KINERJA PENGIRIMAN DATA PADA DTN MENGGUNAKAN ROUTING JENIS MULTICOPY
DATA TRANSMISSION PERFOMANCE ON DTN BY MEANS OF MULTICOPY ROUTING
Titin Wahyuni1, Muhammad Tola2, Muh.Niswar2
1
Jurusan Teknik Informatika,Universitas Indonesia Timur Makassar
2
Jurusan Elektro, Prodi Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin
Alamat Korespondensi:
Titin Wahyuni
Jurusan Teknik Informatika
Universitas Indonesia Timur Makassar Makassar, Sulawesi Selatan
Tlp: 085255868789
Abstrak
Penelitian tentang Penggunaan skema routing multi copy telah meningkatkan kinerja jaringan dalam hal ini memaksimalkan rasio pengiriman dan meminimalkan penundaan, Penerapan protokol routing multi copy menjadi pilihan karena lebih handal dibandingkan dengan single copy.Penelitian ini bertujuan Mengetahui kinerja routing multicopy pada ukuran buffer yang berbeda-beda pada DTN.Metode penelitian menggunakan metode analisis dengan simulasi dan evaluasi model routing menggunakan The ONE simulator, evaluasi diprioritaskan pada jumlah pesan yang diterima, probabilitas pesan, relayed, dropped, overhead, latency, hopcount dan buffertime dari hasil evaluasi, didapatkan model routing yang optimal,menggunakan ukuran buffer yang berbeda-beda yaitu 10MB, 15MB, 20MB, dan 25MB.Hasil penelitian menunjukkan dari jumlah total pesan yang dikirim sebanyak 1461 pesan, routing Spray n Wait (SPR) memiliki kemampuan mengirimkan pesan lebih banyak,hal ini dapat dilihat dari peningkatan Message Delivery Reports (pesan yang diterima) 981 pesan dan 1186 pesan untuk ukuran buffer 10MB dan 25MB lebih banyak di banding model lain, terjadinya penurunan Dropped atau pesan yang dijatuhkan dari 5410 pesan menjadi 5111 untuk ukuran buffer 20MB dan 25 MB. SPR memiliki BufferTime yang meningkat dilihat dari ukuran file 10MB – 25MB, terjadinya peningkatan nilai waktu buffer rata-rata akan mengurangi jatuhnya pesan sehingga meningkatkan rasio pengiriman pesan. adanya peningkatan probabilitas pengiriman akan menurunkan
overhead dan hopcount sehingga dapat meminimalkan delay yang terjadi. kekurangan SPR meningkatnya latency
rata-rata seiring meningkatnya ukuran buffer ini disebabkan SPR ketika node yang mengirim paket menunggu konfirmasi bahwa paket telah diterima hal ini disebabkan SPR membatasi jumlah copy pengiriman
Keywords : Delay Tolerant Network (DTN), Routing Multicopy, One Simulator
Abstract
Research on the use of multi-copy routing scheme has improved the network performance in terms of maximizing delivery ratio and minimize delays, Application of multi-copy routing protocol of choice because it is more reliable than the single copy. The objective of the study is to describe the performance of multicopy routing in various buffering at DTN. The analysis method used is simulation and routing model evaluation using the One Simulator. The evaluation is prioritized on the number of messages received, message probability, relayed, dropped, overhead, latency, hopcount, and buffer time. The evaluation result identifies an appropriate routing model with various buffer size; 10MB, 15MB, 20MB, 25MB. The study indicates that out of the total 1461 messages sent, the routing spray n wait (SPR) has a capacity to send messages more as seen in the increase of message delivery reports (received messages) 981 and 1186 for the buffer size of 10MB and 25MB respectively more than any others models. Message Drop occurs in 5411 messages become 5111 for 20MB and 25MB buffer size. SPR has an increasing buffer time judged from file sizes 10MB and 25MB. The increase of the average of buffer time will reduce message drop which will consequent increase message sending ratio. The existing of an increase in probability of transmission will decrease overhead and hopcount which in time will minimize delay. The disadvantage of SPR is due to the increase of average latency in line with an increase in buffer size and this because of SPR when node which sends the packet is waiting to confirm that the packet has been received. The SPR in this case limits the number of copies sent. Keywords : Delay Tolerant Network (DTN), Routing Multicopy, One Simulator
PENDAHULUAN
Saat ini internet telah menjadi salah satu media penyaji dan pertukaran informasi yang paling banyak digunakan oleh para pengguna. Kini kendala tersebut dapat diatasi dengan memanfaatkan suatu arsitektur dan protokol jaringan yang dinamakan Delay Tolerant Network Dengan menggunakan DTN, layanan internet dapat diterapkan dan disajikan untuk di suatu area yang memiliki karakteristik delay yang panjang, tingkat loss yang tinggi, dan tingkat konektivitas yang rendah.
Sementara ada banyak karakteristik protokol routing, salah satu cara yang paling cepat untuk menciptakan taksonomi adalah didasarkan pada ya atau tidaknya protokol menciptakan replika-replika pesan. Protokol Routing yang tidak pernah mereplikasi pesan dianggap berbasis forwarding, sedangkan protokol yang mereplikasi pesan dianggap berbasis replikasi. Taksonomi sederhana namun populer ini belakangan ini digunakan oleh Balasubramanian dkk. untuk mengklasifikasikan banyak protokol Routing DTN, Pada DTN terdapat node dengan mobilitas yang tinggi, dimana setiap node menyiapkan buffer yang terbatas, dengan bandwidth yang terbatas, disisi lain pemilihan routing yang efisien, sebagai contoh ketika menggunakan routing spray and wait dimana protokol Routing ini berusaha mendapatkan manfaat rasio pengiriman dari routing berbasis replikasi dan manfaat penggunaan sumber daya rendah dari routing berbasis forwarding.
Ada beberapa jenis protokol routing yang digunakan diantaranya skema routing single copy yaitu hanya satu pesan uniq yang diteruskan di sepanjang jalur tunggal. Namun strategi ini mengurangi kinerja jaringan berupa ratio pengiriman dan semakin meningkatnya penundaan jaringan. protokol jenis routing lain yang bisa digunakan adalah routing multi copy, yaitu routing yang meneruskan tiap pesan pada setiap node di banyak jalur yang ada.
Penelitian tentang Penggunaan protokol routing multi copy telah meningkatkan kinerja jaringan dalam hal ini memaksimalkan rasio pengiriman dan meminimalkan penundaan, Penerapan protokol routing multi copy menjadi pilihan karena lebih handal dibandingkan dengan single copy. maka tujuan penelitian adalah , untuk menganalisis kinerja routing multicopy pada delay tolerant network (DTN) menggunakan ukuran buffer yang berbeda-bedaMengevaluasi model-model routing multicopy berdasarkan matrik kinerja DTN diukur dengan menggunakan parameter relayed, dropped, overhead, latency, buffer time, probabilitas pengiriman ,data yang terkirim dan hop count.
Routing dalam jejaring bertoleransi penundaan berkaitan dengan kemampuan untuk mengirim atau me-rute data dari satu sumber ke satu tujuan, yang merupakan kemampuan mendasar yang harus dimiliki oleh semua jaringan komunikasi. Jaringan bertoleransi gangguan dan penundaan (delay and disruption tolerant network, DTN), ditandai dengan kekurangan konektifitasnya, yang mengakibatkan kekurangan jalur ujung ke ujung yang instan. Setiap pendekatan memiliki kelebihan dan pendekatan yang tepat digunakan mungkin tergantung pada skenario yang ada.
The one simulator merupakan aplikasi untuk simuasi agent-based discrete event, pada setiap bagian dari simulasi, aplikasi memperbaharui nomor dari modul yang menerapkan fungsi dari simulasi. Fungsi utama the ONE simulator adalah memodelkan pergerakan node, hubungan antar node, routing dan penanganan pesan. Hasil dan analisis didapatkan melalui visualisasi, laporan dan post-processing tools.
Pergerakan node diimplementasikan menggunakan beberapa model pergerakan. Terdapat beberapa model sintetic atau pergerakan jejak yang sudah ada. Hubungan antara node berdasarkan lokasi dari node, jarak komunikasi dan bit rate. Fungsi routing diterapkan menggunakan modul yang menentukan untuk meneruskan pesan selama terjadi kontak. Tahap terakhir, pesan tersebut dibangkitkan melalui event generator. Pesan selalu dalam bentuk unicast, memiliki satu sumber dan host tujuan di dalam simulasi. Berikut adalah penelitian-penelitian yang berkaitan dengan topik ini
Pesan routing dalam DTNs biasanya menggunakan skema forwarding multicopy. Makalah ini menyajikan dua protokol forwarding multicopy, disebut forwarding oportunistik yang optimal (oof) dan oof-, yang memaksimalkan tingkat pengiriman yang diharapkan dan meminimalkan delay yang diharapkan, masing-masing, sedangkan yang memerlukan bahwa jumlah forwardings per pesan tidak melebihi batas tertentu, Kami menerapkan aturan berhenti optimal dalam protokol forwarding multicopy oportunistik. Secara khusus, kami mengusulkan dua metrik forwarding optimal oportunistik untuk memaksimalkan probabilitas pengiriman dan meminimalkan delay (Anonim.Routing DTN.URL.,(2011). Penundaan Toleran Networks / Gangguan (DTN) sering menggunakan multi-copy protokol routing untuk meningkatkan efisiensi bahwa pesan dikirim berhasil, tetapi beban jaringan meningkat salinan pesan yang luas. Sebuah baru Skema disajikan menggunakan metode threshold pada multi-copy routing protokol. Semua node ditambahkan perjumpaan counter di pesan ditransfer. Jika counter mencapai
ambang batas yang ditetapkan counter, node menghapus pesan salin. Dengan ambang yang tepat, salinan pesan menurun jelas dan dihapus sepenuhnya pada akhirnya, pada saat yang sama efisiensi pengiriman sukses masih sama dengan Routing Epidemic, ( Hong Bian ,dkk.,( 2010). Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan di atas,maka tujuan penelitian adalah, Untuk menganalisis kinerja routing multicopy pada delay tolerant network (DTN) menggunakan ukuran buffer yang berbeda-beda, Mengevaluasi model-model routing multicopy berdasarkan matrik kinerja DTN diukur dengan menggunakan parameter relayed, dropped, overhead, latency, buffer time, probabilitas pengiriman ,data yang terkirim dan hop count.
BAHAN DAN METODE
Lokasi Penelitian
Penelitian ini Laboratorium Komputer Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar. Kegiatan penelitian kurang lebih 4 bulan. Dalam penelitian ini, kami menggunakan metode penelitian analisa, Metode analisa dilakukan dengan cara menganalisa hasil simulasi routing. Penelitian ini berfokus pada model routing DTN yang sifatnya multicopy, mengevaluasi kinerja DTN yang diukur dengan menggunakan parameter relayed, dropped, overhead, latency, buffer time, probabilitas pengiriman, data yang terkirim dan hop count.
Analisis Model dan Infrastruktur
Pada tahap ini dimana akan dilakukan analisis mengenai permasalahan yang akan diselesaikan yaitu bagaimana penyajian layanan Delay Tolerant Network (DTN) menggunakan routing multicopy yang meningkatkan kinerja jaringan dalam hal ini memaksimalkan rasio pengiriman dan meminimalkan penundaan, Penerapan protokol routing multicopy menjadi pilihan mengirimkan data. Kompleksitas masalah tersebut merupakan garis besar kerja system. Pengumpulan data dan studi pustaka
Merupakan tahap dimana informasi dan data yang berkaitan dengan arsitektur Delay Tolerant Network di kumpulkan. Dalam hal ini kajian pustaka mengacu pada referensi-referensi yang ada di dalam maupun di luar negeri yang peneliti akses melalui media internet maupun media lainnya. Pengkajian mengarah pada pengumpulan informasi tentang karakteristik DTN, yang selanjutnya berupaya mengaitkannya dengan studi data tentang teknologi yang tepat untuk implementasi sistemnya.
Perancangan serta Desain Sistem
Pemilihan protocol dan teknologi jaringan Delay Tolerant Network (DTN) sebagai salah satu protocol yang dapat digunakan untuk layanan internet, diterapkan dan disajikan dalam bentuk pemodelan desain jaringan layanan informasi menggunakan routing yang sifatnya multicopy diimplementasikan dalam bentuk simulasi menggunakan pemodelan menggunakan beberapa perangkat Notebook dan Wireless Access Point berdasarkan skema layanan dan perangkat penyusun jaringan yang sebelumnya dianalisis. Tahap ini berbeda dengan tahap pertama. Pada tahap pertama, model asumtif yang digunakan belum melibatkan pilihan teknologi implementasi sistem. Sementara bagian ini ditempuh setelah pada tahap dua telah diputuskan teknologi terbaik dari arsitektur sistem, serta kehandalan, yang menjadi pilihan dalam routing pada DTN.
Simulasi dan Evaluasi
Pada Tahap simulasi dilakukan berdasarkan pada hasil dari tahapan perancangan serta desain, pada tahap ini akan dilakukan simulasi dan evaluasi menggunakan Opportunistic Network Environment (ONE) simulator. Pada pengujian ini menggunakan 5 jenis routing multi copy yaitu epidemic, epidemic oracle, maxpro, spray and wait, dan Prophet.
Berikut beberapa hal yang dievaluasi dalam penelitian ini :
Pesan yang direlay adalah rasio pesan yang terkirim ke node yang lain sampai tujuan,Rasio pesan yang jatuh adalah jumlah pesan yang jatuh selama transmisi,Probabilitas pengiriman adalah rasio pesan yang diterima di bandingkan dengan pesan yang dikirim,Waktu buffer rata-rata adalah jumlah waktu yang dihabiskan oleh pesan dalam buffer, Rasio overhead adalah seleisih dari jumlah pesan yang dikirim dengan dengan pesan direlay, Waktu latency rata-rata, terkait dengan kecepatan jaringan, meminimalkan penundaan, Jumlah hop rata adalah rata-rata hop dari setiap pesan hingga sampai ketujuan, Pesan yang terkirim adalah jumlah pesan yang sampai ketujuan.
HASIL
Untuk simulasi ini akan dievaluasi model routing yang sifatnya multicopy dengan standar menggunakan ONE Simulator dengan lama simulasi 12 jam. Pada jaringan Delay Tolerant Network, bandwith dan buffer yang digunakan sangat terbatas. Akibat keterbatasan ini,
kinerja jaringan DTN secara keseluruhan ditentukan oleh skema dan jenis routing yang digunakan.
Pada Gambar 1. Movement Model menunjukkan Model pergerakan host dimana Setiap node memiliki kapasitas buffer dan kecepatan transfer data yang berbeda. Pengaturan skenario untuk ukuran buffer dapat dilihat pada gambar 4.3 dimana untuk ukuran buffer diatur dari buffersize pada contoh digunakan ukuran 10M, dengan menggunakan epidermic router dimana semua node memiliki antar muka blutetooth, yang memiliki nrofHosts atau jumlah host dalam kelompok yaitu 40. Gambar 2. Pada Pengaturan scenario ke dua dapat dilihat Dimana untuk ukuran pesan diatur pada sintax event .size pada contoh digunakan ukuran file sebesar 500kb – 1 MB , pada bagian events.host di atur jumlah node yang digunakan untuk mentransfer pesan. Interval Penciptaan dalam hitungan detik satu pesan baru setiap 25 sampai 35 detik. Pada Tabel 1, Tabel 2 dan Tabel 3 berdasarkan hasil evaluasi keseluruhan model routing jenis Multicopy pada DTN yang meliputi 8 matrik kinerja menunjukkan routing yang memiliki kinerja paling baik yaitu routing SPR ( Spray n Wait ).
PEMBAHASAN
Penelitian inimenunjukkan kinerja matrik multicopy yang lebih baik yaitu routing Spray n wait pada Delay and disruption tolerant network,DTN ditandai dengan kekurangan konektifitasnya, yang mengakibatkan kekurangan jalur ujung ke ujung yang instan. Setiap pendekatan memiliki kelebihan dan pendekatan yang tepat digunakan.
Makalah ini membahas dan menganalisis dampak kehadiran berbahaya node dalam DTN berkompromi pada rute dari messages.kita mengusulkan pendekatan jangka waktu dua rute yang bertujuan untuk mencapai rasio pengiriman yang dikehendaki dan diberikan pengiriman batas waktu di hadapan node berbahaya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, dengan pengaturan parameter yang tepat, diinginkan rasio pengiriman oleh tenggat waktu pengiriman yang diberikan dapat dicapai sebagian besar waktu dengan metode yang diusulkan. (Eyuphan Bulutdkk.,( 2011). Penelitian ini dilakukan oleh Md Yusuf S. Uddin et al., (2009) yang membahas bagaimana pemanfaatan DTN untuk mengatasi kerusakan jaringan telekomunikasi akibat bencana alam, atau lebih tepatnya bagaimana membangun jaringan tanggap bencana, penelitian secara khusus mencoba memanfaatkan sarana dan prasarana yang ada pada daerah pasca bencana. Penelitian ini fokus pada evaluasi dari pesan yang dikendalikan secara skala
besar serta menggunakan jaringan mobile, topic penelitian ini mempelajari pengaruh dari skema yang ada pada keterlambatan dan konsumsi sumber daya jaringan, simulasi yang di tampilkan menunjukkan skema yang dirancang dapat menghemat daya jaringan yang cukup besar.(Khaled A.Harras.,( 2008). Penelitian ini mengobati DTN routing sebagai alokasi sumber daya masalah yang menerjemahkan metrik rute ke per-paket utilitas yang menentukan bagaimana paket harus direplikasi dalam sistem. Kami mengevaluasi pesat ketat melalui prototipe dikerahkan selama testbed DTN kendaraan dari 40 bus dan simulasi berdasarkan jejak nyata. Untuk pengetahuan kita, ini adalah makalah pertama untuk melaporkan sebuah routing protocol digunakan pada DTN nyata pada skala ini. Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa yang cepat secara signifikan melebihi protokol routing yang ada untuk beberapa metrik. Kami juga menunjukkan secara empiris bahwa untuk beban kecil RAPID adalah dalam 10% dari kinerja yang optimal (Aruna Balasubramanian,dkk.,( 2007 )
Beradasarkan hasil simulasi, diantara beberapa model routing multicopy standar pada DTN, message generator membuat sebanyak 1461 pesan selama waktu simulasi 43200 detik (12 Jam), SPR mengirimkan file ukuran 20 MB dan 25 MB lebih banyak pesan dibandingkan dengan MPR ( Maxpro ) dan Epidermic. Pesan yang dijatuhkan juga sangat rendah karena SPR membatasi jumlah salinan pesan dalam jaringan DTN dibandingkan ke empat routing yang lain. SPR memiliki BufferTime yang meningkat dilihat dari ukuran file 10MB – 25MB, terjadinya peningkatan nilai waktu buffer rata-rata akan mengurangi jatuhnya pesan sehingga meningkatkan rasio pengiriman pesan, untuk kinerja Hopcount SPR pada ukuran 25MB menunjukkan jumlah hop yang paling rendah, menurunnya nilai jumlah hop rata-rata akan meningkatkan kecepatan jaringan, sehingga pesan menggunakan sumber daya yang lebih sedikit untuk mencapai tujuan. Sedangkan dalam Overhead ini merupakan negasi dari sejumlah pesan yang disampaikan (relayed) ke sejumlah pesan yang terkirim (delivered). SPR memiliki overhead ratio sangat rendah dibanding model routing lain, disebabkan SPR dalam proses pengiriman pesan, tidak banyak proses yang dilakukan, dimana setiap kali bertemu dengan node, maka pesan akan di transfer ke node tersebut. kekurangan SPR meningkatnya latency rata-rata seiring meningkatnya ukuran buffer ini disebabkan SPR ketika node yang mengirim paket menunggu konfirmasi bahwa paket telah diterima hal ini disebabkan SPR membatasi jumlah copy pengiriman.
KESIMPULAN DAN SARAN
Pada Tabel 1, Tabel 2, dan Tabel 3 simulasi dan evaluasi didapatkan bahwa Delay tolerant Network dapat digunakan sebagai alternatif penyedia informasi. Dari ke 5 routing multicopy lainnya hasil penelitian menunjukkan dari jumlah total pesan yang dikirim sebanyak 1461 pesan, routing Spray n Wait (SPR) memiliki kemampuan mengirimkan pesan lebih banyak ,hal ini dapat dilihat dari peningkatan Message Delivery Reports (pesan yang diterima) 981 pesan dan 1186 pesan untuk ukuran buffer 10MB dan 25MB lebih banyak di banding model lain. Dari evaluasi yang dilakukan, SPR memiliki kinerja yang baik dilihat dalam kinerja matrik Dropped atau pesan yang dijatuhkan dari 5410 pesan menjadi 5111 untuk ukuran buffer 20MB dan 25 MB. SPR juga memiliki BufferTime yang meningkat dilihat dari ukuran file 10MB – 25MB, terjadinya peningkatan nilai waktu buffer rata-rata akan mengurangi jatuhnya pesan sehingga meningkatkan rasio pengiriman pesan. Kekurangan SPR meningkatnya latency rata-rata seiring meningkatnya ukuran buffer ini disebabkan SPR ketika node yang mengirim paket menunggu konfirmasi bahwa paket telah diterima hal ini disebabkan SPR membatasi jumlah copy pengiriman. Penelitian ini fokus pada kinerja protokol routing multicopy DTN, sedangkan masih banyak yang dapat diteliti pada Delay Tolerant Network, khususnya pada karakteristik protokol routing, seperti single copy, erasure-coding base. Untuk pengembangan dapat dilakukan dengan mengimplementasikan kinerja model routing multicopy yang sudah ada dengan meningkatkan kinerja routing dalam hal efisiensi energy pada router, optimalisasi manajemen buffer.
DAFTAR PUSTAKA
Ari Keranen, Jorg Ott, Teemu Karkkainen. (2009).The One Simulator for DTN Protocol Evalution.
Ari Keränen, Teemu Kärkkäinen, and Jörg Ott. (2010). Simulating Mobility and DTNs.
Bulut and Beleslaw K.Szymanski. ( 2011).On Secure Multicopy Based Routing in Compromised Delay Tolerant Network.
Evan P.C. Jones, Paul A.S Ward. (2007).Routing Strategies for Delay Tolerant Networks Hong Bian and Haizhengy. (2010). An efficient control method of multicopy routing in DTN Frederik Herbertsson. (2010). Implementation of a Delay Tolerant Routing Protocol.
Jouni Karvo, Jörg Ott. (2008) Time Scales and Delay-Tolerant Routing Protocols.
K Psounis, CS Raghavendra. (2005). Spray and wait: an Efficient Routing Scheme for Intermittenly connected Mobile Network.
R.C. Shah, S. Roy, S. Jain, and W. Brunette. (2013). Data mules: Modeling and analysis of a three-tier architecture for sparse sensor networks.
WK Lai, WK Chung. (2009). Spray and Hop: Efficient Utility-Mobility Routing for interminttenly coneccted Mobile networks.
Skenario ini disimulasikan 43200s (12 Jam), sesuai dengan lamanya waktu perjalanan, pada simulasi ini diasumsikan memiliki high speed interface seperti perangkat wifi, dan interface Bluetooth. Pengaturan Interface, buffer size, dan kecepatan grup node. dapat dilihat pada gambar berikut ;
Gambar 2. Pengaturan skenario untuk pengiriman pesan
Pada Pengaturan scenario ke dua , Dimana untuk ukuran pesan diatur pada sintax event .size pada contoh digunakan ukuran file sebesar 500kb – 1 MB , pada bagian events.host di atur jumlah node yang digunakan untuk mentransfer pesan. Interval Penciptaan dalam hitungan detik satu pesan baru setiap 25 sampai 35 detik.
## Message creation parameters # How many event generators Events.nrof = 1
# Class of the first event generator Events1.class = MessageEventGenerator
#(followingsettings are specific for the MessageEventGenerator class)
# Creation interval in seconds (one new message every 25 to 35 seconds)
Events1.interval = 25,35 # Message sizes (500kB - 1MB) Events1.size = 500k,1M
# range of message source/destination addresses Events1.hosts = 0,125
# Message ID prefix Events1.prefix = M
# Common settings for all groups Group.movementModel =
ShortestPathMapBasedMovement Group.router = EpidemicRouter Group.bufferSize = 10M
Group.waitTime = 0, 120
# All nodes have the bluetooth interface Group.nrofInterfaces = 1
Group.interface1 = btInterface # Walking speeds
Group.speed = 0.5, 1.5
# Message TTL of 300 minutes (5 hours) Group.msgTtl = 300
