atau kurang dari 10 meter komunikasi
secara ad hoc dapat terjalin pada berbagai macam perangkat seperti telepon
seluler dan laptop.
II.3 IEEE 802.11 Wireless LAN Standard
IEEE 802.11 merupakan standar yang digunakan dalam
komunikasi wireless. IEEE 802.11 mempunyai frekuensi kerja pada 2.4
GHz, data rate maksimum 11 Mbits/s. 802.11 bisa digunakan pada
konfigurasi point-to-multipoint. Salah satu kekurangan wireless LAN adalah
tidak mempunyai kemampuan untuk sensing ketika sedang mengirim data
sehingga kemungkinan untuk terjadi collision atau tabrakan sangat besar.
Dari Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa layer 2 pada IEEE 802.11
dibagi menjadi 2 bagian yang saling berkaitan satu sama lain yaitu MAC
(Media Access Control) dan LLC (Link Layer Control). Kedua bagian ini
menjalankan fungsi layer 2 yaitu melakukan proses error control dan flow
control. Model layer pada IEEE 802.11 dapat dilihat pada gambar 2.1.
II.4 Ad Hoc Routing Protocol
Jaringan mobile ad hoc merupakan suatu jaringan wireless yang
memiliki karakteristik yang dinamis. Node dalam jaringan tersebut dapat
saling berkomunikasi satu sama lain, dikarenakan masing-masing node
memiliki kemampuan routing sehingga dapat mengirim data ke tujuan
melalui node lain. Dengan demikian masing-masing node bertindak sebagai
router. Oleh karena setiap node bertindak sebagai router maka diperlukan
suatu protokol untuk keperluan routing.
Kualitas dasar protokol routing pada jaringan ad hoc adalah bahwa
protokol tersebut harus mampu beradaptasi secara dinamis terhadap
perubahan topologi jaringan. Hal ini diimplementasikan dengan terknik
perencanaan untuk menelusuri perubahan topologi jaringan dan menemukan
rute yang baru ketika rute yang lama telah expired atau hilang.
Berdasarkan konsep routing dan beberapa pertimbangan untuk
kondisi jaringan ad hoc maka protokol routing pada jaringan ini dibagi
menjadi tiga kategori yaitu [7] :
1. Table Driven Routing Protocol (Proactive Routing Protocol)
2. On Demand Routing Protocol (Reactive Routing Protocol)
3. Hybrid Routing Protocol
Pada table driven routing protocol (proactive routing protocol),
masing-masing node akan memiliki routing table yang lengkap dalam artian
sebuah node akan mengetahui semua rute ke node lain yang berada dalam
jaringan tersebut. Setiap node akan memperbaharui routing table yang
dimilikinya secara periodik sehingga perubahan topologi jaringan dapat
diketahui setiap interval waktu tersebut.
Pada on demand routing protocol (reactive routing protocol),
proses pencarian rute hanya akan dilakukan ketika dibutuhkan komunikasi
antara node sumber dengan node tujuan. Jadi routing table yang dimiliki
oleh sebuah node berisi mengenai informasi rute menuju node tujuan saja.
II.4.1 Destination Sequence Distance Vector (DSDV)
Destination Sequence Distance Vector termasuk dalam kategori
table driven routing protocol dalam jaringan mobile ad hoc. DSDV
menggunakan metode routing distance vector yang dilengkapi dengan
adanya sequence number. Dengan metode distance vector, memungkinkan
setiap node dalam jaringan untuk dapat bertukar tabel routing melalui node
tetangganya, namun salah satu kekurangan dari metode ini adalah dapat
mengakibatkan terjadinya looping dalam jaringan sehingga digunakanlah
suatu sequenced number tertentu untuk mencegah terjadinya looping [2].
Dalam protokol routing DSDV, sequence number akan dihasilkan
oleh setiap node dalam jaringan tersebut. Sequence number akan
dihasilkan setiap kali akan mengirim pesan, dengan demikian maka
sequence number akan dihasilkan jika terjadi perubahan dalam jaringan.
Hal ini dapat disebabkan karena :
1. Update secara periodik oleh masing-masing node di mana setiap
node akan mengirimkan pesan secara periodik.
2. Jika terdapat triggered update seperti ada node datang atau pergi
sehingga node tetangga akan mengirimkan pesan ditandai dengan
Dengan metode routing DSDV, setiap node memelihara sebuah
tabel forwarding dan menyebarkan tabel routing pada node tetangganya.
Tabel routing tersebut memuat informasi sebagai berikut :
1. Alamat node tujuan (berupa MAC Address)
2. Jumlah hop yang diperlukan untuk mencapai node tujuan
3. Sequence number dari informasi yang diterima. Sequence number
tersebut berasal dari node tujuan.
Tabel routing akan diperbaharui secara periodik dengan tujuan
untuk menyesuaikan jika terjadi perubahan topologi jaringan (adanya node
yang bergerak atau berpindah tempat) dan untuk memelihara konsistensi
dari tabel routing yang sudah ada. Sequence number yang baru akan
dihasilkan oleh setiap node jika terjadi pembaharuan tabel routing.
Jika tabel routing sudah diperbaharui maka akan dipilih rute untuk
mencapai node tujuan dengan kriteria sebagai berikut :
1. Tabel routing dengan nilai sequence number yang terbaru akan
terpilih. Sequence number terbaru ditandai dengan nilai sequence
number yang lebih besar dari yang sebelumnya
2. Jika dihasilkan sequence number yang sama maka dilihat nilai
matriknya. Nilai matrik yang paling kecil yang akan dipilih.
Berikut ini representasi matematis dalam pemilihan rute untuk
mencapai node tujuan pada protokol routing DSDV :
• Ketika X menerima informasi dari Y tentang Z.
Gambar 2.3 Mekanisme Penemuan RuteDSDV
1. Sequence number untuk Z di X = S(X), untuk sequence
number di Y = S(Y).
Z Y
2. Jika S(X) > S(Y), maka X mengabaikan informasi routing
dari Y.
3. Jika S(X) = S(Y), dan metrik melalui Y lebih kecil dari X,
maka X menetapkan nilai Y sebagai hop selanjutnya
menuju Z.
4. Jika S(X) < S(Y), maka X menetapkan Y jadi hop
selanjutnya dan memperbarui sequence number yang lama.
Setiap node akan mempunyai sebuah forwarding table yang berisi
informasi pada table routing dan informasi lain seperti install time. Install
time akan berisi interval waktu yang diperlukan untuk mendapatkan tabel
routing dari node tujuan. Jika install time bernilai besar maka hal tersebut
mengindikasikan adanya link yang terputus antara node asal dan node
tujuan. Install time dijadikan dasar keputusan untuk menghapus rute
tertentu yang terputus dengan node asal. Dengan penggunaan DSDV maka
penghapusan suatu rute tersebut akan jarang sekali dilakukan namun
install time tetap digunakan untuk memonitor rute-rute yang terputus
dengan node asal dan mengambil langkah yang diperlukan bila hal tersebut
terjadi.
Link yang terputus akan ditandai dengan nilai matrik yang tak
berhingga dan node asal akan mengeluarkan sequence number ganjil untuk
node tujuan tersebut. Sequence number yang ganjil tersebut akan
disebarkan ke node-node lain sehingga semua node dalam jaringan
tersebut mengetahui bahwa ada link yang terputus untuk node tujuan
dengan sequenced number ganjil tersebut.
Looping dalam jaringan DSDV dapat dihindari dengan penggunaan
sequence number, di mana setiap node untuk setiap perubahan dalam
jaringan akan menghasilkan sequence number baru. Jadi node lain akan
mengetahui kejadian yang baru terjadi melalui nilai sequence number.
baru. Sequence number yang lebih kecil menandakan bahwa kejadian
tersebut sudah tidak up to date sehingga akan terganti.
II.4.2 Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV)
Ad Hoc on Demand Distance Vector adalah routing protocol yang
termasuk dalam klasifikasi reaktif routing protocol, yang hanya meminta
sebuah route saat dibutuhkan. AODV yang standar ini dikembangkan oleh
C. E. Perkins, E.M. Belding-Royer dan S. Das [3].
Ciri utama dari AODV adalah menjaga timer-based state pada
node sesuai dengan penggunaan tabel routing. Tabel routing akan
kadaluarsa jika jarang digunakan. AODV memiliki route discovery dan
route maintenance. Route Discovery berupa Route Request (RREQ) dan
Route Reply (RREP). Sedangkan Route Maintenance berupa data, Route
Update dan Route Error (RRER).
AODV memerlukan setiap node untuk menjaga tabel routing yang berisi field sebagai berikut [8]:
• Destination IP Address : berisi alamat Ip dari node tujuan yang
digunakan untuk menentukan rute.
• Destination Sequence Number : destination sequence number
bekerjasama untuk menentukan rute.
• Next Hop : ‘Lompatan’ (hop) berikutnya, bisa berupa tujuan atau
node tengah, field ini dirancang untuk meneruskan paket ke node
tujuan.
• Hop Count : jumlah hop dari alamat IP sumber sampai ke alamat IP
tujuan.
• Lifetime : waktu dalam milidetik yang digunakan untuk node
menerima RREP.
AODV mengadopsi mekanisme yang sangat berbeda untuk
menjaga informasi routing. AODV menggunakan tabel routing dengan
satu entry untuk setiap tujuan. Tanpa menggunakan routing sumber,
AODV mempercayakan pada tabel routing untuk menyebarkan Route
Reply (RREP) kembali ke sumber dan secara sekuensial akan
mengarahkan paket data menuju ke tujuan. AODV juga menggunakan
sequence number untuk menjaga setiap tujuan agar didapat informasi
routing yang terbaru dan untuk menghindari routing loops. Semua paket
yang diarahkan membawa sequence number ini.
Penemuan jalur (Path discovery) atau Route discovery diinisiasi
dengan menyebarkan Route Reply (RREP), seperti terlihat pada Gambar
2.3. Ketika RREP menjelajahi node, ia akan secara otomatis
mempersiapan path. Jika sebuah node menerima RREP, maka node
tersebut akan mengirimkan RREP lagi ke node atau destination sequence
number. Pada proses ini, node pertama kali akan mengecek destination
sequence number pada tabel routing, apakah lebih besar dari 1 (satu) pada
Route Request (RREQ), jika benar, maka node akan mengirim RREP.
Ketika RREP berjalan kembali menuju source melalui path yang telah
dipersiapkan, RREP akan mempersiapkan jalur kedepan dan meng-update
timeout.
Jika sebuah link ke hop berikutnya tidak dapat dideteksi dengan
metode penemuan rute, maka link tersebut akan diasumsikan putus dan
Route Error (RERR) akan disebarkan ke node tetangganya seperti terlihat
pada Gambar 2.4. Dengan demikian sebuah node bisa menghentikan
pengiriman data melalui rute ini atau meminta rute baru dengan
menyebarkan RREQ kembali.
Gambar 2.5 Mekanisme Data (Route Update) dan Route Error
II.5 Internet Protocol (IP)
IP adalah protokol lapisan jaringan atau protokol lapisan
internetwork yang digunakan oleh protokol TCP/IP untuk melakukan
pengalamatan dan routing paket data antar host-host di jaringan komputer
berbasis TCP/IP. Sebuah paket IP akan membawa data aktual yang
dikirimkan melalui jaringan dari satu titik ke titik lainnya. Metode yang
digunakan adalah connectionless yang berarti tidak perlu membuat dan
memelihara sebuah sesi koneksi. Selain itu, protokol ini juga tidak
menjamin penyampaian data, tapi hal ini diserahkan kepada protokol pada
Gambar 2.6 Datagram IP
1. Version (VER)
Menunjukkan versi IP.
2. IHL (Internet Header Length)
Digunakan untuk mengindikasikan ukuran header IP.
3. Type of Service
Field ini digunakan untuk menentukan kualitas transmisi dari sebuah
datagram IP.
Tabel 2.1 Susunan Type of Service
Bit ke 0-2 indikasi prioritas 000 = normal, 111 = prioritas tinggi
Bit ke 3 Indikasi delay 0 = normal,1 = low
Bit ke 4 Indikasi throughput 0 = normal,1 = high
Bit ke 5 Indikasi reliability 0 = normal,1 = high
Bit ke 6-7 Reserved 0
4. Total Length
Merupakan panjang total dari datagram IP, yang mencakup header IP
5. Identification
Digunakan untuk mengidentifikasikan sebuah paket IP tertentu yang
dikirimkan antara node sumber dan node tujuan.
6. Flags
Berisi dua buah flag yang berisi apakah sebuah datagram IP
mengalami fragmentasi atau tidak.
7. Fragmentation offset
Digunakan untuk mengidentifikasikan offset di mana fragmen yang
bersangkutan dimulai, dihitung dari permulaan muatan IP yang belum
dipecah.
8. Time to Live
Digunakan untuk mengidentifikasikan berapa banyak saluran jaringan
di mana sebuah datagram IP dapat berjalan-jalan sebelum sebuah
router mengabaikan datagram tersebut.
9. Protocol
Digunakan untuk mengidentifikasikan jenis protokol lapisan yang
lebih tinggi yang dikandung oleh muatan IP.
10.Header Checksum
Digunakan untuk proses error connection.
11.Source address
Menunjukkan alamat IP dari pengirim.
12.Destination address
Menunjukkan alamat IP dari penerima.
II.6 Transmission Control Protocol (TCP)
Transmission Control Protocol (TCP) merupakan protokol host to
host yang sangat reliable dalam jaringan komunikasi yang menggunakan
paket swicthing. TCP bertanggungjawab terhadap reliable, flow control dan
error correction. TCP adalah protokol yang bersifat connection-oriented.
dengan data yang dikirimkan oleh sumber. Data yang dikirim ditambah
dengan header TCP yang berisi alamat sumber dan tujuan. Format header
TCP ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Format headerTCP
Field pada Gambar 2.6 dapat dijelaskan melalui uraian-uraian berikut ini:
1. Source Port (16 bit)
Nomor port terminal asal.
2. Destination Port (16 bit)
Nomor port terminal tujuan.
3. Sequence Number (32 bit)
Menunjukkan posisi data byte pertama di dalam segmen.
4. Acknowledge Number (32 bit)
ACK akan dikirimkan oleh penerima bila telah menerima data yang
dikirimkan oleh pengirim.
5. Data Offset (4 bit)
Data offset menunjukkan di mana data dimulai.
6. Reserved (6 bit)
Reserved harus diatur nol dan digunakan untuk masa depan.
7. Controls Bits (6 bit)
Fungsi kontrol, digunakan untuk set up dan memutuskan session.
a. URG : Urgent pointer
b. ACK : Acknowledment
c. PSH : Push funtion
d. RST : Reset the connection
e. SYN : Synchronize sequence number
f. FIN : No more data from sender
8. Window (16 bit)
Menunjukkan pada pengirim berapa besar data yang bisa diterima
oleh penerima.
9. Checksum (16 bit)
Cyclic Redundancy Check (CRC) memeriksa field header dan data.
10. Urgent Pointer (16 bit)
Menunjukkan pada penerima bahwa data yang dikirim telah
selesai.
11. Options (variabel)
Options yang paling sering digunakan adalah maximum segment
size (MSS) options, various flow control dan congestion control
techniques.
12. Padding (variabel)
13. Data (variabel)
II.7 User Datagram Protocol (UDP)
UDP adalah salah satu protokol pada lapisan transport TCP/IP
yang mendukung komunikasi unreliable dan connectionless antara host
dalam jaringan yang menggunakan TCP/IP.
Karakteristik UDP yaitu :
1. Connectionless : pesan UDP akan dikirimkan tanpa proses negosiasi
antara dua host yang hendak bertukar informasi.
2. Unreliable : pesan UDP akan dikirimkan sebagai datagram tanpa
3. UDP menyediakan mekanisme untuk mengirim pesan-pesan ke sebuah
protokol lapisan aplikasi atau proses tertentu di dalam sebuah host
dalam jaringan yang menggunakan TCP/IP.
4. UDP menyediakan penghitungan checksum berukuran 16-bit terhadap
keseluruhan pesan UDP.
Gambar 2.8 Format header UDP
Field pada gambar 2.8 dapat dijelaskan melalui uraian-uraian sebagai
berikut :
a. Source Port (16 bit)
Digunakan untuk mengidentifikasi sumber protokol lapisan
aplikasi yang mengirim pesan UDP yang bersangkutan.
b. Destination Port (16 bit)
Digunakan untuk mengidentifikasi tujuan protokol lapisan aplikasi
yang menjadi tujuan UDP yang bersangkutan.
c. Length (16 bit)
Digunakan untuk mengindikasi panjang pesan UDP (pesan UDP
ditambah dengan header UDP) dalam satu byte.
d. Checksum (16 bit)
Berisi informasi pengecekan intergritas dari pesan UDP yang
dikirimkan (header UDP dan pesan UDP)
II.8 Network Simulator (NS)
Network Simulator adalah suatu interpreter yang object-oriented,
dan discrete event-drivent yang dikembangkan oleh University of California
(VINT). NS menjadi salah satu tool yang sangat berguna untuk menunjukan
simulasi jaringan melibatkan Local Area Network (LAN) dan Wide Area
Network (WAN). Akan tetapi, fungsi dari tool ini telah berkembang selama
beberapa tahun belakangan ini untuk memasukan didalamnya jaringan
nirkabel (wireless) dan juga jaringan ad hoc.
Ada beberapa keuntungan menggunakan NS sebagai perangkat
lunak simulasi pembantu analisis dalam riset, antara lain adalah NS
dilengkapi dengan tool validasi yang digunakan untuk menguji kebenaran
pemodelan yang ada pada NS. Pemodelan media, protokol dan komponen
jaringan yang lengkap dengan perilaku trafiknya sudah disediakan pada
library NS.
NS juga bersifat open source di bawah Gnu Public License (GPL),
sehingga NS dapat diunduh dan digunakan secara gratis. Sifat open source
juga mengakibatkan pengembangan NS menjadi lebih dinamis [5].
II.8.1 Arsitektur Dasar
NS terdiri dari 2 bahasa utama yaitu C++ dan Object Oriented Tool
Command Language (Otcl) [9]. Apabila C++ mendefinisikan mekanisme
internal dari objek simulasi, maka Otcl menyusun simulasi dengan
mengumpulkan dan mengatur objek. C++ dan Otcl terhubung oleh TclCl.
Arsitektur dasar dari NS dapat digambarkan seperti berikut:
Setelah simulasi, output hasil dari simulasi NS2 berupa text-based
dan animation-based. Untuk menginterpretasi hasil output secara grafis
dan interaktif, digunakan sebuah tool seperti NAM (network Animation)
dan Xgraph. Untuk melakukan analisa tingkah laku dari jaringan, user
dapat mengekstrak bagian yang relevan dari hasil yang text-based dan
mengubahnya ke bentuk yang dapat dipahami.
Gambar 2.11 NAM tool Description
II.8.2 Fungsi NS
Beberapa fungsi yang tersedia pada NS-2 adalah untuk jaringan
kabel, tanpa kabel, tracing dan visualisasi. Untuk lebih jelasnya berikut ini
merupakan fungsi dari NS [5]:
• Mendukung jaringan dengan kabel
- Protokol routing Distance Vector, Link State
- Protokol transport : TCP, UDP
- Sumber trafik : web, ftp, telnet, cbr, real audio
- Tipe antrian yang berbeda : drop tail, RED
- Quality of Service (QoS) : Integrated Services dan
Differentiated Services
- Emulation
• Mendukung jaringan tanpa kabel (wireless)
- Protokol routing ad hoc : AODV, DSR, DSDV, TORA ;
Jaringan hybrid; mobile IP; Satelit; Senso-MAC; Model
propagansi; two-ray ground, free space
• Tracing
• Visualisasi
- Network Animation (NAM)
- TraceGraph
II.9 Parameter Kinerja
Kinerja jaringan merupakan suatu komponen yang sangat
berpengaruh dalam suatu komunikasi. Kinerja jaringan dapat dijadikan
sebuah tolak ukur kualitas jaringan yang digunakan dan dapat menunjukan
tingkat keberhasilan pengiriman data. Berikut ini beberapa parameter yang
digunakan dalam perhitungan kinerja jaringan pada jaringan ad hoc :
1. Throughput
Throughput atau throughput jaringan adalah nilai rata-rata pada
dikirim melalui link physical maupun logical, atau 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 [10].
Rumus untuk menghitung throughput adalah :
Throughput =
2. Delay
Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay di
dalam jaringan dapat digolongkan sebagai berikut :
a. Paketisasi Delay
Delay ini disebabkan oleh waktu yang diperlukan oleh proses
pembentukkan paket, delay ini hanya terjadi pada sisi source.
b. Queue Delay
Delay ini disebabkan oleh waktu proses yang diperlukan oleh node
dalam menangani transmisi paket pada jaringan.
c. Propagation Delay
Delay ini disebabkan oleh proses perjalanan informasi selama di
dalam media transmisi, misalnya coax atau tembaga.
Berikut ini tabel kategori jaringan berdasar nilai delay versi Tiphon [10]:
Tabel 2.2 Kategori jaringan berdasar nilai delay
Kategori Delay
Sangat Baik 0-74 ms
Baik 75-124 ms
Buruk 125-224 ms
3. Packet delivery ratio
Packet delivery ratio adalah ratio antara banyaknya paket yang diterima
oleh tujuan dengan banyaknya paket yang dikirim oleh sumber. Rasio
dari angka paket data yang berhasil terkirim ke tujuan di-generate oleh
sumber CBR (Constant Bit Rate). Rasio paket yang dikirim menjelaskan
tingkat kehilangan (loss rate). Hal ini dapat menunjukkan kelengkapan
dan akurasi dari protokol routing [12].
Rumus untuk menghitung packet delivery ratio :
PDR= x 100
Berikut ini tabel kategori jaringan berdasar nilai packet loss versi Tiphon
[11] :
Tabel 2.3 Kategori jaringan berdasar nilai packet loss
Kategori Packet loss
Sangat Baik 0 %
Baik 3 %
Buruk 15 %
28 BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
III.1 Parameter Simulasi
Penelitian ini ditentukan oleh parameter-parameter jaringan yang
bersifat konstan dan akan dipakai terus dalam setiap pengujian yang
dilakukan. Parameter tersebut akan dicantumkan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Parameter-parameter jaringan AODV
Parameter Nilai
Tipe Kanal Wireless Channel
Model Propagasi Two Ray Ground
Tipe Network Interface Wireless
Tipe MAC IEEE 802.11
Tipe Antrian Drop Tail
Model Antena Omni Directional
Maks. Paket dalam Antrian 50
Protokol Routing AODV
Dimensi Topografi X 500
Dimensi Topografi Y 500
Waktu Simulasi Berhenti 200
Tabel 3.2 Parameter-parameter jaringan DSDV
Parameter Nilai
Tipe Kanal Wireless Channel
Model Propagasi Two Ray Ground
Tipe Network Interface Wireless
Tipe MAC IEEE 802.11
Tipe Antrian Drop Tail
Model Antena Omni Directional
Maks. Paket dalam Antrian 50
Protokol Routing DSDV
Dimensi Topografi X 500
Dimensi Topografi Y 500
Kedua jaringan tersebut dibentuk simulasi dengan tingkat
kepadatan jaringan rendah dengan 10 node dalam posisi random, kemudian
25 node, dan 80 node, dengan perintah : ./setdest –v (versi) –n (jumlah
node) –p (waktu pause) –s (kecepatan) –t (waktu simulasi) –x (panjang
area) > (File output).
Simulasi ini menggunakan cbrgen dalam pembentukan koneksi
yang merupakan sebuah tool yang disediakan oleh NS 2 untuk membuat
sebuah koneksi secara otomatis. Setelah jaringan terbentuk dan jumlah
koneksi sudah dibuat dengan cbrgen sehingga node dapat terkoneksi secara
random.
Langkah selanjutnya menjalankan simulasi pada network simulator
2. Simulasi pada NS dapat dilakukan dengan mengetik perintah ns run pada
cygwin. Simulasi ini akan menghasilkan output berupa trace file dan NAM
file. File trace merupakan pencatatan seluruh event yang terjadi pada sebuah
simulasi yang dibangun. Untuk NAM file merupakan sebuah gambaran
animasi dari sebuah jaringan yang dibentuk. NAM file dapat digunakan
untuk mempermudah dalam melihat topologi jaringan yang dihasilkan
beserta pergerakan node.
Kemudian trace file ini diolah untuk mendapatkan throughput,
delay, dan PDR dengan bantuan program awk. Hasil dari throughput,
delay, dan PDR akan diperlihatkan dalam bentuk grafik, baik untuk
simulasi pada protokol routing DSDV dan AODV. Semua hasil
perhitungan throughput, delay, dan PDR ini juga akan dikelompokan
berdasarkan lompatan atau sering dikenal dengan istilah number of hop.
Pada penelitian ini terdapat beberapa parameter yang digunakan,
salah satunya luasan area yang digunakan yaitu 500 x 500 meter. Penentuan
luas area ini melalui tahap uji coba tersendiri, dengan menghitung jarak
maksimal jangkauan atar satu node dengan node yang lain yaitu berjarak
250 meter. Dari hasil itu, luasan area yang digunakan ditentukan 500 x 500
meter. Luasan area ini berpengaruh juga terhadap jumlah node yang dipakai.
yang diwakili dengan 10 node , sedang dengan 25 node dan padat dengan 80
node. Angka tersebut diambil dengan cara membuat matrik pada luasan area
yang digunakan simulasi, yang pertama diperoleh node dengan jumlah 10.
Proses selanjutnya menyisipkan node baru pada matrik yang sudah ada,
sehingga diperoleh node dengan jumlah 25. Masih sama dengan sebelumnya
matrik akan disisipkan kembali sehingga akan diperoleh jumlah node 80.
Parameter lain yang digunakan adalah model antena Omni
Directional. Sebenarnya terdapat dua model antena yaitu Omni dan Direct.
Kedua antena ini memiliki perbedaan yang mendasar pada cara penyebaran
gelombang sinyal. Pada antena Omni gelombang sinyal disebarkan
membentuk lingkaran sedang untuk antena direct menyebarkan gelombang
sinyal hanya satu arah. Oleh karena itu, Omni Directional merupakan antena
yang cocok digunakan pada simulasi ini.
Parameter selanjutnya adalah jumlah maksimal paket dalam
antrian, pada penelitian ini dipilih nilai 50 paket. Angka tersebut dipilih
dengan melaui proses uji coba tersendiri, yaitu dengan melihat rata-rata
pembagian paket saat mengirimkan file sebesar 512 bytes. Rata-rata file
akan dibagi menjadi + 150 paket. Sehingga dipilihlah maksimum paket
dalam antrian 50, karena kecil kemungkinan dalam mengirim paket terdapat
antrian yang jumlahnya melebihi 1 per 3 dari jumlah paket yang dikirimkan.
Berikut merupakan format wireless trace file dapat dilihat pada
Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Wireless trace file
Event Abbreviation Flag Type Value
Wireless Event
S : Send
R : Receive
D : Drop
F : Forward
-t Double Time (* For Global Setting)
-Hs Int Hop source node ID
-Hd Int Hop destination Node ID, -1, -2
-Ni Int Node ID
-Nx Double Node X Coordinate
Tabel 3.3 (lanjutan) Wireless trace file
Wireless Event
S : Send
R : Receive
D : Drop
F : Forward
-Nz double Node Z Coordinate
-Ne double Node Energy Level
-Nl string Network trace Level (AGT, RTR,
MAC, etc.)
-Nw string Drop Reason
-Ma hexadecimal Duration
-Md hexadecimal Destination Ethernet Address
-Ms hexadecimal Source Ethernet Address
Tabel 3.4 IP dan CBR trace format
Event Flag Type Value
IP Trace
-ls int.int Source Address And Port
-Id int.int Destination Address And Port
-It string Packet Type
-Il int Packet Size
-If int Flow ID
-Ii int Unique ID
-Iv int TTL Value
CBRTrace
-Pi int Sequence Number
-Pf int Number Of Times Packet Was Forwarded
-Po int Optimal Number Of Forwards
Berikut merupakan penjelasan dari masing-masing field tersebut :
1. Wireless trace file
a. Event type
Field ini berisikan kejadian yang sedang berlangsung, dimana terdapat
- r : Suatu paket diterima oleh node
- s : Suatu paket dikirim oleh node
- d : Suatu paket dibuang dari antrian
- f : Suatu paket diteruskan menuju node berikutnya
b. Time (-i)
Merupakan detik di mana event tersebut dilakukan.
c. Next hop information
Berisikan informasi tentang node berikutnya (next hop), flag
diawali oleh –H, terdapat dua jenis :
- Hs : merupakan hop pengirim
- Hd : merupakan keterangan hop berikutnya, -1 dan -2 (-1 =
broadcast dan -2 = jalur ke tujuan belum tersedia).
d. Node property
Merupakan informasi tentang node, flag diawali dengan –N,
terdapat beberapa jenis informasi :
- Ni : Nama node
- Nx : Koordinat absis dari node tersebut
- Ny : Kooridnat subordinat dari node tersebut
- Nz : Koordinat Z dari node tersebut
- Ne : Energi dari node tersebut
- Nl : Network trace level, seperti AGT, RTR dan MAC
- Nw : Alasan suatu paket di drop
e. MAC level property
Merupakan informasi mengenai MAC dan flag yang diawali
dengan –M , terdapat beberapa informasi :
- Ma : Durasi
- Md : Ethernet address dari node yang dituju
- Ms : Ethernet address dari node pengirim
f. Informasi paket
Merupakan informasi mengenai paket, flag yang diawali dengan –
P , dimana terdapat beberapa informasi :
-P : Tipe paket dengan contoh aodv, imep, dsr (flag ini hanya
ada jika paket yang dikirim merupakan paket AODV dengan
contoh RREQ, RREP dan RRER).
- Pn : Sama seperti –P, tetapi flag ini hanya ada jika flag yang
dikirim adalah paket dari transport layer seperti CBR dan TCP.
2. Trace IP
Terdapat IP level Information, flag diawali dengan -I. terdapat
beberapa informasi, yaitu:
a. -Is : Source address dan port yang digunakan
b. -Id : Destination address dan port yang digunakan
c. -It : Tipe paket, dengan contoh AODV, tcp
d. -Il : Ukuran paket
e. -If : Flow Id
f. -Ii : Unique Id
g. -Iv : Nilai TTL
3. Trace CBR
Pada trace CBR hanya terdapat informasi paket yang berawalan –
P. Beberapa informasi dalam trace CBR adalah :
a. –Pi : Sequence number dari paket CBR tersebut
b. –Pf : Jumlah forward yang dialami oleh paket
c. –Po : Jumlah forward yang optimal
III.2 Skenario Simulasi
Skenario simulasi untuk penelitian ini dibentuk secara random. Hal ini
dikarenakan MANET merupakan jaringan wireless yang bersifat dinamis
sehingga skenario dibuat random. Untuk merancang skenario tersebut
1. Luas area yang dipergunakan sebesar 500 x 500 meter.
2. Waktu simulasi selama 200 detik.
3. Jumlah node yang akan digunakan adalah 10, 25, dan 80 node.
4. Jumlah koneksi yang dibentuk sebanyak 1, 3 dan 5 koneksi UDP.
Proses pembentukan skenario penelitian ini menggunakan diagram
alir pada Gambar 3.1. Diagram alir ini berlaku pada saat pembuatan
simulasi pada protokol DSDV dan AODV.
Gambar 3.1 Skenario simulasi
Start
Bentuk Node
Bentuk Koneksi
Jalankan Simulasi
Mengolah Trace File
Hasil Simulasi
Jika <80 tambahkan
jumlah node
Jika <5 tambahkan
jumlah koneksi
Finish YA
III.3 Parameter Kinerja
Parameter yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah :
1. Average Throughput Jaringan
Rata-rata throughput jaringan dari masing-masing jaringan
berdasar tingkat kepadatan jaringan pada simulasi protokol DSDV
dan AODV.
2. Average Delay Jaringan
Rata-rata delay jaringan dari keseluruhan waktu pengiriman pada
simulasi protokol DSDV dan AODV.
3. Packet delivery ratio
Ratio antara banyaknya paket yang diterima oleh tujuan dengan
banyaknya paket yang dikirim oleh sumber pada simulasi protokol
DSDV dan AODV.
III.4 Topologi Jaringan
Bentuk topologi jaringan ad hoc tidak dapat diramalkan karena
merupakan karakteristik dari jaringan ad hoc tersebut, sehingga topologi
jaringan ini dibuat secara random. Dalam simulasi baik posisi node ,
pergerakan node dan koneksi yang terjadi tidak akan sama seperti yang
direncanakan.
Berikut adalah perkiraan bentuk dari topologi jaringan yang akan
Gambar 3.2 Posisi node awal.
38 BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Protokol routing yang pertama digunakan untuk pengujian unjuk
kerja di sini adalah protokol Destination Sequence Distance Vector (DSDV)
dan dilanjutkan protokol selanjutnya yaitu Ad Hoc on Demand Distance
Vector (AODV). Proses pengujian unjuk kerja pada kedua protokol tersebut
akan dilakukan seperti pada tahap perencanaan dan pembangunan simulasi
jaringan. Sifat dari jaringan MANET (Mobile Ad Hoc) yang bersifat dinamis
dan spontan membuat jaringan yang dibangun tidak dapat diramalkan dan
tidak memiliki bentuk topologi khusus. Dari sifat dari jaringan tersebut,
topologi jaringan akan dibuat secara acak baik posisi awal dari node
maupun pergerakan dari node. Bentuk dari topologi yang dibangun dapat
dilihat pada file keluaran yang berekstensi .nam. Untuk mendapatkan data
yang diinginkan pada indikator kinerja yang akan diukur, program awk
digunakan untuk trace file yang dihasilkan dari proses simulasi.
Berikut ini potongan listing program yang menunjukkan parameter
yang telah ditetapkan pada protokol DSDV dan AODV.
Berikut ini potongan listing program yang menunjukan parameter
yang telah ditetapkan pada protokol Ad hoc On Demand Distance Vector
(AOD.
set val(chan) Channel/WirelessChannel
set val(prop) Propagation/TwoRayGround
set val(netif) Phy/WirelessPhy
set val(mac) Mac/802_11
set val(ifq) Queue/DropTail/CMUPriQueue
set val(ll) LL
set val(ant) Antenna/OmniAntenna
set val(ifqlen) 50
set val(nn) 80
set val(rp) DSDV
set val(x) 500
set val(y) 500
IV.1 Delay Jaringan
Delay merupakan waktu yang dibutuhkan paket dalam menempuh
perjalanan dari node sumber menuju node tujuan. Semakin besar delay
menunjukan jaringan memiliki performa yang buruk. Besarnya delay dapat
memperlihatkan kualitas dari kinerja protokol routing tersebut, karena
besarnya delay dapat menunjukan cepat atau tidaknya proses pengiriman
paket. Oleh karena itu delay juga dijadikan indikator untuk mengukur
performansi kinerja protokol routing. Delay pada penelitian ini diukur dalam
satuan millisecond (ms).
Pada pengujian delay setiap skenario pengujian akan diulangi
sebanyak 30 kali. Hasil dari pengujian tersebut akan diambil rata-ratanya
untuk setiap protokol dan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik. Tabel
dan grafik tersebut akan menampilkan perbandingan kinerja protokol DSDV
maupun AODV berdasar penambahan jumlah node dan pengaruh
penambahan jumlah koneksi.
set val(chan) Channel/WirelessChannel
set val(prop) Propagation/TwoRayGround
set val(netif) Phy/WirelessPhy
set val(mac) Mac/802_11
set val(ifq) Queue/DropTail/CMUPriQueue
set val(ll) LL
set val(ant) Antenna/OmniAntenna
set val(ifqlen) 50
set val(nn) 80
set val(rp) AODV
set val(x) 500
set val(y) 500
Tabel 4.1 Perbandingan rata-rata delay jaringan pada protokol
AODV dan DSDV (ms)
Gambar 4.1 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delay
pada saat terdapat 1 koneksi pada protokol AODV dan DSDV
11.8
14.14
24.85
34.8 35.88
38.82
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
10 node 25 node 80 node
Grafik Perbandingan Delay 1 Koneksi (ms)
AODV DSDV
10 node AODV DSDV
1 koneksi 11,80 34,80
3 koneksi 31,11 16,89
5 koneksi 66,36 26,73
25 node AODV DSDV
1 koneksi 14,14 35,88
3 koneksi 32,74 18,15
5 koneksi 68,85 28,44
80 node AODV DSDV
1 koneksi 24,85 38,81
3 koneksi 36,13 19,68
Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delay
pada saat terdapat 3 koneksi pada protokol AODV dan DSDV
Gambar 4.3 Pengaruh penambahan jumlah node terhadap delay pada saat
terdapat 5 koneksi pada protokol AODV dan DSDV
31.11 32.74
36.13
16.89 18.15
19.69
0 5 10 15 20 25 30 35 40
10 node 25 node 80 node
Grafik Perbandingan Delay 3 Koneksi (ms)
AODV DSDV
66.37 68.85
73.7
26.73 28.45
30
0 10 20 30 40 50 60 70 80
10 node 25 node 80 node
Grafik Perbandingan Delay 5 Koneksi (ms)
Gambar 4.4 Pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 10 node pada protokol AODV dan DSDV
Gambar 4.5 Pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 25 node pada protokol AODV dan DSDV
11.8 31.11 66.36 34.8 16.89 26.73 0 10 20 30 40 50 60 70
1koneksi 3koneksi 5koneksi
Grafik Perbandingan Delay 10 Node (ms)
AODV DSDV 14.14 32.74 68.85 35.88 18.15 28.44 0 10 20 30 40 50 60 70 80
1koneksi 3koneksi 5koneksi
Grafik Perbandingan Delay 25 Node (ms)
Gambar 4.6 Pengaruh penambahan jumlah koneksi terhadap delay pada
saat terdapat 80 node pada protokol AODV dan DSDV
Gambar 4.1 sampai 4.6 merupakan rata-rata hasil pengukuran delay
jaringan protokol AODV ditunjukan dengan grafik berwarna biru dan
rata-rata hasil pengukuran delay jaringan protokol DSDV ditunjukan dengan
grafik berwarna merah. Berdasarkan hasil pengukuran yang telah dilakukan,
besarnya delay jaringan protokol DSDV menunjukkan nilai yang lebih kecil
dibandingkan dengan delay jaringan protokol AODV. Hal tersebut dapat
diakibatkan karena protokol DSDV selalu memelihara tabel routing setelah
melakukan pengiriman paket, sehingga proses pengiriman paket yang lain
dilakukan tanpa melalui proses pembentukan tabel routing baru. Proses
memelihara tabel routing tersebut yang membuat protokol DSDV lebih
unggul dibandingkan protokol AODV.
Namun saat jumlah koneksi hanya terdapat satu koneksi nilai rata-rata
delay jaringan pada protokol DSDV lebih besar dibandingkan protokol
AODV. Besarnya rata-rata delay yang dihasilkan pada protokol DSDV ini
disebabkan karena pada protokol ini seluruh tabel routing seluruh jaringan
harus seluruhnya terbentuk sebelum proses pengiriman paket terjadi. Berbeda
dengan protokol AODV yang langsung mencari alamat tujuan pengiriman,
24.85
36.13
73.69
38.81
19.68
30
0 10 20 30 40 50 60 70 80
1koneksi 3koneksi 5koneksi
Grafik Perbandingan Delay 80 Node (ms)
sehingga pada saat hanya terdapat satu koneksi, protokol AODV akan lebih
unggul dibandingkan protokol DSDV. Sesuai standar Tiphon, delay jaringan
untuk kedua protokol termasuk dalam kategori sangat baik karena memiliki
nilai kurang dari 75 ms [11]. Namun secara keseluruhan, delay pada protokol
DSDV masih lebih baik dibanding protokol AODV.
IV.2 Throughput Jaringan
Throughput
