Analisis Roaming Jaringan Wireless
(Studi Kasus : Gedung Perkuliahan di UKSW Diponegoro)
Artikel Ilmiah
Peneliti :
Alief Cahyono (672014263) Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga Agustus 2018
5 1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi jaringan terus-menerus berkembang seiring berjalannya waktu, salah satunya adalah komunikasi tanpa kabel atau nirkabel. LAN nirkabel lebih dikenal dengan sebutan jaringan WiFi . Jaringan WiFi menjadi teknologi alternatif dan relatif lebih mudah untuk diimplementasikan terutama dalam lingkungan kerja.
Lingkungan Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW) menggunakan teknologi jaringan wireless untuk layanan akses internet bagi mahasiswa maupun dosen dan staff. Masing-masing mahasiswa, dosen maupun staff diberikan
username dan password, yang kemudian dapat digunakan untuk mengakses internet melalui WiFi yang sudah tersedia di berbagai tempat di lingkungan UKSW. Untuk menunjang sistem pembelajaran dan mempercepat akses informasi maka UKSW menyediakan layanan yang tersebar di seluruh fakultas dan gedungnya.
Penerapan WiFi di area kampus UKSW atau biasa disebut dengan Hotspot -UKSW dikelola oleh PT Kreasi Sejahtera Teknologi. Hotspot UKSW dapat diakses dengan menggunakan username berupa NIM (Nomor Induk Mahasiswa) dan
password yang diberikan oleh admin hotspot. Selain mahasiswa, staff maupun dosen UKSW maka tidak akan diberikan akses memakai WiFi.
Wireless roaming adalah keadaan dimana suatu Mobile Station (MS) dapat berpindah dari satu Access Point ke Access Point yang lain, dan masih dalam subnet
yang sama tanpa harus melakukan koneksi ulang ke Access Point. Mobile Station
dapat menemukan Access Point yang memiliki sinyal terbaik, kemudian memutuskan kapan untuk berpindah ke Access Point yang lain. Semua proses tersebut membutuhkan waktu dalam pemilihan Access Point terbaik maupun konfigurasi IP address.
Dari semua acces point yang berada pada gedung A sampai gedung CXY akan dilakukan analisis Roaming Wireless karena letak gedung tersebut bertepatan pada bagian belakang universitas dan merupakan satu block atau satu jalur dan merupakan tempat yang paling banyak digunakan untuk kuliah. Antara gedung A sampai CXY mempunyai open space yang luas sehingga ketika mahasiswa melakukan akses internet menggunakan wifi dari gedung A sampai CXY ketika
user menjauhi akses point dan kehilangan signal maka user tidak harus melakukan
login ulang untuk dapat mengakses internet
Berdasarkan latar belakang di atas, pada penelitian ini akan dilakukan analisis roaming jaringan WIFI UKSW di Universitas Kristen Satya Wacana dengan menggunakan metode Network Analysis. Analisis ini berkaitan dengan perpindahan akses poin saat menjauhi akses poin dari satu gedung ke gedung lain apakah jika terputus akan melakukan relogin atau Automatically login.
2. Tinjauan Pustaka
Penelitian yang dilakukan sebagai acuan dalam penelitian ini terdapat tiga penelitian. Penelitian petama dilakukan pada tahun 2014. Dalam penelitian ini melakukan perancangan dan analisa wds berbasis openwrt dengan TL-MR3020 yang membahas mengenai Analisis perbandingan kualitas layanan (QoS) Wireless
6
Distribution System (WDS) menggunakan parameter jitter, througput, delay dan packet loss. Dan hasil perancangan dan analisa menunjukan bahwa perancangan dan analisa menggunakan WDS berbasis OPENWRT mengalami penurunan throughput karena perbedaan jarak antar Access Point yang terpisah [6].
Penelitian kedua dilakukan pada tahun 2014. Dalam penelitian ini melakukan peerancangan dan analisis Internal Wireless Roaming pada jaringan Hotspot. Dan hasil akhir yang diperoleh adalah dengan menerapkan topologi
Extended Service Set yang memakai internal wireless roaming, jaringan hotspot yang dibagun memiliki mobilitas serta reability yang lebih baik dibandingkan dengan jaringan hotspot yang menggunakan topologi Basic Service Set [3].
Penelitian ketiga di lakukan pada tahun 2012. Dalam penelitian ini melakukan perancangan dan analisis External Wireless Roaming pada jaringan hotspot menggunakan dua jaringan mobile broadband. Hasil dari perancanan external roaming menggunakan mobile broadband bahwa jangkauan dari suatu jaringan hotspot bertambah luas dan dapat menampung lebih bayak user[4].
Mengacu pada penelitian terdahulu, maka akan dilakukan penelitian dengan mengunakan software IPERF dan ICMP, survey dilakukan secara langsung yaitu dengan melakukan perjalanan dari gedung A sampai gedung CXY. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hasil dari analisis berapa banyak bandwidth, throughput, ping time, delay, jitter, round trip time dan berapa lama waktu tempuh dalam 1 kali jalan dan penelitian ini menggunakan parameter QoS.
WiFi atau Wireless Fidelity adalah satu standar Wireless Networking tanpa kabel, hanya dengan komponen yang sesuai dapat terkoneksi ke jaringan. Komputer dengan WiFi device dapat saling terhubung yang hanya membutuhkan ruang atau
space dengan syarat jarak jangkauan dibatasi kekuatan pancaran sinyal radio dari masing-masing komputer. Teknologi WiFi telah memberikan kebebasan kepada pemakainya untuk mengakses internet atau mentransfer data dari segala arah. Kelebihan lain yang dimiliki oleh WiFi adalah kecepatannya yang beberapa kali lebih cepat dari modem kabel yang tercepat. Kelebihan lain dari sistem WiFi adalah pemakai tidak dibatasi ruang gerak dan hanya dibatasi pada jarak jangkauan dari satu titik pemancar WiFi yang biasa disebut dengan Access Point (AP). AP adalah sebuah perangkat jaringan yang berisi sebuah transceiver dan antena untuk transmisi dan menerima sinyal ke dan dari clients remote. Dengan AP users bisa dengan cepat dan mudah untuk terhubung kepada jaringan LAN kabel secara
wireless [1].
Wireless roaming adalah keadaan dimana suatu Mobile Station (MS) dapat berpindah dari satu Access Point ke Access Point yang lain, dan masih dalam subnet
yang sama tanpa harus melakukan koneksi ulang ke Access Point. Mobile Station
dapat menemukan Access Point yang memiliki sinyal terbaik, kemudian memutuskan kapan untuk berpindah ke Access Point yang lain. Semua proses tersebut membutuhkan waktu dalam pemilihan Access Point terbaik maupun konfigurasi IP address. Wireless roaming dapat membantu Mobile Station untuk mendapatkan alamat IP yang baru tanpa mempengaruhi koneksi. Pemindaian dan
7
pengambilan keputusan adalah bagian dari proses roaming yang memungkinkan
Mobile Station menemukan Access Point baru pada saluran yang cocok ketika pengguna berpindah tempat. [2]
Gambar 1 Komponen Nirkabel [2]
Roaming terdiri dari dua macam karakterisitik yaitu: (1) Seamless Roaming
– adalah kondisi di mana roaming terjadi pada saat transfer data sedang berjalan, dan roaming yang terjadi tidak mengakitbatkan transfer data yang sedang berlangsung terputus. (2) Nomadic Roaming – adalah roaming yang terjadi saat tidak ada transfer data pada client.
Roaming dalam 802.11 memiliki suatu sifat yang sama yaitu “break before make”. yang dimaksud dengan “break before make” adalah sebuah client yang memutuskan koneksi dengan sebuah access point sebelum melakukan koneksi ke
access point yang baru. Hal ini kurang menguntungkan dari sisi client, tapi dengan sifat roaming ini, bisa menyajikan protocol MAC yang lebih sederhana.
Ada beberapa alasan yang harus ada untuk mendukung terjadinya roaming, yaitu: (1) Client harus memutuskan untuk melakukan roaming. Alasan roaming
terjadi itu bergantung sepenuhnya pada algoritma yang dibuat oleh vendor hardware dan juga didasarkan oleh beberapa faktor lain seperti kekuatan sinyal,
frame acknowledgment, missing beacons, dan lain-lain. (2) Client harus memutuskanuntuk melakukan roaming ke AP yang mana. AP yang dipilih untuk melakukan roaming dapat ditentukan sebelum melakukan roaming (yang disebut dengan preemptive AP discovery), atau AP dipilih setelah melakukan roaming
8
Gambar 2 Preemptive AP Discovery [2]
Gambar 2 menunjukkan bagaimana preemptive AP discovery terjadi dalam sebuah jaringan. Untuk menentukan AP mana yang akan di-roaming, client akan melakukan scanning pada saat tidak terjadi roaming. Tapi terdapat kekurangan dalam preemptive AP discovery ini, yaitu ketika client melakukan scanning AP, client tidak bisa menerima data masuk karena client melakukan scanning dengan berpindah channel dalam jaringan. Begitu juga data dari client keluar juga tidak bisa dilakukan dalam preemptive AP discover. Oleh karena itu perlu dilakukan
retransmission data ketika client melakukan scanning.
Gambar 3 Roam-Time AP Discovery [2]
Gambar 3 menunjukkan bagaimana roam-time AP discovery terjadi. Data yang dikirim dari client ke Access Point (AP) yang baru mengandung frame association. Client melakukan roaming terlebih dahulu sebelum mendapatkan AP yang tepat, kemungkinan besar akan terjadi delay waktu yang lumayan lama karena client harus mencari AP yang baru.
Proses roaming bukan hanya cuma mencari Acces Point baru, ada beberapa hal lain yang terjadi di layer 2, yaitu: (1) Access Point yang sebelumnya harus memutuskan bahwa client sudah berpindah ke Access Point lain. (2) Access Point yang sebelumnya harus mem-buffer data yang ditujukan ke client. (3) Access Point baru
9
harus memberitahukan ke AP lama bahwa client sudah berpindah ke AP baru (biasanya melalui unicast atau multicast packet dari AP lama ke AP baru). (4) AP yang sebelumnya harus mengirim data yang telah di-buffer ke AP baru. (5) AP harus memperbaharui MAC address tablesdi switch pada infrastruktur untuk mencegah kehilangan data dari client yang melakukan roaming.
3. Metode Penelitian
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode PPDIOO (Prepare, Plan, Design, Implement, Operate, Optimize).
Gambar 1. Metode PPDIOO (Sumber: http://cisco.com)
Tahap PPDIOO dimulai dengan prepare yang merupakan tahapan persiapan yang dibutuhkan untuk mendukung analisis roaming wireless. Pada tahap awal (prepare) ini, akan dilakukan menetapkan kebutuhan yang digunakan untuk mendukung untuk analisis, kemudian pengumpulan data dan informasi mengenai
roaming wireless kemudian akan melakukan observasi untuk mengetahui Coverage Access Point pada wifi gedung A sampai gedung CXY, lalu setelah itu akan dilakukan pengukuran dan analisis menggunakan iperf, icmp dan wireshark untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Plan merupakan tahapan rencana yang diperlukan untuk melakukan anasisis
roaming wireless seperti melakukan rancangan skenario pengujian. Skenario pengujian pertama dilakukan dengan melakukan pemetaan topologi fisik yaitu dengan menggambarkan infrastruktur topologi jaringan wireless di UKSW.
Design merupakan tahap awal dalam proses analisis data. Setelah melakukan pemetaan topologi fisik dan survey maka dilakukan tahap awal analisis data. Analisis pertama yaitu menguji waktu saat mengalami Request Time Out dengan mengggukan icmp. Pengujian dilakukan dari gedung a – cxy dengan rata – rata waktu 9 menit untuk 1 kali jalan. Analisis berikutnya dengan menggunakan wireshark dan iperf untuk mengetahui nilai throughput, bandwidth, jitter, packet loss.
10
Implement merupakan tahap lanjutan dari design dengan mengacu pada
design yang telah dirancang. Hasil dari tahap design akan digunakan sebagai acuan dalam pemberian rekomendasi yang tepat bagi WiFi UKSW. Setelah dilakukan analisis pengujian jaringan yaitu dengan mengukur Coverage area, time status, packet loss, delay, blank spot, maka dilakukan implementasi pada sistem jaringan WiFi UKSW.
Operate adalah langkah pengujian untuk analisis roaming wireless. Pada tahap operate dilakukan pengujian pada sistem jaringan wireless dengan cara pemantauan kembali kemudian mendeteksi kesalahan, perbaikan, dan pemantauan kinerja sehingga dapat memberikan data untuk meningkatkan performa jaringan WiFi UKSW. Dalam tahap ini dipaparkan mengenai saran pengembangan ke depan. Meningkatkan kinerja jaringan agar dapat meningkatkan layanan terhadap user untuk mengakses jaringan Hotspot UKSW. Itulah sebabnya perbaikan berkelanjutan merupakan salah satu andalan dalam siklus hidup jaringan.
Optimize berarti mengevaluasi efektivitas yang bertujuan mengidentifikasi dan memecahkan masalah sebelum masalah nyata timbul. Jika hasil dari pengujian tidak sesuai maka akan di ubah desain pengujian dan scenario pengujian nya, sehingga hasil atau output menjadi valid.
4. Hasil dan Pembahasan
Dari hasil survey pada gedung A – CXY diperoleh hasil pada tabel 1.
Tabel 1 Hasil Pengujian Wifi Gedung A - CXY
Dari tabel 1 dapat diketahui perjalanan dari gedung A sampai gedung CXY dalam kondisi jauh pada AP masing - masing memerlukan interval perjalanan 0 – 100/s, sedangkan transfer nya masing – masing 11.9 Mbytes, untuk segi bandwidth masing – masing 1000kbits/s, untuk jitternya dapat dilihat pada tabel 2
Gedung A – E Gedung E - C Gedung C - CXY
ICMP 0.812538615 0.603987889 0.54590743
Rata - rata 0.654144645
tcp stream 0.192369848
Tabel 2 Jitter Pengukuran Wifi
Pada Tabel 2 dalam perjalanan dari gedung A – CXY menggunakan 2 metode pengukuran jitter yaitu melalui ping dan unduh file. Pada tabel 2 tidak ditambahkan jitter untuk bagian dalam gedung, karena nilai jitter yang di hasilkan mempunyai rata – rata yang sama karena tidak terjadi putus koneksi. Pada Gedung A sampai gedung E menunjukan jitter yang tinggi karena antara gedung B sampai gedung E mengalami koneksi internet tetapi tidak adanya transfer data sehingga mengakibatkan variasi delay menjadi lama dan mengakibatkan nilai jitter nya menjadi tinggi. Pada gedung E sampai C juga mengalami variasi delay. Pada gedung C sampai CXY juga mengalami koneksi tetapi tidak terjadinya transfer
11
data sehingga waktu delay menjadi lama, karena waktu pengambilan sampel sedikit sehingga jitter-nya menjadi sedikit lebih kecil. Jadi rata – rata jitter dengan ICMP adalah 0. 654144645 second, sedangkan untuk jitter dengan follow tcp stream yaitu 0.192369848 second. Dari hasil pengukuran tersebut menunjukkan hasil yang berbeda untuk pengukuran dengan ICMP terjadi banyak packet loss sehingga mengakibatkan delay semakin lama sehingga nilai jitter lebih tinggi dari pada nilai jitter unduh file.
Gambar 1 Hasil Pengujian Packet Loss Pada
WIFI Gedung A – CXY
Gambar 1 menunjukan dari 300 paket yang dikirim, paket yang berhasil di terima 233 paket, sedangkan 77 paket hilang (25% packet loss) dengan cara ping ke google.com –w 1 –t berbeda dari ping pada IPERF pada ping ICMP dapat diatur
timeout dalam milliseconds. Karena icmp merupakan tools yang diguakan untuk melaporkan error-connection atau protokol yang digunakan untuk membantu penanganan kesalahan (error handling) dan prosedur pengendalian (control procedure) dan ICMP juga bisa digunakan untuk menstabilkan koneksi jaringan yang terganggu yang tidak bisa dilakukan oleh IPERF karena iperf hanya digunakan untuk mengecek peforma jaringan. Pada Gambar 1 ICMP melaporkan perkiraan round trip time (RTT) adalah 90ms, Round Trip Time adalah waktu yang dibutuhkan oleh client dalam mengirimkan suatu data menuju server kemudian paket data tersebut dikembalikan oleh server kepada user.
12
Gambar 2 Jitter dari Wireshark
Dari Gambar 2 dapat dianalisa bahwa ping dari IP 10.0.48.150 ke 74.125.24.139 dan sebaliknya melalui protocol ICMP, dalam pengukuran menggunakan ICMP mengalami waktu delay yang banyak karena tidak mengalami
transfer data tetapi tetap terhubung dengan wifi sehingga mempengaruhi nilai jitter
yang semakin tinggi yaitu 0.654144645 second.
Gambar 3 Hasil Pengukuran Dengan Unduhan File
Pada Gambar 3 dapat diketahui untuk mengetahui jitter pada saat mengunduh file di wireshark dapat menggunakan follow tcp.stream dan dapat memfilternya menggunakan tcp.stream eq 0 sehingga yang tampil pada interfacenya hanya protocol TCP dengan IP 10.0.22.253 dan 8.255.130.126 pada saat menggunduh. Dalam metode pengukuran dengan download tidak mengalami delay sehingga nilai jitter-nya tidak berubah. Dari hasil pengukuran dapat diketahui
13
Gambar 4 Jitter untuk ICMP
Gambar 5 Jitter untuk ICMP
Pada Gambar 4 dan Gambar 5 merupakan hasil ping menggunakan icmp yang terbaca di wireshark. pada IP 10.0.48.150 melakukan request kepada IP 74.125.24.139 namun IP 74.125.24.139 tidak dapat meneruskan karena tidak adanya data dalam sinyal WIFI karena daerah blankspot sehingga menggangu proses pengiriman data.
5. Simpulan
Kualitas layanan wifi UKSW sudah sangat baik namun penempatan Accesss Point
nya kurang efektif karena masih ada titik yang belum terjangkau dengan baik yaitu perbatasan antara gedung B dengan gedung E, karena terjadinya koneksi tetapi
14
tidak ada transfer data sehingga mempengaruhi roaming yang terjadi. Dari hasil penelitian roaming pada gedung A sampai gedung CXY mendapatkan hasil yang berbeda pada setiap pengukuran menggunakan IPERF, ICMP dan Wireshark. Dari data yang sudah dijelaskan dalam hasil dan pembahasan di atas memiliki kesimpulan, peletakan akses point sudah tepat namun perlu adanya pembenahan pada luar gedung, karena peletakan akses point hanya didalam gedung sehingga jangkauan untuk bagian luar gedung kurang begitu jauh. Jika penempatan Access Point (AP) yang tepat akan mempengaruhi Roaming Wireless sehingga roaming
15 6. Daftar Pustaka
[1] Cahyaningtyas, Wulan,(Februari 2017). Analisis Radio Frequency Channel Wireless Fidelity (WiFi) pada Performa Jaringan WiFi UKSW (Studi Kasus Wifi UKSW). Propoosal penelitian Teknik Informatika, Salatiga
[2] Prasetyo, Audi Eka, dkk.(Desember 2014). Analisis dan Optimalisasi Jaringan Nirkabel Dengan Minimalisasi Roaming Di BINUS SQUARE. ComTech Vol. 5 No. 2
[3] Purwanto, Antonius Windy.(2014). Analisis Internal Wireless Roaming Pada Jaringan Hotspot di UNIVERSITAS SANATA DHARMA. Yogyakarta
[4] Sejati, Fra Arsandu Kusuma, Indrastanti Ratna Widiasari, Theophilus Wellem, (Juni 2012). Perancangan Dan Analisis External Wireless Roaming
Pada Jaringan Hotspot Menggunakan Dua Jaringan Mobile Broadband.
Seminar Nasional Teknologi Informasi & Komunikasi Terapan (Semantik) Semarang
[5] Sofyan, Muhammad, dkk.(Agustus 2015). Analisis dan Perancangan Wireless Roaming (Studi Kasus Universitas Baturaja). Student Colloquium Sistem Informasi & Teknik Informatika (SC-SITI) Palembang
[6] Wijaya, Christian.(2014). Perancangan Dan Analisa Wireless Distribution System (Wds) Berbasis Openwrt Menggunakan Tl-Mr3020. Jurnal Penelitian STMIK, Palembang
