Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya
793
Analisis Performa Mekanisme Error Recovery Menggunakan Automatic
Repeat Request (ARQ) dan Forward Error Correction (FEC) pada Multi
Receiver File Transfer
Kusnul Aeni1, Mahendra Data2, Adhitya Bhawiyuga3
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1aenikusnul@gmail.com, 2mahendra.data@ub.ac.id, 3bhawiyuga@ub.ac.id
Abstrak
Pengiriman file dari satu ke banyak receiver memiliki kemungkinan packet loss yang lebih besar dibandingkan dengan pengiriman ke 1 receiver. Dibutuhkan sebuah mekanisme perbaikan kesalahan untuk mengatasi terjadinya packet loss. Mekanisme perbaikan kesalahan yang umum digunakan adalah ARQ (Automatic Repeat Request) dan FEC (Forward Error Correction). Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan performa perbaikan kesalahan pada mekanisme ARQ dan FEC. Contoh dari aplikasi ARQ yang berbasis pada pengiriman multicast yang reliabel adalah UFTP, dan contoh dari aplikasi FEC yang berbasis pada pengiriman multicast yang reliabel adalah UDPCast. Pada penelitian ini, pengujian dilakukan dengan melakukan pengiriman file berupa teks menggunakan WANem (Wide Area Network Emulator) sebagai emulator jaringan. Terdapat 5 kategori file redundant (dalam persen) yang ditambahkan pada mekanisme FEC yang akan mempengaruhi pengiriman file. Pada penelitian ini terdapat 30 skenario pengujian yang berdasarkan pada kategori packet loss dan ukuran file yang dikirimkan. Seluruh file yang digunakan untuk pengujian berada pada rentang 20 MB sampai 100 MB. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada kondisi jaringan yang baik, secara umum penggunaan mekanisme perbaikan kesalahan ARQ memiliki performa lebih baik dibandingkan dengan penggunaan metode FEC. Sementara itu, pada kondisi jaringan yang buruk (dengan packet loss >25%), penggunaan mekanisme FEC menjadi pilihan yang lebih baik.
Kata kunci: ARQ, FEC, UFTP, UDPCast
Abstract
File transmission from one to multi receiver has higher probability in packet loss compare with one to one transmission. Error recovery mechanism is needed to overcome packet loss. Error recovery mechanism that common use is ARQ (Automatic Repeat Request) and FEC (Forward Error Correction). This research aim is to compare the error recovery performance of ARQ and FEC mechanism. Example of ARQ application based reliable multicast transfer is UFTP, and the example of FEC application mechanism based on reliable multicast transfer is UDPCast. In this research, testing process was done with text files transmission using WANem (Wide Area Network Emulator) as a network emulator. There are 5 file redundant categories (in percent) added in FEC mechanism that will affect the file transmission. In this research, there are 30 scenarios for testing based on packet loss category and file size to be sent. All file used for testing has the size in the range of 20 MB to 100 MB. The test result indicate that in a good network condition, in general the use of error recovery mechanism, ARQ has better performance than FEC mechanism. Meanwhile, in a poor condition (with 25% packet loss), the used of FEC mechanism is better choice.
Keywords: ARQ, FEC, UFTP, UDPCast
1. PENDAHULUAN
Pemanfaatan jaringan komputer seiring dengan perkembangan teknologi saat ini semakin beragam dan kompleks. Berdasarkan data dari situs “We are Social” pertumbuhan
fungsi internet terus meningkat dari tahun ke tahun, data tersebut berasal dari 239 negara di seluruh dunia. Data pengguna internet dunia mengalami peningkatan sejumlah 80% dalam waktu 5 tahun sejak adanya “Global Digital
Report” yang pertama, yaitu pada Januari 2012. Peningkatan tersebut didukung dengan data yang menunjukkan peningkatan sebanyak 10% atau sejumlah 354 juta pengguna, terhitung sejak bulan Januari 2016 hingga bulan Januari 2017. Jumlah pengguna internet yang mencapai 3,773 milyar pada tahun 2017 diperkirakan akan mengalami peningkatan pada tahun berikutnya. Dari jumlah populasi dunia yang mencapai 7,476 milyar, saat ini sudah lebih dari separuh populasi dunia tercatat sebagai pengguna internet aktif (Kemp, 2017). Keberagaman fungsi dari internet menjadi salah satu penyebab terjadinya kenaikan jumlah pengguna internet. Salah satu fungsi yang paling mendasar adalah komunikasi.
Adanya teknologi internet telah mempermudah terjadinya komunikasi antar penggunanya. Secara umum, berdasarkan jumlah receiver terdapat beberapa tipe dari komunikasi, yaitu unicast, broadcast, anycast dan multicast. Unicast merupakan metode komunikasi point to point yang akan mengirimkan data dari sebuah sender ke sebuah receiver (one to one). Broadcast merupakan metode komunikasi yang akan mengirimkan data ke seluruh host yang ada dalam jaringan (one to many). Anycast merupakan metode komunikasi yang akan mengirimkan data ke sebuah receiver atau apabila memungkinkan hanya satu, sebagai contoh receiver terdekat yang ada pada grup receiver (one to any). Multicast merupakan metode komunikasi yang hanya akan mengirimkan data ke receiver yang termasuk dalam grup receiver yang menginginkan data tersebut (one to many)(Benslimane, 2007). Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan bahwa tipe dari komunikasi terdiri dari one to one, one to any dan one to many.
Pada proses pengiriman data tidak dapat dihindari terjadinya packet loss. Packet loss disebabkan oleh terjadinya kegagalan dalam proses pengiriman paket menuju alamat tujuan. Kemungkinan terjadinya packet loss pada pengiriman data dari 1 sender ke multi receiver (one to many) lebih besar dibandingkan pengiriman dari 1 sender ke 1 receiver (one to one), hal tersebut disebabkan karena kondisi jaringan pada pengiriman multi receiver lebih padat dibandingkan pada pengiriman ke 1 receiver. Diperlukan teknik error recovery atau perbaikan kesalahan untuk mengatasi adanya
packet loss sehingga paket yang hilang dapat ditemukan kembali. Teknik error recovery yang umum digunakan adalah ARQ (Automatic Repeat Request) dan FEC (Forward Error Correction) (Rizzo & Vicisano, 1997).
ARQ merupakan mekanisme yang menggunakan feedback berupa acknowledgment untuk melakukan konfirmasi pengiriman data yang error atau permintaan pengiriman ulang data yang corrupt. Metode ini dapat meningkatkan delay dari paket karena permintaan pengiriman kembali dari paket yang belum terkirim. FEC dapat meningkatkan throughput dari pengiriman data pada jalur dengan kualitas yang rendah meskipun terdapat tambahan bit redundant yang dikirimkan bersama data asli pada sisi sender (Becvar & Mach, 2012).
Pada penelitian yang dilakukan oleh Laurikainen, et al. (2012) mengenai perbedaan pendekatan pengiriman image data dengan metode BitTorent dan Multicast. Pengujian pengiriman data secara multicast dilakukan menggunakan 2 aplikasi yang berbeda yaitu UDPCast dan UFTP. Kekurangan yang dimiliki penelitian tersebut adalah tidak dijelaskan mekanisme reliability dan pengaruhnya terhadap performa dari pengiriman data dari masing-masing aplikasi. Berdasarkan pada penelitian tersebut, dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh mekanisme reliabilitas terhadap performa dari pengiriman data dengan menggunakan kedua aplikasi yang sama, yaitu UFTP dan UDPCast. Aplikasi UFTP dan UDPCast memiliki mekanisme reliability yang berbeda dalam melakukan error recovery. Berbeda dengan aplikasi UFTP yang hanya menggunakan acknowledgement untuk mengetahui status dari file serta menggunakan metode ARQ dalam proses perbaikan kesalahannya, aplikasi UDPCast ini menambahkan pilihan paket Forward Error Corection (FEC) yang dapat digunakan untuk melakukan pemulihan paket data yang hilang (Hindman & Jain, 2005).
UFTP (UDP-based File Transfer Protocol) sebagai salah satu aplikasi berbasis open source yang mendukung pengiriman data dalam ukuran besar ke beberapa receiver secara simultan menggunakan pendekatan multicast. Aplikasi ini mampu mendistribusikan data secara aman, reliabel dan efisien ke beberapa
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya receiver (Bush, 2015). Jika dibandingkan dengan FTP yang menggunakan protokol TCP, UFTP menggunakan protokol UDP sehingga menghindari adanya delay propagasi yang ada saat pengiriman data (Zhang & McLeod, 2003). UDPCast merupakan aplikasi yang digunakan untuk transfer file menggunakan pendekatan multicast, dimana setiap file yang akan dikirim dibagi menjadi beberapa paket yang dinamakan slice (Laurikainen, et al., 2012). Dalam proses pengirimannya, aplikasi ini menggunakan 2 file executeable, yaitu udp-sender dan udp-receiver. Aplikasi ini merupakan solusi dari pendistribusian image secara simultan ke banyak host pada Local Area Network (LAN). Aplikasi ini digunakan karena kecepatannya dalam melakukan pengiriman data. Sistem image merupakan sebuah sistem yang memungkinkan untuk menyimpan atau melakukan back up sistem operasi dan hal yang lebih penting adalah menyediakan server yang selalu available dengan database dari hasil image sistem operasi tersebut. Mekanisme reliabilitas harus tersedia dalam imaging system ini, karena sebuah file terdiri dari potongan slice yang apabila terdapat slice yang hilang akan mempengaruhi decode dari file tersebut (Juncu, 2010).
Berdasarkan penjelasan di atas, mekanisme error recovery dalam contoh aplikasi UFTP dan UDPCast memiliki keunggulan masing-masing dalam melakukan pengiriman data pada cakupan jaringan yang luas. Sehingga perlu dilakukan penelitian untuk membandingkan kedua aplikasi dengan pendekatan multicast tersebut dengan penelitian yang berjudul “Analisis Performa Mekanisme Error Recovery Menggunakan Automatic Repeat Request (ARQ) Dan Forward Error Correction (FEC) Pada Multi Receiver File Transfer”. Penelitian dilakukan untuk mengetahui perbandingan performa dari mekanisme error recovery ARQ dan FEC pada pengiriman file ke banyak receiver dalam contoh aplikasi UFTP dan UDPCast. Parameter yang digunakan untuk membandingkan adalah packet loss, throughput dan waktu transfer.
2. DASAR TEORI 2.1 Error Recovery
Pada pengiriman paket ke alamat tujuan tidak dapat dihindari sering terdapat kongesti
jaringan yang dapat mengakibatkan adanya paket yang hilang atau rusak. Sebuah mekanisme diperlukan untuk melakukan perbaikan terhadap paket yang hilang ataupun rusak tersebut. Mekanisme perbaikan kesalahan yang digunakan adalah kode deteksi kesalahan seperti checksum, sehingga protokol transport akan memeriksa apakah terdapat paket yang rusak atau tidak. Ketika sebuah kesalahan terdeteksi, mekanisme selanjutnya dibutuhkan untuk memperbaiki kesalahan yang ditemukan, yaitu dengan meminta pengiriman ulang atau menggunakan bit informasi tambahan yang telah dikirimkan bersama paket asli untuk mengoreksi kesalahan tanpa meminta pengiriman ulang.
2.1.1 Automatic Repeat Request (ARQ)
Automatic Repeat Request (ARQ) juga disebut Automatic Repeat Query, adalah sebuah metode error-control untuk pengiriman data yang menggunakan ACK (pesan yang dikirim oleh receiver yang mengindikasikan bahwa data atau paket telah diterima dengan baik atau benar) dan timeouts (periode spesifik dari waktu yang diizinkan untuk lewat sebelum sebuah ACK diterima) untuk mencapai pengiriman data yang reliabel melalui sebuah servis yang tidak reliabel. Jika sender tidak menerima ACK sebelum timeout, biasanya sender melakukan pengiriman kembali paket sampai sender menerima sebuah ACK atau melebihi jumlah yang didefinisikan dari pengiriman kembali.
ARQ adalah mekanisme kontrol dari data link layer dimana receiver meminta sender untuk mengirim kembali block dari data ketika mendeteksi terjadi error. Mekanisme ARQ berdasarkan pada pesan ACK atau NACK yang dikirimkan oleh receiver kepada sender untuk menunjukkan penerimaan yg baik (ACK) atau buruk (NACK) dari frame sebelumnya (Shwetha, et al., 2011).
2.1.2 Forward Error Correction (FEC)
Forward Error Correction (FEC) adalah kemampuan dari receiver untuk mendeteksi dan mengoreksi adanya error. Teknik tersebut biasa digunakan pada penyimpanan audio dan video. Pada pengaturan jaringan, teknik FEC dapat digunakan sendiri atau bersama dengan teknik ARQ. Teknik FEC dinilai baik karena mampu mengurangi terjadinya retransmisi atau pengiriman kembali file pada sisi sender. FEC mengizinkan koreksi error pada sisi receiver, sehingga hal tersebut dapat menghindari adanya
proses wait (menunggu) pada delay propagasi. Delay propagasi merupakan waktu yang dibutuhkan untuk sender menerima NAK (Negative Acknowledgment) dan retransmisi ulang paket ke receiver (Rubenstein, et al., 1998).
2.2 UFTP
UFTP adalah sebuah aplikasi multicast reliabel yang dirilis pada tahun 2004 dan dapat dipertimbangkan sebagai pengganti dari Starbust Multicast FTP (MFTP). Aplikasi ini menyediakan pengiriman data multicast secara reliabel melalui protokol UDP (Bush, 2016).
2.3 UDPCast
UDPCast merupakan salah satu tools berbasis open source yang digunakan untuk mengirim data secara simultan ke beberapa tujuan sekaligus pada local area network (LAN). Aplikasi ini terdiri dari 2 program file dengan format execute, yaitu udp-sender dan udp-receiver. Secara default, kedua program tersebut dapat digunakan untuk mengirim input pada sisi server ke semua client yang menerima data yang kemudian ditampilkan pada output standar (Juncu, 2010).
2.4 Packet loss
Packet loss adalah kegagalan pengiriman paket data dalam mencapai tujuannya. Packet loss ditunjukkan dalam ukuran persentase (%). Kegagalan pengiriman paket data dapat disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah sebagai berikut (Hidayat, 2014):
Secara umum packet loss terdiri dari 4 kategori degradasi seperti terdapat pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1 Kategori Packet loss Kategori Degradasi Packet loss
Perfect 0% Good 3% Medium 15% Poor 25% Sumber: ETSI (1999) 2.5 Throughput
Throughput adalah kemampuan
sebenarnya dari jaringan dalam melakukan pengiriman data. Throughput selalu dihubungkan dengan bandwidth karena throughput adalah kondisi bandwidth yang
sebenarnya. Namun terdapat perbedaan antara keduanya, yaitu bandwidth lebih bersifat fix sedangkan throughput bersifat dinamis tergantung lalu lintas yang sedang terjadi (Hidayat, 2014).
2.6 Waktu Transfer
Dalam ilmu komputasi, waktu sering disamakan dengan delay. Biasanya waktu atau delay ini didefinisikan sebagai perbedaan waktu antara saat bit pertama paket tiba dan keberangkatan dari source. Pengukuran yang lain adalah perbedaan waktu antara bit tiba dan keluaran dari bit pertama dari source.
Waktu transfer adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengiriman data dari sender menuju receiver. Satuan dari waktu transfer adalah detik atau second (s). Secara umum, semakin besar ukuran data yang dikirimkan maka waktu transfer yang dihasilkan juga akan semakin besar.
3. METODOLOGI
Alur metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1. Penelitian ini dilakukan dalam sebuah pengujian yang menggunakan tiga buah personal computer yang berperan sebagai sender, emulator dan receiver serta sebuah switch. Pada receiver terpasang 4 buah virtual machine seperti terlihat pada Gambar 3.2. Penelitian menggunakan 30 skenario pengujian yang berdasarkan pada kategori packet loss, seperti terlihat pada Tabel 3.1.
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
Switch
Receiver3 PC – Virtual host IPv4=192.168.0.13
Receiver4 PC – Virtual host IPv4=192.168.0.14 Receiver2 PC – Virtual host
IPv4=192.168.0.12 Receiver1 PC – Virtual host
IPv4=192.168.0.11 Host PC Sender PC – Host PC IPv4=192.168.0.6 Host PC 2 WANem PC – Virtual PC IPv4=192.168.0.30
Gambar 3.2 Lingkungan pengujian
Tabel 3.1 Skenario Pengujian setiap kategori
packet loss 20 MB 40 MB 60 MB 80 MB 100 MB FEC File Redundant 100% 1 2 3 4 5 FEC File Redundant 50% 6 7 8 9 10 FEC File Redundant 25% 11 12 13 14 15 FEC File Redundant 12,5% 16 17 18 19 20 FEC File Redundant 6,25% 21 22 23 24 25 UFTP (ARQ) 26 27 28 29 30
4. HASIL DAN ANALISIS
Hasil perbandingan performa dari aplikasi UFTP dan UDPCast diperoleh berdasarkan percobaan yang dilakukan sesuai dengan skenario pengujian sistem. Skenario pengujian terdiri dari beberapa variabel yang mempengaruhi, yaitu ukuran data dan packet loss serta variabel yang dipengaruhi yaitu throughput dan waktu transfer. Pengujian dilakukan berdasarkan skenario pengujian yang telah ditentukan pada bab 3. Nilai throughput dan waktu transfer merupakan hasil rata-rata dari 5 kali percobaan yang dilakukan pada masing-masing skenario pengujian.
Hasil perbandingan performa aplikasi UFTP dan UDPCast pada seluruh skenario
pengujian menghasilkan nilai performa yang berbeda-beda. Nilai performa dapat dikatakan baik apabila memiliki nilai throughput yang tinggi dan nilai waktu transfer yang rendah. Pada pengujian tersebut dapat dilihat bahwa aplikasi UFTP dengan menggunakan metode recovery ARQ memiliki nilai rata-rata throughput terbesar yaitu sebesar 5698,1 Kbps. Kondisi tersebut terjadi ketika aplikasi melakukan pengiriman data dengan ukuran 100 MB pada kondisi packet loss 0%. Nilai rata-rata throughput terendah terjadi ketika aplikasi UFTP dengan metode recovery ARQ berada pada kondisi packet loss 25% dan melakukan pengiriman data dengan ukuran 20 MB, yaitu sebesar 2479,2 Kbps. Kondisi packet loss pada jaringan yang berada pada kategori buruk (poor) membuat banyak paket menjadi hilang dan receiver akan mengirimkan NACK kepada sender untuk melakukan pengiriman ulang terhadap paket yang hilang atau tidak diterima oleh receiver. Jumlah pengiriman NACK yang meningkat tersebut membuat kondisi jaringan menurun dan lambat serta mengakibatkan nilai throughput menjadi menurun.
Berdasarkan nilai waktu transfer, performa dari aplikasi UFTP memiliki nilai rata-rata terkecil yaitu sebesar 4,4 detik. Kondisi tersebut terjadi ketika aplikasi melakukan pengiriman data dengan ukuran 20 MB pada kondisi packet loss 0%. Sedangkan performa aplikasi UDPCast dengan file redundant 100% memiliki nilai waktu transfer terbesar yaitu sebesar 80,9 detik. Kondisi tersebut terjadi ketika aplikasi melakukan pengiriman data dengan ukuran 100 MB dan nilai packet loss 25%.
Grafik perbandingan performa throughput dengan nilai packet loss 0% dapat dilihat pada Gambar 4.1. Dari grafik pada Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa pengiriman data menggunakan aplikasi UFTP memiliki nilai throughput lebih tinggi daripada keseluruhan pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast. Nilai throughput terendah terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan metode recovery FEC dan file redundant 100%. Pada Gambar 4.2 dapat dilihat perbandingan performa throughput dengan nilai packet loss 3%. Nilai throughput pada pengiriman data menggunakan UDPCast cenderung stabil dan tidak terdapat peningkatan atau penurunan nilai yang drastis. Namun pada pengiriman data menggunakan UFTP terjadi fluktuasi nilai throughput. Selisih nilai throughput yang cukup tinggi terjadi pada
pengiriman data 20 MB dan 40 MB yaitu sebesar 1233,3 Kbps. Nilai throughput terendah terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan metode recovery FEC dan file redundant 100%.
Gambar 4. 1 Grafik perbandingan throughput dengan nilai packet loss 0%
Pada Gambar 4.3 dapat dilihat perbandingan performa throughput dengan nilai packet loss 15%. Dari grafik dapat dilihat bahwa tren nilai dari throughput tidak berbeda jauh dengan grafik pada Gambar 4.2. Pada grafik ini fluktuasi nilai juga terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UFTP. Sedangkan pada UDPCast tidak terjadi peningkatan maupun penurunan nilai throughput atau cenderung stabil. Nilai throughput terendah juga terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan metode recovery FEC dan file redundant 100%. Pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan file redundant 6,25% memiliki throughput yang lebih tinggi daripada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast lainnya.
Gambar 4. 2 Grafik perbandingan throughput dengan nilai packet loss 3%
Gambar 4. 3 Grafik perbandingan throughput dengan nilai packet loss 15%
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Gambar 4. 4 Grafik perbandingan throughput
dengan nilai packet loss 25%
Pada Gambar 4.4 dapat dilihat perbandingan performa throughput dengan nilai packet loss 25%. Gambar grafik tersebut berdasarkan data pada Tabel 4.4. Dari grafik dapat dilihat bahwa tren nilai throughput telah berubah dibandingkan dengan grafik sebelumnya pada Gambar 4.1, Gambar 4.2 dan Gambar 4.3. Nilai throughput pada pengiriman data menggunakan aplikasi UFTP memiliki nilai yang lebih rendah daripada pengiriman menggunakan UDPCast. Meskipun terdapat peningkatan nilai pada beberapa titik, namun nilai throughput dari UFTP masih terdapat di bawah UDPCast.
Dari hasil perbandingan performa throughput yang ditampilkan pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 dapat disimpulkan bahwa secara umum pengiriman data dengan menggunakan aplikasi UFTP memiliki nilai throughput yang lebih tinggi daripada aplikasi UDPCast. Meskipun nilai throughput dari aplikasi UDPCast memiliki rata-rata yang lebih rendah daripada aplikasi UFTP, namun nilai tersebut cenderung lebih stabil dibandingkan dengan aplikasi UFTP. Keadaan tersebut berbalik ketika packet loss berada pada angka 25%, nilai throughput tertinggi terjadi pada pengiriman data menggunakan UDPCast dengan metode recovery FEC dan file redundant 6,25%. Pada kondisi packet loss 25% ini, nilai throughput dari aplikasi UFTP berada pada nilai yang
terendah, meskipun terdapat beberapa titik yang memiliki nilai rata-rata grafik yang cukup bagus, yaitu berada pada pertengahan nilai throughput dari aplikasi UDPCast dengan metode recovery FEC dan file redundant 25% dan 50%. Hal tersebut terjadi karena terdapat banyak paket yang hilang pada kondisi packet loss 25%, sehingga pada aplikasi UFTP yang menggunakan metode recovery ARQ terdapat banyak pengiriman NACK. Pengiriman NACK tersebut akan meminta retransmisi ulang paket dari sender terhadap paket yang hilang.
Gambar 4. 5 Grafik perbandingan waktu transfer dengan nilai packet loss 0%
Gambar 4. 6 Grafik perbandingan waktu transfer dengan nilai packet loss 3%
Gambar 4. 7 Grafik perbandingan waktu transfer dengan nilai packet loss 15% Pada Gambar 4.5 dapat dilihat perbandingan performa waktu transfer dengan nilai packet loss 0%. Pada grafik dapat dilihat bahwa UFTP memiliki nilai waktu transfer terendah dan nilai waktu transfer tertinggi terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan file redundant 100%. Grafik pada Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 juga menunjukkan tren yang sama dengan Gambar grafik 4.5 tersebut. Performa yang baik ditunjukkan oleh aplikasi UFTP yang memiliki waktu transfer terendah dibandingkan dengan pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast.
Pada Gambar 4.8 dapat dilihat perbandingan performa waktu transfer dengan nilai packet loss 25%. Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai waktu transfer terendah terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan file redundant 6,25%. Sedangkan waktu transfer tertinggi terjadi pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast dengan file redundant 100%. Nilai waktu transfer dari aplikasi UFTP yang pada grafik sebelumnya menempati posisi terendah, namun pada grafik 4.8 tidak demikian. Nilai dari packet loss yang mencapai 25% mempengaruhi performa dari pengiriman data menggunakan aplikasi UFTP ini. Hal ini dikarenakan packet loss akan mempengaruhi proses retransmisi dari metode recovery ARQ pada UFTP. Semakin besar nilai dari packet loss, maka proses retransmisi dari paket akan
bertambah sehingga waktu transfer akan menjadi lebih tinggi pula.
Gambar 4. 8 Grafik perbandingan waktu transfer dengan nilai packet loss 25%
Gambar 4. 9 Perbandingan throughput berdasarkan kategori packet loss
Gambar 4.9 menunjukkan perbandingan throughput berdasarkan kategori packet loss pada ukuran data 100 MB. Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai throughput dari UDPCast cenderung stabil atau tidak terjadi peningkatan maupun penurunan yang drastis. Sedangkan pada pengiriman data menggunakan UFTP terjadi fluktuasi nilai atau peningkatan dan penurunan nilai throughput. Penurunan drastis terjadi ketika berada pada kondisi packet loss 25%, yaitu sebesar 3614,2 Kbps.
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Gambar 4. 10 Perbandingan waktu transfer
berdasarkan kategori packet loss
Gambar 4.10 menunjukkan perbandingan waktu transfer berdasarkan kategori packet loss pada ukuran data 100 MB. Pada grafik dapat dilihat bahwa sebagian besar peningkatan nilai waktu transfer terjadi pada kondisi packet loss 25%. Peningkatan nilai waktu transfer tidak hanya terjadi pada aplikasi UFTP, namun juga terjadi pada aplikasi UDPCast.
Secara keseluruhan dari hasil analisis menunjukkan bahwa performa dari aplikasi UFTP lebih baik daripada UDPCast, namun pada kondisi jaringan yang buruk dengan packet loss 25% aplikasi UDPCast memiliki performa yang lebih baik dalam melakukan error recovery. Pada pengiriman data menggunakan aplikasi berbasis multicast, besar throughput jaringan sangat dipengaruhi oleh kondisi packet loss. Semakin besar nilai dari packet loss, maka nilai throughput akan semakin kecil.
Pada kondisi jaringan yang bagus, metode error recovery ARQ dapat menjadi solusi yang terbaik. Namun ketika berada pada kondisi jaringan yang buruk, penggunaan metode fec dengan melakukan penyisipan file redundant pada pengiriman data menggunakan aplikasi UDPCast menjadi solusi yang baik dibandingkan dengan pengiriman menggunakan metode error recovery ARQ (retransmisi ulang).
5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Dari hasil implementasi lingkungan pengujian sistem, pengambilan data dan analisis perbandingan performa aplikasi UFTP dan UDPCast dapat disimpulkan bahwa:
1. Hasil analisis menunjukkan bahwa pada kondisi jaringan yang normal, secara umum penggunaan mekanisme error recovery ARQ menjadi solusi yang lebih baik dibandingkan dengan penggunaan metode FEC. Namun pada kondisi jaringan yang buruk (dengan packet loss >25%), penggunaan metode FEC menjadi pilihan yang lebih baik.
2. Hasil analisis berdasarkan parameter packet loss menunjukkan bahwa besar throughput jaringan sangat dipengaruhi oleh kondisi packet loss. Semakin besar nilai dari packet loss, maka nilai throughput akan semakin kecil. Kondisi packet loss juga mempengaruhi waktu transfer, semakin besar nilai dari packet loss, maka nilai waktu transfer juga semakin besar. Berdasarkan parameter ukuran data, hasil analisis menunjukkan bahwa semakin besar nilai ukuran data maka waktu transfer juga semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin kecil ukuran data maka waktu transfer juga semakin kecil. Namun, besarnya ukuran data yang dikirimkan tidak mempengaruhi nilai throughput karena kondisi throughput bergantung kepada kondisi lalu lintas jaringan yang sedang terjadi.
5.2 Saran
Saran yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan terkait dengan pengembangan penelitian berikutnya adalah:
1. Diperlukan penelitian lebih lanjut terkait dengan parameter-parameter QoS yang lain untuk membandingkan metode ARQ dan FEC ini.
2. Diperlukan penelitian yang menunjukkan pengaruh jumlah host yang berpartisipasi terhadap performa metode ARQ dan FEC. Pada penelitian ini jumlah host yang berpartisipasi jumlahnya tetap.
6. DAFTAR PUSTAKA
Becvar, Z. & Mach, P., 2012. On Efficiency of ARQ and HARQ Entities Interaction in WiMAX Networks. Dalam: D. R. Hincapie, penyunt. Advanced Transmission Techniques in WiMAX. Kroatia: InTech, pp. 147-164.
Benslimane, A., 2007. Multimedia Multicast on the Internet. Great Britain: ISTE Ltd. Bush, 2016. Encrypted UDP Based FTP with
Multicast. [Online] Tersedia di: http://uftp-multicast.sourceforge.net/ [Diakses 14 Februari 2016].
Hindman, L. & Jain, A., 2005. Multicasting Library Project Description, s.l.: Boise State University.
Juncu, A., 2010. Operating Systems Imaging Solution With Centralised Archiving and DItribution. Bucharest: University Politehnica of Bucharest.
Kemp, S., 2017. Digital in 2017: Global Overview. [Online] Tersedia di: http://wearesocial.com/uk/blog/2017/01 /digital-in-2017-global-overview [Diakses 24 January 2017].
Laurikainen, R., Laitinen, J., Lehtovuori, P. & Nurminen, J. K., 2012. IMproving the Efficiency of Deploying Virtual Machines in a Cloud Environment. International Conference on Cloud Computing and Service Computing, pp. 232-239.
Rizzo, L. & Vicisano, L., 1997. A Reliable Multicast Data Distribution Protocol based on software FEC techniques. 15 Januari.
Rubenstein, D., Kurose, J. & Towsley, D., 1998. Real-Time Reliable Multicast Using Proactive Forward Error Corection.
Shwetha, Thontadharya, Bhat, S. & Devaraju, 2011. Performance Analysis of ARQ Mechanism in WIMAX Networks. International Journal of Computer Science & Communication Networks, I(2), pp. 123-127.
Zhang, J. & McLeod, R. D., 2003. A UDP-Based File Transfer Protocol With Flow Control Using Fuzzy Logic Approach. IEEE, pp. 827-830.
