Analisis WirelessMesh Network Menggunakan Optimized Link State Protocol 1)
Yohanes Elniko Dimas B, 2)M. A. InekePakereng, 3)Indrastanti Ratna Widiasari Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50771, Indonesia ) Email: 1
[email protected],2)
[email protected], 3)
[email protected] Abstract
Wireless mesh network is a how to expand the network computing without having to be limited to distances such as cable-based computer networks, self-configure and selfhealing is the main characteristic of the wireless mesh network. Device that supports wireless mesh network is a Linksys WRT54GL with freifunk firmware to support the optimized link state routing protocol(OLSR). OLSR is a routing protocol which is very suitable to be applied to the wireless mesh network to ensure good quality data communication. Wireless mesh network provides convenience and simple for the installation of computer networks that have a wide coverage area. Keywords: Wireless mesh network, self configure, self healing, firmware freifunk, optimized link state protocol. Abstrak Wireless mesh network adalah salah satu cara untuk memperluas jaringan komputer tanpa harus terbatas dengan jarak yang jauh seperti jaringan komputer berbasis kabel, self configure dan self healing merupakan karakteristik utama dari wireless mesh network. Perangkat yang mendukung wireless mesh network adalah Linksys WRT54GL dengan menggunakan freifunk firmware untuk mendukung optimized link state protocol yang merupakan routing protocol yang sangat cocok diterapkan pada wireless mesh network untuk menjamin kualitas komunikasi data yang baik. Wireless mesh network memberikan kemudahan dan kecepatan untuk instalasi jaringan komputer yang memiliki area jangkauan luas. Kata Kunci :Wireless mesh network, self configure, self healing, freifunk firmware, optimized link state protocol.
1.
Pendahuluan
Bidang telekomunikasi sudah sangatlah mempengaruhi kegiatan manusia sehari-hari, terutama dalam menunjang kegiatan pertukaran informasi yang cepat dan efisien. Hal ini yang menyebabkan kemajuan dalam bidang telekomunikasi 1)
Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Jurusan Teknik Informatika, Universitas Kristen SatyaWacana Salatiga 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas KristenSatya Wacana Salatiga 3) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas KristenSatya Wacana Salatiga
1
sangat dituntut untuk memenuhi kebutuhan manusia tersebut. Teknologi jaringan komputer merupakan salah satu bidang telekomunikasi yang digunakan manusia untuk melakukan pertukaran informasi. Teknologi jaringan komputer berbasis kabel atau wired network merupakan teknologi jaringan komputer yang sering digunakan manusia. Namun teknologi jaringan komputer berbasis kabel dianggap tidak efisien dan tidak praktis dalam instalasi jika diterapkan pada sebuah gedung yang terpisah satu dengan yang lainnya, terutama jika akan dilakukan perluasan jaringan komputer pada area tersebut untuk menghubungkan beberapa gedung yang ada. Wireless merupakan teknologi jaringan komputer yang saat ini mulai digunakan manusia untuk menggantikan teknologi jaringan komputer berbasis kabel karena kemudahan dalam instalasi terutama dalam perluasan atau penambahan area jaringan komputer. Teknologi jaringan komputer berbasis wireless tidak memerlukan kabel yang rumit untuk menghubungkan antar ruangan jika diterapkan pada sebuah gedung, sehingga pengguna dapat saling bertukar informasi dengan tingkat mobilitas yang tinggi dan tidak perlu terpaku pada satu tempat saja. Hal inilah yang menuntut wireless dalam perkembangannya harus memberikan kualitas layanan yang lebih baik dari sebelumnya dan tingkat reliabilitas yang tinggi termasuk juga dalam penjaminan ruang lingkup area yang luas. Wireless mesh network merupakan perkembangan dalam teknologi jaringan komputer berbasis wireless guna menjamin kualitas dari jaringan komputer tersebut. Wireless mesh network memiliki kemampuan melakukan routing kembali dan mengorganisasikan dirinya sendiri yang berguna saat terjadi kegagalan koneksi antar perangkat mesh, sehingga tidak menyebabkan terputusnya koneksi seperti pada jaringan wireless konvensional yang hanya bertindak sebagai repeater dan tidak dapat melakukan routing kembali jika terdapat kerusakan pada salah satu node. Wireless mesh network memiliki dua jenis routing protocol yaitu routing protocol proactive dan routing protocol reactive. Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV) merupakan salah satu routing protocol reactive yang mempunyai rata-rata waktu untuk melakukan self healing 250.52 s dan waktu untuk melakukan self configure 71.57 s. Penambahan node pada wireless mesh network yang menggunakan routing protocol AODV menyebabkan penambahan jitter pada pengiriman data. Pada penelitian ini dilakukan analisis wireless mesh network menggunakan optimized link state protocol. Data yang dianalisis adalah self-healing, self-configure, throughput, jitter, packet loss. 2.
Kajian Pustaka
Dalam penelitian sebelumnya disebutkan bahwa jaringan komputer berbasis wireless dapat mengatasi kerumitan instalasi pada jaringan komputer berbasis kabel, seperti kerumitan perancangan atau perluasan jaringan komputer terutama jaringan komputer yang berada dalam sebuah gedung. Selain itu pemasangan kabel dianggap kurang praktis karena dapat mengganggu kerapian dan mengurangi nilai estetika dari sebuah gedung. Penggunaan access point dan wireless router jaringan komputer berbasis wireless dapat diimplementasikan pada jaringan komputer yang ada. Pada penelitian tersebut fungsi access point
2
digantikan dengan menggunakan personal komputer dengan sistem operasi FreeBSD dalam instalasi jaringan komputer berbasis wireless. Penggunaan FreeBSD ini untuk mengatasi mahalnya harga access point yang tersedia di pasaran. FreeBSD dapat menggantikan fungsi access point secara umum seperti dapat dikonfigurasikan dengan gateway yang dapat menjalankan internet connection sharing. Namun terdapat beberapa kekurangan dalam penggunaan FreeBSD pada jaringan komputer berbasis wireless yaitu tidak dapat diterapkan pada topologi infrastructure jaringan wireless, hanya dapat diterapkan pada topologi peer to peer dan tidak dapat mengatasi masalah jika terjadi masalah pada proses routing [1]. Jaringan komputer berbasis wireless yang sering diterapkan merupakan ad hoc network. Ad hoc network adalah sebuah jaringan yang terdiri dari beberapa perangkat bergerak (mobile) tanpa infrastruktur yang bersifat sementara disebutkan routing protocol optimized link state routing (OLSR) adalah salah satu routing protocol proactive atau table driven routing protocol yang dapat mengorganisasi dan bertanggung jawab atas jalur pengiriman data, sehingga komunikasi data akan lebih terjamin. Ad-hoc on demand distance vector (AODV) merupakan salah satu routing protocol reactive atau on demand driven routing protocol artinya routing protocol yang akan mencari jalur pengiriman data jika dibutuhkan saja, berbeda dengan protocol routing proactive yang mencari jalur pengiriman data terbaik tanpa harus menunggu permintaan. Pada ad hoc network, routing protocol proactive atau table driven routing protocol menunjukkan performance yang lebih baik dibandingkan routing protocol reactive adhoc on demand distance vector [2]. Wireless LAN (WLAN) adalah teknologi LAN yang menggunakan frekuensi dan transmisi radio sebagai media penghantar pada area tertentu dengan menggantikan fungsi kabel. Pada umumnya WLAN digunakan sebagai titik distribusi di tingkat pengguna akhir, melalui sebuah atau beberapa perangkat yang disebut dengan access point (AP), yang berfungsi seperti hub dalam terminologi jaringan kabel ethernet. Di tingkat backbone, sejumlah access point tersebut tetap dihubungkan dengan media kabel. Wireless LAN dimaksudkan sebagai solusi alternatif media untuk menjangkau pengguna yang tidak terlayani oleh jaringan kabel, serta untuk mendukung pengguna yang memiliki mobilitas tinggi. Frekuensi yang kini umum dipergunakan untuk aplikasi wireless LAN adalah 2.4 Ghz dan 5.8 Ghz [3] yang secara internasional dimasukkan ke dalam wilayah license exempt dan dipergunakan bersama oleh publik. Wireless LAN diatur oleh hukum yang sama dan digunakan untuk mengatur hal-hal seperti AM/FM radio. Federal Communications Commission (FCC) mengatur penggunaan alat dari wireless LAN. Dalam pemasaran wireless LAN terdapat beberapa standar operasional dan syarat yang diciptakan oleh Institute of Electrical Electronic Engineers (IEEE dari Amerika Serikat). Wireless mesh network merupakan salah satu jenis wireless networking yang menggunakan node-node berulang dan terdistribusi untuk menyediakan reliability dan juga jangkauan yang lebih baik pada jaringan wireless. Sejumlah node yang berukuran lebih kecil bernama repeater, terhubung pada node-node besar atau router wireless untuk menyediakan jangkauan melalui area yang lebih
3
besar. Wireless mesh network memiliki suatu perangkat yang disebut wireless mesh router yang dapat membangun suatu jaringan wireless mesh yang akan bekerja sama untuk membawa informasi dari suatu titik ke titik yang lain. Informasi dibawa dari sumber traffic ke tujuan dengan cara bekerja sama antara router wireless mesh. Wireless mesh network dibangun dengan gagasan selfhealing network, yang artinya dapat melakukan routing kembali sinyal secara efisien melalui serangkaian node yang rumit dan melanjutkan bekerja secara efektif bahkan ketika beberapa node mengalami down. Kapasitas wireless mesh network dipengaruhi oleh banyak faktor seperti arsitektur jaringan, topologi, kepadatan jalur komunikasi, kepadatan node, jumlah channel yang digunakan setiap node, daya transmisi, dan mobilitas dari node. Wireless mesh network memiliki dua node yang biasa disebut sebagai mesh router dan mesh client. Mesh router memiliki fungsi yang hampir serupa pada wireless konvensional yaitu sebagai gateway atau repeater tetapi pada wireless mesh network dilengkapi dengan multiple wireless interface untuk meningkatkan fleksibilitas dari mesh network. Wireless mesh router juga memiliki jangkauan area yang lebih luas dan dapat menerima coverage yang sama dengan daya transmisi yang rendah karena melewati komunikasi multi-hop dibandingkan dengan wireless konvensional. Mesh router dapat dibangun menggunakan dedicated computer system ataupun dengan general purpose system yang merupakan desktop PC dan laptop [4]. Sedangkan mesh client memiliki fungsi yang penting dalam mesh network karena mesh client juga mempunyai fungsi sebagai router, tetapi mesh client tidak mempunyai fungsi sebagai gateway ataupun bridge yang ada pada mesh router. Mesh client adalah node yang bergerak dan memiliki tingkat mobilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesh router. Perangkat mesh client juga memiliki variasi yang lebih banyak daripada mesh router, antara lain berupa PDA, laptop, dan handphone. Berdasarkan perbedaan fungsi antara mesh router dan mesh client maka arsitektur wireless mesh network dibedakan menjadi tiga jenis yaitu infrastructure wireless mesh network, client wireless mesh network dan hybrid wireless mesh network. Infrastructure wireless mesh network adalah arsitektur yang terdiri dari mesh router dan mesh client. Client dapat terhubung langsung dengan mesh router dengan menggunakan berbagai jaringan wireless tetapi antar client tidak dapat saling berhubungan. Arsitektur ini tidak memiliki tingkat mobilitas yang tinggi karena terdiri dari mesh router yang tidak memungkinkan untuk berpindahpindah. Client antar mesh router yang berbeda tidak dapat saling terhubung karena masing-masing mesh client tidak berada pada node yang sama, hal ini lah yang menjadi kekurangan dari arsitektur infrastructure wireless mesh network. Infrastructure wireless mesh network dapat dihubungkan dengan internet karena mesh router memiliki kemampuan sebagai gateway. Komunikasi data yang terjadi lebih terjamin karena mesh router memiliki kemampuan untuk memperbaiki dan mencari jalur baru untuk mengirimkan data jika terjadi masalah pada node tertentu sehingga komunikasi data tidak akan mungkin terputus. Client wireless mesh network adalah arsitektur yang tidak terdapat mesh router, hanya terdiri dari mesh client yang saling terhubung satu dengan yang lainnya. Mesh client berfungsi dan dapat melakukan tugas sebagai router dan host serta menyediakan aplikasi end-
4
user pada pengguna jaringan. Fungsi routing dilakukan oleh client yang akan berhubungan dengan client yang berada diluar jangkauannya. Paket yang dikirimkan pada arsitektur ini dikirimkan ke node melalui network hops melewati multiple nodes untuk sampai pada tujuan. Client wireless mesh network memiliki tingkat mobilitas yang lebih tinggi dibandingkan infrastructure wireless mesh network karena tidak memerlukan mesh router. Hybrid wireless mesh network adalah arsitektur yang merupakan gabungan dari infrastructure wireless mesh network dengan client wireless mesh network seperti. Arsitektur hybrid wireless mesh network merupakan arsitektur yang paling handal dan paling baik dibandingkan dengan kedua arsitektur yang lainnya dan juga pada arsitektur ini saling melengkapi dan memperbaiki dari kekurangan dua arsitektur sebelumnya. Mesh client selain dapat terhubung dengan mesh router, client dapat terhubung dengan client yang berbeda mesh router secara langsung. Arsitektur ini juga memungkinkan mesh router dapat terhubung dengan teknologi wireless yang lain. Wireless mesh network memiliki beberapa karakteristik yang berbeda dari wireless konvensional antara lain self-configure adalah kemampuan wireless mesh network untuk bergabung dengan jaringan wireless mesh yang sudah ada sebelumnya sehingga dapat meneruskan paket-paket data yang akan dikirimkan dapat melalui router yang baru bergabung tersebut. Self-healing adalah kemampuan wireless mesh router untuk mencari jalur routing yang baru apabila pada jalur yang dilaluinya terjadi kerusakan. Mesh router dapat terhubung ke mesh client dan dapat terintegrasi dengan internet maupun dengan berbagai jenis teknologi jaringan lainnya. Routing adalah mekanisme penentuan link dari node pengirim ke node penerima yang bekerja pada layer 3 OSI yaitu network layer. Routing protocol diperlukan karena untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke node penerima akan melewati beberapa node penghubung intermediate node, dimana routing protocol berfungsi untuk mencarikan route link yang terbaik dari link yang akan dilalui melalui mekanisme pembentukan tabel routing. Pemilihan route terbaik tersebut didasarkan atas beberapa pertimbangan seperti bandwidth link dan jaraknya. Sebuah router akan menyebarkan informasi kepada setiap node agar paket data dapat dikirim sesuai tujuannya. Pengaturan paket data ke tujuan sebuah node client adalah tugas dari routing table. Pada wireless mesh network memiliki 3 model routing protocol yaitu protocol reactive, protocol proactive dan protocol hybrids eperti yang terlihat pada Tabel 1. Tabel 1 Routing Protocol Wireless Mesh Network [5]
Protocol Reactive
Protocol Proactive
Protocol Hybrid
AODV
DSDV, WRP, STAR OLSR, QOSLR TBRF, HSLS, MMRP
ZRP
DSR MRLOSR
5
Protocol reactive adalah routing protocol yang hanya dibangun berdasarkan permintaan, sehingga mengurangi pemakaian overhead pemilihan rute, namun menimbulkan delay yang cukup besar pada saat pengiriman frame pertama. Protocol proactive adalah protocol routing yang mengirimkan informasi seperti keterangan node tetangga, rute dan lain-lain secara broadcast dalam periode tertentu yang memungkinkan waktu set-up yang cepat dan selalu update jika ada perubahan routing table. Protocol hybrid adalah gabungan dari protocol reactive dan protocol proactive. Optimized Link State Routing (OLSR) menggunakan 2 jenis pesan kontrol, yaitu pesan hello dan Topology Control (TC). Pesan hello digunakan untuk menemukan informasi tentang kondisi link dan node tetangga. Paket hello merupakan sebuah paket RREP dengan nilai Time To Live (TTL) adalah 1 yang ditentukan pada IP header dari pesan. Dalam paket RREP destination IP address diisi dengan IP address dari node yang mengirimkan pesan hello. Kemudian dengan nilai field destination sequence number diisi dengan nilai sequence terakhir dari node tersebut serta nilai field hop count diset dengan nilai 0. Selain itu pesan hello juga digunakan untuk memilih multi point relay (MPR) Selector Set. Tujuan utama dari MPR yaitu mengurangi luapan beban pengiriman dengan cara memilih beberapa node untuk bertindak sebagai MPR, sehingga hanya node-node MPR yang dapat meneruskan paket kontrol yang diterima dan upaya ini juga dapat digunakan oleh protocol untuk menyediakan rute terpendek. Tugas dari MPR selector set yaitu memilih node tetangga untuk bertindak sebagai node MPR [6]. Melalui pesan hello ini, node pengirim dapat menentukan node MPR. Pesan hello hanya dikirim sejauh satu hop, tetapi pesan TC dikirim secara broadcast ke seluruh jaringan. Kegunaan pesan TC yaitu untuk menyebarkan informasi tentang node tetangga yang telah ditetapkan sebagai MPR tidak terkecuali MPR selector. Pesan TC disebarkan secara periodik dan hanya node MPR yang dapat meneruskan pesan TC. Firmware juga bisa disebut sebagai sistem operasi, karena firmware merupakan jembatan agar hardware bisa menjalankan suatu software, akan tetapi firmware ini berbeda dengan sistem operasi yang tertanam dalam komputer seperti Windows, Linux yang memerlukan media penyimpanan besar. Jadi firmware bisa dikatakan sebagai suatu software atau piranti perangkat lunak yang tertanam di dalam flash memory (Flash ROM) seperti contoh di motherboard adalah BIOS (Basic Input Output System). Freifunk merupakan salah satu firmware pada access point yang digunakan untuk menangani wireless mesh network. Freifunk firmware adalah termasuk dalam proyek OpenWRT yang berjalan diakses point berbasis MIPS, seperti WRT54G/WRT54GS/WAP54G, Siemens SE505, dan lainnya [7]. 3.
Metode Penelitian
Proses analisis wireless mesh network menggunakan optimized link state protocol dilakukan melalui tahap-tahap penelitian, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
6
Start
Menentukan Topologi Jaringan
Menentukan Spesifikasi Perangkat
Melakukan Instalasi Software
Menentukan Lokasi Pengujian
Melakukan Konfigurasi Jaringan
Finish Gambar 1Tahap-tahap Penelitian
Menentukan Topologi Jaringan Penentuan topologi jaringan ini dilakukan agar dapat menentukan jaringan yang akan dibentuk antar node router dengan node client. Topologi jaringan yang dibangun disesuaikan dengan konsep wireless mesh network yaitu dengan menggunakan arsitektur tipe hybrid wireless mesh network, seperti yang terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Perancangan Topologi Jaringan
Node router yang digunakan sebanyak empat buah agar dapat melakukan perpindahan jalur routing sesuai dengan konsep kerja wireless mesh network dengan pengalamatan IP 10.1.1.1 (gateway internet), 10.1.1.2, 10.1.1.3, 10.1.1.4.
7
Menentukan Spesifikasi Perangkat Penentuan spesifikasi perangkat dilakukan agar dapat mengetahui perangkat yang sesuai dan dapat berjalan dengan baik sesuai dengan kebutuhan wireless mesh network. Kebutuhan perangkat yang digunakan dibedakan menjadi dua, yaitu perangkat mesh router dan mesh client. Perangkat mesh router yang digunakan adalah Linksys WRT54GL dengan spesifikasi, network connection LAN 4-10/100 RJ-45 switched ports, all-in-one internet-sharing router, 4 port switch, 4Mbps wireless-G (802.11g) access point, dapat dihubungkan dengan jaringan komputer berbasis kabel, high security TKIP, AES encryption, wireless MAC address filtering, powerful SPI firewall. Perangkat mesh client yang digunakan merupakan notebook atau laptop. Mesh client digunakan agar dapat memperlihatkan fungsi sebagai host yang dapat mengetahui perpindahan jalur routing sesuai dengan konsep kerja wireless mesh network. Spesifikasi yang digunakan sebagai mesh client minimal memiliki spesifikasi Operating System Windows XP, Processor Centrino, Memory 512 Mb, WLan Card. Melakukan Instalasi Software Instalasi software dilakukan pada mesh router dan mesh client agar wireless mesh network dapat berjalan dengan baik. Pada mesh client dilakukan instalasi software dengan menambahkan putty yang digunakan untuk melakukan konfigurasi pada mesh router, serta wireshark yang digunakan untuk mengetahui rata-rata transfer (kpbs) dan rata-rata packet (p/s). Kemudian pada mesh router yaitu Linksys WRT54GL dilakukan upgrade firmware standar Linksys menjadi freifunk firmware. Upgrade pada perangkat Linksys WRT54GL diperlukan dikarenakan pada firmware standar tidak mendukung fitur OLSR untuk melakukan wireless mesh network. Upgrade dilakukan dengan menggunakan menu upgrade firmware pada web interface Linksys WRT54GL yang memiliki alamat default 192.168.1.1. Openwrt-g-freifunk-1.7.4-en.bin merupakan freifunk firmwareversi 1.7.4. Apabila proses upgrade telah selesai maka tampilan web interface Linksys WRT54GL akan berubah menjadi freifunk firmware. Freifunk firmware memerlukan beberapa tambahan software untuk mendukung wireless mesh network. Software tersebut dapat di-download pada http://download-master.berlin.freifunk.net/ipkg/packages/.com. Software yang harus ditambahkan pada freifunk firmware adalah freifunk-olsr-vizen_1.7.4_mipsel.ipk, freifunk-recommended-en_1.7.4_mipsel.ipk, olsrd-moddot-draw_0.4.10-1_mipsel.ipk, tcpdump_3.9.4-1_mipsel.ipk, libpcap_0.9.4libgcc_3.4.4-10_mipsel.ipk, 1_mipsel.ipk, iperf_2.0.2-1_mipsel.ipk, uclibcxx_0.2.1-1_mipsel.ipk. Update software pada freiunk firmware menggunakan Putty untuk melakukan extract file, pada web interface freifunk menggunakan install manually, browse software yang akan di-update kemudian upload software. Pada Host Name putty diisikan dengan alamat IP node. Proses upgrade software freifunk dengan putty dilakukan dengan login menggunakan user name dan password yang sama seperti pada web interface, kemudian copypaste nama software dan langkah terkahir adalah extarct file. Jika software sudah
8
berhasil di-update maka akan terlihat pada web interface freifunk firmware dengan mengakses menu admin-software 2. Penentuan Lokasi Pengujian Penentuan lokasi pengujian menentukan keberhasilan analisis wireless mesh network menggunakan optimized link state protocol terutama penempatan mesh router dan mesh client. Posisi yang dibutuhkan antara mesh router harus terpisahkan oleh jarak yang jauh dan berbeda dari setiap mesh router agar didapatkan fungsi mesh dan multi hop dari wireless mesh network seperti yang terlihat pada Gambar 3. Lokasi yang digunakan adalah area STT Wiworotomo Purwokerto karena memiliki lokasi yang cukup luas untuk melakukan penelitian ini.
Gambar 3 Denah Lokasi Pengujian
Melakukan Konfigurasi Jaringan Tahap konfigurasi merupakan tahap yang terpenting karena berhasil atau tidaknya sistem ditentukan pada tahap ini. Perangkat Linksys WRT54GL memiliki cara konfigurasi yang sama pada setiap perangkat sedangkan yang membedakan hanyalah alamat IP dari setiap perangkat tersebut. Konfigurasi pertama yang dilakukan adalah pada wireless yang digunakan sebagai pengalamatan antar node pada wireless mesh network adalahsebagai berikut: − WLAN Protocol menggunakan pengalamatan static karena WLAN IP Address ditentukan secara manual sesuai dengan node masing-masing. − WLAN Netmask menggunakan IP address 255.255.255.0 − WLAN Mode menggunakan mode Ad Hoc agar antar node dapat saling terhubung. − ESSID digunakan untuk memberi identitas pada wireless mesh network. − BSSID yang digunakan adalah BSSID standar freifunk yaitu 02:ca:ff:ee:ba:be. − Channel yang digunakan 6 karena pada STT Wiworotomo dan disekitar STT Wiworotomo tidak terdapat yang jaringan wireless yang menggunakan channel 6.
9
− Power 18mW dan Antena Gain 10.5 dBi bertujuan untuk menentukan kualitas jangkauan antena dan power yang digunakan Linksys WRT54GL berdasarkan jarak antar node. Selain dari itu konfigurasi yang digunakan adalah default dari Linksys WRT54GL. Konfigurasi untuk ketiga node lainnya sama, yang berbeda hanyalah pada WLAN IP Address karena setiap node memiliki alamat tersendiri.Setelah melakukan konfigurasi wireless selanjutnya konfigurasi pada LAN. Konfigurasi LAN protocol dilakukan pada semua node dengan konfiguarasi yang sama,sebagai berikut : − LAN Protocol menggunakan pengalamatan static. − LAN IP address menggunakan alamat IP sesuai node. − LAN Netmask menggunakan IP 255.255.255.0, LAN Default route mengacu pada WLAN-IP Address masing-masing node. − Firewall disable untuk tidak mengaktifkan firewall agar dapat menggunakan putty. − DHCP Start IP 100 atau sesuai dengan urutan dari setiap node. − DHCP Number of Users 50 atau sesuai dengan kebutuhan user. − DHCP Lease Time 1440 sesuai dengan default. Konfigurasi LAN dilakukan pada semua node dengan konfigurasi yang sama. Konfigurasi berikutnya adalah OLSR, konfigurasi ini bertujuan untuk menghubungkan antar node yang akan terbentuk. Konfigurasi OLSR juga dilakukan pada semua node, konfigurasi OLSR menggunakan konfigurasi default kecuali HNA4 pada node 10.1.1.1 yang terhubung oleh server adalah 0.0.0.0/24 yang berguna untuk menandakan node tersebut sebagai gateway internet. Pada konfigurasi WAN Protocol digunakan DHCP Server karena server memberikan IP secara DHCP. Konfigurasi WAN juga dilakukan pada setiap node dengan langkah yang sama. Langkah terakhir setelah melakukan konfigurasi dan update software freifunk adalah melakukan restart dengan mode normal restart pada menu restart. 4.
Hasil dan Pembahasan
Pada tahap ini akan menunjukkan hasil dari konfigurasi wireless mesh network pada perangkat Linksys WRT54GL dan melakukan pengujian sistem yang telah dibuat. Setelah melakukan konfigurasi wireless mesh network berupa LAN, WAN, Wireless dan OLSR pada setiap node maka diperoleh hasil yaitu saling terhubungnya antar node. Berdasarkan OLSR info dapat dilihat keseluruhan hasil konfigurasi wireless mesh network terutama topologi yang terbentuk antar node, yang dilakukan dengan melihat destination IP dan last hop IP seperti terlihat pada Gambar 4. Node dengan IP address 10.1.1.3 mempunyai neighbours node router yaitu node router dengan IP address 10.1.1.1, 10.1.1.2, 10.1.1.3 yang menandakan bahwa antar node router telah saling terhubung satu dengan yang lainnya dan proses routing telah terbentuk antar node router.
10
Gambar 4 OLSR Info
Gambar 5 Topologi Wireless Mesh Network
Gambar 5 menunjukkan topologi yang terbentuk sesuai dengan destination IP dan last hop IP yang terdapat pada OLSR info. Gambar topologi ini menggunakan software freifunk-olsr-viz-en_1.7.4_mipsel.ipk yang telah di-
11
update dan dapat diakses pada menu Home firmware freifunk. OLSR viz akan selalu melakukan update topologi secara berkala. Nominal angka 1.000 menunjukkan bahwa jalur antar node router sudah terbentuk dengan baik. Jika jalur yang terbentuk kurang baik maka angka pada setiap jalur akan semakin meningkat seperti pada node router 10.1.1.1-10.1.1.4 karena terpisahkan jarak yang jauh. Tanda bintang pada Linksys WRT54GL tersebut menandakan bahwa node router 10.1.1.1 sebagai gateway internet dari server. Pengujian koneksi antar node router juga perlu dilakukan dengan melakukan ping pada setiap node router untuk memastikan setiap node router sudah saling terhubung seperti yang terlihat pada Gambar 4.3. Ping adalah perintah yang biasa digunakan untuk menguji koneksi jaringan berjalan baik dengan cara mengirimkan paket data kepada node router dan menghitung lama waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan paket tersebut. Pengujian yang dilakukan dari node router 10.1.1.3 ke setiap node router 10.1.1.2, 10.1.1.1, 10.1.1.4 dan mendapatkan reply dari node router tujuan yang artinya koneksi antar node router sudah terkoneksi dengan baik. Hal yang sama juga dilakukan pada setiap node router yang berbeda. Pengujian dan Analisis Wireless Mesh Network Tahap pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem yang telah dibangun dapat berjalan dengan baik atau tidak.
Pengujian Self Healing dan Self Configure Pengujian self healing bertujuan untuk mengetahui berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh node router yaitu WRT54GL untuk memperbaiki jalur komunikasi antar node router yang sudah terbentuk jika terjadi masalah pada node router yang dilalui. Seperti yang terlihat pada Gambar 4.2, node router 10.1.1.1 dengan node router 10.1.1.4 tidak saling terhubung secara langsung oleh sebab itu untuk melakukan komunikasi node router 10.1.1.1 akan melalui node router 10.1.1.2 atau node router 10.1.1.3. Perintah traceroute pada putty digunakan untuk mengetahui jalur yang dilewati node router 10.1.1.1 untuk berkomunikasi dengan node router 10.1.1.4 seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Traceroute Node 10.1.1.4 Sebelum Self Healing
Node router 10.1.1.1 melewati node router 10.1.1.2 untuk dapat berkomunikasi dengan node router 10.1.1.4. Pengujian self healing dilakukan dengan cara mematikan power pada node router 10.1.1.2 yang bertujuan agar terjadi perpindahan jalur menuju node router 10.1.1.3 yang selanjutnya berkomunikasi dengan node router 10.1.1.4.
12
Gambar 7 Topologi yang Terbentuk Setelah Self Healing
Pada Gambar 7 terlihat node router 10.1.1.2 tidak lagi terhubung oleh node router 10.1.1.1 seperti pada Gambar 4.2 karena power pada node router 10.1.1.2 dimatikan. Jalur komunikasi baru terbentuk dari node router 10.1.1.1 melalui node router 10.1.1.3 untuk berkomunikasi dengan node router 10.1.1.4 seperti yang terlihat pada Gambar 8.
Gambar 8Traceroute Node 10.1.1.4 Setelah Self Healing
Waktu yang dibutuhkan untuk proses self healing dihitung melalui proses ping yang dilakukan dari node router 10.1.1.1 menuju node router 10.1.1.4 saat terhenti atau tidak ada reply, perhitungan waktu terus berjalan sampai dengan terjadi reply kembali dari node router 10.1.1.4 setelah terjadi proses self healing seperti yang terlihat pada Tabel 2.
13
Tabel 2 Waktu Self Healing
Pengujian Ke
Waktu (s)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rata-rata
10 7 8 7 7 8 9 10 8 11 8 9 7 9 9 12 8 11 7 9 8 10 11 6 8 10 10 7 9 8 8.7
Self configure adalah kemampuan node router yaitu WRT54GL untuk bergabung pada wireless mesh network yang telah terbentuk sehingga dapat memperluas cakupan area dan meneruskan paket-paket melalui node router yang baru. Penghitungan waktu yang dibutuhkan untuk melakukan self configure dimulai saat power pada node router baru dinyalakan hingga dapat terhubung dengan node router yang sudah terbentuk sebelumnya dengan ditandai dengan nominal angka antar node router menunjukka 1.000 seperti yang terlihat pada Tabel 3.
14
Tabel 3 Waktu Self Configure Pengujian Ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rata-rata
Waktu (s) 93 97 86 92 90 82 105 81 91 88 98 85 79 82 88 83 89 93 88 90 94 89 91 83 99 97 108 97 95 85 90.6
Hasil pengujian pada Tabel 2 dan Tabel 3 yang telah dilakukan menunjukkan bahwa kinerja optimized link state protocol pada wireless mesh network memiliki hasil yang baik dengan rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk melakukan self-healing adalah 8.7 detik dan 90.6 detik untuk waktu self configure. Kecepatan waktu self healing dikarenakan optimized link state protocol selalu melakukan update pada routing table untuk menjamin komunikasi antar node router dan juga setiap node router memiliki minimal 2 jalur untuk berhubungan antar node router tetangga seperti yang terlihat pada Gambar 5. Update data routing dapat ditunjukkan pada freifunk-olsr-vizen_1.7.4_mipsel.ipk yang selalu melakukan refresh setiap saat untuk memperbaharui jalur komunikasi antar node router guna mencari jalur terbaik sehingga jika terjadi kerusakan pada salah satu node router tidak membutuhkan waktu yang lama untuk melakukan perpindahan jalur. Pengujian Jitter, Packet Loss dan Throughput
15
Pengujian dilakukan dengan membedakan kualitas throughput, jitter dan packet loss pada node router yang dilalui dengan membedakan jalur node router 1-2-4 dan 1-4 agar dapat mengetahui bahwa optimized link state protocol memilih jalur pengiriman data yang baik sesuai dengan nilai jitter, packet loss dan throughput yang baik. Pengujian jitter dan packet loss menggunakan iperf_2.0.21_mipsel.ipk dan dilakukan sebanyak 30 kali dengan waktu 30s pada setiap satu kali pengujian seperti yang terlihat pada Tabel 4. Sedangkan pengujian throughput dilakukan pada single user dan multiuser seperti yang terlihat pada Tabel 7. Tabel 4 Pengujian Jitter dan Packet Loss Pengujian Ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rata-rata
Node 1-2-4 Jitter Packet (ms) Loss 0.804 0% 0.702 0% 0.289 0% 0.209 0% 0.196 0% 0.701 0% 0.624 0% 0.534 0% 0.736 0% 0.428 0% 0.751 0% 1.367 0% 0.690 0% 0.440 0% 0.539 0% 0.368 0% 0.499 0% 0.532 0% 0.565 0% 0.570 0% 0.526 0% 0.234 0% 0.545 0% 0.563 0% 0.554 0% 0.531 0% 0.546 0% 0.268 0% 0.636 0% 0.600 0% 0.552 0%
Node 1-4 Jitter Packet (ms) Loss 6.407 0% 6.763 0% 6.465 0% 5.188 0% 6.243 0% 6.007 0% 5.923 0% 5.101 0% 6.037 0% 6.361 0% 6.406 0% 6.497 0% 6.472 0% 6.357 0% 6.486 0% 6.620 0% 6.568 0% 6.760 0% 6.757 0% 6.098 0% 6.346 0% 6.226 0% 5.989 0% 5.252 0% 6.020 0% 5.479 0% 5.262 0% 5.755 0% 6.306 0% 6.237 0% 6.097 0%
Hasil pengujian pada Tabel 4 yang telah dilakukan adalah jitter yang dihasilkan mempunyai rata-rata waktu 0.552 ms pada node router 1-2-4 dan 6.097 ms pada node router 1-4. Sedangkan pengujian packet loss pada node router 1-24 dan 1-4 menghasilkan nilai yang sama yaitu 0%. Hasil pengujian ini 16
membuktikan bahwa jitter yang dihasilkan pada node router 1-4 bernilai lebih besar dikarenakan antar node router 1 dengan node router 4 memiliki kualitas komunikasi yang kurang baik, disinilah kinerja dari optimized link state protocol ditunjukkan dengan memilih jalur komunikasi antar node router yang baik dengan memilih jalur node router 1-2-4 dan tidak melalui node router 1-4 seperti yang terlihat pada Gambar 5 untuk melakukan komunikasi antar node router 1 dengan node router 4. Packet loss yang dihasilkan memiliki nilai yang sama. Hasil inipun membuktikan penggunaan optimized link state protocol selain memiliki kecepatan dalam memperbaharui routing tabel pada wireless mesh network juga memiliki kualitas komunikasi yang baik dengan nilai jitter dan packet loss tergolong dalam kategori sangat bagus versi ITU-T G.1010 seperti yang terlihat pada Tabel 5 dan Tabel 6. Tabel 5 Kategori Jitter [8] Peak Jitter
Kategori Degradasi Sangat Bagus
0 ms
Bagus
1 s/d 75 ms
Sedang
76 s/d 125 ms
Jelek
126 s/d 225 ms
Tabel 6 Kategori Packet Loss [8] Peak Jitter
Kategori Degradasi Sangat Bagus
0%
Bagus
1 s/d 3 %
Sedang
4 s/d 15 %
Jelek
16 s/d 25 %
17
Tabel 7 Pengujian Throughput Pengujian Ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rata-rata
Node 1-2-4 Single Multi User User 64.663 14.928 66.542 14.561 66.481 15.880 67.113 15.351 66.739 14.713 66.443 14.873 66.105 15.808 66.431 15.392 64.746 14.037 64.398 14.225 65.993 14.004 65.673 15.188 65.445 15.557 65.092 14.374 65.630 16.864 66.757 15.042 66.247 14.881 66.420 15.436 64.083 15.027 65.523 15.732 65.361 17.710 64.151 14.572 64.755 16.553 65.948 14.804 65.257 14.965 66.783 14.334 66.546 17.426 66.638 15.537 6.062 15.006 65.730 14.673 65.758 15.248
Node 1-4 Single Multi User User 10.463 2.749 10.856 2.094 10.331 3.768 11.522 2.058 10.771 3.776 10.399 2.492 10.638 3.565 10.804 3.361 10.293 2.920 10.708 3.264 10.184 2.854 9.472 2.377 11.653 3.173 10.623 3.855 10.496 3.504 10.574 2.748 9.838 2.522 10.504 2.769 10.883 3.110 10.468 3.632 10.639 2.734 10.301 3.005 10.572 3.636 10.468 3.619 9.321 3.623 10.604 3.433 10.630 2.811 10.831 2.731 10.410 2.334 10.346 2.840 10.520 3.045
Pengujian throughput single user pada node router 1-2-4 mempunyai nilai throughput single user adalah 65.758 kB/s dan 15.284 kB/s pada multi user sedangkan node router 1-4 menghasilkan rata-rata 10.520 kB/s pada single user dan 3.045 kB/s pada multi user. Jumlah node router yang dilewati berpengaruh pada throughput yang dihasilkan seperti pada pengujian jitter, node router 1-4 menghasilkan nilai throughput yang paling kecil dibandingkan dengan node router yang lain karena node router 1-4 memiliki kualitas komunikasi yang kurang baik. Pengujian throughput dengan menggunakan bandwidth sebesar 560 kbps atau 70 kB/s. Kinerja dari optimized link state protocol ditunjukkan dengan memilih jalur komunikasi antar node router yang baik dengan memilih jalur node router 1-2-4 dan tidak melalui node router 1-4 seperti yang terlihat pada Gambar 6, untuk melakukan komunikasi antar node router 1 dengan node router 4 dengan nilai throughput yang maksimal.
18
5.
Simpulan
Berdasarkan pengujian analisis wireless mesh network dengan optimized link state protocol yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan bahwa (1) Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan self healing dengan rata-rata 8.7 detik dan 90.6 detik untuk self configure memberikan kemudahan dan kecepatan dalam membangun wireless mesh network. (2) Wireless mesh network dengan menggunakan optimized link state protocol memiliki kualitas komunikasi dengan rata-rata jitter 0.552 ms pada node router 1-2-4 dan 6.097 ms pada node router 1-4, packet loss sebesar 0% pada node router 1-2, 1-2-4 dan 1-4. (3) Throughput single user pada node router 1-2-4 mempunyai nilai throughput 65.758 kB/s dan 15.284 kB/s pada multi user sedangkan node router 1-4 menghasilkan rata-rata 10.520 kB/s pada single user dan 3.045 kB/s pada multi user. (4) Penggunaan optimized link state protocol pada wireless mesh network memilih jalur node router 1-2-4 yang memiliki nilai jitter, packet loss dan throughput yang baik dibandingkan dengan jalur node router 1-4. Saran pengembangan yang dapat dilakukan dalam penelitian ini dikemudian hari (1) Penelitian lebih lanjut dengan menambah jumlah node router untuk mengetahui pengaruh kualitas komunikasi dengan multi node router. (2) Penelitian lebih lanjut mengenai kualitas hotspot dengan menambahkan Linksys WRT54GL yang bertindak sebagai access point. 6.
Daftar Pustaka
[1]
Sinuhaji, 2008. Pembangunan Jaringan Komputer Nirkabel. Juridikti 1, no.2 : 24-31. http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin /jurnal/12082431.pdf (diakses tanggal 23 Februari 2012). Paelongan, 2006. Routing In Ad Hoc Wireless Network, Aiwidia2, no 1 : 1-15. http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/2106115_0216-0846.pdf (diakses tanggal 23 Februari 2012). Timotius, 2006, Linux-Based Access Point Dalam Wireless LAN. http://majour.maranatha.edu/index.php/jurnalinformatika/art icle/view/254/pdf (diakses tanggal 10Februari 2012). Ian, 2004, Wireless Mesh Network. http://www.ece.gatech.edu/research/labs/bwn/surveys/mesh.pdf(diakses tanggal 13 Februari 2012) Edwin, 2011, Wireless Mesh Networks Testbeds. https://5004209114487535069-a-uprm-edu-s sites.googlegroups.com/a/uprm.edu/ccli/Home/testbeds1/Introduction(diakses tanggal 13 Februari 2012). Clausen, 2003, RFC3626: Optimized Link State Routing Protocol (OLSR). http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt (diakses tanggal 13 Februari 2012). Friendly, Hacker LLC, 2007, Jaringan Wireless di Dunia Berkembang Edisi ke Dua. http://wndw.net/pdf/wndw-id/wndw-id-ebook.pdf (diakses tanggal 14 Februari 2012). Hadi, Muhammad Zen S, 2010, Pengukuran QoS (Quality of Service) pada Streaming Server.
[2]
[3]
[4]
[5]
[6] [7]
[8]
19
http://lecturer.eepisits.edu/~zenhadi/kuliah/Jarkom1/Prakt%20Modul%201 4%20Analisa %20QoS.pdf (diakses tanggal 13 April 2012).
20
