PENGELOLAAN ROUTING OLSR PADA JARINGAN WIRELESS MESH

(1)

459

Iwan Rijayana

1

Fakultas Teknik Program Studi Sistem Informasi Universitas Widyatama

Jl. Cikutra 204A Bandung, Indonesia. [email protected]

ABSTRACT

Wireless mesh network use OLSR (RFC 3626) as the routing protocol to forward the packet data to the main gateway using the Freifunk firmware on its Access Point (AP). One of the problems in the process of forwarding data packets (routing) an access point to the main gateway, is the choice of route is too long, sometimes even going infinite loop route. If a condition of infinite loop route in the routing table, or does not convergent then the data packets from the client will spin on the mesh to find the defaut gateway until the Time To Live (TTL) packet data is out. Changes and the addition of a hop process infinite loop route can be discovered from the status of the admin web gui access point

The purpose of this research is to create applications that can be used by administrators to improve the results of OLSR based route filtering, and management can be done through the web admin. Results obtained in this research is a packet-Olsr easier configuration Lqmult LQ multiplier on the web gui Freifunk firmware. Then the advantages of the LQ pemfilteran multiplier does not remove (DROP) packet data, but the value of link quality between nodes, so that there can still communicate, and filtered with a node that still has a multiplier LQ alternative routes to forward data packets.

Keywords: Link State Routing; OLSR; LQ Multiplier; Wireless Mesh

1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Perkembangan jaringan komputer di tanah air yang cepat berpengaruh juga terhadap jenis dan media komunikasi yang digunakan. Salah satunya ialah teknologi jaringan nirkabel (wireless) atau yang dikenal dengan WLAN (wireless local area network) yang baru mulai populer sejak tahun 2002. WLAN menggunakan gelombang radio untuk berkomunikasi. WLAN juga dikenal dengan Wi-Fi (wireless fidelity). Standarisasi WLAN atau Wi-Fi disahkan oleh IEEE pada tahun 1997 dengan kode 802.11, yang secara terus menerus dikembangkan sehingga sekarang mencakup berbagai frekuensi dan lebar pita transfer data (bandwidth). WLAN memiliki dua mode operasi atau access mode.

Topologi mesh merupakan salah satu arsitektur pola hubungan antara perangkat dalam jaringan komputer ad-hoc dimana setiap perangkat (station) terhubung dengan perangkat (station) lain

dalam jaringan. Kelebihan topologi mesh ialah kemampuannya untuk menjaga komunikasi jaringan komputer agar dapat terus beroperasi, karena jika perangkat (station) pada topologi mesh ada yang tidak beroperasi, maka penyampaian data dapat dilakukan melalui perangkat (station) lainnya dalam jaringan. Salah satu contoh implementasi topologi mesh ialah wireless mesh network atau yang dikenal dengan WMN. Wireless mesh network dibangun dengan menggunakan topologi mesh dan menggunakan media wireless untuk menghubungkan perangkat jaringan komputer. Dalam wireless mesh network semua perangkat seperti access point dan laptop disebut station, karena dapat menjadi node untuk meneruskan data (routing).

Jaringan wireless mesh Universitas Widyatama menggunakan LinkSys WRT45GL menurut Ari Primanet [9] dalam penelitian sebelumnya sebagai access point, dimana firmware-nya telah diganti dengan Freifunk (firmware opensource),

(2)

460

selain itu digunakan juga OLSR sebagai aplikasi routing untuk meneruskan paket data menuju gateway utama. Yang menjadi permasalahan adalah pemilihan route oleh OLSR terkadang tidak sesuai dengan keinginan user, bahkan terjadi infinite loop route ketika ada link yang terputus.

1.2. Tujuan

Tujuan penelitian ini ialah, membuat aplikasi yang dapat digunakan oleh admin untuk memperbaiki hasil dari OLSR berdasarkan route filtering, dan pengelolaannya dapat dilakukan melalui web admin.

1.3. Batasan Masalah

Banyaknya data dan hal-hal yang mempengaruhi dapat mempersulit dalam penelitian ini, untuk itu diperlukan batasan-batasan masalah agar pembahasan penelitian tidak terlalu luas. Batasan-batasan tersebut adalah sebagai berikut:

1. Diimplementasikan pada level Universitas Widyatama dalam jaringan Universitas Widyatama).

2. Menggunakan perangkat yang telah tersedia, yaitu : Linksys WRT54GL

3. PC dengan operasi sistem windows dan linux 4. Access point yang digunakan adalah linksys

WRT54GL.

5. Menggunakan OLSR sebagai aplikasi routing untuk LAN.

6. Menggunakan Freifunk sebagai firmware access point.

1.4. Metodologi

Model Pengerjaan yang digunakan dalam proses penelitian ini menggunakan pendekatan Waterfall 1. Requirement analysis and definition

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan semua daftar kebutuhan (requirements) selengkap mungkin, kemudian dianalisis sehingga dapat didefinisikan kebutuhan yang harus dipenuhi oleh program yang akan dibagun. Pada laporan penelitian ini pengumpulan data-data yang dibutuhkan dalam proses analisis kebutuhan dilakukan dengan cara mempelajari design wireless mesh networking di Universitas Widyatama dan Freifunk sebagai firmwave yang digunakan pada access point, dengan mengacu pada jurnal, paper, buku referensi dan internet.

2. System and software design

Desain perangkat lunak sebenarnya merupakan suatu proses yang bertahap. Proses desain akan menterjemahkan syarat kebutuhan ke sebuah

perancangan aplikasi perangkat lunak pengelolaan routing melalui web admin yang dapat diperkirakan sebelum coding.

3. Implementation

Tahap ini merupakan suatu tahap menerjemahkan rancangan ke dalam program dalam bentuk kode-kode dengan menggunakan bahasa pemrograman. Tahap ini merupakan realisasi dari tahap desain yang sebelumnya. 4. Integration and system testing

Tahapan ini merupakan tahap final dalam perancangan suatu aplikasi. Hasil dari proses coding tersebut digabungkan kemudian dilakukan testing untuk menguji kesalahan-kesalahan program maupun fungsi dari sistem sehingga nantinya dapat digunakan oleh user.

5.

_{Documentation}

Tahap ini bertujuan untuk mendokumentasikan gambaran perancangan aplikasi yang dibuat, sampai dengan tampilan-tampilan aplikasi yang telah selesai dibuat.

2 MODEL, ANALISIS, DESAIN,

DAN IMPLEMENTASI

2.1.

Model Wireless Mesh Network

Wireless mesh network (WMN)[3] merupakan komunikasi jaringan komputer yang di bangun menggunakan topologi mesh dengan media wireless. Dalam wireless mesh network semua perangkat yang ada disebut sebagai station, karena baik access point atau client dapat berfungsi sebagai node. Client dapat di artikan sebagai perangkat seperti laptop, dekstop, dan PDA yang di lengkapi dengan wireless adapter, dan access point merupakan perangkat yang memungkinkan client dapat berkomunikasi dengan jaringan wileress. Access point dalam wireless mesh network harus bisa berfungsi sebagai router.

Gambar 1. Wireless mesh network

[3]

Gilbert, Held, Wireless Mesh Network, Aurbach Publication, London, 2005

(3)

461 Beberapa keuntungan menggunakan wireless mesh

networking[4] ialah:

1. Keandalan tinggi, karena wireless mesh network di bangun dengan multiple node yang jika salah satu node tidak beroperasi maka penyampaian data akan melalui node yang lain.

2. Memiliki coverage area yang cukup luas, dan client dapat berpindah-pindah tempat selama dalam coverage area wireless mesh network.. 3. Koneksi network yang otomatis, wireless mesh

network merupakan jaringan dynamic, self-organized dan self-configure. Dengan kata lain sebuah node dapat mengelompokan node yang berada dalam satu jaringan dan mengkonfigurasi dirinya sendiri untuk bergabung dalam wireless mesh network. Contohnya ketika sebuah perangkat access point di tambahkan kedalam jaringan, maka access point tersebut dapat mencari jalur ke node yang ada.

4. Murah, biaya installasi lebih murah dibandingkan dengan jaringan kabel karena tidak dibutuhkan instalasi kabel yang terlalu besar khususnya untuk lokasi atau sub grup yang agak jauh.

2.2. ANALISIS

Berdasarkan hasil identifikasi masalah pada permasalahan yang terjadi adalah hasil routing yang tidak sesuai dengan keinginan user/operator. Untuk menyelesaikan masalah tersebut maka akan dilakukan analisis terhadap routing jaringan wireless mesh. Hasil analisis ini akan memberikan gambaran cara yang terbaik untuk mengubah hasil routing secara manual.

2.2.1. Jaringan Wireless Mesh

Jaringan wireless mesh merupakan komunikasi jaringan komputer yang di bangun menggunakan topologi mesh. Dalam jaringan wireless mesh, terdapat dua jenis node yaitu mesh routers dan mesh client. Mesh client dapat mengakses jaringan melalui perangkat mesh routers seperti access point, yang berfungsi untuk meneruskan paket data (routing). Salah satu mode operasi jaringan wireless mesh ialah mobile ad-hoc network atau MANET untuk mobile device.

Penentuan dan pemilihan jalur pengiriman paket data pada jaringan wireless mesh, diatur oleh routing protocol. Routing protocol yang digunakan pada jaringan wireless mesh di Universitas Widyatama ialah optimal link state of route atau OLSR. Setiap node (access point) pada OLSR akan mengirimkan hello

[4]

Hossain, Ekram, Wireless Mesh Network

Architectures, Spinger, New York, 2008

message ke neighbor node melalui protocol UDP port 698. Optimal link state of route menggunakan HELLO untuk mengatur broadcast hello message one hop neighbor node, HELLO ini digunakan untuk mendeteksi node terdekat atau neighbor discovery, selain HELLO optimal link state of route juga menggunakan topology control message atau TC message untuk mendapatkan informasi topologi (topology information).

Hello message ini digunakan untuk mengetahui nilai link quality antara node, pengiriman hello message ke setiap node dilakukan setiap dua detik, node terdekat yang memiliki nilai link quality yang lebih baik akan digunakan sebagai MPR untuk berkomunikasi dengan node tetangga (two hop neighbor node). Neighbor discovery, topology information dan link quality digunakan untuk menentukan dan memilih jalur pengiriman paket data pada optimal link state of route (OLSR).

2.2.2. Infinite Loop Route

Proses infinite loop route[11] dapat terjadi dalam keadaan terputusnya link antara node tetangga (B) yang dipilih sebagai MPR (Multi Point Relaying) dengan node tetangga (C). Informasi terputusnya link ini tidak diteruskan ke node asal (A), melainkan node yang dipilih sebagai MPR (B) akan memilih node asal (A) sebagai MPR untuk berkomunikasi dengan node (C), karena node (B) mencatat route menuju node (C) dapat melalui node (A).

Selain itu infinite loop route juga dapat terjadi jika node asal (A) yang memiliki dua jalur menuju two hop neighbors node (node B dan C), dimana nilai link quality kedua node yang akan digunakan sebagai MPR sama, walaupun dalam kenyataannya keadaan seperti ini jarang terjadi.

Adapun penjelesan lain proses infinite loop route dijelaskan pada tabel dan gambar di bawah ini : A B C D 80% 30% 40% 50% 60%

Gambar 2. Route path

Proses penggunaan node asal (A) untuk berkomunikasi dengan node (C) oleh node (B)

[8]

Tonnesen, Andreas, Implementing and Extending the Optimaized link state routing protocol, University of OSLO, 2004

(4)

462

yang digunakan sebagai MPR inilah yang disebut dengan infinite loop route.

Untuk menghindari infinite loop route pada A dan B, maka dilakukan pemfilteran paket hello message, pemfilteran di lakukan pada protocol UDP port 698 yang digunakan untuk mengirimkan paket hello message.

2.3. DESAIN

OLSR LQMultiplier merupakan suatu metode untuk melakukan filtering hello message. LQMultiplier tidak akan men-DROP hello message tetapi memperkecil nilai link quality antara node yang difilter. LQMultiplier dapat diterapkan dalam jaringan yang menggunakan OLSR sebagai routing protocol.

Contoh pemfilteran dengan menggunakan OLSR LQMultiplier : A B C D 80% LQMult 20% LQMult 30% 50% 40%

Gambar 3. Contoh filter dengan LQMultiplier Tabel 1. LQMultiplier Node Nilai LQ Keterangan S r c D s t Awal LQ Multi plier Akhir A C 30% 20% = 0.2 20%  LQMult di terapkan pada dst node (C), maka 10 hello package yang dikirimkan oleh node A ke C hanya akan diterima 2 oleh dst node (C), yang artinya LQMult akan memaksa nilai link quality antara node A dan C hanya sebesar 20% B D 40% 30% = 0.3 30% LQMult di terapkan pada dst node (D), maka 10 hello package yang dikirimkan oleh node B ke D hanya akan diterima 3 oleh dst node (D), yang artinya LQMult akan memaksa nilai link wuality antara node B dan D hanya sebesar 30%.

Gambar 3 merupakan contoh penggunaan LQMultiplier dalam memfilter paket hello message antara node A ke C dan B ke D, dengan LQMultiplier nilai link quality antara A ke C diubah menjadi 20% dan B ke D menjadi 30%.

Pada contoh diatas node A memiliki dua jalur (link) untuk menuju node D, yaitu node B dan C yang digunakan sebagai MPR. Node A akan memilih B sebagai MPR untuk meneruskan paket data menuju D, karena nilai link quality A ke B lebih baik (80%), setelah itu node B akan menentukan meneruskan paket data menuju node D dengan pertimbangan nilai link quality. Jika link node A ke B terputus maka node A akan memilih C untuk berkomunikasi dengan D.

2.4. IMPLEMENTASI

Berdasarkan uraian diatas, untuk menghindari dan mendapatkan efesiensi routing pada jaringan wireless mesh di Universitas Widyatama, akan dilakukan pemfilteran broadcast hello message menggunakan OLSR LQMultiplier, dengan memperhatikan nilai link quality antara node access point. Keuntungan penggunaan OLSR LQMultiplier ialah dapat menentukan routing sebuah access point secara manual. Disamping keuntungan ada juga kerugian yang dapat terjadi dalam penggunaan-nya, yaitu dapat meningkatkan beban proses pada sebuah access point. Beban proses sebuah access point bertambah karena selain meneruskan paket data, access point juga masih tetap mengirimkan hello message untuk mengupdate informasi tentang routing, dan menjaga agar hasil nilai link quality tidak lebih besar dari nilai yang telah di tentukan dalam OLSR LQMultiplier.

Tabel 2. Perbandingan IPTABLES dan LQMultiplier

No IPTABLES LQMultiplier

1. DROP (membuang) paket hello message

Memperkecil nilai paket hello message

(5)

463 untuk menghindari

infinite loop root, yang artinya akan menghilangkan link antara node asal dan node tetangga.

untuk menghindari infinite loop root, yang artinya penentuan routing dilakukan secara manual namun tidak menghilangkan link antara node asal

dengan node

tetangga. 2. Bagian dari kernel

linux. Membutuhkan OLSRD. 3. Pengelolaan dapat dilakukan melalui web admin. Pengelolaan melalui web admin belum tersedia.

3. SKENARIO UJI COBA

3.1. Perancangan Aplikasi LQMultiplier

Untuk mempermudah pengelolaan routing dengan OLSR LQMultiplier, diperlukan fungsi/menu baru dalam web admin yang mampu untuk mengatur nilai link quality antara access point, fungsi ini dikemas dalam sebuah paket instalasi yang dapat berjalan di atas firmware Freifunk. Perancangan implementasi LQMultiplier dilakukan dengan beberapa tahap, dengan kondisi perangkat yang telah menggunakan Freifunk dan OLSRD.

3.2. Rancangan Antarmuka Aplikasi LQMultiplier

Links

Local IP Remote IP Hysteris LinkQuality lost total NLQ ETX

OLSR LQMultiplier

Apply

1

2

3

Gambar 4. Halaman web admin LQMultiplier

Halaman web OLSR LQMultiplier dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Informasi tentang Link dalam jaringan, nilai Links Quality diambil dari information repositories yang dimiliki access point. 2. Pengisian data LQMultiplier dengan format “

remote IP : nilai LQMult ”, Nilai LQMult antara 0.0-1.0 dan nilai LQMult akan tersimpan pada olsr.conf dalam NVRAM.

3. pada bagian 3 ini, terdapat tombol “Apply” yang digunakan untuk menyimpan hasil konfigurasi.

Akses web gui freifunk dan login menu

administrator Cek Route dan jumlah

hop access point

Access Point

mengalami masalah pada routing

Pilih halaman LQMultiplier, lihat nilai

LQ AP Kurangi nilai LQ

dengan OLSR LQMultiplier Apply dan Reboot

Cek route dan jumlah hop baru

stop

Tidak

Ya

Gambar 5. Diagram alur penggunaan OLSR LQMultiplier

3.3. Rancangan Data

Aplikasi OLSR LQMultiplier menggunakan data yang tersimpan dalam information repositories sebagai referensi routing dan nilai link quality antara access point. Inputan informasi mengenai pemfilteran access point dengan nilai link quality akan disimpan dalam file konfigurasi olsr.conf.

Access Point yang digunakan dalam uji coba

adalah Linksys WRT54GL sebanyak 13 unit dengan pengalamatan IP menggunakan network 172.16.0.0/16. Berikut ini adalah addressing IP pada masing-masing Access Point :

Tabel 3 Pengalamatan Access Point No. Nama AP IP Address

1 AP1 172.16.0.65 2 AP2 172.16.0.193 3 AP3 172.16.1.193 4 AP4 172.16.3.65 5 AP5 172.16.4.65 6 AP6 172.16.5.65

(6)

464 7 AP7 172.16.5.193 8 AP8 172.16.6.193 9 AP9 172.16.8.65 10 AP10 172.16.8.193 11 AP11 172.16.9.65 12 AP12 172.16.9.193 13 AP13 172.16.10.65

4. HASIL UJI COBA

Uji coba aplikasi olsr-lqmult akan memperhatikan jalur perubahan routing access point pada wireless mesh network Universitas Widyatama dalam meneruskan aplikasi data, uji coba dilakukan melalui menu dengan memperkecil link quality antara node (access point) melalui olsr-lqmult yang telah diinstall pada access point. Pada tabel berikut adalah skenario uji coba yang akan dilakukan :

Tabel 4 Skenario Uji Coba Sken ario Access Point Alamat IP LQ-Multi plier Output Diharap kan 1 AP1 172.16.0.65 0.3 ≤ 0.3 2 AP5 172.16.4.65 0.4 ≤ 0.4

4.1. Hasil Uji Coba OLSR LQMultiplier Tabel 5 Hasil Uji Coba Sk en ari o AP/ IP Addre ss

Nilai LQ Jumlah Hop

Awal Mu ltip lier Akhir Awal Ak hir 1. AP1 / 172.16 .0.65 1.000 0.3 0.286 1 2 2. AP5 / 172.16 .4.65 0.920 0.4 0.372 1 2

Adapun penjelasan tabel diatas ialah sebagai berikut :

1. Nilai LQ node asal menuju AP1 ialah 100%, setelah menggunakan multiplier dengan nilai LQ Multiplier 0.3 nilai LQ berubah menjadi 0.286, dan jalur routing node asal menuju AP1 berubah menjadi 2 hop

2. Nilai LQ node asal menuju AP5 ialah 0.920 atau 92%, setelah menggunakan multiplier dengan nilai LQ Multiplier 0.4 nilai LQ berubah menjadi 0.372 atau 37%, dan jalur routing node asal menuju AP5 berubah menjadi 2 hop.

4.2. Perbandingan IPTABLES dengan LQMultiplier

Setelah mengamati hasil uji coba implementasi pemfilteran dengan LQMultiplier, kemudian dilakukan perbandingan pemfilteran dengan IPTABLES dan LQMultiplier, berikut tabel perbandingannya.

Tabel 6. Perbandingan pemfilteran LQMultiplier dan IPTABLES. NO IPTABLES OLSR-LQMULT

1. Men DROP

broadcast hello message node node tetangga (one hop neighbors node)

Memperkecil nilai link dari node asal menuju one hop neighbors node

2. Link node yang di filter tidak tercatat dalam routing table karena link quality dibuang (DROP)

Link node yang di filter masih tercatat dalam routing table karena memperkecil nilai link quality 3. Node yang di filter

tidak memiliki jalur alternatif untuk meneruskan paket data.

Node yang di filter masih memiliki jalur alternatif untuk meneruskan paket data.

(7)

465

Gambar 6. Infitine loop route pada 172.16.1.65 dengan 172.16.5.65

Gambar 6 menunjukan terjadinya infinite loop route antara 172.16.1.65 dengan 172.16.5.65, dengan menggunakan OLSR LQMultiplier kita akan mecoba memperkecil nilai link quality antara kedua node tersebut, dan hasil yang diharapkan ialah node 172.16.1.65 tidak secara langsung terkoneksi dengan node 172.16.5.65

Gambar 7. Mengubah routing dengan LQMultiplier

Gambar 7 menunjukan OLSR LQMultiplier dapat mengubah routing sebuah access point dengan cara memperkecil nilai link quality antara node yang terjadi loop route, node asal yang memiliki ip 172.16.1.65 akan berkomunikasi dengan node 172.16.5.65 melalui node 172.16.4.65

Hasil Analisis :

Penggunaan OLSR LQMultiplier dapat menentukan routing sebuah access point secara manual, sehingga mendapatkan suatu keuntungan, tetapi ada juga kerugian yang dapat terjadi dalam penggunaan-nya, yaitu dapat meningkatkan beban proses pada sebuah access point. Beban proses sebuah access point bertambah karena selain meneruskan paket data, access point juga masih tetap mengirimkan hello message untuk mengupdate informasi tentang routing, dan menjaga agar hasil nilai link quality tidak lebih besar dari nilai yang telah di tentukan dalam OLSR LQMultiplier.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

1. Pemfilteran dengan IPTABLES akan membuang (DROP) paket pada protocol UDP port 698 dimana port ini digunakan oleh olsr untuk broadcast hello message. Rule IPTABLES ini dapat menyebabkan link antara node asal dengan neighbors node tidak dapat tercipta, dan node yang difilter tidak memiliki jalur alternatif untuk meneruskan paket data.

2. Pembuatan aplikasi LQMultiplier mempermudah konfigurasi OLSR LQMultiplier melalui web admin Freifunk firmware yang digunakan oleh access point dalam jaringan wireless mesh di Universitas Widyatama.

3. Pemfilteran dengan LQMultiplier tidak membuang (DROP) paket data, namun memperkecil nilai link quality antara node, sehingga node-node yang ada masih dapat berkomunikasi, dan node yang difilter oleh LQMultiplier masih memiliki jalur alternatif untuk meneruskan paket data.

5.2 SARAN

1. Pengembangan mode perawatan access point, untuk memudahkan proses perawatan access point secara rutin.

2. Melakukan riset selanjutnya model mesh WLAN lainnya selain OLSR seperti menggunakan AODV, BATMAN, DSDV. 3. Melakukan implementasi skala penuh dengan

jumlah access point yang lebih banyak untuk mengetahui perilaku mesh pada beban yang cukup tinggi, terutama saat rekalkulasi SPF dengan algoritma djikstra saat LQMultiplier digunakan.

(8)

466