PEMODELAN DAN SIMULASISIMULASI PENGARUH INFRASTRUKTUR, TRAFFIC DAN PROTOKOL JARINGAN PADA QoS JARINGAN UNICAST

Oleh :

I Made Agus Oka Gunawan( 1108605020 )

Program Studi Teknik InformatikaJurusan Ilmu KomputerFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Udayana2014

1. PendahuluanPerkembangan teknologi dimasa sekarang sudah memasuki berbagai bidang kehidupan, seperti pengaksesan informasi dari internet. Pengaksesan informasi dari internet oleh user melalui proses yang panjang dalam pentransmisian paket informasi-informasi yang diinginkan. Dalam pentransmisian informasi ini tentu saja dilakukan dengan standar-standar tertentu, seperti standar infrastruktur dan protokol yang digunakan. Infrastruktur yang dimaksud adalah bagian-bagian pembentuk dan penunjang dari jaringan itu sendiri, misalnya bandwidth yang tersedia pada jaringan tersebut. Protokol adalah aturan yang mendefinisikan beberapa fungsi yang ada dalam sebuah jaringan komputer, misalnya mengirim pesan, data, informasi dan fungsi lain yang harus dipenuhi oleh sisi pengirim dan sisi penerima agar komunikasi berlangsung dengan benar. Dalam TCP/IP, ada 4 layer yang menyusunnya yaitu Application Layer, Transport Layer, Internet Layer dan Network Acces Layer. Masing-masing layer ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda dalam pentransmisian data, seperti Transport Layer yang berfungsi untuk membuat komunikasi antar host. Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ke tujuan data dengan cara membuat koneksi logikal. Di dalam transport layer sendiri, ada protokol-protokol yang digunakan dalam layanan pengiriman datanya, yaitu Transmission Control Protocol (TCP) dan User datagram protocol (UDP). Selain standar-standar tersebut, ada berbagai macam faktor yang dapat mempengaruhi kinerja dari suatu jaringan, misalnya lalu lintas data (traffic) jaringan yang terjadi pada jaringan tersebut. Adapun pengaruh-pengaruh ini bisa saja langsung dicobakan pada jaringan yang sebenarnya sehingga kita mengetahui bagaimana pengaruhnya terhadap QoS bagi jaringan yang akan kita bangun, namun tentu saja dalam membangun jaringan ini akan membutuhkan biaya yang lumayan besar, misalnya membangun jaringan unicast sederhana yang membutuhkan router, komputer client dan server. Sehingga perlu adanya suatu simulasi yang akan memberikan banyak kemudahan untuk penelitian ini, seperti penghematan biaya atau waktu dan kemudahan dalam perubahan-perubahan objek penelitian.Dalam penelitian ini, akan disimulasikan pengaruh infrastruktur, traffic dan protokol jaringan pada QoS jaringan Unicast ketika berlangsungnya proses transmisi data. Untuk mengukur pengaruh infrastruktur dan traffic dari jaringan yang ditentukan akan digunakan perhitungan beberapa parameter Quality of Service (QoS) dari jaringan dengan TCP atau UDP pada transport layernya. Dimana dari hasil pengukuran terhadap beberapa parameter QoS akan dapat dilihat pengaruh dari infrastruktur, traffic dan protokol jaringannya.

2. Tinjauan PustakaJaringan komputeradalah sebuahsistemyang terdiri ataskomputer-komputer yang didesain untuk dapat berbagi sumber daya (printer, CPU), berkomunikasi (surel, pesan instan), dan dapat mengakses informasi (peramban web). Tujuan dari jaringan komputer adalahagar dapat mencapai tujuannya, setiap bagian dari jaringan komputer dapat meminta dan memberikan layanan (service). Pihak yang meminta/menerima layanan disebut klien (client) dan yang memberikan/mengirim layanan disebut peladen (server). Desain ini disebut dengan sistemclient-server, dan digunakan pada hampir seluruhaplikasijaringan komputer. 2.1. Arsitektur JaringanTCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah sekelompok protocol yang mengatur komunikasi data komputer di Internet. Komputer-komputer yang terhubung ke internet berkomunikasi dengan protocol ini. Karena menggunakan bahasa yang sama, yaitu protocol TCP/IP, perbedaan jenis komputer dan system operasi tidak menjadi masalah. Komputer PC dengan system Operasi Windows dapat berkomunikasi dengan komputer Macintosh atau dengan Sun SPARC yang menjalankan Solaris. Jadi, jika sebuah komputer menggunakan protocol TCP/IP dan terhubung langsung ke Internet, maka komputer tersebutdapat berhubungan dengan komputer di belahan dunia manapun yang juga terhubung ke Internet. Berikut adalah arsitektur TCP/IP.

Terdapat 4 layer yang mempunyai fungsi yang berbeda-beda dalam proses pentransmisian suatu paket data. Berikut penjelasan layer-layer pada TCP/IP :a. Application Layer, menyediakan komunikasi antar proses atau aplikasi pada host yang berjauhan namun terhubung pada jaringan.b. Transport Layer, menyediakan layanan transfer end to end. Lapisan ini juga termasuk mekanisme untutk menjamin kehandalan transmisi datanya. Layanan ini tentu saja akan menyembunyikan segala hal yang terlalu detail untuk lapisan di atasnya.c. Internet Layer, fokus pada pemilihan jalur (routing data dari host sumber ke host tujuan melewati satu atau lebih jaringan yang berbeda dengan menggunakan router.d. Network Acces, mendefinisikan antarmuka logika antara sistem dan jaringan.Jika suatu protocol menerima data dari protocol lain di layer atasnya, ia akan menambahkan Informasi tambahan miliknya ke data tersebut, Informasi ini memiliki fungsi yang sesuai dengan fungsi protocol tersebut. Setelah itu, data ini diteruskan lagi ke protocol pada layer di bawahnya. Hal yang sebaliknya terjadi jika suatu protocol menerima data dari protocol lain yang berada pada layer di bawahnya. Jika data ini dianggap valid, protocol akan melepas informasi tambahan tersebut untuk kemudian meneruskan data itu ke protocol lain yang berada pada layer di atasnya.

Device penguhubung jaringan ini secara umum dibagi menjadi beberapa kategori, yaitu:a. RepeaterMenerima sinyal dari satu segmen kabel LAN dan memancarkannya kembali dengan kekuatan yang sama dengan sinyal asli pada segmen kabel LAN yang lain.b. BridgeMirip Repeater namun lebih cerdas, karena bridge mempelajari setiap alamat Ethernet yang terhubung dengannya.c. RouterMemiliki kemampuan melewatkan paket IP dari satu jaringan ke jaringan lain yang mungkin memiliki banyak jalur diantara keduanya.

2.2. Quality of ServiceQuality of Service (QoS) adalah kemampuan sebuah jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik lagi bagi layanan trafik yang melewatinya. Parameter yang dijadikan acuan dalam menentukan QoS sebuah jaringan seperti Throughput, Packet Loss dan Delay. Berikut adalah tabel kualitas QoS :2.2.1. ThroughputYaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Throughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati apda tujuan selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. Persamaan perhitungan throughput adalah sebagai berikut :

2.2.2. Packet LossMerupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena collision dan congestion pada jaringan. Persamaan perhitungan packet loss adalah sebagai berikut :

2.2.3. DelayAdalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama. Persamaan perhitungan delay adalah sebagai berikut :

2.3. NS2Network Simulator 2 merupakan suatu sistem yang bekerja pada system Unix/Linux dan bisa juga pada system windows namun harus ditambahkan Cygwin sebagai Linux Environmentnya. NS2 dikembangkan pertama kali di University of California Berkeley yang mendapat dukungan oleh DARPA. NS2 dibangun menggunakan 2 bahasa yaitu, C++ yang digunakan sebagai library yang berisi event scheduler, protocol dan Network Component yang di implementasikan pada simulasi oleh user. Dan OTcl digunakan pada script simulasi yang ditulis oleh NS user. Otcl juga berperan sebagai interpreter.Pengetahuan tentang komponen pembangun NS2 dan letaknya akan sangat berguna dalam membangun simulasi. Komponen pembangun NS2 dapat dilihat pada gambar berikut :

Keterangan:1. Tcl : Tool command language 2. Otcl : Object Tcl3. TK : Tool Kit 4. Tclcl : Tcl/C++ Interface5. NS2 : NS versi 2 6. Nam : Network animator

2.3.1. Transport Agent pada NS2Pada jaringan internet, kita tahu ada 4 layer komunikasi TCP/IP yaitu: layer aplikasi, transport, IP dan network. Lapisan transport merupakan layer komunikasiyang mengatur komunikasi data yang akan digunakan oleh lapisan aplikasi di atasnya.NS mensimulasikan lapisan transport dengan objek simulasi yang bernama transportagent. Pada simulasi pengiriman data, transport agent tidak dapat berdiri sendiri.Transport agent membutuhkan lapisan aplikasi di atasnya yang berfungsi sebagai traffic generator.Protokol lapisan transport data yang didukung network simulator 2 antara lain :1. TCP ( Transport Control Protocol )2. UDP (User Datagram Protocol )

2.3.2. Dasar Bahasa TCL dan OTCLTcl adalah bahasa pemrograman yang didasarkan pada string string based command. Tcl di desain untuk menjadi perekat dalam membangun software building block untuk menjadi suatu aplikasi.Perintah-perintah dasar Tcl :a. Syntax dasarcommand arg1 arg2 arg3Contoh : expr 2*3puts ini adalah contoh commandb. Variabel dan arraySetContoh : set x ini contoh variabelset y 20Pemanggilan variabel dilakukan dengan menggunakan tanda $ puts $x, semuanya berjumlah $y Array ditandai dengan menggunakan tanda kurung setelah nama array tersebut. Contoh : set opts (bottlenecklinkrate) 1Mbset opts (ECN) onset n(0) [$ns node]set n(1) [$ns node]c. Repetisi (loop)1. WhileFormat : while {condition} {command}Contoh : set i 0 while {$i 0) { num_samples++; delay = $2 - t_arr[$12]; total_delay += delay; };};

/^\+/&&$9==src1&&$10==dst1 { t_arr1[$12] = $2;};/^r/&&$9==src1&&$10==dst1{ if (t_arr1[$12] > 0) { num_samples1++; delay1 = $2 - t_arr1[$12]; total_delay1 += delay1; };};END{ avg_delay = total_delay/num_samples; print "rata-rata end-to-end transmission delay adalah ",avg_delay," seconds"; print "Detail pengukuran :"; print " - dari paket dibentuk dari address ",src; print " - sampai paket diterima di address ",dst; print " ";

avg_delay1 = total_delay1/num_samples1; print "Average end-to-end transmission delay is ",avg_delay1," seconds"; print "Measurement details:"; print " - dari paket dibentuk dari address ",src1; print " - sampai paket diterima di address ",dst1;};