ANALISIS PERBANDINGAN UNTUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ANALISIS PERBANDINGAN UNTUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS HALAMAN JUDUL SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika

DISUSUN OLEH : Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy 125314073

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017

i


PERFORMANCE COMPARISON OF TCP TAHOE AND TCP NEWRENO IN WIRED AND WIRELESS NETWORK TITLE PAGE A THESIS Presented as Partial Fulfillment of Requirements to Obtain Sarjana Komputer Degree in Informatics Engineering Department

By: Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy 125314073

INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017

ii


SKRIPSI

ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS

Oleh : Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy 125314073

Telah disetujui oleh :

Dosen Pembimbing,

Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D.

iii

Tanggal . . . . . . . . . . . 2017


SKRIPSI

ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS Dipersiapkan dan ditulis oleh: Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy NIM : 125314073

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal . . . . . . . . . . . 2017 dan dinyatakan memenuhi syarat.

Susunan Panitia Penguji Nama Lengkap

Tanda Tangan

Ketua

: Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom.

.........................

Sekretaris

: Puspaningtyas Sanjoyo Adi, S.T., M.T.

.........................

Anggota

: Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D.

.........................

Yogyakarta, . . . . . . . . . . . 2017 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Dekan

Sudi Mungkasi. S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.

iv


MOTTO

“Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah Penakut dan Bimbang. Teman yang paling setia hanyalah Keberanian dan Keyakinan yang teguh”. (Andrew Jackson)

“Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka terinsipirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi” (Ernest Newman)

“Sesuatu yang belum dikerjakan seringkali tampak mustahil, kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik” (Evelyn Underhill)

“Kita berdoa kalau kesusahan dan membutuhkan sesuatu, mestinya kita juga berdoa dalam kegembiraan besar dan saat rezeki melimpah” (Kahlil Gibran)

v


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, terkecuali yang sudah tertulis di dalam kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya sebuah karya ilmiah.

Yogyakarta, . . . . . . . . . . . 2017 Penulis

K Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy.

vi


LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy NIM

: 125314073

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk

media

lain,

mengelolanya

dalam

bentuk

pangkalan

data

mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun member royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, . . . . . . . . . . . 2017 Penulis

Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy

vii


ABSTRAK

Transmission Control Protocol (TCP) adalah koneksi berorientasi end-to-end protokol yang mempunyai mekanisme untuk memastikan keandalan dengan meminta penerima mengakui segmen yang diterima. Jaringan yang ada tidak sempurna dan sebagian kecil dari paket hilang dalam perjalanan, baik karena kesalahan jaringan atau karena kongesti (kemacetan) dalam jaringan dan router yang menjatuhkan paket yang dikarenakan buffer overflows. TCP mempunyai peran penting untuk bereaksi terhadap packet loss dan mengambil tindakan untuk mengurangi kongesti. TCP menjamin kehandalan dengan memulai timer setiap kali mengirimkan segmen. Jika tidak menerima acknowledgment dari penerima dalam interval 'time-out' maka TCP melakukan retransmits segmen. Pada tugas akhir ini penulis akan menguji tentang perbandingan unjuk kerja dari Transmission Control Protocol (TCP) antara lain TCP Tahoe dan TCP NewReno menggunakan OMNet++ simulator. Parameter unjuk kerja jaringan yang digunakan adalah average throughput, end to end delay, dan packet drop. Parameter dan skenario yang digunakan untuk jaringan kabel adalah penggunaan kapasitas buffer yang berbeda pada router berdasarkan topologi dan jenis trafik yang tetap pada jaringan kabel. Sedangkan pada jaringan nirkabel adalah dengan penambahan besar link error probability. Hasil pengujian pada kedua jaringan menunjukan bahwa TCP NewReno lebih unggul dibandingkan dengan TCP Tahoe karena jika terjadi packet error maka kinerja TCP Tahoe akan jelek dibandingkan dengan TCP NewReno yang mempunyai algoritma Fast Recovery yang dapat menangani packet error.

Kata Kunci : TCP Tahoe, TCP NewReno, simulator, throughput, delay, packet drop, congestion window

viii


ABSTRACT Transmission Control Protocol (TCP) is connection-oriented end-to-end protocol has a mechanism to ensure reliability by asking the recipient acknowledges segments received. The existing network is not perfect and a small portion of the package is lost in transit, either by mistake or due to network congestion (congestion) in the network and routers are dropping packets due to buffer overflows. TCP has an important role to react to packet loss and take measures to reduce congestion. TCP ensures reliability by starting a timer each time sending the segment. If you do not receive an acknowledgment from the receiver in interval 'time-out' then do the TCP retransmits the segment.

In this thesis the author will test about the comparison of the performance of the Transmission Control Protocol (TCP), among others TCP Tahoe and TCP NewReno use OMNet ++ simulator. Parameters used the network performance is average throughput, end-to-end delay, and packet drop. The parameters and scenarios used for wiring is different buffer capacity utilization on routers based on the topology and types of traffic that remains on the cable network. While on the wireless network is with great additions link error probability. The test results showed that the tissue on both TCP NewReno superior to TCP Tahoe because in case of packet error then the performance will be worse than TCP Tahoe TCP NewReno that have Fast Recovery algorithm that can handle packet error.

Keywords : TCP Tahoe, TCP NewReno, simulator, throughput, delay, packet drop, congestion window

ix


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Analisis Perbandingan Unjuk Kerja TCP Tahoe dan TCP NewReno Pada Jaringan Wired dan Wireless”. Penulis menyadari bahwa selama proses penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini, banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik berupa dukungan, motivasi, perhatian, semangat, kritik dan saran yang sangat penulis butuhkan, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar – besarnya, antara lain kepada : 1.

Bapak Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing tugas akhir, yang tetap sabar membimbing penulis, meluangkan waktunya , memberi dukungan, motivasi, serta saran yang dibutuhkan penulis.

2.

Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si.,M.Sc.,selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi,atas bimbingan,kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis.

3.

Romo Dr.Cyprianus Kuntoro Adi, S.J. M.A., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Akademik, atas bimbingan dan nasehat yang diberikan kepada penulis

4.

Sudi Mungkasi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis.

5.

Dr.Anastasia Rita Widiarti,M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika,atas bimbingan,kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis.

6.

Bapak saya Adri Karmanto dan ibu saya Ida Manibuy serta adik-adik saya atas doa dan dukungan baik moril maupun finansial serta kasih sayang yang begitu besar untukku.

7.

Teman – teman Teknik Informatika angkatan 2012 yang selalu memberikan semangat, dukungan dan bantuan hingga penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

8.

Teman seperjuangan TCP (Theo, Yoppi, Eca), dan teman-teman Lab tugas akhir Jarkom yang memberikan dukungan dan semangat agar cepat menyelesaikan skripsi ini. x


9.

Semua pihak yang telah membantu dan mendukung baik secara langsung dan tidak langsung, penulis mengucapkan banyak terimakasih.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan tugas akhir ini. Saran dan kritik sangat diharapkan untuk perbaikan yang akan dating. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan.

Penulis,

Kukuh Ridam Ariyanto Manibuy

xi


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................................................... i TITLE PAGE ................................................................................................................................ ii SKRIPSI ......................................................................................................................................iv MOTTO ...................................................................................................................................... v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................................................vi LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......... vii ABSTRAK.................................................................................................................................. viii ABSTRACT..................................................................................................................................ix KATA PENGANTAR......................................................................................................................x DAFTAR ISI................................................................................................................................ xii DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR.................................................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah .............................................................................................. 2

1.3

Tujuan Penelitian ............................................................................................... 2

1.4

Batasan Masalah ................................................................................................ 2

1.5

Metodologi Penelitian ........................................................................................ 3

1.

Studi Literatur ........................................................................................................... 3

2.

Rancangan ................................................................................................................. 3

3.

Pembangunan Simulasi dan Pengumpulan Data ....................................................... 3

4.

Analisis Data Simulasi .............................................................................................. 3

5.

Penarikan Kesimpulan .............................................................................................. 4 1.6

Sistematika Penulisan ........................................................................................ 4

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................................................... 5 2.1

Jaringan Kabel (Wired) ...................................................................................... 5

2.2

Jaringan Nirkabel (Wireless) ............................................................................. 5

xii


2.2.1 Mode Infrastruktur dan AdHoc Network ........................................................... 6 2.3

Congestion Control ............................................................................................ 8

2.4

TCP TAHOE ...................................................................................................... 9

2.5

TCP NEWRENO ............................................................................................. 10

2.6

Manajemen Antrian ......................................................................................... 13

2.7

Network Simulator (OMNET++)..................................................................... 14

BAB III RANCANGAN SIMULASI JARINGAN ............................................................................. 15 3.1. Diagram Alur Penelitian ..................................................................................... 15 3.2. Penjelasan Diagram Alur Penelitian ................................................................... 18 3.3. Skenario dan Topologi Jaringan......................................................................... 19 3.4. Parameter Kinerja................................................................................................ 22 3.4.1. Average Throughput ............................................................................................. 22 3.4.2. Packet Drop .......................................................................................................... 22 3.4.3. Delay (End to End delay) ...................................................................................... 22 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ......................................................................................... 23 4.1.

Jaringan Kabel ................................................................................................. 23

4.1.1.

Efek Buffer Size ............................................................................................... 23

4.1.2.

Efek Buffer Size pada Throughput .................................................................. 24

4.1.3.

Efek Buffer Size pada Packet Drop ................................................................. 25

4.1.4.

Efek Buffer Size pada End to End Delay ......................................................... 26

4.1.5. Congestion Window (cwnd) - Kabel ................................................................ 27 4.2. 4.2.1

Jaringan Nirkabel ................................................................................................ 32 Effect Error Probability .................................................................................. 32

Tabel 4.2 Tabel hasil efek error probability pada TCP Tahoe dan NewReno ................ 32 4.2.2.

Efek Error Probability pada Throughput ....................................................... 32

4.2.3.

Efek Error Probability pada End to End Delay .............................................. 33

4.2.4.

Efek Error Probability pada Packet Drop ...................................................... 34

4.2.5. Congestion Window (cwnd) – Nirkabel ........................................................... 35 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................................ 41 5.1.

Kesimpulan ...................................................................................................... 41

xiii


5.2.

Saran ................................................................................................................ 41

xiv


DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Parameter Simulasi Jaringan Kabel ........................................................................ 20 Tabel 3.2 Parameter Simulasi Jaringan Nirkabel .................................................................... 21 Tabel 4.1 Tabel hasil efek buffer size pada TCP Tahoe dan NewReno.................................. 23 Tabel 4.2 Tabel hasil efek error probability pada TCP Tahoe dan NewReno ........................ 32

xv


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.2 Jaringan Nirkabel Mode Infrastruktur ................................................................... 7 Gambar 2.3 Jaringan Nirkabel Mode Ad Hoc .......................................................................... 7 Gambar 2.4 Slow Start .............................................................................................................. 9 Gambar 2.5 Congestion Avoidance ........................................................................................ 10 Gambar 3.2 Diagram Alur Penelitian ..................................................................................... 15 Gambar 3.3 Topologi Jaringan Kabel ..................................................................................... 19 Gambar 3.4 Topologi Jaringan Nirkabel................................................................................. 21 Gambar 4.1 Average throughput TCP pada penambahan buffer size .................................... 24 Gambar 4.2 Packet drop TCP pada penambahan efek buffer size ......................................... 25 Gambar 4.3 End to end delay TCP pada penambahan buffer size ......................................... 26 Gambar 4.4 (a). congestion window dengan buffer size 10 packet pada ............................... 27 Gambar 4.5 (a). congestion window dengan buffer size 10 packet pada TCP NewReno.... 27 Gambar 4.6 (b). congestion window dengan buffer size 20 packet pada TCP Tahoe ........... 28 Gambar 4.7 (b). congestion window dengan buffer size 20 packet pada TCP NewReno ..... 28 Gambar 4.8 (c). congestion window dengan buffer size 30 packet pada TCP Tahoe............ 29 Gambar 4.9 (c). congestion window dengan buffer size 30 packet pada TCP NewReno..... 29 Gambar 4.10 (d). congestion window dengan buffer size 40 packet pada TCP Tahoe ......... 30 Gambar 4.11 (d). congestion window dengan buffer size 40 packet pada TCP NewReno .. 30 Gambar 4.12 (e). congestion window dengan buffer size 50 packet pada TCP Tahoe......... 31 Gambar 4.13 (e). congestion window dengan buffer size 50 packet pada TCP NewReno... 31 Gambar 4.14 Average throughput TCP pada penambahan error probability ......................... 32 Gambar 4.15 End to End Delay TCP pada penambahan error probability ............................. 33 Gambar 4.16 Packet Drop TCP pada penambahan error probability...................................... 34 Gambar 4.17 (a). congestion window dengan error probaility 0.001% pada TCP Tahoe ...... 35 Gambar 4.18 (a). congestion window dengan error probaility 0.001% pada TCP NewReno 36 Gambar 4.19 (b). congestion window dengan error probaility 0.002% pada TCP Tahoe ...... 36 Gambar 4.20 (b). congestion window dengan error probaility 0.002% pada TCP NewReno 37 Gambar 4.21 (c). congestion window dengan error probaility 0.003% pada TCP Tahoe ...... 37 Gambar 4.22 (c). congestion window dengan error probaility 0.003% pada TCP NewReno 38 Gambar 4.23 (d). congestion window dengan error probaility 0.004% pada TCP Tahoe ...... 38 Gambar 4.24 (d). congestion window dengan error probaility 0.004% pada TCP NewReno 39 Gambar 4.25 (e). congestion window dengan error probaility 0.005% pada TCP Tahoe ...... 39 Gambar 4.26 (e). congestion window dengan error probaility 0.005% pada TCP NewReno 40

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Perkembangan sangat pesat pada bidang teknologi akan sangat mempengaruhi kehidupan masyarakat dalam menggunakan teknologi dalam media komunikasi seperti browsing, download file, mengirim serta uploud file dan juga streaming, semua itu awalnya menggunakan teknologi jaringan kabel (wired) tetapi sekarang kita sudah bisa memakai teknologi jaringan nirkabel (wireless). Jaringan wired merupakan jaringan komputer yang menggunakan kabel sebagai media penghantar karena informasi atau data akan diangkut melalui media transmisi, sedangkan pada jaringan wireless menggunakan gelombang radio untuk transmisi data. Karena media komunikasi sekarang menggunakan teknologi transmisi pengiriman data, video, atau audio secara real time dari sender kepada receiver maka teknologi yang dimanfaatkan tersebut bisa banyak digunakan dalam berbagai kegiatan sehingga pengembangan teknologi saat ini membutuhkan suatu unjuk kerja protokol seperti TCP (Transmission Control Protocol). TCP (Transmission Control Protocol) adalah suatu protokol yang berada di lapisan transport dan merupakan connection-oriented serta memiliki koneksi yang reliable atau handal. TCP dipakai untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan keandalan data. Perkembangan protokol TCP dimulai dari TCP Tahoe kemudian TCP Reno, TCP NewReno, TCP Selective Acknowledgement (SACK) dan seterusnya. TCP Tahoe merupakan TCP yang paling sederhana dibandingan TCP NewReno yang menggunakan tiga algoritma congestion control yaitu slow start, congestion avoidance dan fast restransmit. Sedangkan pada TCP NewReno tetap menggunakan fase fast recovery hanya saja sudah dimodifikasi karena TCP NewReno merupakan pengembangan dari TCP Reno.


Didalam trafik jaringan banyak terjadi masalah yang serius apalagi pada jaringan wireless yaitu berupa congestion atau gangguan yang menyebabkan terjadinya kenaikan jumlah paket yang hilang. Selain itu congestion juga menyebabkan lambatnya koneksi karena padatnya traffic di jaringan sehingga apabila ditangani dengan baik maka akan terjadi kelumpuhan pada jaringan tersebut. Karena masalah congestion ini sangat penting terutama pada protokol TCP (Transport Control Protocol) maka dalam tugas akhir ini dilakukan penelitian

berkaitan

dengan

algoritma

congestion

control

dengan

membandingkan 2 buah algoritma TCP yaitu TCP Tahoe dan TCP NewReno di jaringan wired dan wireless. 1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang ada, rumusan masalah yang didapatkan adalah Bagaimana Perbandingan Unjuk Kerja TCP Tahoe dan TCP NewReno pada trafik jaringan kabel dan nirkabel.

1.3

Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk memperoleh hasil dari perbandingan unjuk kerja antara TCP Tahoe dan TCP NewReno pada jaringan kabel dan nirkabel.

1.4

Batasan Masalah Dalam pelaksanaan tugas akhir ini, masalah dibatasi sebagai berikut: 1. Penulis melakukan penelitian pada TCP Tahoe dan TCP NewReno. 2. Metrik unjuk kerja yang digunakan adalah average throughput, delay, dan packet loss. 3. Pengujian dilakukan menggunakan simulator Omnet++. 4. Menggunakan trafik pengganggu berupa UDP pada jaringan kabel. 5. Menggunakan link error probability berupa BER (Bit Error Rate) pada jaringan nirkabel.


6. Manajemen antrian yang digunakan adalah Drop tail. 7. Penelitian dilakukan pada jaringan kabel dan nirkabel.

1.5

Metodologi Penelitian Metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.

Studi Literatur Mengumpulkan informasi dari berbagai buku-buku atau jurnaljurnal yang membahas tentang hal yang diperlukan dalam penelitian seperti :

2.

a.

Teori TCP Tahoe dan TCP NewReno

b.

Teori average throughput, delay, dan packet loss.

c.

Teori Omnet++

d.

Tahap-tahap dalam membangun simulasi.

Rancangan Dalam tahap ini penulis merancang skenario sebagai berikut: a.

Menggunakan kapasitas buffer yang berbeda pada jaringan kabel dengan kapasitas datarate dan delay pada link tetap sama.

b.

Menggunakan penambahan besar link error probability pada jaringan nirkabel.

3.

Pembangunan Simulasi dan Pengumpulan Data Pada tahap ini simulasi dan pengumpulan di jaringan kabel dan jaringan nirkabel untuk pengamatan TCP akan menggunakan OMNet++ simulator.

4.

Analisis Data Simulasi Pada tahap ini penulis akan menganalisa hasil dari data simulasi dan melakukan pemerikasaan dari beberapa kali pengukuran untuk menghitung parameter yang akan diukur dalam penelitian ini.


5.

Penarikan Kesimpulan Penarikan

kesimpulan

dan

saran

didasarkan

pada

performance metric yang didapat dari proses simulasi dan analisis yang telah dilakukan.

1.6

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab dengan susunan sebagai berikut : BAB I

PENDAHULUAN

Pada Bab ini berisi latar belakang yang mendasari penulisan Tugas Akhir, rumusan masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan penulisan, metodologi penelitian dan sistematika penelitian

BAB II

LANDASAN TEORI

Pada Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang menjadi landasan pada judul/topik Tugas Akhir

BAB III PERANCANGAN TUGAS AKHIR Bab ini berisi tentang rancangan simulasi jaringan yang akan dijalankan serta parameter-parameter yang akan digunakan dalam penelitian.

BAB IV ANALISA HASIL PENGAMBILAN DATA Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan analisis data hasil simulasi jaringan

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang beberapa kesimpulan yang didapat berdasarkan hasil analisis dan juga saran untuk penelitian yang dapat dilakukan selanjutnya


BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Jaringan Kabel (Wired) Jaringan kabel merupakan tipe jaringan yang dikembangkan pertama kali untuk membantu aktivitas transmisi data. Jaringan kabel melibatkan penggunaan beberapa router ataupun switch, kabel ethernet dan juga konektor untuk menghubungkan antar komputer. Jaringan kabel sendiri memiliki beberapa karakteristik seperti di bawah ini : a. Bandwidth pada jaringan kabel tidak terbatas sehingga transfer data melalui kabel memiliki kecepatan yang tinggi. b. Sangat minim akan gangguan karena transmisi menggunakan kabel tidak terpengaruh oleh interferensi Dalam penggunaannya, kabel jaringan memiliki beberapa tipe yang disesuaikan dengan kebutuhan jaringan tertentu. Setiap tipe kabel ini memiliki karakteristik tersendiri seperti besar bandwidth dan kecepatan yang kemudian akan mempengaruhi proses transmisi yang dilakukan.

2.2 Jaringan Nirkabel (Wireless) Jaringan wireless adalah jaringan dengan menggunakan teknologi nirkabel, dalam hal ini adalah hubungan telekomunikasi suara maupun data dengan menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai pengganti kabel. Teknologi nirkabel ini lebih sering disingkat dengan istilah jaringan wireless. Teknologi wireless juga dapat digunakan untuk komunikasi, dikenal dengan istilah wireless communication atau transfer informasi secara jarak jauh tanpa keribetan penggunaan kabel, misalnya telepon seluler, jaringan komputer wireless dan satelit. Adapun pengertian lainnya adalah sekumpulan standar yang digunakan untuk Jaringan Lokal Nirkabel (Wireless Local Area Networks – WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Terdapat tiga varian terhadap standard tersebut yaitu 802.11b atau dikenal dengan WI-FI (Wireless Fidelity),802.11a dan


802.11. ketiga standard tersebut biasa di singkat 802.11a/b/g. Versi Wireless LAN 802.11b memilik kemampuan transfer data kecepatan tinggi hingga 11Mbps pada band frekuensi 2,4 Ghz. Versi berikutnya 802.11a, untuk transfer data kecepatan tinggi hingga 54 Mbps pada frekuensi 5 Ghz. Sedangkan 802.11g berkecepatan 54 Mbps dengan frekuensi 2,4 Ghz. Proses komunikasi tanpa kabel ini dimulai dengan bermunculannya peralatan berbasis gelombang radio, seperti walkie talkie, remote control, cordless phone, telepon seluler, dan peralatan radio lainnnya. Lalu adanya kebutuhan untuk menjadikan kompuer sebagai barang yang mudah dibawa (mobile) dan mudah digabungkan dengan jaringan yang sudah ada. Hal-hal seperti ini yang akhirnya mendorong pengembangan teknologi wireless untuk jaringan komputer. Mode jaringan Wireless Local Area Network terdiri dari dua jenis yaitu mode Ad-Hoc dan mode infrastruktur. Sebenarnya jaringan Wireless LAN hampir sama dengan jaringan kabel LAN, akan tetapi setiap node pada WLAN menggunakan kanal frekuensi yang sama dan SSID yang menunjukkan identitas dari piranti wireless, itu yang membedakan jaringan kabel LAN dengan wireless LAN.

2.2.1

Mode Infrastruktur dan AdHoc Network Jaringan wireless biasanya terdiri dari dua model yaitu fixed dan mobile. Jaringan

fixed wireless tidak mendukung mobilitas dan

kebanyakan adalah point to point, seperti microwave network dan geostationary satellite network. Lain halnya dengan jaringan mobile wireless yang sangat dibutuhkan oleh pengguna yang bergerak. Jaringan mobile dibagi dalam dua kategori utama yaitu jaringan yang memiliki infrastruktur dan jaringan yang tidak memiliki infrastruktur atau yang biasa disebut dengan Ad Hoc. Pada mode infrastruktur, tiap node mengirim dan menerima data melalui sebuah konsentrator, dalam WLAN, konsentrator biasa berupa access point, sedangkan pada komunikasi telepon selular


biasaya digunakan BTS, dimana dalam hal ini BTS adalah media perantara antara telepon genggam satu dengan lainnya. Pada gambar 2.2 berikut ini diperlihatkan topologi sederhana dari jaringan wireless dengan mode infrastrktur pada WLAN.

Gambar 2.1 Jaringan Nirkabel Mode Infrastruktur

Sedangkan pada pada model Ad Hoc yang biasa dikenal sebagai jaringan peer- to-peer, setiap node dilengkapi dengan wireless adapter yang mengirim dan menerima data, ke dan dari node lain secara langsung seperti pada gambar dibawah ini merupakan sebuah contoh sederhana topologi jaringan Ad Hoc yang terdiri dari 3 node.

Gambar 2.2 Jaringan Nirkabel Mode Ad Hoc


2.3 Congestion Control Congestion terjadi karena adanya penggunaan kapasitas jaringan yang melebihi kapasitas yang tersedia, hal ini terjadi ketika buffer antrian pada router mengalami overload. Dengan penuhnya buffer antrian maka paket yang datang ketika terjadi congestion akan di drop dan menyebabkan turunnya nilai dari throughput dan juga delay yang tidak terprediksi. Mekanisme yang digunakan untuk mengatasi masalah congestion ini adalah sebagai berikut : 1.

Congestion Avoidance Congestion Avoidance merupakan mekanisme yang digunakan untuk mencegah terjadinya congestion. Congestion Avoidance pada TCP menggunakan packet loss sebagai indikator adanya congestion, di sisi lain ada juga yang menggunakan perhitungan RTT sebagai indikator terjadinya congestion.

2.

Congestion Control Congestion control merupakan mekanisme yang digunakan ketika congestion telah terjadi. Congestion control sendiri diimplemetasikan melalui dua sisi yaitu: a. Congestion control pada host ujung di jaringan yang berpusat pada protokol transport (TCP). b. Congestion control yang terjadi pada router di jaringan (mekanisme antrian). Meskipun sudah diimplementasikan dan berjalan, Congestion control masih memiliki tantangan tersendiri. Dengan adanya pengiriman paket dari berbagai sisi host dan dengan waktu yang tidak teratur maka perubahan (seperti pengaturan kecepatan pengiriman paket) yang dilakukan melalui congestion control dalam penyesuaian dengan kapasitas jaringan yang tersedia menjadi tidak akurat.


2.4 TCP TAHOE TCP Tahoe merupakan algortitma algoritma yang paling sederhana dari TCP varian lainnya. TCP Tahoe didasarkan pada tiga algoritma kongesti kontrol, yaitu slow start (SS), congestion avoidance (CA) dan fast retransmit. Tahoe tidak menggunakan algoritma fast recovery. Pada fase congestion avoidance, Tahoe memperlakukan duplikat tiga ACK sama dengan time-out. Ketika duplikat tiga ACK diterima, Tahoe akan menggunakan fast retransmit, menurunkan nilai Congestion Window menjadi satu, dan mulai masuk ke fase slow start.

2.4.1 Slow-Start Slow-start merupakan fase di mana TCP mencari tahu tentang kapasitas jaringan yang ada. Pertama TCP akan mengirimkan 1 paket dan menunggu ACK yang datang, jumlah paket akan terus ditingkatkan dari 1 paket, lalu 2 paket, lalu 4 paket dan seterusnya naik secara eksponensial. Kenaikan secara eksponensial ini akan berhenti ketika terdeteksi adanya packet loss dengan tidak diterimanya ACK, pada titik ini berarti kenaikan CWND sudah mencapai titik ssthreshold. Setelah mencapai titik ssthreshold inilah kenaikan akan berubah menjadi kenaikan secara linier. .

Gambar 2.3 Slow Start


2.4.2 Congestion Avoidance Merupakan fase di mana TCP berusaha menghindari congestion. Dalam fase ini, CWND akan naik secara linear (bertambah 1) dan ketika terjadi 3 duplikasi ACK maka nilai sstreshold akan diturunkan setengah nilai CWND dan nilai CWND sendiri diturunkan sebesar nilai sstreshold.

Gambar 2.4 Congestion Avoidance

2.4.3 Fast Retransmit Pada fase ini terjadi retransmisi pada paket yang hilang. Ketika menerima 3 duplikasi ACK maka akan dilakukan retransmisi pada paket yang hilang dengan menurunkan nilai congestion window menjadi 1 dan mulai masuk ke fase slow start.

2.5

TCP NEWRENO TCP NewReno merupakan pengembangan dari TCP Reno. Sama seperti TCP Reno, TCP NewReno juga mempertahankan prinsip dasar dari TCP Reno seperti, sloswstart, congestion avoidance, fast retransmit dan fast recovery. TCP NewReno membuang fase slow start pada saat mendeteksi kongesti melalui diterimanya 3 duplikasi ACK. Untuk selanjutnya proses ini disebut dengan nama fast recovery. Pada saat pengirim menerima 3 duplikasi ACK maka nilai


threshold akan diturunkan menjadi setengah dari nilai congestion window saat sebelum terjadi kongesti, dan nilai congestion window ditetapkan sama dengan nilai threshold dan selanjutnya kecepatan pengiriman data akan meningkat secara linier.

2.5.1

Slow-Start Slow start merupakan fase pertama dari TCP NewReno yang bertujuan untuk mengirim paket dijaringan dengan cepat. Dalam fase slow start, TCP NewReno akan memulai dengan mengirimkan 1 paket dan menunggu ACK yang datang, jumlah paket akan terus ditingkatkan dari 1 paket, lalu 2 paket, 4 paket dan seterusnya naik secara eksponensial. Kenaikan secara eksponensial ini akan berhenti ketika terdeteksi adanya packet drop dengan tidak diterimanya ACK, pada titik ini kenaikan congestion window sudah mencapai titik ssthreshold. Setelah mencapai titik ssthreshold kenaikan akan berubah menjadi kenaikan secara linear.

2.5.2

Congestion Avoidance Congestion avoidance adalah fase kedua setalah Slow-Start. Congestion avoidance merupakan fase di mana TCP berusaha menghindari congestion. Dalam fase ini, congestion window akan naik secara linear (bertambah 1). Ketika TCP menerima 3 duplikasi ACK, maka hal ini akan menurunkan nilai congestion window setengah dari nilai ssthreshold.

2.5.3

Fast Retransmit Fast Retransmit adalah fase ketiga setelah Congestion Avoidance. Fast Retransmit merupakan peningkatan terhadap TCP dalam rangka mengurangi waktu tunggu oleh pengirim sebelum meretransmit packet yang loss. TCP pengirim akan menggunakan pencatat


waktu untuk mengetahui segmen yang hilang. Jika acknowledgement tidak diterima untuk packet tertentu dalam jangka waktu tertentu, maka pengirim akan menggangap paket tersebut hilang dalam jaringan dan akan dilakukan retransmit untuk segmen yang hilang. Duplikat acknowledgement merupakan dasar mekanisme fast retransmit, yang akan bekerja sebagai berikut : setelah menerima paket (misal paket dengan sequence number 1), maka penerima akan mengirimkan acknowledgment dengan menambahkan 1 pada paket yang diterima (yaitu sequence number2), yang berarti bahwa penerima sudah menerima paket dengan sequence number 1 dan mengharapakan paket dengan sequence number 2. Kemudian diasumsikan bahwa paket berikutnya hilang. Sementara itu, penerima tetap menerima paket dengan sequence number 3 dan 4. Setalah menerima paket dengan sequence number 3, penerima tetap mengirimkan acknowledgement, tetapi hanya mengirimkan paket dengan sequence number 2. Ketika penerima menerima paket dengan sequence number 5, penerima tetap mengirimkan acknowledgement dengan

sequence

number

2.

Karena

pengirim

menerima

acknowledgement dengan sequence number 2 lebih dari satu (3 duplikat acknowledgement dengan sequence number 2), maka paket dengan sequence number 2 telah hilang, sehingga pengirim akan melakukan retransmit paket tersebut.

2.5.4

Fast Recovery Tujuan dari fase fast recovery adalah menjaga throughput agar tetap tinggi saat terjadi congestion. Di fase ini, ketika menerima 3 duplikat ACK akan melakukan fast retransmission yang dilanjutkan dengan fase fast recovery, TCP tidak masuk ke fase slowstart, melainkan masuk pada fase congestion avoidance. Pada fase ini, TCP NewReno melakukan sedikit pengembangan dari TCP Reno, dimana


TCP NewReno mampu menangani multiple packet error. Jika didalam window terdapat hanya single error, kedua TCP akan melakukan fase fast retransmit dilanjutkan ke fase fast recovery.

2.6

Manajemen Antrian Meskipun jaringan kabel hampir tidak memiliki gangguan, tetapi yang menjadi masalah tersendiri adalah kemampuan router sebagai penghubung antar network jaringan. Salah satu yang dihadapi oleh router dengan adanya paket besar yang datang melalui kabel menyebabkan antrian yang besar dan kapasitas buffer router akan mengalami kendala. Ketika terjadi packet flooding yang besar maka buffer pada router akan penuh sehingga menimbulkan adanya packet loss. Packet loss yang terjadi ini juga dipengaruhi oleh algoritma manajemen antrian yang berupa Drop Tail atau RED (Random Early Detect). Manajemen antrian droptail dapat disebut sebagai algoritma manajemen antrian yang paling sederhana dan merupakan manajemen antrian yang bersifat pasif. Antrian droptail memiliki cara kerja yaitu paket yang datang terlebih dahulu akan keluar terlebih dahulu maksudnya adalah paket yang dating terlebih dahulu akan masuk ke ruang antrian akan diproses dan ditransmisikan, tetapi ketika ruang antrian penuh maka paket yang dating akan dibuang. Adanya paket yang dibuang ini menyebabkan koneksi TCP yang terhubung dengan link ini akan dipaksa untuk melakukan slow-start ataupun fast recovery. Sedangkan random early detection merupakan sebuah manajemen antrian yang bekerja dengan tidak menunggu paket yang akan dibuang saat ruang antrian penuh. Manajemen antrian random early detection mempunyai 2 penghitungan yang dipakai yaitu yang pertama untuk menghitung rata-rata antrian dalam buffer dan yang kedua untuk menentukan seberapa besar probabilitas sebuah paket yang telah ditandai untuk dibuang. Dalam melakukan penghitungan berapa moving average pada ruang antrian, random early detection mempunyai 2 parameter yaitu minthreshold dan maxthreshold.


Dengan hasil dari penghitungan moving average tersebut, kita bias menggunakannya untuk menghitung probabilitas paket yang akan dibuang. Jadi sebenarnya cara kerja manajemen antrian random early detection adalah ketika moving average dibawah minthreshold maka semua paket yang masuk tidak ditandai. Apabila moving average diantara minthreshold dan maxthreshold maka semua paket yang masuk akan ditandai. Kemudian dari paket-paket yang telah ditandai tersebut akan dibuang secara acak dan apabila moving average diatas batas maxthreshold maka semua paket yang dating dibuang.

2.7

Network Simulator (OMNET++) Omnet++ atau omnetpp adalah network simulation software discreteevent yang bersifat open source (sumber code terbuka).Discreate-event berarti simulasinya bertindak atas kejadian langsung didalam event . Secara analitis, jaringan komputer adalah sebuah rangkaian discrete-event. Komputer akan membuat sesi memulai, sesi mengirim dan sesi menutup. OMNet++ bersifat object-oriented berarti setiap peristiwa yang terjadi di dalam simulator ini berhubungan dengan objek-objek tertentu.OMNet++ juga menyediakan infrastruktur dan tools untuk memrogram simulasi sendiri. Pemrograman OMNet++ bersifat object-oriented dan bersifat hirarki. Objek-objek yang besar dibuat dengan cara menyusun objek-objek yang lebih kecil. Objek yang paling kecil disebut simple module, akan memutuskan algoritma yang akan digunakan dalam simulasi tersebut.Omnet++ menyediakan arsitektur

komponen

untuk

pemodelan

simulasi.

Komponen

(modul)

menggunakan bahasa programing C++ yang berekstensi “.h” dan “.cc”. Omnet++ memiliki dukungan GUI (Graphical User Interface) yang luas, karena arsitektur yang modular, simulasi kernel yang dapat di compile dengan mudah disistem. Omnet juga mendukung beberapa framework misalnya Inet dan Inetmanet, framework tersebut yang akan membantu user untuk mampu mengembangkan sebuah simulasi jaringan.


BAB III RANCANGAN SIMULASI JARINGAN

3.1. Diagram Alur Penelitian Mulai

Menentukan Topologi

Menentukan Parameter Simulasi

Menentukan Skenario Simulasi

Pembuatan Skrip dan Menjalankan Simulasi

Tidak Berfungsi

Ya

Data Hasil Simulasi

Pengolahan Data

Analisis

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian


3.2. Penjelasan Diagram Alur Penelitian 

Menentukan Topologi Pertama kali yang harus dilakukan penulis pada penelitian ini adalah dengan menentukan topologi simulasi. Topologi yang dibuat haruslah sesuai dengan kebutuhan pengujian. Topologi yang akan dibuat ada 2 yaitu pada jaringan kabel dan nirkabel. Disini penulis menggunakan topologi dumb-bell.



Menentukan Parameter Simulasi Selanjutnya penulis akan menentukan parameter yang dipakai untuk simulasi. Parameter yang dipakai haruslah sesuai dan mendukung dengan penelitian dari topik yang diangkat. Disini penulis memakai parameter throughput, end to end delay dan packet drop.



Menentukan Skenario Simulasi Dalam menentukan skenario disini penulis membandingkan antara skenario pada jaringan kabel dan jaringan nirkabel dengan begitu akan mendapatkan hasil yang lebih baik. Penulis menentukan skenario pada jaringan kabel dengan penambahan ukuran ruang antrian (buffer size) sedangkan pada jaringan nirkabel dengan penambahan besar link error probability.



Pembuatan Script dan Menjalankan Simulasi Setelah menentukan skenario simulasi maka tahap selanjutnya adalah membuat script yang dibutuhkan untuk skenario pada jaringan kabel dan nirkabel yang sudah dibuat sebelumnya kemudian jalankan simulasi tersebut. Disini penulis menggunakan simulator OMNet++ untuk menjalankan simulasinya dengan membuat topologi dan script masing-masing pada jaringan kabel dan nirkabel.



Pengolahan Data Jika pembuatan topologi dan script sudah jadi maka simulator siap di jalankan. Ketika sudah selesai menjalankan simulator maka akan diperoleh data-data mentah yang akan disaring sesuai dengan parameter yang sudah ditentukan dan diambil nilainya seperti average throughput, end to end delay, dan packet drop.




Analisis Data Hal terakhir yang akan dilakukan penulis adalah melakukan analisis data dari hasil menjalankan simulasi. Data sudah diambil dari simulasi kemudian bisa dianalisis dengan membuatnya menjadi gambar grafik ataupun tabel.

3.3. Skenario dan Topologi Jaringan Simulasi ini terdiri dari satu skenario masing-masing pada jaringan yang berbeda yaitu pada jaringan kabel menggunakan buffer size dan pada jaringan nirkabel menggunakan link error probability.

3.3.1 Skenario Jaringan Kabel : Efek buffer size Pada skenario di jaringan kabel kita akan melihat kinerja TCP Tahoe dan NewReno dalam mengirim paket dari host source sampai ke destination dengan memainkan buffer size dan juga diganggu aliran data UDP menggunakan topologi Dumbbell. Pada skenario ini dilakukan penambahan buffer size dari kecil hingga besar yaitu dari 10 paket sampai 50 paket dengan model antrian droptail di setiap router kemudian hasil data dari simulasi akan ditampilkan dalam suatu tabel dan grafik.

a. Topologi Jaringan Kabel

Gambar 3.2 Topologi Jaringan Kabel


b. Parameter Simulasi Jaringan Kabel Tabel 3.1 Parameter Simulasi Jaringan Kabel Parameter Simulasi Waktu simulasi Jumlah host Traffic source Koneksi TCP & UDP

200s 4 TCP vs UDP 1

TCP packet size

1024 byte

UDP VoIP talk packet size

2048 byte

Datarate Access Link

10Mbps / 2ms

Datarate Bottleneck Link

10Mbps / 2ms

Queue Type

DropTail

Buffer size

10, 20, 30, 40, 50 packet

3.3.2 Skenario Jaringan Nirkabel : Efek link error probability Pada skenario di jaringan nirkabel kita akan melihat kinerja TCP Tahoe dan NewReno dalam mengirim paket pada jaringan yang memiliki link error. Dengan memainkan gangguan error probability berupa bit error rate dan juga diganggu aliran data UDP menggunakan jaringan infrastructure yang bisa dilihat pada gambar 3.4. Penambahan error probability menggunakan bit error rate dari 0.0001 sampai 0.00005 dengan model antrian droptail kemudian hasil data dari simulasi akan ditampilkan dalam suatu tabel dan grafik.


a. Topologi Jaringan Nirkabel

Gambar 3.3 Topologi Jaringan Nirkabel

b. Parameter Simulasi Jaringan Nirkabel Tabel 3.2 Parameter Simulasi Jaringan Nirkabel Parameter Simulasi Waktu simulasi Jumlah host Traffic source Koneksi TCP & UDP

200s 4 TCP vs UDP 1

TCP packet size

1024 byte

UDP talk packet size

2048 byte

Datarate Access Link

10Mbps / 2ms

Bit Rate Queue Type Error Probability

1Mbps DropTail 0.00001, 0.00002, 0.00003, 0.00004, 0.00005


3.4. Parameter Kinerja Didalam penelitian tugas akhir ini penulis menggunakan 3 parameter pada kedua jaringan yaitu kabel dan nirkabel, antara lain : 3.4.1. Average Throughput Throughput merupakan jumlah bit data per satuan waktu yang dikirim ke suatu destinasi melalui jaringan. Semakin besar nilai throughput maka akan semakin baik. Kualitas protokol transport dapat terlihat melalui besarnya throughput yang dihasilkan. Hal tersebut dapat menjadi tolak ukur performansi protokol transport yang diuji. Berikut adalah rumus untuk menghitung throughput :

Throughput =

𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑟𝑖𝑚𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑡𝑎

3.4.2. Packet Drop Packet drop merupakan suatu kegagalan pada satu atau lebih paket yang sudah ditransmisikan untuk mencapai destinasi sehingga paket tersebut dibuang (drop). Semakin tinggi packet drop menunjukkan suatu keadaan jaringan yang memiliki masalah. Packet drop sendiri terjadi karena buffer overflow (congestion) dan juga bit error (pada jaringan wireless).

3.4.3. Delay (End to End delay) End to End delay merupakan waktu yang ditempuh oleh paket dari ketika paket itu dikirim hingga mencapai destinasi. Nilai delay dapat dipengaruhi oleh cara kerja dari protokol transport, sehingga nilai delay dapat dijadikan parameter pembeda antar protokol transport. Rumus end to end delay adalah sebagai berikut :

End to End delay = receivedtime-sendt


BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Untuk mengetahui hasil dari penelitian perbandingan unjuk kerja TCP Tahoe dan TCP NewReno pada jaringan kabel dan jaringan nirkabel maka dilakukanlah skenario simulasi jaringan yang telah direncanakan pada Bab 3.

4.1. Jaringan Kabel 4.1.1. Efek Buffer Size

Tabel 4.1 Tabel hasil efek buffer size pada TCP Tahoe dan NewReno Buffer

Average Troughput

Packet Drop

End to End Delay

Size

Tahoe

NewReno

Tahoe

NewReno

Tahoe

NewReno

10 paket

99659.36

151401

645

1370

0.011672

0.014402

20 paket

104924.2

161901.8

480

1222

0.012924

0.015702

30 paket

109021.8

163686.6

374

1106

0.014169

0.018813

40 paket

133541.8

174962.6

373

601

0.016877

0.020379

50 paket

176143.4

176143.4

0

0

0.028563

0.028563


4.1.2. Efek Buffer Size pada Throughput

AVERAGE THROUGHPUT Tahoe

NewReno

THROUGHPUT (BIT/S)

200000 150000 100000 50000 0 10

20

30

40

50

BUFFER SIZE (PACKETS)

Gambar 4.1 Average throughput TCP pada penambahan buffer size Pada gambar 4.1 Penambahan buffer size akan menaikkan throughput dari kedua protokol TCP Tahoe dan NewReno tetapi hanya sampai pada pemberian efek buffer size dengan nilai 50. Hal ini disebabkan karena semakin besar buffer size atau ukuran ruang antrian yang diberikan maka akan semakin banyak paket yang bisa dikirim dan diterima pada ruang antrian dengan begitu pada sisi throughput akan mengalami peningkatan. Dilihat dari gambar 4.1 bisa diketahui bahwa TCP NewReno menunjukan data yang lebih unggul dari TCP Tahoe, hal ini disebabkan oleh perbedaan penanganan packet error pada kedua protokol karena pada TCP NewReno bisa menangani lebih banyak packet error pada fase fast recovery bila dibandingkan dengan TCP Tahoe yang ketika menerima satu packet error maka akan langsung jatuh karena TCP Tahoe tidak memiliki fase fast recovery.


4.1.3. Efek Buffer Size pada Packet Drop

PACKET DROP Tahoe

NewReno

1600

DROP (PACKETS)

1400 1200 1000 800 600 400 200 0 10

20

30

40

50


Gambar 4.2 Packet drop TCP pada penambahan efek buffer size Pada gambar 4.2 Penambahan buffer size menyebabkan jumlah packet

drop dalam jaringan semakin turun pada masing-masing protokol yaitu TCP Tahoe dan NewReno. Penurunan jumlah packet drop disebabkan oleh penambahan kapasitas ruang antrian yang semakin besar, karena buffer size yang besar akan memiliki ruang yang besar untuk menampung lebih banyak paket, karakteristik TCP NewReno yang mengirim paket dalam jumlah yang besar itu membutuhkan buffer size yang cukup besar untuk menampung paket yang dikirim, jadi semakin buffer size berukuran besar maka semakin banyak paket yang bisa ditampung sehingga packet drop semakin sedikit, begitupun sebaliknya jika buffer size berukuran kecil maka semakin banyak packet drop yang ada.


4.1.4. Efek Buffer Size pada End to End Delay

END TO END DELAY Tahoe

NewReno

0.03

DELAY (S)

0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 10

20

30

40

50


Gambar 4.3 End to end delay TCP pada penambahan buffer size . Pada

gambar

4.3

Penambahan

buffer

size

menyebabkan

meningkatnya end-to -end delay pada kedua protokol TCP Tahoe maupun NewReno. Meningkatnya delay dikarenakan paket yang diterima pada ruang antrian semakin banyak dengan menambahkan kapasitas buffer size yang semakin besar sehingga antrian pada router akan semakin panjang serta paket yang dilayani juga akan semakin lama terkirim. Karena inilah maka waktu antrian menjadi lebih panjang dan akhirnya end-to-end delay yang ada akan menjadi semakin besar atau meningkat.


4.1.5. Congestion Window (cwnd) - Kabel

Gambar 4.4 (a). congestion window dengan buffer size 10 packet pada TCP Tahoe

Gambar 4.5 (a). congestion window dengan buffer size 10 packet pada TCP NewReno


Gambar 4.6 (b). congestion window dengan buffer size 20 packet pada TCP Tahoe

Gambar 4.7 (b). congestion window dengan buffer size 20 packet pada TCP NewReno


Gambar 4.8 (c). congestion window dengan buffer size 30 packet pada TCP Tahoe

Gambar 4.9 (c). congestion window dengan buffer size 30 packet pada TCP NewReno


Gambar 4.10 (d). congestion window dengan buffer size 40 packet pada TCP Tahoe

Gambar 4.11 (d). congestion window dengan buffer size 40 packet pada TCP NewReno


Gambar 4.12 (e). congestion window dengan buffer size 50 packet pada TCP Tahoe

Gambar 4.13 (e). congestion window dengan buffer size 50 packet pada TCP NewReno


4.2. Jaringan Nirkabel 4.2.1 Effect Error Probability Tabel 4.2 Tabel hasil efek error probability pada TCP Tahoe dan NewReno Bit Error

Average Troughput

Packet Drop

End to End Delay

Rate

Tahoe

NewReno

Tahoe

NewReno

Tahoe

NewReno

0.001 %

378470.4

426085.4

2211

2659

0.039819

0.046466

0.002 %

334881.3

376165.8

1159

1358

0.029248

0.03504

0.003 %

252594.2

289567.4

800

969

0.016624

0.020433

0.004 %

235757.7

246868.8

279

379

0.014396

0.015396

0.005 %

222623.7

222623.7

357

357

0.013563

0.013563

4.2.2. Efek Error Probability pada Throughput

AVERAGE THROUGHPUT

THROUGHPUT (BIT/S)

Tahoe

NewReno

450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

ERROR PROBABILITY (%)

Gambar 4.14 Average throughput TCP pada penambahan error probability


Pada gambar 4.14 Penambahan link error probability akan menurunkan throughput dari kedua protokol karena semakin banyak paket yang hilang akan menyebabkan protokol TCP sering jatuh menyebabkan jumlah paket yang dikirimkan hanya berjumlah kecil sehingga nilai throughput menjadi semakin kecil. Meskipun sama-sama mengalami penurunan throughput, nilai throughput yang didapatkan oleh TCP NewReno lebih besar dibandingkan throughput TCP Tahoe. Hal tersebut karena cara kerja TCP Tahoe yang sangat terpengaruh oleh adanya packet drop menyebabkan

TCP Tahoe sering jatuh yang kemudian

mengakibatkan jumlah data yang dikirim hanya dalam jumlah yang kecil dan nilai throughput menjadi kecil, sedangkan TCP NewReno yang tidak terlalu terpengaruh oleh adanya packet drop akan mendapatkan hasil yang sebaliknya.

4.2.3. Efek Error Probability pada End to End Delay

END TO END DELAY Tahoe

NewReno

0.05

DELAY (S)

0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.001

0.002

0.003

0.004

0.005


Gambar 4.15 End to End Delay TCP pada penambahan error probability


Pada gambar 4.15 Penambahan error probability menyebabkan paket yang di drop semakin turun pada kedua protokol TCP karena semakin besar error rate yang terjadi menyebabkan TCP menjadi semakin sering jatuh dan harus memulai dari awal (slow start) yang kemudian menyebabkan paket yang dikirim sangat kecil sehingga antrian yang terjadi pada buffer menjadi lebih kecil dan berdampak pada nilai delay yang semakin kecil. Dapat dilihat bahwa end-to-end delay pada TCP NewReno lebih besar daripada TCP Tahoe, hal tersebut dikarenakan dampak paket yang didrop terhadap TCP NewReno tidak sebesar TCP Tahoe. Pada TCP NewReno tidak mudah jatuh jika terjadi paket yang didrop sehingga TCP NewReno dapat mengirimkan paket yang lebih banyak, dengan banyaknya paket yang dikirim tersebut menyebabkan antrian yang lebih panjang sehingga nilai end-to-end delay menjadi lebih besar.

4.2.4. Efek Error Probability pada Packet Drop

PACKET DROP Tahoe

NewReno

3000

DROP (PACKETS)

2500 2000 1500 1000 500 0 0.001

0.002

0.003

0.004

0.005


Gambar 4.16 Packet Drop TCP pada penambahan error probability


Pada gambar 4.16 Penambahan error probability menyebabkan drop semakin turun pada kedua protokol karena semakin besar error rate yang terjadi menyebabkan TCP menjadi semakin sering jatuh dan harus memulai dari awal (slow start) yang kemudian menyebabkan paket yang dikirim sangat kecil sehingga paket yang di drop akan semakin kecil. Dapat dilihat bahwa packet drop pada TCP NewReno lebih besar daripada TCP Tahoe, hal tersebut dikarenakan dampak paket yang didrop terhadap TCP NewReno tidak sebesar TCP Tahoe. Pada TCP NewReno tidak mudah jatuh jika terjadi paket yang didrop sehingga TCP NewReno dapat mengirimkan paket yang lebih banyak, dengan banyaknya paket yang dikirim tersebut maka paket hilang yang terjadi lebih besar. 4.2.5. Congestion Window (cwnd) – Nirkabel

Gambar 4.17 (a). congestion window dengan error probaility 0.001% pada TCP Tahoe


Gambar 4.18 (a). congestion window dengan error probaility 0.001% pada TCP NewReno

Gambar 4.19 (b). congestion window dengan error probaility 0.002% pada TCP Tahoe


Gambar 4.20 (b). congestion window dengan error probaility 0.002% pada TCP NewReno

Gambar 4.21 (c). congestion window dengan error probaility 0.003% pada TCP Tahoe


Gambar 4.22 (c). congestion window dengan error probaility 0.003% pada TCP NewReno

Gambar 4.23 (d). congestion window dengan error probaility 0.004% pada TCP Tahoe


Gambar 4.24 (d). congestion window dengan error probaility 0.004% pada TCP NewReno

Gambar 4.25 (e). congestion window dengan error probaility 0.005% pada TCP Tahoe


Gambar 4.26 (e). congestion window dengan error probaility 0.005% pada TCP NewReno


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian simulasi serta analisis yang telah dilakukan penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Di jaringan kabel dengan skenario buffer size yang sudah dilakukan dalam simulasi jaringan diketahui bahwa pada sisi throughput perbandingan TCP Tahoe dan NewReno sama-sama memiliki peningkatan sedangkan pada sisi packet drop memiliki keadaan yang baik dimana jumlah packet drop semakin sedikit dan juga pada sisi end-to-end delay menunjukan tingkat delay yang tinggi seiring dengan semakin besarnya buffer size yang diberikan. 2. Di jaringan nirkabel dengan scenario link error probability yang sudah dilakukan dalam simulasi jaringan diketahui bahwa pada sisi throughput perbandingan TCP Tahoe dan NewReno sama-sama mengalami penurunan, begitu juga pada sisi packet drop dan end-to-end delay yang juga semakin turun seiring dengan penambahan link error rate pada yang semakin besar. 3. Secara keseluruhan pada skenario efek buffer size dan link error probability di jaringan kabel dan nirkabel, TCP NewReno lebih unggul pada sisi throughput, packet drop dan juga end-to-end delay karena kinerja TCP NewReno yang dapat menangani packet error lebih bagus dibandingkan dengan TCP Tahoe yang tidak memiliki fase fast recovery yang ketika menerima packet error akan langsung jatuh dan memulai ke fase slow start.

5.2. Saran a. Untuk penelitian selanjutnya yang dapat dilakukan adalah dengan pengujian terhadap unjuk kerja TCP variant pada jaringan adhoc wireless b. Penelitian lain yang dapat dilakukan yaitu pengujian pada jaringan infracstructure dengan efek RED Queue Management terhadap unjuk kerja TCP variant.


DAFTAR PUSTAKA

ii.

Performance evaluation of tcp vegas versus different TCP Variants in Homogeneous and Heterogeneous Network by Using Network Simulator 2 Tersedia

di

:

http://www.ijens.org/Vol%2011%20I%2003/1111403-

5656%20IJECS-IJENS.pdf. [Accessed 03 Maret 2016] iii.

A Comparative Analysis of TCP Tahoe, Reno, New-Reno, SACK and Vegas Tersedia

di

:

http://inst.eecs.berkeley.edu/~ee122/fa05/projects/Project2/SACKRENEVEGAS .pdf. [Accessed 04 Maret 2016] iv.

Performance Analysis of TCP variants in Wired and Wireless scenario Tersedia

di

:

https://www.researchgate.net/publication/269106777_Performance_Analysis_of _TCP_variants_in_Wired_and_Wireless_scenario. [Accessed 05 Maret 2016] v.

Wired and Wireless Computer Network Performance Evaluation Using OMNeT++ Simulation Environment. Tersedia di : http://ijrect.com/wpcontent/themes/vantage/vol1issue2/dhobale.pdf. [Accessed 24 Maret 2016]

vi.

Selective-TCP

For

Wired/Wireless

Network.

Tersedia

di

:

http://www.ensc.sfu.ca/~ljilja/cnl/pdf/rajashree_thesis.pdf. [Accessed 24 Maret 2016] vii.

Analisis Perbandingan Unjuk Kerja Algoritma Congestion Control Pada TCP Tahoe,

Reno

dan

SACK

(Selective Acknowledgment).

Tersedia di

:

http://ppta.stikom.edu/upload/upload/file/0941020007909410200079Makalah(3). pdf. [Accessed 26 Maret 2016] viii.

Effect of High Error Rate on the Behaviour of TCP Variants Using Realistic Error Model

in

Cellular

Mobile

Environment.

Tersedia

di

:

http://www.ijetae.com/files/Volume3Issue2/IJETAE_0213_05.pdf. [Accessed 27 Maret 2016]


LAMPIRAN A. Jaringan Kabel (Wired) 1.

NED Files package kabel; import inet.networklayer.configurator.ipv4.IPv4NetworkConfigurator; import inet.node.inet.Router; import inet.node.inet.StandardHost; import ned.DatarateChannel; // // TODO documentation // network KabelCongestion { @display("bgb=595,293,white"); submodules: iPv4NetworkConfigurator: IPv4NetworkConfigurator { parameters: @display("p=305,20"); } router1: Router { parameters: @display("p=212,163"); } router2: Router { parameters: @display("p=393,163"); } tcpsender: StandardHost { parameters: @display("p=70,97"); } udpsender: StandardHost { parameters: @display("p=70,228"); } tcpreceiver: StandardHost { parameters: @display("p=525,97");


} udpreceiver: StandardHost { parameters: @display("p=525,228"); } connections: tcpsender.pppg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> router1.pppg++; udpsender.pppg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> router1.pppg++; router1.pppg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> router2.pppg++; router2.pppg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> tcpreceiver.pppg++; router2.pppg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> udpreceiver.pppg++; }

2.

INI Files [Config inet-tahoe] **.tcpType = "TCP" **.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPTahoe" [Config inet-newreno] **.tcpType = "TCP" **.tcpAlgorithmClass = "TCPNewReno" [General] network = kabel.KabelCongestion sim-time-limit = 200s repeat = 5 record-eventlog = true **.result-recording-modes = all #tcp setting **.tcpType = "TCP" **.tcp.advertisedWindow = 65535 **.tcp.mss = 1024 #tcp tcp_sender **.tcpsender.numTcpApps = 1


**.tcpsender.tcpApp[*].typename = "TCPSessionApp" **.tcpsender.tcpApp[*].active = true **.tcpsender.tcpApp[*].localAddress = "tcpsender" **.tcpsender.tcpApp[*].connectAddress = "tcpreceiver" **.tcpsender.tcpApp[*].localPort = 989 **.tcpsender.tcpApp[*].connectPort = 20 **.tcpsender.tcpApp[*].sendBytes = 1000MiB **.tcpsender.tcpApp[*].tSend = 0s **.tcpsender.tcpApp[*].tOpen = 0s **.tcpsender.tcpApp[*].tClose = 200s **.tcpsender.tcpApp[*].scalar-recording = true **.tcpsender.tcpApp[*].vector-recording = true #tcp tcp_receiver **.tcpreceiver.numTcpApps = 1 **.tcpreceiver.tcpApp[*].typename = "TCPSinkApp" **.tcpreceiver.tcpApp[*].localAddress = "tcpreceiver" **.tcpreceiver.tcpApp[*].localPort = 20 #NIC configuration **router1.ppp[*].queueType = "DropTailQueue" **router1.ppp[*].queue.frameCapacity = 10 **router1.ppp[*].queue.queueLength.result-recording-modes = true **router1.ppp[*].queue.vector-recording = true #NIC configuration **router2.ppp[*].queueType = "DropTailQueue" **router2.ppp[*].queue.frameCapacity = 10 **router2.ppp[*].queue.queueLength.result-recording-modes = true **router2.ppp[*].queue.vector-recording = true ##udp udp_sender **.udpsender.numUdpApps = 1 **.udpsender.udpApp[*].typename = "SimpleVoIPSender" **.udpsender.udpApp[*].destAddress = "udpreceiver" **.udpsender.udpApp[*].destPort = 9998 **.udpsender.udpApp[*].talkPacketSize = 2048B **.udpsender.udpApp[*].stopTime = 200s #udp udp_receiver **.udpreceiver.numUdpApps = 1 **.udpreceiver.udpApp[*].typename = "SimpleVoIPReceiver" **.udpreceiver.udpApp[*].localPort = 9998


**.configurator.networkConfiguratorModule = "iPv4NetworkConfigurator" B. Jaringan Nirkabel (Wireless) 1.

NED Files package wirelessdest; import inet.networklayer.configurator.ipv4.IPv4NetworkConfigurator; import inet.node.inet.Router; import inet.node.inet.StandardHost; import inet.node.inet.WirelessHost; import inet.node.wireless.AccessPoint; import inet.physicallayer.ieee80211.packetlevel.Ieee80211ScalarRadioMedium; import ned.DatarateChannel; // // TODO documentation // network Network_wiih { parameters: int numHosts; @display("bgb=658,372,white"); submodules: radioMedium: Ieee80211ScalarRadioMedium { parameters: @display("p=278,29"); } configurator: IPv4NetworkConfigurator { parameters: @display("p=458,30"); } tcpsender: StandardHost { parameters: @display("p=62,115"); } udpsender: StandardHost { parameters: @display("p=62,302"); } router1: Router { parameters: @display("p=195,220");


} ap: AccessPoint { parameters: @display("p=412,219;r=200,,#707070"); } host[numHosts]: WirelessHost { parameters: @display("p=578,220;r=200,,#707070"); } connections: tcpsender.ethg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> router1.ethg++; udpsender.ethg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; } <--> router1.ethg++; router1.ethg++ <--> DatarateChannel { delay = 2ms; datarate = 10Mbps; ber = 0.00001; } <--> ap.ethg++; }

2.

INI Files [Config inet-tahoe] **.tcpType = "TCP" **.tcp.tcpAlgorithmClass = "TCPTahoe" [Config inet-newreno] **.tcpType = "TCP" **.tcpAlgorithmClass = "TCPNewReno" [General] network = wirelessdest.Network_wiih tkenv-plugin-path = ../../../etc/plugins sim-time-limit = 200s repeat = 5 **.constraintAreaMinX = 0m **.constraintAreaMinY = 0m **.constraintAreaMinZ = 0m **.constraintAreaMaxX = 600m **.constraintAreaMaxY = 400m **.constraintAreaMaxZ = 0m # access point **.ap.wlan[*].mac.address = "10:00:00:00:00:00" #**.host*.**.mgmt.accessPointAddress = "10:00:00:00:00:00"


#**.mgmt.frameCapacity = 10

# mobility **.mobility.initFromDisplayString = false **.host*.mobilityType = "StationaryMobility" **.wlan*.bitrate = 10Mbps **.mac.address = "auto" **.mac.maxQueueSize = 20 **.mac.rtsThresholdBytes = 3000B **.wlan[*].mac.retryLimit = 7 **.wlan[*].mac.cwMinData = 7 **.wlan[*].mac.basicBitrate = 6Mbps **.wlan[*].radio.transmitter.headerBitLength = 100b *.numHosts = 1 **.host[0].mobility.initialX = 600m **.host[0].mobility.initialY = 150m **.host[1].mobility.initialX = 600m **.host[1].mobility.initialY = 280m **.ap.mobility.initialX = 460m **.ap.mobility.initialY = 220m # tcp apps **.tcpType = "TCP" **.tcp.advertisedWindow = 65535 **.tcp.mss = 1024 #tcp Host1 **.tcpsender.numTcpApps = 1 **.tcpsender.tcpApp[*].typename = "TCPSessionApp" **.tcpsender.tcpApp[*].active = true **.tcpsender.tcpApp[*].localAddress = "tcpsender" **.tcpsender.tcpApp[*].localPort = 10020 **.tcpsender.tcpApp[*].connectAddress = "host[0]" **.tcpsender.tcpApp[*].connectPort = 6789 **.tcpsender.tcpApp[*].sendBytes = 1000MiB **.tcpsender.tcpApp[*].tSend = 0s **.tcpsender.tcpApp[*].tOpen = 0s


**.tcpsender.tcpApp[*].tClose = 200s

#tcp Host2 **.host[0].numTcpApps = 1 **.host[0].tcpApp[*].typename = "TCPSinkApp" **.host[0].tcpApp[*].localAddress = "host[0]" **.host[0].tcpApp[*].localPort = 6789 #[Koneksi UDP] #sender **.udpsender.numUdpApps = 1 **.udpsender.udpApp[*].typename = "SimpleVoIPSender" **.udpsender.udpApp[*].destAddress = "host[1]" **.udpsender.udpApp[*].destPort = 9998 **.udpsender.udpApp[*].talkPacketSize = 2048B **.udpsender.udpApp[*].startTime = 0s **.udpsender.udpApp[*].stopTime = 200s #receiver **.host[1].numUdpApps = 1 **.host[1].udpApp[*].typename = "SimpleVoIPReceiver" **.host[1].udpApp[*].localPort = 9998 # NIC configuration **router1.ppp[*].queueType = "DropTailQueue" **router1.ppp[*].queue.frameCapacity = 20 **.configurator.networkConfiguratorModule = "configurator" **.radio.radioMediumModule = "radioMedium"

ANALISIS PERBANDINGAN UNTUK KERJA TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA JARINGAN WIRED DAN WIRELESS

Recommend Documents