OPTIMASI PENENTUAN ZONA PADA PROTOKOL ROUTING HOPNET DENGAN TEKNIK MIN-SEARCHING

(1)

OPTIMASI PENENTUAN ZONA PADA

PROTOKOL ROUTING HOPNET DENGAN

TEKNIK

MIN-SEARCHING

Oleh:

Surateno, NRP. 5108 201 021

Pembimbing : Prof. Ir. Supeno Djanali, M.Sc, Ph.D

Co-Pembimbing : Ir. Muchammad Husni, M.Kom

(2)

Algoritma Routing pada MANET

Proactive

Reactive

Hybrid

(3)

Algoritma : Proactive (1)

Setiap node secara periodik

mem-broadcast routing tabelnya ke tetangga

Keuntungannya: waktu respon pendek

pada penentuan jalur dari sumber ke

3

Keuntungannya: waktu respon pendek

pada penentuan jalur dari sumber ke

tujuan

Kerugian: broadcast informasi agar

node up to date menyebabkan

pemborosan bandwidth

(4)

Algoritma : Reactive (2)

Diharapkan mereduksi beban kontrol

paket

Tiap node akan mencari jalur routing

hanya jika membutuhkan (on demand)

Proses on demand memiliki 2 fase:

Route discovery

(5)

Algoritma : Hybrid (3)

Mengombinasikan fitur algoritma

proactive dan reactive

(6)

Algoritma yang terkait HOPNET

Ant Colony Optimization (ACO)

(7)

ACO

Merupakan algoritma hybrid

berdasarkan ant routing algoritma

Secara reaktif mencari jalur tujuan

7

Secara reaktif mencari jalur tujuan

sesuai permintaan (on demand)

Secara proaktif memelihara dan

memperbaiki jalur yang ada atau

mengekplorasi jalur yang lebih baik

(8)

Zone Routing Protocol (ZRP)

Juga merupakan algoritma hybrid

Tiap node secara proaktif memelihara

tabel routing internal dari link informasi

node yang berada dalam variabel zona

routing dengan radius γ

Routing reaktif digunakan untuk

(9)

Kerja ZRP

Paket di-broadcast dalam zona node, ini

untuk menghindari banjir paket dalam

jaringan

Waktu responnya cepat untuk

9

Waktu responnya cepat untuk

menentukan jalur dalam zona

Untuk menemukan jalur diluar zona,

node mengirimkan paket query pada

border node dalam zona

(10)

HOPNET

Algoritma HOPNET menggunakan routing protocol proactive

dalam mencari node terdekat / sekitar dan menggunakan algoritma reactive dalam berkomunikasi antar node tersebut.

Jaringan / network dibagi menjadi zona-zona yang terdiri dari

beberapa node terdekat.

Ukuran suatu zona tidak berdasarkan posisi / tempat tetapi

berdasar panjang radius dengan satuan hops .

Oleh karena itu routing suatu zona terdiri dari node dengan

spesifikasi panjang radius .

Node dapat dikategorikan menjadi node bagian luar ( boundary)

dan bagian dalam ( interior ).

Node bagian luar merupakan node dengan jarak terjauh dari

pusat node sedang node bagian dalam adalah yang kurang dari radius .

(11)

Zona dalam HOPNET

11

Pada Node A dengan nilai Radius 2 dari zona , didapatkan :

Boundary Node : C,E,H,J Interior Node : I,B,G,D,F

Exterior Node ( Node diluar zona ) : Node lain

Dalam membangun sebuah zona, sebuah node membutuhkan

informasi tentang node terdekat yang didapat dari balasan pesan

(12)

Contoh Pencarian Rute

Diasumsikan node asal adalah A , dengan node tujuan U . Node U berada tidak dalam satu zona dengan node A.

A akan mengirim external forward ant menuju node peripheral

(C,E,H,J) menggunakan route yang terdapat pada table IntraRT.

Ketika ant sampai pada C,E dan H , ant akan dihancurkan karena

peripheral node tidak mempunyai tetangga untuk melanjutkan paket keluar .

(13)

Pada node J, dilakukan pengecekan pada tabel IntraRT apakah U berada

dalam satu zona.

13 dalam satu zona.

Pada contoh ini U tidak terdapat dalam table . Oleh karena itu , J akan

mengirim ant ke node peripheral ( O,M ) .

Diperhatikan J tidak akan mengirim ant pada node peripheral yang lain (A

) karena ant datang dari A-F-J , dimana akan dihancurkan ant yang dikirim dari node tersebut .

Ini adalah mekanisme pengaturan routing ( duplikasi dan beban routing

yang penuh ) .

Mekanisme ini akan membantu ant berjalan langsung dari node asal .

(14)

Dengan cara yang sama , O tidak dapat menemukan U pada

zona tersebut .

Karena itu node O mengirim ant ke node peripheral (Q,T) .

Karena itu node O mengirim ant ke node peripheral (Q,T) . T mengetahui bahwa U berada dalam zona, maka T mengirim

ant ke U menggunaka jalur yang diketahui dari tabel IntraRT.

Backward ant melewati jalur kebalikan (U,T,O,J,A) menuju node

(15)

Jika radius diubah?

(16)

Permasalahan

Radius r merupakan hal krusial yang

perlu diperhatikan, bagaimana

mendapatkan r yang optimal.

(17)

Tujuan / Kontribusi

Tujuan penelitian ini adalah

menghasilkan sebuah perbaikan pada

penentuan radius zona pada HOPNET

dengan memanfaatkan teknik

min

searching

(18)

Teknik Min-searching

Teknik

min-searching

telah digunakan

oleh Donggeon Noh dalam

megembangkan protokol SPIZ (a

service

Ad/D-advertisement and

discovery protocol with independent

zones

, yang menekankan pada

keefektifan layanan proses

discovery

pada MANET

(19)

Penentuan Radius Optimal

(20)

Penentuan Radius Optimal

(21)

Penentuan Radius Optimal

21

(22)

Penentuan Radius Optimal

(23)

Penentuan Radius Optimal

23

(24)

Penentuan Radius Optimal

(25)

Penentuan Radius Optimal

25

(26)

Desain Protokol

(27)

Desain Protokol

ACO

ZRP

HOPNET

27

HOPNET

Radius ??

(28)

Desain Protokol

ACO

ZRP

HOPNET

Radius ??

Min-searching

(29)

Desain Protokol

ACO

ZRP

HOPNET

29

HOPNET

Radius dengan Min-searching

(30)

Mulai

Max_Hop=7; Max Node=500; Input Jumlah Node; Hop=1;

Min=0;

Generate_{distribusi Node /}

topologi jaringan Hop <= Max_Hop? Y T 30 Hitung traffic IntraRT Hitung traffic InterRT Trafic=InterRT+IntraRT

Hop=1? Min=Trafic_Hop=Hop+1

Min=Trafic Hop=Hop+1 Trafic < Min Selesai Output Radius zona optimal Y Y T T

(31)

Pengembangan pada Glomosim

Initialization Function

. Fungsi ini akan digunakan

untuk mengalokasikan dan menginisialisasi model

protokol yang ditambahkan.

Finalization Function

. Fungsi ini akan membangkitkan

Finalization Function

. Fungsi ini akan membangkitkan

keluaran statistic dari simulasi yang sudah berjalan

pada model ini.

Simulation Event Handling Function

. Fungsi ini yang

akan menangani proses simulasi dan penjadwalan

aksi setiap kejadian.

(32)

Lingkungan Ujicoba

SIMULATION-TIME 5M TERRAIN-DIMENSIONS (1500, 1500) NUMBER-OF-NODES 25 #50,100 NODE-PLACEMENT RANDOM MOBILITY RANDOM-WAYPOINT MOBILITY RANDOM-WAYPOINT MOBILITY-WP-PAUSE 30S MOBILITY-WP-MIN-SPEED 0 MOBILITY-WP-MAX-SPEED 10 MAC-PROTOCOL 802.11 NETWORK-PROTOCOL IP NETWORK-OUTPUT-QUEUE-SIZE-PER-PRIORITY 100 ROUTING-PROTOCOL HOPNETOR ZONE-RADIUS 1 #2,3,4,5,6

(33)

Contoh Tampilan Hasil

(34)

(35)

Trafik HOPNET 25 node

(36)

(37)

Trafik HOPNET 100 node

(38)

Penjelasan-1

terlihat bahwa pada nilai hop / radius

yang rendah didominasi oleh nilai trafik

routing antar zona, sedangkan untuk

hop / radius dengan nilai yang lebih

besar didominasi oleh trafik routing

dalam zona.

(39)

Penjelasan-2

Hop=1 beban trafik yang dihitung hanya untuk beban trafik

antar zona.

Hop=1 tiap node tidak punya tetangga dalam zona. Yang dimiliki hanyalah node periferal / border.

Tidak ada proses routing proaktif dalam zona tetapi hanya

routing reaktif antar zona

(40)

Tabel Zona Optimal (huruf tebal)

JUMLAH NODE HOP TRAFIK DALAM ZONA TRAFIK ANTAR ZONA TOTAL TRAFIK 25 1 0 1890 1890 2 257 970 1227 3 414 450 864 4 480 200 680 5 532 50 582 6 530 0 530 1 0 5690 5690 50 1 0 5690 5690 2 1711 3740 5451 3 2988 2200 5188 4 3986 940 4926 5 4881 200 5081 6 5420 0 5420 100 1 0 33690 33690 2 14486 18690 33176 3 21813 10090 31903 4 26537 7220 33757 5 30558 2050 32608 40

(41)

Grafik Zona Optimal

(42)

(43)

Kesimpulan

Penentuan hop / radius zona secara manual pada algoritma

sebelumnya (HOPNET) berpotensi menghasilkan beban trafik yang tidak optimal karena pengguna tidak mengetahui apakah nilai hop/radius yang dimasukkan tersebut menghasilkan trafik yang tinggi atau tidak. Algoritma yang diusulkan (HOPENTOR) memberikan alternatif pemecahan untuk masalah tersebut

memberikan alternatif pemecahan untuk masalah tersebut

dimana pengguna tidak perlu melakukan penyetelan nilai hop / radius zona. Algoritma akan menemukan sendiri hop / radius yang optimal untuk kondisi saat itu.

Hal yang cukup penting diperhatikan adalah penyetelan waktu

simulasi. Penyetelan waktu yang terlalu kecil(kurang dari 2

menit) diduga menyebabkan konvergensi jaringan tidak optimal. Sedangkan penyetalan waktu yang terlalu besar (lebih dari 5 menit) menjadikan proses menjadi lama dan menjadi kurang adaptif terhadap perubahan lingkungan semisal perubahan jumlah node dan lainnya.

(44)

DAFTAR PUSTAKA

Abolhasan,M, Wysocki,T, dan Dutkiewicz,E. 2003, “A review of routing

protocols for mobile ad hoc networks”, www.sciencedirect.com

Beijar, N, 2002. “Zone Routing Protocol”, http://www.tct.hut.fi/

opetus/s38030/k02/Papers/08-Nicklas.pdf

Friedman,R, Shotland,A, Simon,G.2008” Efficient route discovery in hybrid

networks”, www.sciencedirect.com

Haas,Z. 1997, “ A new routing protocol for the reconfigurable wireless

Networks”, www.sciencedirect.com

Kadono,D, Izumi,T, Ooshita,F, dan Kakugawa,H. 2009, “Toshimitsu Masuzawa

An Ant Colony Optimization Routing based on Robustness for Ad Hoc Networks with GPSs”, www.sciencedirect.com

Noh,D, Shin,H.2007, “SPIZ: An Effective Service Discovery Protocol for Mobile

Ad Hoc Networks”, EURASIP Journal onWireless Communications and Networking, Article ID 25167.

Wang,J, Osagi,E, dan Thulasiraman,P. 2008, “HOPNET: A hibrid ant colony

(45)