Bab 2 Tinjauan Pustaka
1.1
Penelitian Sebelumnya Dalam pengembangan sistem full duplex OSPF, banyak
sumber acuan yang digunakan untuk mendukung penelitian. Sumber acuan ini dapat berupa buku-buku penunjang dan penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan oleh pihak lain. Satu kenyataan bahwa semua teknologi wireless masih menggunakan teknologi half duplex. Ketika salah satu link berbicara link yang lain harus mendengarkan. Apabila traffic jaringan dalam keadaan sibuk,mengakibatkan meningkatnya delay packet. Ada beberapa aplikasi yang menjadi imbas terhadap delay packet yang disebabkan karena perilaku half duplex. Untuk mengatasi hal tersebut dan mengurangi trafik jaringan pada perilaku half duplex, digunakanlah full duplex dengan OSPF routing. OSPF menyediakan full duplex dan fail over bila jaringan salah satu link down maka secara otomatis akan terbentuk jaringan baru dengan sendirinya (Butch Evan, 2009). Untuk membangun sebuah sistem wireless yang kecepatan tinggi dan reabilitas. Full duplex OSPF adalah cara untuk mewujudkannya. Dalam scenario perancangan wireless full duplex OSPF apabila ada salah satu link down. Dengan OSPF link, bila
6
7
salah satu link down, dalam beberapa detik, semua traffic yang melewati jalur tersebut akan dipindahkan ke jalur lain. Dalam penelitian sebelumnya, hanya dilakukan dalam jaringan wireless mesh dan masalah interfensi dengan jaringan wireless yang lain di abaikan. Selain itu juga diabaikan mengenai jarak antara titik mesh yang satu dengan yang lainnya. Tidak dipaparkan pula mengenai penghalang sinyal/obstacle antara titik node yang satu dengan yang lainnya. Dalam penelitian sebelumnya, implementasi di lakukan di environment indoor. Untuk melengkapi penelitian sebelumnya, maka dalam penelitian ini diterapkan teknologi full duplex dual OSPF dengan menggunakan topologi jaringan wireless poit-to-point dan diterapkan dalam suatu environment outdoor yang memungkinkan terjadinya interfensi dengan sinyal yang lain atau degan penghalang dan dengan jarak sekitar 200 meter dengan ketinggian ±50 meter.
1.2
Wireless lan WLAN merupakan suatu LAN yang pentransmisian datanya
dilakukan dengan menggunakan frekuensi radio (RF) dan sinar infra merah (IR), yang berbeda dengan wired LAN yang pentransmisian datanya menggunakan kabel tradisional. Dalam WLAN ada suatu standar supaya perangkat lunak dapat difungsikan dalam perangkat keras meskipun berbeda merk. WLAN mempunyai dua organisasi. Organisasi yang menghasilkan dua kumpulan standar untuk WLAN, yaitu : 1. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), yang menghasilkan standar 802.11.
8
2. European
Telecommunications
Standards
Institute
(ETSI), yang menghasilkan standar High Performance LAN (HIPERLAN). IEEE merupakan sebuah organisasi independen yang mengatur beberapa standar dalam jaringan local. Standar jaringan WLAN dibentuk oleh komite standarisasi IEEE 802 pada tahun 1990, dimana standar ini menjadi standar global semua peralatan radio dan jaringan yang beroperasi pada frekuensi 2,4 GHz. Tahun 1997 IEEE memperkenalkan standar WLAN diawali dengan standar IEEE 802.11 yang merupakan standar dasar untuk produk-produk WLAN yang dikenal oleh pengguna jaringan pada umumnya. Standar ini dapat digunakan untuk melakukan transmisi data hingga 2 Mbps (Gesit Singgih Febyatmoko, Taufiq Hidayat, Mukhammad Andri S, 2006 ).
1.3
Arsitekture WLAN 802.11 Dalam perancangan sebuah jaringan WLAN dibutuhkan
sebuah arsitekture yang tepat supaya memperoleh stabilitas dan kinerja yang terbaik dari jaringan WLAN tersebut. Secara umum arsitekture jaringan WLAN 802.11 sangat mirip aksitekture seluler dimana sistem ini dibagi menjadi beberapa sel dan tiap sel dikontrol oleh base station.
1.3.1 Topologi Jaringan WLAN Jaringan WLAN mempunyai 2 topologi standar, yaitu topologi infrastructure dan add hoc.
9
a. Topologi Infrasructure. Topologi infrasucture merupakan teknologi jaringan WLAN yang di dalamnya terdapat satu base station atau lebih untuk memberikan service dan control pada client yang berada
pada
coverage
areanya.
Dalam
topologi
infrastructure setiap base station dihubungkan dengan menggunakan media kabel (wired) sebagai backbone, selain itu juga bisa menggunakan media wireless. b. Topologi Ad-hoc Dalam topologi ad-hoc tidak dibutuhkan suatu base station, yang artinya setiap node berkomunikasi langsung peer-to-peer melalui perangkat wireless yang tersedia dalam device tersebut seperti computer, laptop atau perangkat komunikasi lainnya (Sayril, 2007).
1.4
Frekuensi dan Channel Wireless LAN 802.11 b menggunakan pita frekuensi ISM,
yaitu pada rentang frekuensi 2400-2483.5 MHz yang merupakan spectrum RF yang bebas license (unlicenced) sehingga bebas untuk digunakan. Namun dengan belum adanya belum adanya peraturan tentang penggunaan frekuensi ini menyebabkan kemungkinan terjadinya interferensi. Untuk menghindari interferensi di dalam suatu jaringan Wi-Fi yang menggunakan beberapa kanal, diperlukan jarak minimal frekuensi tengah setiap kanal sebesar 25 MHz.
10
Gambar 2.1 Spectrum Analysis Wi-Fi 2.4 GHz dan 5 GHz
1.5
Protokol Wlan 802.11 Teknologi WLAN berkembang dengan cukup pesat, banyak
sekali metode-metode frekuensi, skema, encoding, jenis antenna dan protokol jaringan wireless yang dikembangkan oleh beberapa pabrikan RF wireless yang berbeda-beda. Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan standarisasi peralatan wireless yang disebut standarisasi IEEE 802.11. Standarisasi IEEE 802.11 hanya mengacu pada jaringan layer fisik dan MAC pada data link yang menggunakan frekuensi bebas dengan data rate 1 dan 2 Mbps. Seiring dengan perkembangan jaman pengimplementasian dari standar ini juga semakin popular dan sangat meluas. Ada banyak sekali standar WLAN, tapi yang paling terkenal dan sering digunakan antara lain standar awal 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n. a. 802.11b Standar ini sering juga disebut sebagai standar 802.11 yang berkecepatan tinggi, atau Wireless Fidelity (WiFi) yang merupakan extension dari 802.11 yang digunakan untuk WLAN dan memberikan kecepatan sampai dengan 11 Mbps (dapat turun secara
11
automatis menjadi 5.5, 2 dan1 Mbps) pada frekuensi 2.4 GHz. 802.11b
hanya
menggunakan
DSSS.
802.11b
merupakan
pengembangan dari standar 802.11 yang awal, yang memungkinkan jaringan WLAN mempunyai kemampuan yang hampir sama dengan ethernet kabel. b. 802.11g Standar ini memungkinkan WLAN berkecepatan tinggi sampai dengan 54Mbps di 2.4GHz untuk jarak dekat. 802.11g menggunakan teknik pengKodean atau modulasi OFDM. Kekurangan dari standar ini adalah dalam penggunaan frekuensi 2.4 GHz yang penuh dengan interferensi. c. 802.11n IEEE 802.11n didasarkan pada standar 802.11 sebelumnya dengan menambahkan multiple-input multiple-ouput (MIMO) dan 40 MHz kelapisan saluran fisik (PHY), dan frame agregasi ke MAC layer. MIMO adalah teknologi yang menggunakan beberapa antenna untuk menyelesaikan informasi lebih lanjut secara koheren dari pada penggunaan satu antenna. Dua manfaat penting MIMO adalah menyediakan keragaman antenna dan spasial multiplexing untuk 802.11n. Kemampuan lain teknologi MIMO adalah menyediakan spatial Division Multiplexing (SDM). SDM secara spasial multiplexing beberapa stream data independen, ditransfer secara serentak dalam satu saluran spectral bandwith. MIMO SDM dapat meningkatkan throughput data seperti jumlah dari pemecahan stream data spatial yang ditingkatkan. Setiap aliran spatial membutuhkan antenna yang terpisah baik pada pemancar dan penerima. Disamping itu, teknologi
12
MIMO memerlukan rantai frekuensi yang terpisah dan analog-ke digital converter untuk masing-masing antenna MIMO yang merubah biaya pelaksanaan menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan sistem non-MIMO. Saluran 40 MHz adalah fitur lain yang dimasukkan ke dalam 802.11n yang menggandakan lebar saluran dari 20 MHz di 802.11 PHY sebelumnya untuk mengirim data. Hal ini memungkinkan untuk penggandaan kecepatan data PHY melebihi satu saluran 20 MHz. Hal ini dapat diaktifkan di mode 5 GHz mode, atau dalam 2,4 GHz jika ada pengetahuan yang tidak akan mengganggu beberapa 802.11 lainnya atau sistem non-802.11 (seperti bluetooth) menggunakan frekuensi yang sama. Tabel perbandingan throughput pada setiap protokol WLAN 802.11.
Gambar 2.2 Perbandingan Standar Jaringan 802.11
1.6
Metode Transmisi
13
Metode transmisi jaringan wireless dibagi menjadi beberap tipe, yaitu: one way transmission, half duplex transmission, full duplex transmission. One way transmission Tipe ini merupakan kanal transmisi yang hanya dapat membawa informasi data dalam bentuk satu arah saja, tidak bisa bolak balik. Siaran radio atau televise merupakan contoh dari transmisi ini. Yaitu sinyal yang dikirim dari stasiun pemancar hanya dapat diterima oleh pesawat penangkap siaran, tetapi penangkap siaran tidak dapat mengirim informasi balik ke stasiun pemancar. Half duplex transmission Merupakan kanal transmisi di mana informasi data dapat mengalir dalam dua arah yang bergantian (satu arah dalam suatu saat tertentu), yaitu bila satu mengirimkan, yang lain sebagai penerima dan sebaliknya, tidak bisa serentak. Dengan transmisi dua arah bergantian maka dapat mengirim dan menerima data. Walkie talkie merupakan contoh dari transmisi dua arah bergantian, yaitu dapat mendengarkan atau berbicara secara bergantian full duplex transmission Merupakan kanal transmisi di mana informasi data dapat mengalir dalam dua arah secara serentak (dapat mengirim dan menerima data pada saat bersamaan). Komunikasi lewat telepon merupakan contoh dari transmisi dua arah serentak, yaitu dapat berbicara sekaligus mendengarkan apa yang sedang diucapkan oleh lawan bicara.
1.7
Throughput Throughput merupakan parameter yang menunjukkan jumlah
bit rata-rata data yang ditransfer dari satu node jaringan ke node jaringan yang lain setiap detik. Throughput dihitung dengan membandingkan jumlah byte data yang dikirim melalui jaringan dengan rentang waktu pengiriman. Jaringan dengan performa yang baik adalah jaringan dengan throughput yang tinggi. Jaringan dengan throughput yang tinggi akan mampu mentransfer data lebih banyak untuk waktu yang sama.
14
Throughput memiliki satuan dan rumus yang sama dengan bandwith, tetapi throughput lebih pada menggambarkan bandwith yang sebenarnya (aktual) pada suatu waktu tertentu dan pada kondisi dan jaringan internet tertentu yang digunakan untuk mendownload suatu file dengan ukuran tertentu. Beda dengan bandwith, dimana bandwith itu sendiri memiliki arti sebagai konsep pengukuran yang sangat penting dalam jaringan, tetapi konsep ini memiliki kekurangan atau batasan. Batasan tersebut mencakup panjang media yang dipakai dan kecepatan maksimum yang dipakai. Throughput mempunyai variabel yang dijadikan sebagai pengukuran, dimana variabel tersebut terdiri dari jumlah bit (∑bit), waktu (s), dan Throughput (T). Jadi berikut adalah rumus dari throughput (Setio, 2003): Dimana juga terdapat formula pembanding antara throughput dengan bandwith adalah sebagai berikut: Waktu download typical= ukuran file ÷ throughput Hal-hal yang mempengaruhi dalam pengukuran adalah: -
Traffic dari server ke client
-
Tingkat kesibukan dan aktifitas server
Beberapa faktor yang menentukan throughput adalah:
1.8
-
Piranti jaringan
-
Tipe data yang ditransfer
-
Topologi Jaringan
-
Banyaknya pengguna jaringan
-
Spesifikasi client dan server.
OSPF (Open Shortest Path First)
15
OSPF merupakan protokol routing di bawah teknologi linkstate didesain untuk bekerja dengan sangat efisien dalam proses pengiriman update informasi rute. Cara update dilakukan secara triggered update, maksudnya tidak semua informasi yang ada di, router akan dikirim seluruhnya ke router-router yang lain. Tetapi hanya informasi yang berubah atau bertambah atau berkurang saja yang akan dikirim ke semua router dalam 1 area dalam rangka menghindari terjadinya routing loops, sehingga penggunaan bandwith menjadi sangat efisien. Cara kerja OSPF yaitu dengan melakukan pertukaran informasi routing dengan router yang berhubungan secara langsung atau dengan router yang berada dalam satu jaringan dengan router OSPF, yang kemudian disebut neighbor router (router tetangga). Dalam membentuk hubungan dengan tetangganya, router OSPF akan mengirimkan hello paket yang berukuran kecil secara periodic ke dalam jaringan atau ke sebuah perangkat yang terhubung langsung secara berkala setiap 10 detik sekali (dalam media broadcast multiaccess) dan 30 detik sekali (dalam media point to point) dengan multicast. Secara garis besar proses yang dilakukan routing protokol OSPF memiliki lima tahap yang dilalui, yaitu pertama dengan membentuk adjacency router, artinya route-router menggunakan OSPF routing protocol saling berkomunikasi antar neighbor router. Untuk dapat membuka komunikasi hello protocol akan bekerja dengan mengirimkan hello packet dengan alamat multicast sebagai tujuan. Hello packet berisi ID neighbor. Misanya router A mengirimkan hello packet ke router B. maka router B akan membalas mengirimkan kembali hello packet disertai ID dari router A. ketika router A menerima hello packet dari
16
router B yang berisikan ID dari dirinya maka router B akan dianggap sebagai router adjacent. Router B pun akan melakukan hal yang sama, sehingga kedua router tersebut akan saling menggangap sebagai adjacent router. Proses pembentukan adjacent router hanya terjadi pada media poit to point. Sedangkan untuk broadcast multi access sepeti jaringan Ethernet akan lain lagi prosesnya. Broadcst akan meneruskan hello packet ke seluruh router yang ada dalam jaringan, maka adjacency routernya tidak hanya satu. Proses pembentukan adjacency akan terus berulang sampai semua router yang ada dalam jaringan menjadi adjacent router. Pada broadcst multi-access aka nada proses pemilihan designated router (DR) dan backup designated router (BDR). Tahap kedua yaitu dengan pemilihan designated router (DR) dan backup designated router (BDR). Dalam broadcast multi-access, DR dan BDR sangatlah diperlukan dan akan menjadi pusat komunikasi seputar informasi OSPF dalam jaringan. BDR merupakan jalur backup yang akan digunakan, manakala terjadi masalah pada router DR. Pemilihan DR dan BDR tidak terlepas dari peran hello packet. Karena di dalam hello packet terdapat field yang berisikan ID dan nilai priority dari sebuag router. Router dengan nilai tertinggi kan menjadi DR, router dengan nilai tertinggi kedua akan menjadi BDR. Tahap ketiga adalah mengumpulkan state dan jalur yang ada dalam jaringan. Pada jaringan
yang
menggunakan
media
broadcat
multi-access,
designated router akan melayani setiap router yang ingin bertukar informasi OSPF dengannya, dimana DR yang akan memulai proses pengiriman ini. Fase extra state merupakan fase yang menangani siapa yang akan melakukan pertukaran informasi OSPF terlebih
17
dahulu. Dalam fase ini, akan terjadi pemilihan router yang bertugas menjadi router master dan slave yang disesuaikan dengan router ID tertinggi. Router yang bertugas sebagai master akan mengirimkan informasi terlebih dahulu, sementara router slave mendengarkan. Fase berikutnya yang akan dilalui adalah fase exchange. pada fase ini kedua router akan melakukan pertukaran database description packet. Isi paket ini adalah ringkasan status untuk semua media yang ada dalam jaringan. Jika router penerimanya belum memilki informasi yang ada dalam database description packet. Maka router pengirim akan masuk dalam fase loading. Fase loading merupakan fase dimana sebuah router mulai mengirimkan informasi state secara lengkap ke router tetangganya. Full state merupakan fase dimana state loading telah selesai dan router-router yang tergabung dalam OSPF telah memiliki informasi state yang lengkap. Tahap keempat adalah path determination (pemilihan jalur). Untuk memilih jalur terbaik parameter yang digunakan oleh OSPF adalah cost. Metri cost biasanya menggambarkan seberapa dekat dan cepatnya sebuah rute. Nilai cost didapat dari perhitungan (Cost of the link = 108/bandwith). Tahap kelima adalah menjaga agar informasi routing tetap up to date. Ketika ada perubahan link state dalam jaringan OSPF router akan melakukan flooding terhadap perubahan ini, dengan tujuan agar semua router dalam jaringan mengetahui perubahan tersebut (Cisco Networking Academy Program, 2003).
