BAB II
TEORI DASAR
2.1 Umum
Teknologi wireless adalah teknologi yang memungkinkan kita dapat melakukan hubungan komunikasi tanpa menggunakan media kabel (nirkabel) melainkan dengan menggunakan gelombang elektromagnetik . Teknologi
wireless merupakan teknologi yang salah satu perkembangannya sangat cepat saat ini karena memiliki mobility yang tinggi. Terdapat berbagai jenis teknologi
wireless seperti: infrared, bluetooth, radio frekuensi, wireless LAN, Ad hoc dll.
2.2 Konsep Wireless
Untuk menghubugkan sebuah computer yang satu dengan yang lain, maka diperlukan adanya jaringan wireless. Ada 3 komponen yang dibutuhkan agar komponen-komponen yang berada dalam wilayah jaringan wireless bisa sukses dalam mengirim dan menerima data, komponen-komponen tersebut adalah :
1. Sinyal Radio (Radio Signal) 2. Format Data (Data Format)
3. Struktur Jaringan (Network Structure)
Awalnya teknologi ini didesain untuk aplikasi perkantoran dalam ruangan, namun sekarang wireless LAN dapat digunakan pada jaringan peer to peer dalam ruangan dan juga point to point diluar ruangan. Jaringan ini juga bisa di optimalkan pada lingkungan yang berbeda. Dapat mengatasi kendala geografis dan rumitnya instalasi kabel. Jaringan wireless memiliki berbagai jenis tetapi umumnya digolongkan ke dalam empat jenis berdasarkan jangkauannya. Gambar 2.1 menunjukkan empat jenis jaringan wireless berdasarkan jangkauannya [1].
Gambar 2.1 Jenis Jaringan Wireless Berdasarkan Jangkauan
2.3 Jaringan Ad hoc
Jaringan ad hoc didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Jaringan ad hoc
mengakibatkan tidak diperlukannya lintasan melalui node B tetapi langsung melalui node C [2].
Untuk jaringan mobile ad hoc, isu paket routing antara setiap pasangan
node menjadi permasalahan sendiri karena node dapat bergerak secara acak dalam jaringan. Sebuah lintasan yang dianggap optimal pada titik waktu tertentu mungkin tidak bekerja sama sekali beberapa saat kemudian. Selain itu, sifat
stochastic saluran nirkabel menambah ketidakpastian kualitas lintasan [2].
2.4 Transport Layer Protocol
Merupakan salah satu dari OSI Layer yang berada pada tingkat ke-empat yang memiliki peran dan fungsi sebagai berikut :
1. Segmentasi: Layer transport bertanggung jawab untuk melakukan segmentasi data yang diterima dari layer atas (layer application). Setiap pecahan data hasil segmentasi akan di enkapsulasi dengan hea der yang berisi informasi-informasi layer transport seperti, nomor urut (sequence) dan juga port address pengirim dan penerima.
2. Reassembling data: Pada sisi penerima, transport layer memanfaatkan informasi yang ada pada header layer transport untuk menyusun ulang segmen-segmen data menjadi data yang utuh sebelum diberikan ke layer
atas (application).
identifier/addressing untuk aplikasi (service/layanan) yang disebut dengan port number.
4. Multiplexing/Demultiplexing: merupakan sebuah proses dimana protokol pada sebuah layer dapat melakukan proses encapsulation terhadap paket data dari beberapa buah protokol di layer atas secara bersamaan dalam satu waktu dan sebaliknya.
5. Reliable Delivery : Banyak hal yang bisa menyebabkan data korup atau hilang dalam proses pengiriman. Transport layer dapat memastikan penerima mendapatkan data tersebut dengan mengirim ulang data yang hilang.
6. Sequencing : Banyaknya rute untuk mencapai tujuan dapat menyebabkan data diterima tidak berurutan, transport layer dapat menyusun ulang data secara benar dengan adanya penomoran dan sequencing.
7. Flow control : Karena emori komputer atau bandwidth network terbatas,
transport layer bisa meminta aplikasi pengirim untuk mengurangi kecepatan pengiriman data. Hal ini dapat mengurangi hilangnya data dan proses pengiriman ulang [3].
Beberapa aplikasi memerlukan requirement pengiriman data yang berbeda, karena itulah dibuat beberapa protokol transport yang berbeda untuk memenuhi requirement tersebut. Adapun contoh dari transport layer protokol adalah TCP, UDP dan TCP Vegas.
2.5 Transmission Control Protocol
sebelum proses transmisi data terjadi, dua aplikasi TCP harus melakukan pertukaran kontrol informasi (handshaking). TCP juga bersifat
reliable karena menerapkan fitur deteksi kesalahan dan retransmisi apabila ada data yang rusak, sehingga keutuhan data dapat terjamin. Sedangkan byte strea m service artinya paket akan dikirimkan ke tujuan secara berurutan (sequencing).
Protokol TCP bertanggung jawab untuk pengiriman data dari sumber ke tujuan dengan benar. TCP dapat mendeteksi kesalahan atau hilangnya data dan melakukan pengiriman kembali sampai data diterima dengan lengkap. TCP selalu meminta konfirmasi setiap kali data dikirim untuk memastikan apakah data telah sampai di tempat tujuan. Kemudia TCP akan mengirimkan data berikutnya atau melakukan retransmisi (pengiriman ulang) apabila data sebelumnya tidak sampai atau rusak. Data yang dikirim dan diterima kemudian diatur berdasarkan nomor urut [3].
Protokol TCP sangat cocok digunakan untuk koneksi yang membutuhkan kehandalan tinggi, seperti aplikasi telnet, ssh, ftp, http, dan beberapa layanan lainnya.
2.5.1 Karakteristik TCP
Adapun karakteristik dari TCP adalah sebagai berikut :
1. Reliable. Berarti data yang ditransfer ke tujuannya dalam suatu urutan seperti ketika dikirim (andal).
harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu. Koneksi TCP ditutup dengan menggunakan proses terminasi koneksi TCP (TCP connection termination).
3. Full-duplex. Untuk setiap host TCP, koneksi yang terjadi antara dua host
terdiri atas dua buah jalur, yakni keluar dan jalur masuk. Dengan menggunakan teknologi lapisan yang lebih rendah yang mendukung full-duplex, maka data pun dapat secara simultan diterima dan dikirim. Header
TCP berisi nomor urut TCP dari data yang ditransmisikan dan sebuah
acknowledgement dari data yang ditransmisikan dan sebuah acknowledgement
dari data yang masuk.
4. Flow control. Untuk mencegah data terlalu banyak dikirimkan pada suatu waktu, yang akhirnya membuat macet jaringan. TCP mengimplimentasikan layanan flow control yang dimiliki pihak pengirim secara terus menerus untuk memantau dan membatasi jumlah data yang dikirimkan pada suatu waktu. Untuk mencegah pihak penerima memperoleh data yang tidak dapat disangganya (buffer). TCP juga mengimplementasikan flow control dalam pihak penerima, yang mengindikasikan jumlah buffer yang masih tersedia dalam pihak penerima.
2.5.2 Cara kerja TCP
Adapun langkah-langkah cara kerja dari protokol TCP ini adalah :
1. datagram dibagi-bagi ke dalam bagian-bagian kecil sesuai dengan ukuran
bandwidth dimana data tersebut akan dikirimkan.
2. Pada lapisan TCP, data tersebut lalu “dibungkus” dengan informasi header
yang dibutuhkan. Misalnya seperti cara mengarahkan data tersebut ke tujuannya, cara merangkai kembali kebagian-bagian data tersebut jika sudah sampai pada tujuannya, dan sebagainya.
3. Setelah datagram dibungkus dengan header TCP, datagram tersebut dikirimkan kepada lapisan IP.
4. IP menerima datagram dari TCP dan menambahkan headernya sendiri pada
datagram tersebut.
5. IP lalu mengarahkan datagram tersebut ke tujuannya.
6. Komputer penerima melakukan proses-proses perhitungan, memeriksa perhitungan checksum yang sama dengan data yang diterima.
7. Jika kedua perhitungan tersebut tidak cocok berarti ada error sewaktu pengiriman dan datagram akan dikirimkan kembali [3].
2.6 User Datagram Protocol (UDP)
UDP merupakan protokol yang bersifat connectionless oriented. Artinya saat melakukan pengiriman data tidak dilakukan proses handshaking, tidak ada
kesalahan hanya menyediakan fasilitas multiplexing aplikasi (via nomor port) dan integritas verifikasi/deteksi kesalahan (via checksum) yang disediakan dalam
header dan payload. Deteksi kesalahan dalam UDP hanya bersifat optional. Untuk menghasilkan data yang reliable, haruslah dibantu dan dilakukan ditingkat aplikasi tidak bisa dikerjakan di tingkat protokol UDP [3].
Contoh layanan yang cocok untuk UDP yaitu transmisi audio/video, seperti VoIP, audio/video streaming. UDP kurang baik jika digunakan untuk mengirimkan paket berukuran besar, karena dapat memperbesar peluang jumlah paket loss atau paket yang hilang.
2.6.1 Karakteristik UDP
Adapun karakteristik dari UDP adalah sebagai berikut :
1. Connectionless (tanpa koneksi). Pesan-pesan UDP akan dikirimkan tanpa harus melakukan proses negosiasi koneksi antara dua host yang hendak bertukar informasi.
2. Unreliable (tidak andal). Pesan-pesan UDP akan dikirimkan sebagai datagram tanpa adanya nomor urut atau pesan acknowledgement. Protokol lapisan aplikasi yang berjalan di atas UDP harus melakukan pemulihan terhadap pesan-pesan yang hilang selama transmisi. Umumnya, protokol lapisan aplikasi yang berjalan di atas UDP mengimplementasikan layanan keandalan mereka masing-masing, atau mengirim pesan secara periodic atau dengan menggunakan waktu yang telah didefinisikan.
yang menggunakan TCP/IP. Header UDP berisi field Source Process Identification dan Destination Process Identification.
4. UDP menyediakan perhitungan checksum berukuran 16-bit terhadap keseluruhan pesan UDP [3].
2.6.2 Cara kerja UDP
Adapun cara kerja UDP adalah sebagai berikut :
1. Paket berisi port client dan port sumber berbentuk file text dikirimkan ke
server dalam UDP header.
2. Paket berisi port client dan port sumber berbentuk file audio dikirimkan ke
server dalam UDP header.
3. UDP tujuan membaca nomor port tujuan dan memproses data
4. Paket asli memiliki port tujuan sehingga server dapat mengirimkan data
kembali ke ftfp client.
5. Untuk point 3 dan 4 berulang lagi saat server menerima file audio dari client.
6. Saat aplikasi ingin mengirim data, UDP tidak akan mem-buffer atau
mem-fragmen data.
7. Karena UDP tidak mem-fragmen data, jika data yang lebih besar dari MTU,
lapisan IP yang harus mem-fragmen nya [3].
2.7 TCP Vegas
pengembangan dari TCP Reno. TCP Vegas dikembangkan di University of
Arizona oleh Lawrence Brakmo dan Larry L. Peterson.
Perbedaan antara TCP Vegas dengan TCP lainnya terletak pada fase
slowstart, pendeteksian bandwidth yang tersedia, serta mekanisme pendeteksian paket yang hilang. Ide dasar dari TCP Vegas adalah mencegah terjadinya packet loss yang bukan hanya disebakan oleh kongesti sehingga ukuran congestion window menjadi tidak terlalu besar. Dengan terkontrolnya ukuran congestion window dengan tepat, maka packet yang hilang dalam jaringan dapat dicegah, sehingga penurunan throughput akibat dari mengecilnya ukuran congestion window dapat dihindari [4].
Pada TCP Vegas dalam mengamati keadaan jaringan , tidak hanya berdasarkan umpan balik ACK, tapi juga mengestimasi kondisi jaringan berdasarkan RTT ( round trip time). TCP Vegas mengatur congestion window
dengan mengamati perubahan RTT (round trip time) dari paket yang dikirimkan sebelumnya oleh pengirim kepada penerima. Jika RTT besar, maka jaringan mengalami kongesti dan memperkecil ukuran congestion window. Jika RTT kecil berarti jaringan dalam keadaan normal dan ukuran congestion window diperbesar [4].
2.8 Network Simulator
Network simulator (NS) awalnya dibangun sebagai varian dari rea l network simulator pada tahun 1989 di UCB (University of California Berkeley). Pada tahun 1995 pembangunan network simulator dibangun didukung oleh
Defense Advenced Research Project Agency (DARPA) melalui Virtual Internet Testbed (VINT) Project, yaitu sebuah tim riset gabungan yang terdiri dari tenaga ahli [5].
2.8.1 Kelebihan NS
Terdapat beberapa keuntungan dalam menggunakan NS dalam melakukan proses simulasi dalam hal membantu menganalis riset atau tugas perkuliahan. NS dilengkapi dengan tool validasi yaitu tool yang digunakan sebagai penguji validasi yang terdapat pada NS. Dengan menggunakan NS simulasi yang dibuat jauh lebih mudah dilakukan dari pada menggunakan
software seperti Delphi atau C++. NS sendiri bersifat open source yang membuat pengguna NS dengan mudah mengembangkannya [5].
2.8.2 Menjalankan Skrip NS
Cara membuat skrip simulasi NS sangat sederhana, skrip ini bisa dibuat didalam program teks editor yang ada pada sistem operasi LINUX. Skrip tersebut disimpan didalam sebuah folder dengan format .tcl contohnya
simulasi.tcl [5].
2.8.3 Komponen Pembangun NS
Sebelum membangun simulasi melalui NS-2 hendaknya kita mengenal komponen pembangun NS. Pada masing-masing komponen terdapat juga fungsi yang digunakan untuk keperluan pembuatan simulasi. Komponen pembangun NS ditunjukkan seperti Gambar 2.3 [5].
Gambar 2.3 Komponen pembangun NS-2
NS-2 juga dapat digunakan untuk mensimulasikan protokol jaringan (TCPs/UDP/RTP), Traffic behavior (FTP, Telnet, CBR, dan lain-lain), Queue management (RED, FIFO, CBQ), algoritma routing unicast (Distance Vector,
Link State) dan multica st (PIM SM, PIM DM, DVRMP, shared tree dan Bidirectional Shared Tree), aplikasi multimedia yang berupa layered video,
quality of service video-audio dan transcoding. NS juga mengimplementasikan beberapa MAC (IEEE 802.3, 802.11) di berbagai media, misalnya jaringan berkabel (seperti LAN, WAN, point to point), jaringan tanpa kabel (seperti
2.8.4 Bahasa NS-2
Dalam menjalankan sebuah program, selain menggunakan bahasa C NS-2 juga menggunakan dua bahasa yaitu:
1. TCL
Tcl (Tool Command La nguage) merupakan string-based command language, bahasa Tcl diciptakan oleh John Ousterhout sekitar tahun 1980-an. Tcl didesain sebagai “perekat” yang membangun software building block
menjadi suatu aplikasi. Adapun dasar-dasar dalam membuat bahasa Tcl adalah syntax dasar, variable dan a rray, repetisi (loop), perintah kondisional,
comment, dan prosedur.
Nama prosedur, build in command, variable dan a rray bersifat case sensitive, artinya andai nama prosedur dan variabel sama, keduanya tidak akan saling konflik saat simulasi dijalankan [5].
2. OTCL
OTCL (Object Oriented TCL) merupakan ekstensi tambahan dari Tcl yang membuat fungsi object oriented pada Tcl agar dapat didefeniskan dan cla ss
Otcl dapat digunakan.
2.8.5 Output Simulasi NS
dua jenis file keluaran yang ditampilkan NS yaitu: file trace yang digunakan untuk analisa numerik dan file nacetace yang digunakan sebagai tampilan grafis simulasi yang dikenal sebagai network animator (nam) [5].
2.9 Evaluation Video (EvalVid)
Evaluation Video (EvalVid) adalah metode pengukuran kualitas
video yang dikembangkan oleh University of Berlin, Telecommunication Network Group. Didalam Evalvid terdapat framework dan berbagai tool yang dapat digunakan sebagai pengevaluasi video baik yang ditransmisikan lewat jaringan komunikasi yang nyata ataupun simulasi. Evalvid biasa digunakan untuk menghitung kualitas video berdasarkan perhitungan PSNR dari frame-by-frame.
EvalVid memiliki struktur modular, sehingga memudahkan pengguna untuk mengganti codec dan memungkinkan untuk terjadinya pertukaran jaringan. Pada Gambar 2.4 menggambarkan struktur framework EvalVid [6].
