II-1 BAB II LANDASAN TEORI Pada bagian ini akan dijelaskan berbagai teori mengenai jaringan komputer, khususnya WSN (Wireless sensor network) beserta dengan NS-2 sebagai perangkat network simulator yang digunakan pada penelitian ini. Pembahasan pada landasan teori ini akan dimulai dari tinjauan singkat mengenai bagian-bagian penting dari sistem jaringan komputer yang merupakan dasar dari teknologi WSN (Wireless sensor network). Pustaka yang dipilih disesuaikan berdasarkan keterkaitan isi dari pustaka tersebut dengan ruang lingkup topik yang dibahas secara lengkap dan menyeluruh, sehingga dapat mendukung pemecahan masalah yang diteliti dalam penelitian ini. 2.1. Protokol Jaringan Menurut Mulyanta (2005), “Apabila dua buah sistem saling berkomunikasi, hal yang pertama dibutuhkan adalah kesamaan bahasa yang digunakan, sehingga dapat memahami alur proses komunikasi”. Untuk itu, dibutuhkan sebuah mekanisme pengaturan bahasa yang dapat dipahami oleh dua buah sistem tersebut sehingga pertukaran informasi antar sistem akan terjadi dengan benar.[7] Sedangkan menurut James F.Kurose (2000), sebuah protokol menjelaskan format dan urutan dari pertukaran pesan-pesan antara dua atau lebih entitas komunikasi dan juga perlakuan apa yang harus diambil pada saat transmisi dan atau saat penerimaan pesan. Protokol
jaringan
terbagi
atas
3,
yaitu
model
OSI
(Open
Systems
Interconnection), model TCP/IP, dan model ATM (Asynchronous Transfer Mode) (C.Siva Ram, 2004). 2.1.1 OSI Model Tujuan utaman penggunaan model OSI adalah untuk membantu designer jaringan memahami fungsi dari tiap layer yang berhubungan dengan aliran komunikasi data.
Termasuk
jenis-jenis
protocol
jaringan
dan
metode
transmisi.
Model dibagi menjadi 7 Layer, dengan karakteristik dan fungsinya masing - masing.[3]
II-2 Tiap layer harus dapat berkomunikasi dengan layer diatasnya maupun dibawahnya secara langsung melalui sederetan protocol dan standar.
Gambar 2.1 7 Layer OSI[3] Setiap lapisan tersebut saling berhubungan dan memiliki tugas serta fungsi masing-masing. Berikut adalah penjelasan singkat mengenai ketujuh layer tersebut. 1. Application Application layer menyediakan jasa untuk aplikasi pengguna, layer ini bertanggung jawab atas pertukaran informasi antara program computer, seperti program e-mail dan servis lain yang berjalan di jaringan seperti server printer atau aplikasi computer lainnya. Berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas jaringan. Mengatur bagaimana aplikasi dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesan - pesan kesalahan. Protocol yanag berada dalam lapisan ini adalah HTTP, FTP, SMTP, dan NFS. 2. Presentation Presentation layer bertanggungjawab bagaimana data dikonversi dan di format untuk transfer data. Contoh konversi format text ASCII untuk dokumen, .GIF dan .JPG untuk gambar layer ini membentuk kode konversi, trnslasi data, enkripsi dan konversi. Berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak ditransmisikan oleh
II-3 aplikasi kedalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan. Protocol yang berada dalam level ini adalah perangkat lunak director (redictor Software). Seperti llayanan worksatation (dalam Windows NT) dan juga Network Shell ( semacam Virtual Network Computing) (VNC) atau Remote Dekstop Protocol (RDP). 3. Session Session layer menentukan bagaimna dua terminal menjaga, memelihara dan mengatur koneksi. Bagaimna mereka saling berhubungan satu sama lain. Koneksi di layer di sebut “session”. Berfungsi untuk mendefinisikan bagaimana koneksi dapat dibuat, dipelihara atau di hancurkan. Selain itu, di level inio juga dilakukan resolusi nama. 4. Transport Transport layer bertanggung jawab membagi data menjadi segmen, menjaga koneksi logika “end - to - end” antar terminal, dan menyediakan penanganan error (error handling). Berfungsi untuk memecahkan data kedalam paket-paket tersebut sehingga dapat disusn kembali pada sisi tujuan yang telah diterima. Selain itu, pada level
ini
juga
membuat
tanda
bahwa
paket
diterima
dengan
sukses
(acknowledgement) dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yanghilang di tengah jalan. 5. Network Network layer bertanggung jawab menentukan alamat jaringan, menentukan rute yang harus diambil selama perjalanan, menjaga antrian tafik di jaringan. Data pada layer ini berbentuk “Paket”. Berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat Header untuk paket-paket dan kemudian melakukan routing melalui internet-working dengan menggunakan router dan switch layer 3. 6. Datalink Datalink layer menyediakan link untuk data. Memaketkannya menjadi frame yang berhubungan dengan “hardware” kemudian diangkut melalui media komunikasinya dengan kartu jaringan, mengatur komunikasi layer physical antara system koneksi dengan penaganan error. Berfungsi untuk menentukan bagaimana bitbit data di kelompokan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras seperti halnya di Media Access Control Address ( MAC Address), dan menetukan bagaimna perangkat perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater dan switch layer 2
II-4 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC). 7. Physical Physical layer bertanggung jawab atas proses data menjadi bit dan mentransfernya melalui media (seperti kabel) dan menjaga koneksi fisik antar system. Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau token Ring), topologi jaringan dan pengkabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Networl Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio. 2.1.2 TCP / IP (Transmission Control Protocol – Internet Protocol) Model Model ini yang biasa digunakan pada internet sekarang ini. Moel ini awalnya dirancang oleh ARPANET sebelum menjadi model standar yang digunakan secara luas. TCP/IP hanya memiliki 4 layer yang diantaranya adalah host-tonetwork layer, internet/network layer, transport layer dan application layer dan berikut adalah penjelasan singkatnya.[3] 1. Host-to-network Layer Lapisan ini bersifat mirip seperti physical layer pada OSI. Host harus terhubung pada jaringan menggunakan beberapa protokol yang bertujuan untuk mentransmit paket yang dikirim. 2. Internet Layer Fungsi utama dari lapisan ini adalah routing dan congestion control. Internet layer mendefinisikan sebuah protocol yang biasa disebut IP atau Internet Protocol. Paket yang dikirim oleh Internet Layer kepada lapisan dibawahnya harus mengikuti format IP ini. 3. Transport Layer Transport layer pada TCP/IP juga memiliki cara kerja yang mirip dengan Transport Layer pada model OSI. Namun, faktanya adalah desain dari model transport layer OSI dipengaruhi oleh operasi dan performa dari TCP. Pada layer ini juga, protokol komunikasi Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP) ditetapkan. TCP bersifat connection oriented. Pada TCP, dibutuhkan pembangunan koneksi untuk pertama kalinya sebelum transfer data yang sebenarnya dapat dilakukan. Setelah koneksi terjalin, barulah kemudian pengiriman paket dapat dilakukan melalui jalur yang sudah ditentukan. Paket yang dipecah pada saat sebelum proses pengiriman
II-5 akan dikirimkan secara terurut dan akan disatukan kembali sesuai dengan urutan diterimanya paket tersebut. Pada TCP juga terdapat flow control yang dapat mengatur arus transmisi data, sehingga resiko kehilangan data dan jaringan overloaded lebih kecil. UDP merupakan protokol transport layer yang sederhana dan tidak menjamin keandalan dalam pengiriman paket. Protokol ini mendukung multicast dan broadcast. UDP mengutamakan waktu pengiriman data daripada keutuhan data. Protokol UDP bersifat connectionless. Komunikasi dicapai dengan mengirimkan informasi satu arah, dari sumber ke tujuan tanpa memeriksa terlebih dahulu keberadaan tujuan dan kesiapan koneksi dalam menerima data. UDP menggunakan metode Cyclic Redudancy Check (CRC) untuk memeriksa integritas paket. Saat error pada paket terdeteksi, paket dinyatakan hilang dan dibuang. Protokol ini didefinisikan untuk komunikasi packetswitched pada mekanisme congestion control untuk mengatasi jaringan yang padat. UDP cocok digunakan untuk aplikasi seperti Voice Over-IP, online games, internet radio dimana keutuhan paket tidak menjadi prioritas utama.
Gambar 2.2 Profil UDP.[3] Source port address mengindikasikan port yang mengirim proses pengiriman datagram. Destination port address mengindikasikan port yang menerima datagram. Length berisi ukuran datagram dalam bytes yang juga termasuk header di dalamnya. Checksum merupakan bagian optional 16-bit 1’s komplemen dari jumlah header pseudo-IP, header UDP, data UDP dimana header pseudo-IP berisi alamat IP sumber dan alamat IP tujuan, protokol dan ukuran UDP.
II-6 4. Application Layer Bersifat sama seperti Application pada model OSI. Pada layer ini berisi level protocol yang lebih tinggi seperti File Transfer Protocol (FTP) yang digunakan untuk pengiriman file antar komputer, Virtual Terminal (TELNET) yang dapat menyediakan fasilitas remote login, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) yang biasa digunakan untuk pengiriman e-mail dan HyperText Transfer Protocol (HTTP) untuk mentransfer halaman web melalui internet.
2.2.
Wireless Network Wireless network atau jaringan nirkabel merupakan jaringan yang terkoneksi
dengan menggunakan gelombang udara atau nirkabel (wireless). Teknologi ini terkoneksi tanpa menggunakan kabel atau perangkat elektronika lainnya sebagai media transmisi. Jaringan nirkabel biasanya digunakan dalam perangkat seperti telepon selular, personal digital assistant (PDA), GPS, pembuka pintu garasi, wireless network, mouse wireless, keyboard wireless, headset, televisi satelit, telepon tanpa kabel, dan lainnya. Jaringan nirkabel merupakan sebuah jaringan yang menggunakan gelombang radio untuk menghubungkan perangkat seperti laptop ke internet. Jaringan nirkabel mengacu pada semua jenis jaringan komputer yang tidak terhubung dengan kabel apapun. Jaringan telekomunikasi nirkabel umunya dilaksanakan dan dikelola dengan menggunakan sistem transmisi disebut gelombang radio. Implementasi ini berlangsung di
tingkat
physical
layer
pada
struktur
jaringan.
(http://www.cisco.com/cisco/web/solutions/small_business/resource_center/articles/wo rk_from_anywhere/what_is_a_wireless_network/index.html, 18 Juni, 2014) Menurut Geier, J. T. Dan Geier, J. (2005, p.4), jaringan nirkabel memiliki beberapa kategori, berdasarkan dari besarnya ukuran fisik dari suatu area yang dapat dicover. Berikut merupakan tipe-tipe jaringan nirkabel : 1. Wireless Personal Area Network; 2. Wireless Local Area Network; 3. Wireless Metropolitan Area Network; 4. Wireless Wide Area Network; 5. Jaringan Peer-to-Peer / Wireless LAN; 6. Jaringan Server Based / Wireless Infrastructure.
II-7 2.3.
WSN (wireless sensor network) Wireless sensor network merupakan sekumpulan sensor otomatis yang letaknya
terdistribusi di berbagai tempat, dimana setiap titik sensor di dalam jaringan sensor dilengkapi dengan radio transceiver atau semacam alat komunikasi wireless. Sensor tersebut bekerja bersama-sama dan biasanya digunakan unuk memonitor kondisi lingkungan fisik, antara lain : suhu, gerakan, suara, getaran, perubahan warna, dan lainlain, ilustrasi jaringan WSN dapat dilihat pada gambar 2.3. setiap titik/node sensor biasanya dilengkapi juga dengan mikrokontroler dan sumber energi (biasanya baterai atau mungkin solar cell). Sebuah WSN biasanya merupakan jaringan wireless ad-hoc, berarti bahwa setiap sensor mendukung algoritma routing multi-hop dimana node juga berfungsi sebagai forwarder yang me-relay paket data ke stasiun pusat [4]. Penggunaan arsitektur ad-hoc dalam WSN dikarenakan arsitektur ini yang paling tepat dan paling murah untuk diterapkan dalam wireless, mengurangi biaya key factor pada banyak jaringan,
seperti
instalasi,
maintenance
dan
ongoing
operational
needs.
Karakteristiknya antara lain : self transformation function, self repair feature, dan multi-hop function.
Gambar 2.3 Arsitektur Sederhana Wireless sensor network[7] Dari segi ukuran, node di dalam sensor network memiliki ukuran fisik bervariasi. Harga juga bervariasi bergantung pada ukuran sensor network serta kompleksitas dari sensor. Wireless sensor network memiliki karakteristik yang unik, antara lain : 1.
Daya / power yang dapat disimpan terbatas, oleh karena itu sangat penting untuk menggunakan device yang hemat energi.
2.
Kemampuan menahan kondisi lingkungan yang keras. Device yang digunakan kemungkinan diletakkan di daerah yang mungkin saja bersuhu ekstrim atau di daerah berbahaya, sehingga kemampuan ini sangat penting menjaga sensor tetap bisa digunakan meskipun kondisi lingkungan sangat ekstrim.
II-8 3.
Mobilitas dari node dan topologi jaringan yang dinamis. Device yang digunakan bisa saja lokasinya berpindah-pindah, misalnya sensor yang diletakkan pada armada truck pengiriman barang yang mana digunakan untuk tracking posisi dari armada pengiriman tersebut.
4.
Adanya kemungkinan kegagalan komunikasi ataupun kesalahan operasi.
5.
Heterogenitas dari node, baik dari segi hardware (ukuran sensor. Device yang digunakan, dan lain-lain) maupun software. Selain itu kemampuan yang dimiliki oleh device pun juga bisa beraneka ragam.
6.
Jumlah node dalam wireless sensor network bisa diperbanyak, yang membatasi jumlahnya adalah bandwidth dari gateway. Wireless sensor network bisa diterapkan diberbagai bidang, umunya digunakan
untuk melakukan aktivitas monitoring dan tracking. Dalam bidang antisipasi dan pencegahan bencana, sensor dapat digunakan untuk mendeteksi kemungkinan bencana. Sensor diletakkan di berbagai daerah, ketika kemungkinan adanya bencana terdeteksi maka sensor akan mengirimkan data ke stasiun pusat. Selanjutnya di stasiun pusat terjadi pengolahan data, memberikan early warning system akan adanya bencana kepada para penduduk. Pemberitahuan dapat melalui berbagai media, melalui internet, ataupun sms. Selain itu, informasi dari sensor dalam wireless sensor network digabungkan dengan Geographic Information System dimungkinkan untuk mengetahui dimana titik aman yang terlindung dari bencana. Para penduduk selanjutnya bisa mengambil informasi tersebut dan mengeceknya pada GPS untuk melihat peta lokasi dari daerah yang aman bencana. Pada bidang pertanian, wireless sensor network dapat diterapkan untuk memonitor tanaman atau areal pertanian, misalnya saja tanaman teh. Tanaman teh dimana daun siap dipetik dengan daun belum siap dipetik memiliki warna yang berbeda. Sensor dapat memonitor citra daun teh, mengirimkan ke stasiun pusat melalui wireless, kemudian dengan teknik image processing dapat diketahui daerah mana dari areal perkebunan yang sudah siap untuk dipetik. Dari design yang ada, yang jelas, sensor dalam wireless sensor network bisa digunakan untuk mendapatkan data secara real time. Dan dengan adanya wireless, memberikan keuntungan sehinga alat bisa diletakkan dimana saja dan dapat dipantau meskipun dari jarak jauh, contoh device yang digunakan dalam WSN dapat dilihat pada gambar 2.4.[8]
II-9
Gambar 2.4 Contoh device yang digunakan sebagai sensor dalam Wireless sensor network. 2.3.1 Penerapan WSN (wireless sensor network) 1. Monitoring Area Monitoring area merupakan penerapan yang paling umum dari WSN. Pada monitoring area, WSN ditempatkan pada suatu daerah dimana terdapat fenomena yang akan dimonitor. Militer menggunakan ini untuk mendeteksi adanya serangan atau penyusup, sedangkan penggunaan sipil misalnya untuk memagari pipa – pipa gas atau oil.[8] 2. Monitoring keadaan lingkungan / alam Terminologi
Enviromantal
Sensor
Network
telah
meningkatkan
jangkauan
penggunaan WSN pada bidang sain penetilian terhadap bumi / alam. Hal – hal yang dapat dilakukan misalnya penginderaan aktivitas gunung berapi, laut, sungai es / gletser, hutan dan sebagainya.[8] 2.3.2 Manfaat WSN (wireless sensor network) 1. Volcano/Gunung Berapi Pada pemantauan aktivitas gunung berapi ditunjukkan pada gambar 3. Disitu terlihat beberapa node sensor ditempatkan pada titik – titik pemantauan. Kemudian node – node tersebut dihubungkan dengan konsentrator atau gateway untuk dapat dilakukan pemrosesan lanjut.[8]
II-10
Gambar 2.5 Manfaat penerapan WSN pada pemantauan gunung berapi 2. Agriculture/ Peratanian Penerapan WSN pada bidang pertanian ditunjukkan gambar 4. Disini terlibat bahwa lingkungan pertanian dilakukan monitoring melalui WSN dan dapat diakses melalui internet baik browser maupun mobile device.[8]
Gambar 2.6 Manfaat Wireless sensor network sebagai monitoring keadaan lingkungan dibidang pertanian. 2.4.
Routing Protocol Routing protocol adalah protokol atau aturan yang menentukan bagaimana router
berkomunikasi antara satu dengan yang lainnya dalam menyebarkan informasi, yang memungkinkan router untuk memilih rute pada jaringan komputer. Pemilihan rute dilakukan berdasarkan routing protocol yang digunakan. Pada wireless sensor network ada dua tipe routing protocol yaitu proactive routing protocol dan reactive routing protocol.
2.4.1. Proactive (Table Driven Routing Protocol) Pada table driven routing protocol (proactive routing protocol), masing-masing node memiliki routing table yang lengkap. Artinya sebuah node akan mengetahui semua route ke node lain yang berada dalam jaringan tersebut. Setiap node akan melakukan update routing table yang dimiliki secara periodik sehingga perubahan
II-11 topologi jaringan dapat diketahui setiap interval waktu tersebut. Contoh table driven routing (proactive routing protocol) : DSDV (Destination Sequenced Distance Vector), CGSR (Clusterhead Gateway Switch Routing), dan WRP (Wireless Routing Protocol). [2]
2.4.2. Reactive (On-Demand Routing Protocol) Berbeda dengan proactive routing protocol, reactive routing protocol bekerja ketika dibutuhkan. Ketika node ingin mengirimkan paket data ke node lain, reactive routing protocol bekerja mencari dan menetapkan jalur yang tepat dengan koneksi stabil dengan cara awalnya node asal melakukan broadcast request sampai request tersebut sampai ke node tujuan, kemudian node tujuan membalas dengan mengirimkan reply. Dari proses inilah ditentukan mana jalur yang akan digunakan untuk mengirimkan data. Keuntungan dari menggunakan routing protocol ini adalah penggunaan sumber daya yang hemat karena sumber daya tidak dibutuhkan untuk menyimpan informasi tentang rute ke node yang lain. Disamping memiliki kelebihan, reactive routing protocol juga memiliki kekurangan, yaitu paket data yang dikirim memiliki delay yang cukup lama dalam antrian node asal menunggu protokol menemukan jalur yang akan dilewati. Beberapa contoh reactive routing protocol adalah CBRP (Cluster Based Routing Protocol), SSR (Signal Stability Routing), dan ASR (Associativity Based Routing).
2.4.3. Parameter yang Mempengaruhi Kinerja Routing Protocol Kinerja jaringan diukur dengan parameter Quality of Service (QoS). Kinerja jaringan dapat menunjukan konsistensi, tingkat keberhasilan pengiriman data, dan lainlain [2]. Ada beberapa parameter yang dapat digunakan untuk mengukur kinerja jaringan antara lain :
Throughput Throughput adalah laju data aktual per satuan waktu. Throughput bisa disebut sebagai bandwidth dalam kondisi yang sebenarnya. Bandwidth lebih bersifat tetap, sementara throughput sifatnya dinamis tergantung trafik yang sedang terjadi. Throughput mempunyai satuan Bps (Bits per second).
Packet Loss
II-12 Packet Loss terjadi ketika satu paket data atau lebih yang melintas pada sebuah jaringan gagal mencapai tujuan. Menurut Faishal (2013, p. II-9), “packet loss dibedakan sebagai salah satu dari tiga tipe error yang dihadapi dalam komunikasi digital, dua yang lain adalah bit error dan paket yang bersifat seperti tiruan oleh karena noise”.
Packet Delivery Ratio Packet delivery ratio (PDR) adalah rasio antara banyaknya paket yang diterima oleh tujuan dengan banyaknya paket yang dikirim oleh sumber.
End to End Delay End to end delay merupakan waktu rata-rata yang ditempuh paket data untuk mencapai tujuan termasuk didalamnya semua kemungkinan delay yang dikarenakan buffering selama penemuan rute latency, dan antrian di interface queue (Rohal, 2013).
2.4.4. AODV (Ad hoc On - Demand Distance Vector) Protokol Ad hoc On - Demand Distance Vector (AODV) melakukan mekanisme antara lain adanya rute pencarian ( Route Discovery) dan rute pemeliharaan (Route Maintenance). Pesan-pesan yang digunakan dalam protokol AODV, yaitu
Route
Request (RREQ), Route Reply (RREP) dan Route Error (RERR). Ketiga pesan tersebut adalah inti dari protokol AODV. Fungsi dari pesan – pesan tersebut adalah untuk menemukan rute menuju node tertentu, pemberitahuan akan adanya perubahan topologi jaringan serta menjaga kesinambungan koneksi jaringan. Protokol AODV hanya berperan aktif pada proses komunikasi dalam jaringan adhoc jika tidak ditemukan rute untuk mengirimkan paket data dari node sumber ke node tujuan dalam jaringan. Apabila rute yang di inginkan tersedia dan valid maka proses penggunaan protokol AODV tidak dijalankan. Mekanisme yang demikian sangat menguntungkan untuk mengurangi penggunaan energy dan lalu lintas data dalam jaringan.Pencarian rute dilakukan ketika sebuah node membu tuhkan nexthop yang menuju pada tujuan, yang dilakukan dengan mengirimkan pesan RREQ secara broadcast kesemua node yang mampu dijangkaunya. Node yang menerima RREQ akan memeriksa apakah memiliki informasi rute menuju tujuan yang dimaksud, jika
II-13 node antara tidak mempunyai informasi rute menuju tujuan, maka node tersebut akan meneruskan RREQ ke node antara hingga sampai ke node tujuan. Ketika node antara meneruskan RREQ, node tersebut juga membuat nexthop reverse
menuju node sumber, yang berguna ketika mengirimkan pesan balasan.
Kemudian node tujuan tersebut akan mengirimkan pesan balasan berupa RREP sebagai balasan dari RREQ. RREP berisi sequencenumber dan hopcount. Pesan RREP akan dikirimkan secara unicastke node sumber sepanjang reversehop yang dibuat oleh node antara ketika meneruskan pesan RREQ. Node antara yang menerima pesan RREP akan meneruskannya menuju node sumber dan akan menaikkan nilai hopcount. Jika node sumber menerima banyak RREP maka akan dipilih salah satu dengan nilai hopcount terkecil.[2]
Gambar 2.7 Skema Routing AODV. 2.4.5. AOMDV (Ad hoc On-Demand Multi path Distance Vector) Routing protokol Ad-hoc On-demand Multi path Distance Vektor (AOMDV) adalah perluasan dari protokol AODV untuk menghitung jalur multiple loop-free dan linkdisjoint. AOMDV di sisi lain adalah multi-path routing protocol. AOMDV menyediakan dua layanan utama yaitu penemuan dan pemeliharaan rute. Tidak seperti AODV, setiap RREP dipertimbangkan oleh node sumber oleh karena itu beberapa jalur dapat ditemukan dalam satu penemuan rute. Routing masukan untuk setiap masing-masing tujuan berisi daftar dari hop (lompatan) berikutnya seiring dengan jumlah hop yang terkait. Semua hop selanjutnya memiliki nomor urut yang sama. Hal ini membantu dalam melacak suatu rute. Untuk setiap tujuan, node mempertahankan jumlah hop yang telah diinformasikan, yang didefinisikan sebagai jumlah hop maksimumuntuk semua jalur yang digunakan untuk mengirim informasi rute tujuan. Setiap informasi rute ganda yang diterima oleh node yang menentukan jalur alternatif ke tujuan.
II-14 Kebebasan loop dapat dipastikan dari node dengan menerima jalur alternatif ke tujuan apabila memiliki jumlah hop kurang dari jumlah hop yang diinformasikan untuk tujuan itu. Karena jumlah hop maksimum digunakan, oleh karena itu jumlah informasi hop tidak berubah untuk nomor urutan yang sama. Ketika sebuah informasi rute yang diterima untuk tujuan dengan nomor urut yang lebih besar, daftar hop berikutnya dan hop yang diinformasikan akan terinisialisasi ulang (reinitialized).[2]
Gambar 2.8 Skema Routing AOMDV. 2.4.6. Pemeliharaan Jalur (Maintenance Route) Route maintenance akan dilakukan hanya oleh node yang memiliki nilai height selain null. Jika ada node tetangga yang memiliki nilai null maka node tersebut tidak akan dilibatkan dalam komputasi nilai height atau penentuan link baru (jika terjadi failure). Terdapat lima kondisi yang akan terjadi jika akan melakukan maintenance route oleh suatu node. Kondisi-kondisi itu adalah : 1. Generate Kondisi ini terjadi pada saat suatu node i yang tidak memiliki downstream mengalami kegagalan pada link yang dimilikinya. Jika keadaan ini terjadi maka node i akan mendefinisikan nilai reference yang baru. 2. Propagate Kondisi dimana suatu node i kehilangan downstream bukan karena kegagalan link akan tetapi karena adanya link reversal. Pada kondisi ini node i akan melakukan pengecekan terhadap nilai height yang tertinggi dari tetangganya dan menggunakan nilai height yang lebih rendah dari nilai tertinggi tersebut untuk dirinya. 3. Reflect Kondisi dimana suatu node i kehilangan downstream saat link reversal dan menerima update paket dimana r pada update paket tersebut bernilai 0, maka node i akan menolak reference level dengan mengubah reference bit yang dimilikinya bernilai 1 dan mengubah nilai height yang dimilikinya dengan 0.
II-15 4. Detect Node i kehilangan downstream pada saat reversal serta menerima update paket dimana nilai r pada paket tersebut bernilai 1 dan originator Id adalah node i itu sendiri (Oi = i). Hal ini menandakan adanya partition dalam jaringan dan node i akan menginisialisasikan prosedur penghapusan invalid route dan men-set height value menjadi null. 5. Generate Node i kehilangan downstream pada saat reversal serta menerima update paket dengan nilai r = 1 dan Oid ≠ i. Kondisi ini akan membuat node i mengubah nilai t menjadi waktu saat link tersebut invalid mengubah nilai originator (Oi) dengan dirinya dan mengubah nilai height menjadi 0 serta node i akan mendefinisikan reference yang baru.
2.4.7. Penghapusan Jalur (Erasing Routes) Pada kondisi dimana suatu node mendeteksi adanya partition dalam suatu jaringan, dimana ditandai dengan diterimanya update paket oleh suatu node dimana nilai r = 1 dan Oid dari paket tersebut adalah node itu sendiri. Node penerima update paket tersebut akan mengubah nilai semua tetangganya menjadi null pada tabel yang dia miliki dan melakukan broadcast CLR paket. Saat suatu node menerima suatu paket CLR paket maka node tersebut akan melakukan pengecekan terhadap reference level dari paket tersebut. Jika nilai reference level dari paket tersebut sama dengan nilai reference level yang dia miliki maka dia akan mengubah nilai height yeng dia miliki dan semua tetangganya pada tabel yang dia miliki menjadi null serta dia akan mem-broadcast kembali CLR paket ke seluruh tetangganya. Jika nilai reference level dari paket yang diterima berbeda dengan yang dia miliki maka dia akan mengubah nilai height tetangganya yang memiliki reference level yang sama dengan CLR paket menjadi null.
II-16 2.5. Topologi WSN (Wireless Sensor Network) 2.5.2. Topologi Mesh Topologi Mesh dibangun dengan memasang link diantara station-station. Sebuah „fully-connected mesh‟ adalah sebauh jaringan dimana setiap terminal terhubung secara langsung ke semua terminal-terminal yang lain. Biasanya digunakan pada jaringan komputer kecil. Topologi ini secara teori memungkinkan, akan tetapi tidak praktis dan biayanya cukup tinggi untuk di-implementasikan. Mesh topologi memiliki tingkat redundancy yang tinggi. Sehingga jika terdapat satu link yang rusak maka suatu station dapat mencari link yang lainnya.[4]
Gambar 2.9 Topologi Mesh. 2.6. Metode Pemodelan System Pemodelan sistem identik dengan mathematical modeling. Berikut adalah ilustrasi Mathematical Modeling Process. Dimulai dengan intepretasi dari kondisi yang ada, menyederhanakannya dalam sebuah model, merepresentasikannya ke dalam model matematis, lalu menerjemahkannya ke dalam model komputerisasi sehingga dapat disimulasikan untuk mengeluarkan output atau kesimpulan. Jadi, model adalah representasi dari sebuah permasalahan agar mudah untuk diselesaikan. Permasalahan dipandang secara holistik. Pemodelan system sebetulnya lebih luas dan secara fundamental bersifat mengenalkan. karena materi yang lebih spesifik untuk menyelesaikan sebuah permasalahan akan dapat dipelajari lebih lanjut (seperti jenis atau macam model), jika pengetahuan secara umum tentang pemodelan sistem sudah cukup dipahami. Pemodelan sistem lebih melatih untuk bisa memahami sebuah permasalahan yang ada, kemudian mencari jalan keluarnya. Jadi tidak hanya bagaimana memecahkan atau
II-17 menurunkan rumus matematika, tetapi bagaimana menerapkan solusi terhadap sebuah permasalahan.[9]
2.7. NS2 (Network Simulator) Network simulator merupakan alat simulasi jaringan yang bersifat open source yang banyak digunakan untuk mempelajari struktur dinamik dari jaringan komunikasi. NS2 pertama kali dibangun sebagai varian dan real network simulator pada tahun 1989 di University of California Barkeley. Sejak tahun 1995 Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) mendukung pembangunan NS untuk proyek Virtual InterNetwork Testbed (VINT) dan sekarang National Science Foundation (NSF) bergabung untuk pengembangannya (Issariyakul & Hossain, 2009, p. 34). 2.6.1. Arsitektur Dasar NS2 NS2 terdiri dari dua bahasa pemrograman, yaitu C++ dan Object-oriented Tool Command Language (OTcl). Ketika C++ mendefenisikan mekanisme internal dari objek simulasi, OTcl menyiapkan simulasi dengan merakit dan mengkonfigurasi objek serta penjadwalan event. C++ dan OTcl dihubungkan satu dengan yang lain dengan menggunakan TclTL. Di dalam NS2 C++ menyimpan semua fungsi untuk pengelolaan sedangkan OTcl bertindak sebagai bagian depan yang berinteraksi langsung dengan user dan objek OTcl yang lain.[5]
Gambar 2.10 Arsitektur Dasar NS2 Beberapa tool yang mendukung kinerja dari NS2 adalah dilengkapi denga NAM yang menciptakan animasi dalam simulasi dan Xgraph untuk menampilkan grafik dari hasil pengolahan data yang dilakukan.
II-18 Berikut ini beberapa keuntungan penggunaan NS2 sebagai simulator jaringan: 1. Mudah digunakan 2. Didukung bahasa pemrograman C++ yang mudah untuk dipahami oleh pengguna 3. Didukung protokol TCP/IP pada lapisan OSI yang berbeda. 4. Representasi dukungan grafis.
