BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Seiring perkembangan internet, muncul tuntutan dari para pengguna jasa
telekomunikasi agar mereka dapat memperoleh akses data dengan cepat dimana pun mereka berada. Hal ini mendorong pesatnya perkembangan teknologi wireless broadband. Sejalan dengan hal ini, dibutuhkan suatu model jaringan yang dapat mendukung teknologi Broadband Wireless Access (BWA), dimana dengan model tersebut dapat mendukung layanan pertukaran (sharing resources) data dengan kecepatan tinggi yang dimiliki dan jangkauan area yang luas sehingga memberi jawaban akan kebutuhan yang lebih baik lagi bagi pengguna jasa telekomunikasi. Model jaringan Worldwide Interoperability for Microwave Access atau yang lebih dikenal dengan WiMAX hadir menjawab kebutuhan tersebut. WiMAX adalah teknologi yang akan memecahkan masalah koneksi yang terjadi sekarang ini. Dengan teknologi akses microwave, WiMAX akan menggunakan fungsi gelombang mikro sebagai media pengganti kabel, sehingga jangkauan area dan kemudahan penggunaan juga merupakan keunggulan yang ditawarkan oleh teknologi ini (Ahmadi, 2011). Salah satu kelebihan yang dimiliki WiMAX adalah jangkauannya yang mencapai 50 km dan dapat bekerja baik pada kondisi LOS (Line of Sight) ataupun NLOS (Non Line of Sight) (Andrews et al., 2007). Dalam menjamin kehandalan pengiriman data, WiMAX mendukung protokol UDP (User Datagram Protocol) dan TCP (Transmission Control Protocol). Protokol UDP mempunyai kelebihan dalam hal kecepatan data yang dikirim, tetapi tidak bertanggung jawab terhadap data yang dikirim dapat sampai tujuan. Protokol yang menjamin data yang dikirim dapat sampai tujuan adalah 1
2
TCP (Stallings, 2007). WiMAX juga mengimplementasi permasalahan Quality of Service (QoS) pada radio, namun di sisi lain tidak mengadaptasi mekanisme
flow control
(Andrews et al., 2007). Hal ini menyebabkan kemungkinan terdapatnya paket yang akan hilang ketika terjadi kemacetan (congestion) di setiap terminal (node). Setiap varian algoritma TCP memiliki mekanisme kerja masing-masing untuk mengatasi permasalahan ketika terjadi congestion. Pada implementasinya, kinerja TCP tidaklah begitu optimal terutama pada kondisi jaringan wireless, dimana pengaruh bit error rate juga sangat mempengaruhi kinerja TCP tersebut, namun untuk perkembangan kinerja TCP lebih jauh dan lebih baik, akan dibandingkan diantara varian algoritma TCP yang diujikan, sehingga dapat dilihat perbandingan kinerja varian algoritma TCP tersebut pada jaringan WiMAX. TCP merupakan salah satu protokol yang bekerja pada layer transport pemodelan OSI
(Stallings,
2007).
Pada awalnya TCP dirancang
lebih
diperuntukkan untuk jaringan kabel. Namun untuk memenuhi kebutuhan akan perkembangan teknologi jaringan yang sangat cepat berdasarkan kebutuhan penggunaan oleh pengguna (user), dibutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk penggunaan TCP pada perangkat wireless. Salah satu implementasi jaringan berbasis wireless adalah model jaringan WiMAX yang menawarkan berbagai keutungan, terutama dalam hal kecepatan akses. Pada penelitian ini, digunakan network simulator untuk melihat keluaran (throughput) pada varian algoritma TCP yang diujikan, yaitu TCP-Tahoe, TCP-Reno, TCP-Vegas, dan TCP-SACK diatas model jaringan WiMAX dan dengan beberapa skenario pengamatan. Ke empat varian algoritma TCP tersebut merupakan varian yang paling memiliki pendekatan penanganan kemacetan (control congestion) pada model jaringan wireless dengan pengembangan algoritma yang saling terkait (Feiping, 2008). Pertama adalah melihat throughput masing-masing varian algoritma TCP
3
ketika hanya satu varian algoritma TCP tertentu yang bekerja dalam jaringan. Kedua mengamati throughput ketika semua varian algoritma TCP pada saat bersamaan dan memiliki QoS yang setara, namun dengan kemungkinan congestion yang kecil berdasarkan kapasitas link yang dibuat. Ketiga mengamati throughput dengan adanya multi congestion berdasarkan kapasitas link yang dibuat. 1.2
Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana membangun simulasi dengan varian algoritma TCP yang dapat bekerja pada model jaringan WiMAX. 2. Bagaimana mengamati varian algoritma TCP ketika hanya satu varian tertentu yang bekerja pada model jaringan WiMAX. 3. Bagaimana mengamati varian algoritma TCP ketika semua varian algoritma TCP saat bersamaan pada model jaringan WiMAX. 4. Bagaimana menganalisis throughput masing-masing varian algoritma TCP pada model jaringan WiMAX. 1.3
Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain : 1. Kinerja protokol WiMAX diukur berdasarkan perolehan hasil nilai throughput sebagai parameter QoS pada protokol TCP. 2. Varian algoritma TCP yang diujikan ialah TCP-Tahoe, TCP-Reno, TCPVegas dan TCP-SACK. 3. Perbandingan berdasarkan variabel yaitu bandwidth, delay, packet size dan round trip time (RTT). 4. Menggunakan network simulator NS-2 versi 2.35 dan modul WiMAX 802.16-2004 yang dimodifikasi.
4
1.4
Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari peneltian ini adalah untuk mengetahui dan melakukan
analisis terhadap keluaran (throughput) beberapa varian algoritma TCP pada model jaringan WiMAX yang dibangun dan juga diharapkan dapat membantu menganalisis jaringan WiMAX. 1.5
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini : 1. Membangun varian algoritma TCP sebagai model pendekatan algoritma penanganan kemacetan (control congestion) pada protokol transport. 2. Menganalisis kinerja varian algoritma TCP sebagai protokol transport pada model jaringan WiMAX. 3. Mengetahui pengaruh protokol TCP yang digunakan terhadap model jaringan WiMAX. 4. Mengetahui parameter throughput terkait kinerja varian algoritma TCP serta pengaruhnya terhadap kinerja jaringan WiMAX. 5. Sebagai bahan kajian perencanaan pembangunan model jaringan WiMAX.
1.6
Keaslian Penelitan Berdasarkan referensi yang dimiliki, dapat dikatakan bahwa penelitian
yang membahas tentang analisis throughput pada varian algoritma TCP dengan model jaringan WiMAX belum pernah dilakukan. Walaupun demikian, terdapat beberapa penelitian terdahulu tentang topik sejenis yang juga telah dipaparkan dalam tinjauan pustaka. 1.7
Metodologi Penelitian Kegiatan yang dilakukan dalam melaksanakan penelitian ini adalah :
1. Studi Literatur Pada tahap ini akan dilakukan penelaan sumber-sumber tertulis, jurnal ilmiah terkait, buku teks maupun e-book, tugas akhir dan karya ilmiah lainnya yang
5
relevan dengan topik. Referensi yang dibutuhkan adalah model jaringan WiMAX dan simulasi protokol TCP menggunakan network simulator dengan mempelajari teori model jaringan WiMAX dan varian-varian algoritma TCP yang akan dianalisis. START
STUDI LITERATUR
Pemodelan dan Spesifikasi WiMAXNSModule TCP Variant Parameter Pengujian Topologi Simulasi
Implementasi Network Simulator (NS2) Modifikasi WiMAXNSModule Implementasi TCPtahoe Implementasi TCPreno Implementasi TCPvegas Implementasi TCPsack Implementasi Simulasi
EKSPERIMEN Menjalankan implementasi model simulasi pada Network Simulator (NS2)
ANALISIS HASIL SIMULASI
DOKUMENTASI
END
Gambar 1.1 Diagram Alir Proses Penelitian
6
2. Analisis Analisis dilakukan dengan cara melakukan simulasi menggunakan network simulator NS-2. NS-2 adalah sebuah aplikasi simulasi jaringan open source yang ditujukan untuk keperluan riset dan studi. Simulasi dijalankan pada NS-2 versi 2.35. Pada simulasi ini digunakan empat buah variabel untuk menganalisis kinerja dari algoritma varian TCP tersebut, yaitu bandwith, delay, packet size dan round trip time (RTT).
Tahoe
Reno Analisis Perbandingan Throughput
Input Data Traffic
Vegas
SACK
Variabel : Bandwith, Delay, Packet Size, RTT
Gambar 1.2 Blok Diagram Sistem 3. Pengujian Terdapat banyak parameter untuk mengevaluasi kinerja dari TCP pada sebuah topologi jaringan WiMAX seperti file transfer time, buffer capacity, transmission power, dan parameter-parameter jaringan lainnya. Pada simulasi ini throughput sebagai parameter utama yang digunakan untuk menganalisis kinerja dari varian algoritma TCP tersebut dengan simulasi modifikasi modul IEEE 802.16.
7
Ada tiga skenario pengamatan pengujian yang akan dilakukan, yaitu : 3.1 Skenario Pertama Masing-masing varian algoritma TCP, yaitu TCP-Tahoe, TCP-Reno, TCPVegas, dan TCP-SACK pada jaringan WiMAX dimana masing-masing varian algoritma TCP tersebut diujikan secara bergantian, dengan asumsi hanya satu layanan yang bekerja pada suatu waktu dalam jaringan. 3.2 Skenario Kedua Simulasi pada jaringan WiMAX berdasarkan dengan topologi yang telah dibuat, dengan masing-masing node user mewakili varian algoritma TCP yang berbeda. Pada skenario ini dibuat setiap node user mempunyai layanan QoS yang setara, yang direpresentasikan dengan alokasi bandwidth yang sama besar. 3.3 Skenario Ketiga Simulasi seperti pada skenario kedua, namun alokasi bandwith yang disediakan lebih kecil dari yang disediakan oleh eNB terhadap node user. N O D E U S E R
1
eNB
2 5
aGW 6
SERVER 7
3
4
Gambar 1.3 Topologi Dasar Pengujian 4. Analisis Hasil dan Evaluasi Dari hasil analisis akan dapat dilihat kemampuan dari masing-masing varian algoritma dalam memenuhi propertinya dan hal ini dijadikan sebagai kesimpulan dari penelitian.
8
5. Penulisan Laporan Menulis hasil penelitian menjadi sebuah laporan penelitian. 1.8 Sistematika Penulisan Penulisan tesis ini dibuat dengan sistematika sebagai berikut : Bab I
:
PENDAHULUAN Bab ini berisikan uraian mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, keaslian penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
Bab II
:
TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi informasi penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan varian algoritma TCP pada model jaringan WiMAX.
Bab III
:
LANDASAN TEORI Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk melaksanakan semua kegiatan penyusunan penelitian.
Bab IV
:
ANALISIS DAN PERANCANGAN Bab ini menjelaskan rancangan simulasi hingga pengujian yang akan dibangun untuk mendukung simulasi yang akan dilakukan.
Bab V
:
IMPLEMENTASI Bab ini berisi bagaimana implementasi dalam bentuk bahasa OtCl dari rancangan pengujian ke dalam simulator NS-2.
Bab VI
:
HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini menguraikan hasil dari simulasi yang telah dilakukan, proses pengujian dan hasil analisis yang diperoleh setelah dilakukan tahap pengujian.
Bab VII
:
KESIMPULAN dan SARAN Bab ini menguraikan kesimpulan yang didapatkan dari hasil penelitian dan saran untuk penelitian serupa selanjutnya.
