ANALISIS PERBANDINGAN PERFORMANSI TCP VEGAS DAN TCP VENO PADA JARINGAN WIRELESS

(1)

ANALISIS PERBANDINGAN PERFORMANSI TCP VEGAS DAN TCP VENO PADA JARINGAN WIRELESS

Rai Suardhyana Arijasa¹, Vera Suryani², Ir Endro Ariyanto ³

¹Teknik Informatika, Fakultas Teknik Informatika, Universitas Telkom Abstrak

Jaringan wireless 802.11 menawarkan layanan komunikasi tanpa kabel, seperti komunikasi suara, data, dan layanan multimedia. Layanan internet wireless yang dulu sangat sedikit digunakan, tapi saat ini layanan wireless telah banyak digunakan diberbagai tempat.

Layanan data dalam jaringan wireless menggunakan TCP sebagai protokol transport-nya. Awalnya TCP didesain untuk jaringan kabel, tetapi pada jaringan wireless terdapat media udara yang bersifat tidak stabil. Berbagai macam variasi TCP dibuat untuk menghasilkan performansi yang lebih baik dari pendahulunya. Dalam tugas akhir ini dibandingkan performansi TCP Vegas dan TCP Veno pada jaringan wireless dengan menvariasi congestion window (CWND) (5, 10, 15, 20, 25, dan 30) dan packet size (512, 1024, dan 2048). Performansi TCP dilihat dari segi throughput dan delay.

Hasil yang didapat dalam simulasi ini adalah TCP Veno mempunyai performansi yang lebih bagus dari pada TCP Vegas. TCP Veno menghasilkan throughput yang lebih besar dan delay yang lebih kecil.

Kata Kunci : Congestion Control, TCP, TCP Vegas, TCP Veno, Wireless

Abstract

Wireless network 802.11offer service without wire, like voice, data communication, and

multimedia services. At past just few are using internet wireless, but now it’s use by many people. Data service in wireless network use TCP as protocol transport. Initially TCP was desigened for media cable, but at wireless network there are air interface which have unstable character. Variation of TCP made to yield the better performance from its predecessor. In this final project compared TCP Vegas and TCP Veno at wireless network with congestion window (CWND) (5, 10, 15, 20, 25, and 30) and packet size (512, 1024, and 2048). TCP’s performance seen from

throughput and delay.

Result shows that TCP Veno have better performance than TCP Vegas. TCP Veno have better throughput.

Keywords : Congestion Control, TCP, TCP Vegas, TCP Veno, Wireless

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

(2)

9

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi informasi saat ini semakin pesat, dimana teknologi jaringan semakin sering digunakan untuk berbagai keperluan. Teknologi yang awalnya menggunakan teknologi kabel (wired) dan sekarang sudah ada teknologi wireless dimana saat ini sedang

marak digunakan.

Jaringan Wireless (802.11) adalah teknologi tanpa kabel, dalam hal ini adalah melakukan

hubungan telekomunikasi dengan menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai pengganti kabel. Jaringan wireless menggunakan gelombang elektromagnetik (sinyal radio,

infra merah) untuk melakukan komunikasi data, menyalurkan data dari satu poin ke poin yang lain tanpa memalui fasilitas fisik (misalnya kabel). Kelebihan jaringan wireless dari jaringan

kabel adalah mobilitas user, fleksibelitas, instalasi yang mudah, dan pemeliharaannya yang

cukup murah. Meskipun memiliki banyak kelebihan, jaringan wireless mempunyai banyak

kekurangan yaitu packet loss dari jaringan wireless sangat tinggi, retransmisi paket

membutuhkan waktu yang lama, sehingga membuat pertukaran data pada jaringan wireless

terasa lebih lambat dari jaringan kabel. Untuk meningkatkan performansi jaringan wireless

dapat digunakan algoritma TCP (Transmission Control Protocol), diantaranya TCP Vegas

dan TCP Veno.

TCP Vegas adalah modifikasi dari New Reno yang mendeteksi loss lebih awal, sehingga

bisa melakukan retransmisi sebelum menerima duplikat ACK (acknowledgment) ke-3 atau

habisnya waktu RTO (Request Time Out). Mekanisme Congestion Avoidance membiarkan

jumlah data yang sesuai dalam jaringan, dan congestion window mebesar dan mengecil secara linear. Kestabilan congestion window dan tingkat retransmisi yang rendah membuat Vegas

menjadi pilihan yang bagus untuk jaringan wireless.

TCP Veno mengusulkan sebuah perbaikan dari algoritma congestion control TCP Reno

dengan menggunakan tahapan estimasi berdasarkan TCP Vegas (untuk menyimpulkan jenis paket loss yang terjadi disebabkan oleh congestion loss atau random loss). Skema ini dapat

mengurangi penurunan CWND yang tidak memperhatikan penyebab packet loss. Veno efisien

dalam penggunaan bandwidth dan memiliki tingkat retransmisi yang rendah, ini membuatnya

bagus digunakan untuk jaringan wireless.

Algoritma TCP melakukan perbaikan terhadap performansi TCP di jaringan wireless

dengan melakukan proses retransmisi sekaligus meneruskan informasi koreksi terhadap error

yang terjadi pada transmisi paket pada layer Data-link menuju layer-layer diatasnya dengan

tujuan penghematan bandwith jaringan. Analisis performansi TCP Vegas dan Veno mampu

memberikan gambaran algoritma TCP mana yang lebih baik digunakan dalam jaringan

wireless berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan. TCP Vegas dan TCP Veno cocok untuk

menangani retransmisi pada jaringan wireless karena memiliki tingkat retransmisi yang

rendah. Pengukuran dilakukan dengan memperhatikan troughput dan end-to-end delay pada host diam dan host bergerak.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan, maka masalah yang dirumuskan adalah: bagaimana mensimulasikan penerapan TCP Vegas dan TCP Veno, bagaimana perbandingan performansi TCP Vegas dan Veno pada jaringan wireless.

(3)

10

1.3 Batasan Masalah

Dalam implementasi tugas akhir ini dibatasi oleh beberapa hal, sebagai berikut :

1. Simulasi Tugas Akhir ini menggunakan Network Simulator 2 sebagai model simulasi. 2. Protokol Transport yang digunakan adalah TCP.

3. Mekanisme packet schduling menggunakan mekanisme Drop Tail.

4. Tidak membahas efek yang terjadi pada aplikasi real time ketika menggunakan TCP

Vegas dan TCP Veno.

5. Tidak membahas interface dengan layer di atas dan di bawah layerTransport.

6. Parameter pengukuran performansi adalah throughput (besarnya paket yang dapat

ditransmisikan dalam satuan waktu tertentu), dan delay (lamanya waktu yang

diperlukan untuk melewatkan paket dalam jaringan).

7. Koneksi fixed host dengan mobile host pada skema jaringan wireless ini menggunakan

perantara AccessPoint.

1.4 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah

1. Merancang sebuah simulasi sebagai tempat implementasi TCP Vegas, dan TCP Veno. 2. Melakukan analisis terhadap hasil perbandingan performansi TCP antara TCP Vegas,

dengan TCP Veno pada jaringan wireless berdasarkan throughput dan delay.

1.5 Metodelogi Penyelesaian Masalah

Metodologi penyelesaian masalah yang digunakan adalah : a. Study literature

Tahapan ini bertujuan untuk mengumpulkan bahan-bahan, data, dan mendapatkan deskripsi yang jelas dan dasar teori yang kuat tentang retransmisi paket, topologi jaringan wireless, dan referensi Network Simulator versi 2 yang digunakan sebagai

simulasi software yang digunakan untuk menganalisis throughput, dan delay.

b. Perancangan

Tahap ini meliputi perancangan simulasi yang dijadikan tempat pengimplementasian TCP Vegas dan TCP Veno.

c. Implementasi

Tahap ini meliputi pembangunan simulasi yang dijadikan tempat pengimplementasian TCP Vegas dan TCP Veno.

d. Testing dan Analisis Hasil

Percobaan dilakukan terhadap empat skenario yang berbeda, yaitu percobaan terhadap perangkat uji yang sudah ditambahkan TCP Vegas dengan host diam, percobaan

terhadap perangkat uji yang menggunakan TCP Veno dengan host diam, percobaan

terhadap perangkat uji yang menggunakan TCP Vegas dengan host yang bergerak,

serta percobaan terhadap perangkat uji yang sudah di tambahkan TCP Veno dengan

host yang bergerak. Dari keempat skenario ini dilakukan analisis terhadap hasil

perbandingan performansi yang dihasilkan berdasarkan throughput dan delay dengan

variabel-variabel pengukurannya berupa besarnya window size dan packet size.

e. Penyusunan laporan

Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan hasil penelitian yang telah dilakukan dan membuat kesimpulan dari hasil penelitian tersebut.

Laporan yang disusun terdiri dari: 1. Pendahuluan

Pada bab ini menjelaskan mengenai latar belakang penelitian, permasalahan yang diteliti, tujuan penelitian, dan metodologi penyelesaian masalah.

2. Landasan Teori

Landasan teori memberikan dasar-dasar pengetahuan yang dapat membantu penelitian.

(4)

11

3. Rancangan dan Gambaran Sistem

Pada bab ini diberikan gambaran dan penjelasan mengenai tahap-tahap pengerjaan simulasi dan analisis waktu retransmisi pada jaringan wireless.

Simulasi TCP Vegas dan Veno ini dilakukan dengan cara membangun sebuah perangkat pengujian yang terdiri dari sebuah fixed host sebagai pihak pengirim, base station yang berupa AccessPoint dan mobile host sebagai pihak penerima.

Antara fixed host dengan base station dihubungkan dengan jaringan kabel

sedangkan antara base station dengan mobile host terhubung melalui jaringan wireless.

Gambar 1-1 Arsitektur Sistem

4. Pengujian dan Analisis

Bab ini berisi hasil-hasil penelitian dan pengujian simulasi yang telah dibangun. Kemudian dijelaskan juga hal-hal yang dianalisis serta bagaimana hasil analisis dari pengujian yang dilakukan.

5. Penutup

Bab terakhir ini memberikan kesimpulan yang didapatkan berdasarkan penelitian yang telah dikerjakan. Selain itu diberikan saran-saran yang dapat membentu pelaksanaan penelitian berikutnya yang dapat dilakukan.

Fix Host Mobile Host

Base Station Jaringan

Kabel

Jaringan Wireless

(5)

45

5 Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan dan analisis yang didapat dengan menggunakan 4 skenario pada bab 4 sebelumnya, maka kesimpulan yang saya dapatkan adalah sebagai berikut:

• TCP Veno mempunyai performansi yang lebih baik dari pada TCP Vegas untuk host

diam dan host bergerak. Hal ini ditunjukkan dengan nilai throughput yang lebih tinggi

sekitar 14%, dan nilai delay yang lebih rendah sekitar 23%.

• Peningkatan window size pada TCP Veno untuk host bergerak dan host diam

memperoleh nilai CWND tertinggi sebesar 20 segmen dan TCP Vegas sebesar 9 segmen. Titik optimal untuk TCP Vegas ada pada window 5 karena peningkatan

CWND pada window 5 mayoritas mencapai maksimum (mencapai 5). Titip optimal

untuk TCP Veno ada pada window 10, karena untuk window >10 Veno hanya sesekali

saja mencapai CWND maksimum.

• Delay TCP Veno lebih rendah 23% dari TCP Vegas untuk host bergerak dan host

diam. Nilai delay TCP Vegas cenderung stabil dari window 3 sampai window 30.

Untuk TCP Veno pada window 5 memperoleh delay terendah lalu mengalami

peningkatan menuju window 10, pada window 10 nilai delaynya cenderung stabil

diangka 1.5 detik.

• Peningkatan packet size untuk TCP Vegas dan TCP Veno membuat nilai throughput

meningkat. TCP Veno memperoleh nilai throughput lebih tinggi dari pada TCP Vegas.

• Peningkatan packet size untuk TCP Vegas dan TCP Veno menaikkan nilai delay.

Perolehan delay TCP Veno lebih rendah dari pada TCP Vegas.

5.2 Saran

Beberapa hal yang disarankan ntuk pengembangan tugas akhir ini di masa mendatang, yaitu: • Dilakukan pengujian dengan parameter input yang lebih beragam. Misalnya jitter,

fairness.

• Dilakukan simulasi pada jaringan yang lebih tinggi, misal UMTS, HSDPA, LTE ataupun WIMAX.

(6)

46

Daftar Pustaka

[1] Aggarwal, Ashish. 2008. Wireless Network.. Available at

www.cse.iitk.ac.in/users/cs698t/Lecture_notes/lec30-2.pdf.

[2] Avid A. 2006. Analisa Dan Simulasi Perbandingan Antara Algoritma Tcp Vegas Dan Algoritma Tcp Sack. Fakultas Teknik Elektro, ITTelkom, Bandung.

[3] Balakrishnan, Hari. et al. 1995. Improving TCP/IP Performance over Wireless Networks..Computer

Science Division University of California at Berkeley.

[4] Balakrishnan, Hari. 1996. A Comparison of Mechanisms for Improving TCP Performance over Wireless Links. Computer Science Division University of California at Berkeley.

[5] Chan, Mun Choon. Ramjee, Ramachandran. 2004. Improving TCP/IP Performance over Third

Generation Wireless Networks. Lucent Technologies.

[6] Cheng Peng Fu, Soung C. Liew. 2003. TCP Veno: TCP Enhancement for Transmission Over Wireless

Access Networks. Information Engineering Department, The Chinese University of Hong Kong, Shatin,

Hong Kong.

[7] Emir Halepovic, Qian Wu, Carey Williamson, Majid Ghaderi. TCP over WiMAX: A Measurement Study.

Department of Computer Science University of Calgary, Canada.

[8] Indah Rizkarina. 2009. Analisis Pengaruh Handover Pada TCP Congestion Control di Jaringan Mobile

WiMAX (IEEE 802.16e). Fakultas Teknik Elektro, ITTelkom, Bandung.

[9] Kreshna Aditama. 2009. Analisis Performansi Tcp Reno Dan Tcp Vegas Pada Jaringan Umts. Fakultas

Teknik Elektro, ITTelkom, Bandung.

[10] Lawrence S. Brakmo., Larry L. Peterson. TCP Vegas: End to End Congestion Avoidance on a Global Internet. Department of Computer Science, University of Arizona.

[11] Qixiang Pang, Soung C. Liew, Cheng Peng Fu, Wei Wang1, Victor O.K. Li. 1999. Performance Study of

TCP Veno over WLAN and RED Router. Department of Information Engineering The Chinese University

of Hong Kong

[12] Mascolo, Saverio. Vacirca, Francesco. The effect of reverse traffic on the performance of new, TCP congestion control algorithms. Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica Politecnico di Bari.

[13] Tae-Woon Kim, Sang-Hwa Chung, In-Su Yoon and Jeong-Soo Kim. Effects of Handover on TCP

Congestion Control Algorithms over Mobile WiMAX. Department of Computer Engineering Pusan

National University at Busan, Korea.

[14] _______________. 2010 NS2. Available at http://www.isi.edu/nsnam/ns/ns-build.html.

[15] _______________. 2008.Mobile Networks: TCP in Wireless Network.. Available at

www.soi.wide.ad.jp/class/20060035/materials_for_student/07/lecture_07_tcp.pdf

[16] _______________. 2008. Transmission Control Protocol.. Available at http://id.wikipedia.org/wiki/TCP.