ANALISIS PERBANDINGAN ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC DAN PROPHET DI OPPORTUNISTIC NETWORKS SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ANALISIS PERBANDINGAN ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC DAN PROPHET DI OPPORTUNISTIC NETWORKS SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika

Disusun oleh : Dionysius Dewaji Madyasta 115314017

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016

i


PERFORMANCE EVALUATION OF ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC AND PROPHET IN OPPORTUISTIC NETWORKS A THESIS

Presented as Partial Fullfillment of Requirtments To Obtain Sarjana Komputer Degree In Informatics Engineering Depeartment

By : Dionysius Dewaji Madyasta 115314017

INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016

ii



TIALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI

ANALISIS PERBANDINGAN ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC DA}I PROPHET DI OPPORTUNISTIC NETWORIG Dipersiapkan dan ditulis oleh

:

DIONYSIUS DEWAJI MADYASTA 115314017

Telah dipertahankan di depan panitia penguji Pada tanggal 5 Desember 2016

Dan dinyatakan memenuhi syarat Susunan Panita Penguji

Nama lengkap

Ketua

Puspaningtyas Sanjoyo Adi, S.T.' M.T.

Sekretaris

Iwan Binanto, S.Si., M.Cs.

Anggota

Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc.o Ph.D. Yogyakarta , 16

0eser,be,nzorc

Fakultas Sains dan Teknologi

tv


HALAMAN MOTO

“Bagaimana bisa tetap berdiri tegak, sementara melihat dedaunan yang selama ini dipertahankan, justru jatuh dan kemudian meninggalkan? Atau, ini hanya salah satu cara semesta mengajarkanku menjadi lebih kuat” ~skripsi

Dionysius Dewaji Madyasta

v


PERNYATAAN KEASLIAN

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa sripsi yang saya tulis

ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, terkecuali yang sudah tertulis di dalam kutipan daftar pustak4 sebagaimana layaknya sebuah karya ilmiah.

Yogyakarta, 5 Desember 2016 Penulis

"(L I

Dionysius

vt

ul*a;i

Madyasta


LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEIVIIS Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Dionysius Dewaji Madyasta

NIM

: 115314017

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

:

ANALISIS PERBANDINGAN ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC DAN PROPHET DI OPPORTUNISTIC NETWORKS

Berserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian, saya

memberikan kepada Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan kedalam bentuk media lain, mengelolanya dalam pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas dan mempublikasikanya

di internet

atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu ijin dari saya maupun memberi royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakart4 5 Desember 2016 Penulis t I

il

lJW Dionysius dewaji Madyasta I

vil


ABSTRAK Opportunistic Network merupakan suatu jaringan dapat berkomunikasi tanpa infrastruktur, dimana konektivitas antara end-to-end tidak dapat diperkirakan dan node dalam jaringan Opportunistic besifat intermittent, dengan arti node tersebut terkadang terhubung dan terkadang juga tidak,Tantangan dalam jaringan ini adalah bagaimana strategi menyampaikan pesan dari node pengirim (source) sampai node tujuan (destination). Pada penelitian ini penulis menguji unjuk kerja dari protokol routing epidemic dan prophet untuk menguji protokol tersebut penulis menggunakan simulator TheONE. Metrik unjuk kerja yang digunakan dalam penelitian ini antara lain delivery ratio, overhead ratio, latency average, dan buffer occupancy. Parameter yang akan digunakan pada setiap pengujian adalah dengan penambahan jumlah node, penambahan jumlah time to live dan penambahan buffer size sedangkan pergerakanya menggunkan random waypoint dan pergerakan manusia (Haggle4-Cam-Imote). Protokol epidemic dengan pola pengiriman yang flooding –basedForwarding akan menghasilkan delivery yang tinggi dan latency yang baik namun dengan jumlah copy pesan yang banyak, sehingga menyebabkan overhead didalam jaringan. Dari hasil penelitian diketahui bahwa protokol prophet mampu menggungguli epdemic dengan meminimalkan jumlah copy pesan, menggunakan pola pengiriman delivery predictability. protokol prophet juga akan menjaga nilai probabilitas dan latency. Dengan pergerakan random waypoint kinerja prophet kurang optimal dibanding epidemic karena di random waypoint probabilitas bertemu setiap node cenderung sama, namun dipergerakan manusia prophet dapat bekerja dengan baik karena setiap node memiliki nilai probabilitas bertemu yang variatif. Kata kunci : opportunistic network, epdemic, Prophet, random waypoint, haggle4, buffer occupancy, delivery ratio, latency, overhead ratio

viii


ABSTRACT

Opportunistic Network is a network that can communicate without infrastructure when the connectivity between end-to-end cannot be predicted and the node in the network Opportunistic is intermittent, it means that the node is sometimes connected and sometimes not. The challenge in this network is how to convey the message from the source node to the destination node. In this research, the writer tests the performance of the protocol routing epidemic and prophet. The writer tests it by using The One simulator. The metric performances that are used in this research include delivery ratio, overhead ratio, average latency, and buffer occupancy. The parameter that will be used in each test is increasing the number of node, increasing the amount of time to live, and the addition of buffer size while the movement is using the random waypoint and the human movement (Haggle4-Cam-Imote). Protocol Epidemic with a pattern flooding-based-Forwarding delivery will produce a high delivery and a good latency. In the other hand, with the number of messages that is much, it causes overhead on the network. The research result shows that the protocol Prophet is able to surpass the epidemic by minimizing the number of message copies, using the pattern of the delivery predictability. Protocol Prophet will also keep the value of the probability and latency. With the random waypoint movement, the performance of prophet is less optimal than the epidemic. It is because the probability meets each node that tends to be the same in random waypoint, but in the human movement, the prophet can work well because each node has a meeting probability value that is various.

keywords: opportunistic network, epidemic, Prophet, random waypoint, haggle-4, buffer occupancy, delivery ratio, latency, overhead ratio

ix


KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Analisis Perbandingan Routing Protocol Epidemic Dan Prophet Di Opportunistic Networks”. Tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah wajib dan sebagai syarat akademik untuk memperoleh gelar sarjana computer program studi Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa selama proses penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini, banyak pihak yang telah membantu penulis, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar – besarnya, antara lain kepada : 1.

Tuhan Yesus kristus, yang selalu memberikan kekuatan, berkah dan rahmatya dalam proses pembuatan tugas akhir.

2.

Sudi Mungkasi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3.

Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

4.

Henricus Agung Hernawan, S.T.,M.Kom. selaku dosen pembimbing akademik, terimakasih atas kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis.

5.

Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing tugas akhir, terimakasih atas kesabarannya dan nasehat dalam membimbing penulis, meluangkan waktunya, memberi dukungan, motivasi, serta saran yang sangat membantu penulis.

6.

Orang tua, Daminanus Eko karsono dan Vincensia Sri Jotho, Simbah Putri serta Saudara saudari saya Lucia Dena pratita, Dewi Hastuty, Nero, Moly, Ciko, serta seluruh keluarga yang selalu memberikan semangat dalam pengerjaan skripsi ini.

x


7.

Teman

-

teman Teknik lnformatika semua angkatan dan khususnya TI

angkatan 2011 yang selalu memberikan motivasi dan bantuan hingga penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 8.

Teman-teman kos dan seperjuangan Argan, Nugroho, Brahu, Rennaf;

Anggit, Antok, kipli, si john, dan seluruh relasi teman kerabat yang tidak bisa di sebutkan satu persatu, yang selalu memberikan bantuan dukungan dan semangat agar cepat menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan tugas akhir

ini.

Saran dan

kritik

sangat diharapkan untuk perbaikan yang akan

dating. Akhir kata, semoga tulisan

ini dapat bermanfaat bagi

kemajuan dan

perkemban gan ilmu pengetahuan.

Yogyakarta 5 Desember 2016

dl Dionysius Dewaji Madyasta


DAFTAR ISI

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

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

1.2

Rumusan Masalah ............................................................................................... 3

1.3

Batasan Masalah .................................................................................................. 3

1.4

Tujuan Penelitian ................................................................................................. 3

1.5

Metodologi Penelitian ......................................................................................... 4

1.6

Sistematika Penulisan .......................................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................................... 6 2.1

Delay Tolerant Network ...................................................................................... 6

2.2

Opportunistic Networks ....................................................................................... 9

2.3

Pergerakan Random Waypoint........................................................................... 11

2.4

Pergerakan manusia ........................................................................................... 11

2.5

Protokol Routing ............................................................................................... 12

2.5.1

Epidemic ............................................................................................................ 13

2.5.2

Prophet .............................................................................................................. 14

2.6

The One Simulator ............................................................................................ 16

2.6.1

Fungsi The One Simulator................................................................................. 16

2.6.2

Struktur The One Simulator .............................................................................. 17

xii


BAB III PERENCANAAN PENELITIAN ................................................................... 20 3.1

Parameter Simulasi ............................................................................................ 20

3.2

Skenario Simulasi .............................................................................................. 21

3.3

Parameter Uji ..................................................................................................... 22

3.4

Topologi Jaringan .............................................................................................. 23

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ....................................................................... 24 4.1

Pergerakan Random Waypoint........................................................................... 24

4.1.1

Penambahan Jumlah Node ................................................................................. 24

4.1.2

Penambahan Buffer Size .................................................................................... 28

4.1

Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan ...................................... 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 37 5.1

Kesimpulan ........................................................................................................ 37

5.2

Saran .................................................................................................................. 37

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 38 LAMPIRAN..................................................................................................................... 39

xiii


DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter Jaringan. ............................................................................... 20 Tabel 3. 2 Tabel skenario simulasi dengan variasi TTL. ....................................... 21 Tabel 3.3 Tabel skenario simulasi dengan variasi Buffer Size............................... 21 Tabel 3.4 Tabel skenario simulasi dengan variasi Node........................................ 21 Tabel 4. 1 Hasil penambahan jumlah node pada protocol Epidemic…………….24 Tabel 4. 2 Hasil penambahan jumlah node pada protocol Prophet. ...................... 25 Tabel 4. 3 Hasil penambahan Buffer Size pada protocol epidemic. ...................... 28 Tabel 4. 4 Hasil penambahan Buffer Size pada protocol Prophet. ........................ 28 Tabel 4. 5 Hasil penambahan TTL pesan pada protocol Epidemic. ...................... 32 Tabel 4. 6 Hasil penambahan TTL pesan pada protocol Prophet. ......................... 32

xiv


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Interplanetary internet. .............................................................................7 Gambar 2. 2 Metode Store And Forward. .....................................................................8 Gambar 2. 3 Letak Bundle Layer. .................................................................................8 Gambar 2. 4 Bagan Opportunistic Networks. ................................................................9 Gambar 2. 5 ilustrasi pergerakan random waypoint. ..................................................11 Gambar 2. 6 cara kerja Epidemic.................................................................................14 Gambar 2. 7 ilustrasi pola pertukaran delivery predictability pada protokol prophet. 16 Gambar 2. 8 ilustrasi transitive property pada protokol prophet.................................16 Gambar 2. 9 Tampilan awal The ONE Simuator. .......................................................17 Gambar 2. 10 Struktur The ONE Simulator. ...............................................................17 Gambar 3. 1 Snapshoot topologi jaringan menggunakan RandomWaypoint………. 23 Gambar 4. 1 grafik penambahan jumlah node pada protocol prophet dan epidemic. 25 Gambar 4. 2 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 20 node..................27 Gambar 4. 3 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 50 node..................27 Gambar 4. 4 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 80 node..................28 Gambar 4. 5 grafik penambahan jumlah Buffer pada protocol prophet dan epidemic .....................................................................................................................................29 Gambar 4. 6 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 5MB. ...31 Gambar 4. 7 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 30MB. .31 Gambar 4. 8 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 60 MB. 32 xv


Gambar 4. 9 grafik penambahan jumlah TTL pada protocol prophet dan epidemic. ..33 Gambar 4. 10 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 20. ...............35 Gambar 4. 11 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 60. ...............35 Gambar 4. 12 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 1440. ...........36

xvi


BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Jaringan komputer yang semakin berkembang menggunakan dua media transmisi yaitu jaringan kabel dan jaringan nirkabel (wireless). Wireless merupakan jaringan nirkabel yang menggunakan udara sebagai media transmisinya untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik [1], wireless menyesuaikan dengan perkembangan penggunaan perangkat yang mendukung

mobilitas

penggunanya,

karena

penggunaan

jaringan

menggunakan media transmisi kabel tidak mendukung mobilitas maka jaringan nirkabel adalah jaringan yang tepat untuk proses komunikasi. Salah satu aplikasi jaringan nirkabel adalah Ad hoc network yang memiliki tantangan dimana setiap perangkat (node) yang terhubung dengan node lainnya berpindah tempat atau bergerak (mobile), dimana saja dan kapan saja tanpa menggunakan infrastruktur jaringan yang ada disebut dengan Mobile Ad Hoc Network (MANET). Dalam MANET, Sebuah node sekaligus sebagai sebuah router dapat menghapus atau meneruskan (forward) paket (bertindak sebagai relay). Dengan demikian, paket melewati jaringan ad hoc dengan cara diteruskan dari satu node ke node lainnya sampai ke tujuannya. Dikarenakan node-node yang ada bergerak maka ini akan menantang, karena topologi jaringan berubah secara terus menerus. Bagaimana menemukan tujuan, bagaimana mencari jalur ke tujuan, dan bagaimana memastikan komunikasi tetap berlangsung dalam kondisi perubahan topologi yang terusmenerus adalah tantangan utama dalam MANET. Ada kondisi lain dimana setiap node tidak lagi terhubung satu sama lain seperti pada MANET, untuk mengatasi kasus tersebut maka di kembangkan menjadi Opportunistic Networks yang merupakan salah satu sub bagian dari Delay tolerant network, Dalam Opportunistic Networks, node yang bergerak di ciptakan untuk berkomunikasi satu sama lain bahkan jika rute yang menghubungkan node tidak pernah ada sekalipun,

1

sehingga


kemungkinan terjadi delay yang cukup lama. Selain itu, node yang berada dalam jaringan tidak mengetahui

atau mendapatkan informasi tentang

topologi jaringan termasuk jumlah nodenya. Rute di bangun secara dinamis antara node pengirim dan node tujuan, dan setiap node yang saling bertemu kemungkinan akan digunakan sebagai hop berikutnya asalkan dapat menyampaikan pesan sampai ke tujuan akhir. Untuk menentukan node mana yang akan di jadikan hop, di atur oleh banyak Protokol Routing, diantaranya adalah ; epidemic, Prophet, spray and wait, BubbleRap, PeopleRank, FairRouting, RAPID, simbet dll. Didalam penelitian akan membandingkan dua buah protokol routing yaitu Epidemic dan Prophet kemudian akan di analisis

performasinya,

parameter untuk analisisnya adalah ;Delivery Ratio, Latency Average, Buffer Occupancy, Overhead ratio, dan menggunkan dua pergerakan yaitu random waypoint dan pergerakan manusia, pengujian bersifat simulator dan akan menggunakan program The ONE simulator. Hasil penelitian di harapkan dapat menjadi pertimbangan dalam menentukan routing protokol yang lebih baik yang dapat di gunakan pada jaringan dengan konsep Opportunistic Network.

2


1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan, rumusan masalah yang didapat adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana mendapatkan data (Delivery Ratio, Overhead ratio, Latency Average, Buffer Occupancy) untuk mengetahui kinerja routing protokol Epidemic dan Prophet. 2. Bagaimana menganalis data (Delivery Ratio, Overhead ratio, Latency Average, Buffer Occupancy) untuk mengetahui kinerja routing protokol Epidemic dan Prophet . 3. Bagaimana menyimpulkan kualitas kerja protokol routing Epidemic dan Prophet berdasarkan analisis data. 1.3

Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Simulasi di bangun dengan menggunakan The ONE Simulator dengan bahasa pemrograman java. 2. Routing protokol yang di gunakan adalah Epidemic dan Prophet. 3. Parameter uji yang diukur adalah Delivery Ratio, Latency Average, Overhead ratio, Buffer Occupancy. 4. Pergerakan yang dipakai adalah random waypoint dan pergerakan manusia mengetahui 5. Parameter pengujianya adalah penambahan jumlah node, penambahan jumlah buffer dan penambahan TTL pesan.

1.4

Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah untuk memberikan hasil perbandingan kinerja routing protokol di Opportunistic Networks. Perbandingan tersebut adalah antara routing protokol Epidemic dan Prophet.

3


1.5

Metodologi Penelitian Adapaun metodologi dan langkah – langkah yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1 Studi Literatur a. Teori Jaringan Opportunistic b. Teori protokol Epidemic dan Prophet c. Teori delivery ratio, Overhead ratio, Latency average, dan buffer occupancy. d. Javadocs (ONE simulator) e. Tahap-tahap dalam membangun simulasi

2 Perancangan Dalam tahap ini penulis merancang skenario sebagai berikut: a. Penambahan jumlah node b. Penambahan jumlah Buffer c. Penambahan jumlah TTL pesan d. Source dan destination tetap e. Pergerankan random waypoint dan pergerakan manusia

3 Pembangunan Simulasi dan Pengumpulan Data Pembangunan dan pengumpulan data pada tugas akhir ini menggunakan The One Simulator berbasis java. 4 Analisis Data Simulasi Dalam tahap ini penulis menganalisa hasil pengukuran yang diperoleh pada proses simulasi. Analisa dilakukan dengan pengamatan yang berdasarkan teori – terori mengenai protokol yang dipakai 5 Penarikan Kesimpulan Penarikan kesimpulan didasarkan pada beberapa parameter uji yang diperoleh pada proses analisis data.

4


1.6

Sistematika Penulisan Berikut adalah sistematika penulisan tugas akhir yang di bagi menjadi 5 bab, yang lebih jelasnya dapat di lihat di bawah ini :

BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, Rumusan masalah, Tujuan Peneitian, Batasan Masalah, Metodologi Penelitian, serta Sistematika Penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang dasar teori yang di gunakan penuis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

BAB III : PERENCANAAN PENELITIAN Bab ini berisi tetang perencanaan kerja dalam melakukan penelitian, serta parameter – parameter yang di jadikan bahan penelitian.

BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini berisi tahap – tahap pengujian simulasi dan analisis data hasil simulasi.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran - saran dari penulis.

5


BAB II LANDASAN TEORI 2.1

Delay Tolerant Network Delay Tolerant Network (DTN), artinya jaringan (komputer) yang toleran atau tidak mempermasalahkan delay (waktu tunda). Jaringan DTN tetap dapat bekerja meskipun delay dalam jaringan cukup tinggi [1]. Konsep DTN pertama kali diperkenalkan oleh Kevin Fall dalam makalah ilmiahnya yang berjudul “A Delay-Tolerant Network Architecture for Challenged Internets” [2]. Dalam makalah tersebut, Kevin menyatakan bahwa DTN merupakan arsitektur yang cocok pada jaringan yang “menantang” (challenged). Maksud dari “menantang” disini adalah jaringan yang penuh dengan masalah, seperti delay yang lama karena koneksi end-toend tidak selalu ada, koneksi yang sering terputus dan tingkat error yang tinggi. Contoh jaringan yang menantang antara lain:  Jaringan luar angkasa (Interplanetary Network), konsep jaringan yang memungkinkan akses Internet di luar angkasa.  Military AdHoc Network. Pasukan militer sering kali ditempatkan di daerah-daerah terpencil yang tidak berpenghuni dan tidak ada koneksi memadai. Misalkan diperbatasan Indonesia dengan Papua Nugini, atau di pulau-pulau terluar Indonesia. Konsep DTN dapat digunakan untuk membangun jaringan komputer dalam keadaan seperti ini.  Jaringan Sensor/Aktuator, contohnya pada penerapan Wireless Sensor Network (WSN). Dari beberapa contoh jaringan yang disebutkan diatas, alasan utama terciptanya

konsep

DTN

adalah

untuk

komunikasi

luar

angkasa

(Interplanetary Network). Oleh karena itu, pada perkembangan DTN dari masa ke masa, NASA (lembaga peneliti luar angkasa AS) ikut berperan besar. Pada komunikasi luar angkasa, jelas tidak akan dapat dilakukan dengan protokol TCP/IP. Komunikasi luar angkasa memiliki karakter delay

6


pengiriman yang lama (akibat jarak yang jauh) dan koneksi end-to-end yang tidak selalu ada. Misalkan pada pengiriman data dari stasiun bumi ke sebuah kendaraan luar angkasa (hover) di Mars. Pengiriman data ini memerlukan beberapa satelit dan stasiun luar angkasa sebagai router. Koneksi end-to-end hampir mustahil dibangun sehingga pengiriman data dengan TCP/IP tidak mungkin dilakukan. Yang memungkinkan adalah mengirim data secara bertahap dari satu node ke node berikutnya, kemudian disimpan. Selanjutnya dapat diteruskan ke node berikutnya setelah ada koneksi. Dengan DTN, model pengiriman data seperti ini mungkin untuk dilakukan.

Gambar 2. 1 Interplanetary internet. Bagaimana DTN dapat bekerja pada jaringan yang penuh dengan hambatan seperti koneksi sering terputus dan tingkat delay yang tinggi? Jawabannya adalah pada penggunaan metode Store, Carry and Forward. Metode tersebut artinya adalah sebuah paket data / pesan saat melewati nodenode perantara (ex. router) akan disimpan terlebih dahulu sebelum diteruskan (Store). Kemudian node akan membawa pesan sesuai dengan pergerakanya (Carry), jika terjadi kontak node atau node bertemu dengan node lain pesan akan diteruskan (Forward).

7


Ilustrasi konsep Store, Carry and Forward. ditunjukkan dalam Gambar 2. 2.

Gambar 2. 2 Metode Store And Forward. Dalam DTN, proses Store, Carry

and Forward dilakukan pada

sebuah layer tambahan yang disebut Bundle layer, dan data yang tersimpan sementara disebut dengan bundle. Bundle layer adalah sebuah layer tambahan untuk memodifikasi paket data dengan fasilitas-fasilitas yang disediakan DTN. Bundle layer terletak langsung dibawah layer aplikasi. Dalam bundle layer, data dari layer aplikasi akan dipecah-pecah menjadi bundle. Bundle inilah yang akan dikirim ke transport layer untuk diproses lebih lanjut. Letak bundle layer ditunjukkan dalam Gambar 2. 3.

Gambar 2. 3 Letak Bundle Layer.

8


Gambar 2. 3 menunjukan penerapan DTN pada jaringan. Protokolprotokol pada layer dibawah bundle layer bisa protokol apa saja, tergantung kondisi jaringan. 2.2

Opportunistic Networks

DTN

Deterministic

Non-Deterministic (Opportunistic Nekworks)

EPIDEMIC

PROPHET

Gambar 2. 4 Bagan Opportunistic Networks. Bagan diatas menunjukkan posisi Opportunistic Network didalam jaringan DTN, DTN dibagi menjadi dua bagian diantaranya adalah :  Deterministic routing protocol [3]: Probabilitas pertemuan node bisa di prediksi. Contoh : Jaringan luar angkasa (Interplanetary Network) yang bisa diprediksi kapan planet akan saling bertemu.  Non-deterministic routing protocol [3]: probabilitas pertemuan node tidak

bisa diprediksi. Contoh : Jaringan mobile communication yang di terapkan pada kehidupan manusia berdasarkan kesempatan manusia saling bertemu. Opportunistic network berada pada non-deterministic networks, yang berarti komunikasi dijaringan sosial oportunistik terjadi pada pembentukan kontak oportunistik antara node, tanpa ketersediaan routing end-to-end. perangkat mobile (node) dapat melakukan kontak hanya jika manusia (node) saling bertemu, jaringan tersebut erat dengan jaringan sosial

9


manusia. Oleh karena itu, Opportunistic network mengeksploitasi perilaku manusia dan hubungan sosial untuk membangun skema penyebaran pesan yang lebih efisien dan dapat dipercaya [4]. Karakteristik dari Jaringan Opportunistic sebagai berikut : a. Pemutusan. Tidak ada koneksi antara jumlah node. b. Intermittent Connectivity. Tidak ada jalur end-to-end antara source dan destination c. Latency Tinggi. Latency didefinisikan sebagai end-to-end delay antara node. Latency tinggi terjadi karena jumlah pemutusan antara node d. Low Data Rate. Data Rate adalah tingkat yang menggambarkan jumlah pesan yang disampaikan dibawah jangka waktu tertentu. Low Data Rate terjadi karena penundaan yang lama antara transmisi. e. High Error Rate. Jika kesalahan bit terjadi pada link, maka data membutuhkan koreksi kesalahan. Untuk mentransmisikan semua paket, dibutuhkan lalu lintas jaringan yang lebih. f. Sumber Daya Yang Terbatas Jaringan Opportunistic memiliki kendala pada sumber daya. Hal ini membutuhkan desain protokol untuk mengefesienkan sumber daya. Dengan kata lain, penggunaan node harus mengkonsumsi sumber daya perangkat keras secara terbatas seperti CPU, memori (RAM) dan baterai. Misalnya, di WSNs, node dapat ditempatkan di lingkungan terbuka selama bertahun-tahun sebelum data dikumpulkan, dan karenanya membutuhkan node untuk mengelola penggunaan energi tiap node. Selain itu, protokol routing yang baik akan mempengaruhi sumber dari beberapa node. Sebagai contoh, node dapat memilih untuk mengalihkan beberapa bundel mereka untuk disimpan ke node lain untuk membebaskan memori atau untuk mengurangi biaya transmisi.

10


2.3

Pergerakan Random Waypoint Pada

jaringan

Opportunistic

konektivitas

tergantung

pada

pergerakan yang digunakan. Model pergerakan random waypoint berjalan pada area yang ditentukan (fixed). Setiap node akan bergerak secara acak dengan kecepatan yang sudah ditentukan. Setelah sampai tujuan, node akan berhenti selama waktu yang ditentukan (pause time). Berikut adalah ilustrasi pergerakan random waypoint.

Gambar 2. 5 ilustrasi pergerakan random waypoint. 2.4

Pergerakan manusia Model pergerakan ini adalah pergerakan manusia asli yang di catat pada sebuah data set (haggle4 – cam-imote), data tersebut berisi waktu mengatur kapan node (manusia yang membawa perangkat) bertemu dan meninggalkan node yang lain [5]. Pada pola pergerakan manusia node tidak bergerak secara random melainkan node akan mengikuti pergerakan manusia yang menuju titik tertentu(point of interest) Spesifikasi

dari

haggle4

–

cam-imote

yaitu

data

set

pertemuan/kontak node dari sebuah konferensi yang diselenggarakan di Cambridge dengan sebuah alat bernama iMotes dan menggunakan interface 11


bluetooth. Lama waktu simulasi yang dibutuhkan untuk menjalankan sampai akhir sesuai data set adalah 11 hari waktu simulasi. Banyaknya node dari set data adalah 36 node Pada pergerakan manusia, nilai probabilitas bertemu dengan node lain berbeda – beda. Terdapat beberapa node dengan probabilitas bertemu node lain yang tinggi, node ini dinamakan hub-node dimana node – node dapat menitipkan pesan dengan probabilitas pengiriman lebih tinggi untuk disampaikan ketujuan. 2.5

Protokol Routing Protokol routing merupakan aturan dalam proses pengiriman dan pertukaran data dari sebuah node ke node yang lain dalam jaringan dan menghubungkan source ke destination Routing merupakan perpindahan informasi diseluruh jaringan dari source ke destination dengan minimal satu node berperan sebagai perantara. Routing bekerja pada layer 3 (lapisan jaringan). Routing dibagi menjadi 2 bagian. Yang pertama adalah protokol routing yang berfungsi untuk menentukan bagaimana node berkomunikasi dan membagikan informasi dengan node lainnya yang memungkinkan node source untuk memilih rute yang optimal ke node destination dalam sebuah jaringan. Sedangkan algoritma routing berfungsi untuk menghitung secara matematis jalur yang optimal berdasarkan informasi routing yang dimiliki oleh semua node serta akan menentukan jalur terbaik menurut algoritma dari protokol yang digunakan. Protokol routing yang dipakai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

12


2.5.1 Epidemic Epidemic routing algorithm diterbitkan oleh Vahdat dan Becker et al. (2000), yang di rancang sebagai algoritma flooding-based forwarding [3]. Tujuan utama Epidemic Routing adalah untuk: -

Memaksimalkan tingkat pengiriman pesan

-

Meminimalkan pesan latency Cara kerja Routing Epidemic adalah sebagai berikut, setiap

kali node pengirim bertemu dengan node lainya maka pertama kali yang dilakukan adalah bertukar summary vector, untuk mengidentifikasi pesan apakah node yang baru ditemui sudah mempunyai pesan yang di bawa node pengirim atau tidak, jika tidak maka node pengirim akan meneruskan salinan pesan yang dibawa. Pesan akan terus disalin dari satu node ke node lain sampai TTL nya berakhir. Pesan akan di simpan dalam buffer node. Dengan demikian, pesan tersebut menyebar ke seluruh jaringan hingga sampai ke node tujuan. Meskipun tidak ada jaminan pesan tersampaikan, Epidemic adalah algoritma yang mampu membuat pendekatan terbaik untuk penyampaian pesan ke node tujuan, Akan tetapi Epidemic masih memiliki kekurangan yaitu akan mengakibatkan tidak efisiennya penggunaan sumber daya jaringan seperti konsumsi energi, storage dan bandwith, karena penyampaian salinan pesan yang sama akan menyebar semakin banyak ke dalam jaringan. Epidemic memberikan penyebaran salinan cepat ke dalam jaringan yang tentu saja mengahasilkan waktu pengiriman yang optimal namun jaringan akan kebanjiran data (copy pesan).

13


Gambar 2. 6 cara kerja Epidemic.

2.5.2 Prophet Prophet adalah singkatan dari Probabilistic Routing Protocol using History of Encounters and Transitivity, yang dirancang sebagai probabilistic routing protocol oleh Lindgren et al., (2003) [3]. Asumsi dasar dari algoritma tersebut bahwa mobilitas node tidak acak tapi merupakan perilaku yang berulang, pada pergerakan manusia, sebenarnya tidak secara acak namun bisa diprediksi berdasarkan mengulangi pola perilaku, misalnya seperti seseorang yang telah mengunjungi lokasi beberapa kali sebelumnya, ada kemungkinan bahwa seseorang tersebut akan mengunjungi lokasi itu lagi. Hal itulah yang mendasari gagasan untuk menciptakan protokol ini. Prophet di buat untuk meningkatkan probabilitas pengiriman dan mengurangi pemborosan sumber daya di jaringan. Strategi pengiriman pesan yang digunakan dalam prophet adalah ketika dua node bertemu maka node akan memperbaharui dan menghitung delivery predictability metrik, pesan akan dikirimkan ke node lain jika delivery predictability lebih tinggi dari node pembawa pesan (pengirim). Untuk menghitung delivery predictability ada tiga bagian:

14


- Prophet akan melakukan update terhadap metric ketika node bertemu, sehingga apabila node sering bertemu maka memiliki delivery predictability yang tinggi. Pinit ∈ [0; 1] adalah initialization constant. 𝑷(𝒂,𝒃) = 𝑷(𝒂,𝒃)𝒐𝒍𝒅 + (𝟏 − 𝑷(𝒂,𝒃)𝒐𝒍𝒅 ) × 𝑷𝒊𝒏𝒊𝒕 -

Nilai delivery predictability juga harus mempunyai usia, usia yang dimaksud adalah jika node yang pernah bertemu dan tidak bertemu kembali satu sama lain maka mereka tidak lagi menjadi node yang baik untuk meneruskan pesan karena nilai delivery predictability berkurang , dimana 𝜸 ∈ [𝟎, 𝟏] adalah aging constant, dan k adalah jumlah unit waktu yang telah berjalan sejak terakhir kali metrik itu berkurang. 𝑷(𝒂,𝒃) = 𝑷(𝒂,𝒃)𝒐𝒍𝒅 × 𝜸𝒌

- Delivery predictability juga mempunyai transitive property, yang didasarkan pada pengamatan bahwa jika node A sering bertemu node B, dan node B sering bertemu node C, maka kemungkinan node C akan menjadi node yang baik untuk menyampaikan pesan ke node A. Rumus dibawah ini menunjukan bagaimana transitive property. 𝜷 ∈ [𝟎, 𝟏] adalah skala konstanta yang memutuskan seberapa besar dampak transitivitas. 𝑷(𝒂,𝒄) = 𝑷(𝒂,𝒄) 𝒐𝒍𝒅 + (𝟏 − 𝑷(𝒂,𝒄)𝒐𝒍𝒅 ) × 𝑷(𝒂,𝒃) × 𝑷(𝒃,𝒄) × 𝜷

15


Gambar 2. 7 ilustrasi pola pertukaran delivery predictability pada protokol prophet.

Gambar 2. 8 ilustrasi transitive property pada protokol prophet. 2.6

The One Simulator 2.6.1 Fungsi The One Simulator The ONE simulator adalah singkatan dari The Opportunistic Network Environment simulator. The ONE Simulator di buat menggunakan program java [6] Fungsi utama the ONE simulator adalah memodelkan pergerakan node, hubungan antar node, routing dan penanganan pesan. Hasil dan analisis didapatkan melalui visualisasi, laporan dan postprocessing tools. The One Simulator dapat memvisualisasikan hasil simulasi dengan dua cara; melalui tampilan interaktif Graphical user Interface (GUI) dan meng-generate gambar dari informasi yang dikumpulkan 16


pada saat simulasi, Gambar 2. 9, menampilkan lokasi node, jalur, hubungan antara node, jumlah pesan yang diterima oleh node, dll. Semua divisualisasikan pada jendela utama. Jika pergerakan map-based yang digunakan, maka semua jalur map akan ditampilkan. Gambar background tambahan (seperti raster, map atau gambar satelit dari area simulasi) di tampilkan dibawah jalur map jika ada.

Gambar 2. 9 Tampilan awal The ONE Simuator. 2.6.2 Struktur The One Simulator

Gambar 2. 10 Struktur The ONE Simulator.

17


Beberapa komponen di dalam The ONE Simulator adalah sebagai berikut [7] : 

Node Capabilities Didalam The ONE Simulator node ada titik akhir mobile yang mampu bertindak sebagai router (misalnya pejalan kaki atau kendaraan dengan hardware yang dibutuhkan). Skenario simulasi dibangun dari kelompok node, Setiap node memiliki seperangkat kemampuan dasar yang dimodelkan misalnya adalah radio interface, Storage, movement, energy consumtion dan message routing.



Mobility Modeling Gerakan node diimplementasikan melalui mobility models. mobility models mendefinisikan algoritma dan aturan yang menghasilkan jalur gerakan node. Ada tiga synthetic movement models di dalam The ONE Simulator yaitu : - Random Movement - Map-Constrained Random Movement - Human Behavior Based Movement

 Routing Beberapa protokol routing yang tersedia di dalam The ONE Simulator : - Direct Delivery (DD) - First Contact (FC) - Spray-and-Wait - Prophet - Epidemic  Application Support The

ONE

Simulator

menyediakan

menghasilkan pesan dalam simulasi:

18

dua

cara

untuk


- Message Generators - External Event Files  Interfaces Interfaces dalam The One Simulator menampilkan node movement, connectivity and message routing traces.  Reporting and Visualization The ONE Simulator mampu memvisualisasikan hasil simulasi dalam dua cara melalui Graphical User Interface (GUI) dan dengan menghasilkan gambar dari informasi yang dikumpulkan selama simulasi.  Creating Simulation Scenarios Simulator dikonfigurasi di dalam text berbasis java yang mengatur seperti ; user interface, event generation dan reporting parameters.

19


BAB III PERENCANAAN PENELITIAN

3.1

Parameter Simulasi Pada penelitian ini sudah ditentukan parameter – parameter jaringan, parameter – parameter jaringan ini bersifat konstan dan akan di pakai terus pada setiap pengujian yang dilakukan. Parameter – parameter yang dimaksud dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 3. 1 Parameter Jaringan. Parameter

Nilai

Waktu Simulasi

RandomWaypoint = 43200s (12 jam) Haggle4-Cam-imote = 950400s (11 Hari)

Area Simulasi

4500 x 3400m

Pola Pergerakan Node

RandomWaypoint, Pergerakan Manusia (Haggle4-Cam-imote)

Protokol Routing

Epidemic; Prophet

Network Interface

Bluetooth

Interface transmit speed

2 Mbps

Interface Transmit Range

10 m

Kecepatan Pergerakan Node

Min=0.5 m/s Max=1.5 m/s

Message Size

500 KB – 1MB

Buffer Occupancy Interval

10 Detik

20


3.2

Skenario Simulasi Skenario simulasi kedua protokol routing epidemic dan prophet menggunakan parameter yang sama, akan tetapi nilai node, buffer dan TTL yang bervariasi, kemudian hasil dari pengujian ditampilkan menjadi sebuah tabel dan grafik. Skenario : Skenario 1A dengan penambahan jumlah Node Tabel 3. 2 Tabel skenario simulasi dengan penambahan jumlah Node.

Waktu simulasi

Protocol Routing

Jumlah Node

Model Pergerakan

43200

Epidemic

20; 30; 40; 50; 60; 70; 80

Random Waypoint

43200

Prophet

20; 30; 40; 50; 60; 70; 80

Random Waypoint

Skenario : Skenario 2B dengan penambahan jumlah Buffer. Tabel 3. 3 Tabel skenario simulasi dengan penambahan jumlah Buffer. Waktu simulasi

Protocol Routing

Jumlah Buffer (MB)

Model Pergerakan

43200

Epidemic

5; 10; 20; 30; 40; 50; 60

Random Waypoint

43200

Prophet

5; 10; 20; 30; 40; 50; 60

Random Waypoint

Skenario : Skenario 2B dengan penambahan jumlah TTL pesan. Tabel 3. 4 Tabel skenario simulasi dengan penambahan jumlah TTL pesan. Waktu simulasi

Protocol Routing

950400

Epidemic

950400

Prophet

TTL Pesan (Menit) 2; 5; 30; 60; 180; 360; 1440 2; 5; 30; 60; 180; 360; 1440

21

Model Pergerakan Haggle 4 Cambridge Imote Haggle 4 Cambridge Imote


3.3

Parameter Uji 3.1.1 Delivery Ratio Delivery Ratio adalah rasio keberhasilan pesan yang berhasil dikirimkan ke node tujuan akhir. 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑦 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =

𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡𝑠 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑

𝐶𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

3.1.2 Overhead Ratio Overhead

ratio

adalah

banyaknya

jumlah

pesan

yang

direlay/terkirim dari jumlah copy yang dibuat. Dalam kasus ini copy adalah costnya. 𝑂𝑣𝑒𝑟ℎ𝑒𝑎𝑑 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =

(𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡𝑠 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑦𝑒𝑑 − 𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡𝑠 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑) 𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡𝑠 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑

3.1.3 Latency Average Latency average adalah waktu yang dibutukan pesan saat dikirim sampai diterima oleh node tujuan. 𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 =

𝑆𝑢𝑚 𝑜𝑓 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 𝑜𝑓 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠 𝑛𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

3.1.4 Buffer Occupancy Buffer occupancy adalah rata- rata konsumsi buffer dengan skala antara 0-100%

100 ∗

(𝑏𝑠𝑖𝑧𝑒 − 𝑓𝑟𝑒𝑒𝐵𝑢𝑓𝑓𝑒𝑟) 𝑏𝑠𝑖𝑧𝑒

22


3.4

Topologi Jaringan 3.4.1 Random Waypoint Bentuk topologi dari jaringan Opportunistic Networks yang menggunakan tipe pergerakan node Random Waypoint yang bergerak secara acak yang tidak bisa diramalkan. Hasil dari simulasi baik itu posisi node, pergerakan node dan juga koneksi yang terjadi tentunya tidak akan sama setiap simulasi dijalankan. Berikut adalah contoh bentuk jaringan random waypoint pada The One Simulator.

Gambar 3. 1 Snapshoot topologi jaringan menggunakan RandomWaypoint. 3.4.2 Pergerakan manusia (Haggle 4 – Cambridge Imote)

Bentuk topologi dari jaringan yang menggunakan pergerakan manusia tidak bisa digambarkan karena merupakan data set pertemuan/kontak node dari sebuah konferensi yang diselenggarakan di Cambidge dengan sebuah alat bernama imotes. Data kemudian dirangkum ke dalam sebuah file dengan format *.csv, sehingga bisa di aplikasikan di The ONE Simulator.

23


BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Untuk melakukan perbandingan unjuk kerja protokol routing Epidemic dengan protokol routing Prophet maka dilakukan seperti tahap skenario perencanaan simulasi jaringan pada bab III. Hasil simulasi diperoleh dari report program the One Simulator. 4.1

Pergerakan Random Waypoint 4.1.1 Penambahan Jumlah Node Tabel 4. 1 Hasil penambahan jumlah node pada protocol Epidemic.

Jumlah Node

Protocol Epidemic dengan penambahan jumlah Node Delivery Ratio

Overhead Ratio

Latency average

Average Buffer Occupancy

20

0.3243

15.5833

10397.7028

9.8219

30

0.5405

24.5500

9983.2000

12.5899

40

0.6216

33.2319

8651.2275

16.3324

50

0.7027

48.6795

6800.5551

28.5992

60

0.8649

57.5208

5770.3667

32.9212

70

0.8649

67.9792

4193.5562

37.9947

80

0.9189

77.5000

3899.2951

40.1831

24


Tabel 4. 2 Hasil penambahan jumlah node pada protocol Prophet.

Protocol Prophet dengan penambahan jumlah Node

Jumlah Node

12.7500

Latency average (seconds) 11456.5250

Average Buffer Occupancy (%) 5.8734

0.1982

17.5000

10845.3457

9.1143

40

0.2162

18.5417

10337.8560

12.7070

50

0.2252

34.2800

10045.3457

13.0378

60

0.3153

40.5143

8631.5955

17.7988

70

0.4054

57.3556

7671.7041

26.6700

80

0.4414

64.8980

6777.0556

28.8081

Delivery Ratio

Overhead Ratio

20

0.0721

30

1 80

Overhead Ratio

Delivery Ratio

0.8 0.6 0.4 0.2

60 40 20 0

0 20

30

40

50

Node Epidemic

60

70

20

80

Prophet

Average Buffer Occupancy (%)

Latency Average (seconds)

12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 40

50

60

70

80

Node Epidemic

50

60

70

80

Prophet

(2). Overhead Ratio.

14000

30

40

Node Epidemic

(1). Delivery ratio.

20

30

Prophet

100 80 60 40 20 0 20

30

40

50

Node Epidemic

60

70

80

Prophet

(4). Average Buffer Occupancy. (3). Latency Average. Gambar 4. 1 grafik penambahan jumlah node pada protocol prophet dan epidemic. 25


Keterangan : a Nilai delivery ratio meningkat semakin baik performanya. b Nilai overhead ratio meningkat semakin buruk performanya. c Nilai latency average menurun semakin baik performanya. d Nilai buffer occupancy meningkat semakin buruk performanya.

Gambar 4.1 menunjukan bahwa dengan penambahan node, maka akan meningkatkan nilai delivery ratio secara signifikan untuk kedua protokol, hal ini disebabkan karena kerapatan node mempengaruhi kedua protokol dalam memberikan salinan pesan ke node perantaranya. Nilai delivery ratio pada protokol epidemic, lebih unggul dibandingkan dengan protokol Prophet karena epidemic memiliki strategi pengiriman flooding based forwarding artinya epidemic akan memberikan salinan pesan kepada node perantaranya, asalkan node perantaranya belum memiliki salinan pesan yang dibawa node pengirim. Sedangkan prophet memiliki

strategi

pengiriman

dengan

mempertimbangkan

nilai

delivery

predictability. Pertambahan jumlah node dalam jaringan akan berpengaruh pada nilai overhead ratio, karena jumlah copy pesan yang dimiliki oleh masing – masing node ikut bertambah, konsumsi buffer setiap node juga bertambah relevan dengan nilai overhead ratio (cost). Nilai overhead ratio pada protokol Prophet lebih baik dibandingkan dengan epidemic karena strategi penyampaian pesan terbatas oleh nilai delivery predictability , pesan akan disampaikan kepada node perantara jika nilai delivery predictability lebih tinggi dari node pengirim, berbeda dengan epidemic yang menyampaikan pesan yang mengakibatkan overhead meningkat. Sedangkan nilai latency average membaik artinya pesan akan cepat sampai kepada node tujuan. Dalam kasus latency dengan pergerakan random waypoint protokol epidemic lebih unggul dibandingkan protokol prophet karena

26


pola pergerakan random waypoint mengasumsikan bahwa semua node memiliki

Buffer Occupancy per node (%)

probabilitas yang sama dalam pengiriman pesan. Node 20

100 80 60 40 20 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Node Epidemic

Prophet

Gambar 4. 2 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 20 node.

Buffer Occupancy per node (%)

Node 50

100 80 60 40 20 0

Node Epidemic

Prophet

Gambar 4. 3 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 50 node.

Buffer Occupancy per Node (%)

100

Node 80

80 60 40 20 0

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 Node

Epidemic

27

Prophet


Gambar 4. 4 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan 80 node. Konsumsi buffer setiap node dapat dilihat pada gambar diatas (Gambar 4.2, Gambar 4.3 dan Gambar 4.4), sesuai dengan skenario pola pengirimanya adalah dengan node pengirim dan penerima tetap. Terlihat ada node dengan konsumsi buffer lebih tinggi dari yang lain dan salah satu node memiliki buffer yang kosong, node dengan konsumsi yang lebih tinggi adalah node pengirim, node tersebut selalu memproduksi (meng-generate) pesan untuk dikirimkan ke node tujuan, nilai buffer node pengirim sama untuk kedua protokol. Untuk node yang konsumsi buffernya kosong adalah node penerima, setelah pesan sampai di node tujuan maka pesan akan di drop maka node penerima akan selalu kosong. 4.1.2

Penambahan Buffer Size

Tabel 4. 3 Hasil penambahan Buffer Size pada protocol epidemic. Buffer Size (MB)

Protocol Epidemic dengan penambahan Buffer Size

351.5

Latency average (seconds) 4403.2375


0.4865

226.6111

5032.8537

76.1015

20

0.6306

171.0857

5685.4571

73.0722

30

0.7297

107.4444

5403.263

67.9134

40

0.8378

80.9892

4646.2247

61.6373

50

0.9099

77.2178

4159.2871

52.9038

60

0.9099

77.2178

4159.2871

44.0865

Delivery Ratio

Overhead Ratio

5

0.2883

10

Tabel 4. 4 Hasil penambahan Buffer Size pada protocol Prophet. Buffer Size (MB)

Protocol Prophet dengan penambahan Buffer Size Delivery Ratio

Overhead Ratio

28

Latency average (seconds)



5

0.3063

203.0588

5151.2412

58.4444

10

0.3964

156.9545

6627.75

60.0712

20

0.5135

75.5789

7137.9368

47.4758

30

0.4505

67.3

8647.214

28.2381

40

0.4324

66.7708

9334.6729

20.6885

50

0.4144

65.4565

10105.1022

15.578

60

0.4324

65.5417

9092.8312

14.7446

400

0.8

Overhead Ratio

Delivery Ratio

1

0.6 0.4 0.2

300 200 100

0

0 Buffer Size (MB) Epidemic Prophet

Bufer Size (MB) Epidemic Prophet

(2). Overhead Ratio.

12000

100



(1). Delivery Ratio. 10000 8000 6000 4000 2000 0

Buffer Size (MB) Epidemic Prophet

(3). Latency Average.

80 60 40 20 0

Buffer Size (MB) Epidemic Prophet

(4). Average Buffer Occupancy.

Gambar 4. 5 grafik penambahan jumlah Buffer pada protocol prophet dan epidemic.

29


Keterangan : a Nilai delivery ratio meningkat semakin baik performanya. b Nilai overhead ratio menurun semakin baik performanya. c Nilai latency average meningkat semakin buruk performanya. d Nilai buffer occupancy meningkat semakin buruk performanya. Penambahan jumlah buffer menyebabkan nilai delivery ratio kedua protokol meningkat karena semakin besar ukuran buffer maka semakin banyak pesan yang dapat ditampung. Pesan di drop karena buffer penuh dan batas waktu TTL menjadi semakin kecil, dalam skenario penambahan buffer, TTL di set 420 menit untuk meminimalkan pesan di drop karena batas waktu TTL. Pada nilai delivery ratio Protokol epidemic tetap lebih unggul dibanding prophet kerena disamping strategi penyampaian epidemic yang flooding based forwarding, kinerja prophet juga kurang maksimal pada pergerakan random waypoint. Nilai overhead ratio dalam penambahan buffer juga menjadi lebih baik, karena copy pesan lebih banyak ditampung dalam buffer, sehingga setiap node dapat memiliki copy pesan, epidemic maupun prophet akan membatalkan pengirimanya jika copy pesan sudah dimiliki oleh node yang ditemuinya, dampak dari kasus tersebut adalah nilai latency yang tinggi karena node penerima harus menunggu bertemu kepada node yang membawa pesan. Konsumsi buffer juga semakin tinggi dengan bertambahnya ukuran buffer, konsumsi epidemic lebih boros dibanding prophet karena pesan yang disampaikan lebih banyak.

30

Average Buffer Occupancy per Node (%)


BUffer Size 5MB

100 80 60 40 20 0

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 Node

Epidemic

Prophet


Gambar 4. 6 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 5MB. Buffer Size 30MB

100 80 60 40 20 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 Node

Epidemic

Prophet


Gambar 4. 7 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 30MB.

100

Buffer Size 60MB

80 60 40 20 0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 Node

Epidemic

31

Prophet


Gambar 4. 8 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan buffer size 60MB. Grafik diatas (Gambar 4.6, Gambar 4.7 dan Gambar 4.8), menunjukan dengan penambahan buffer size prosentase pemakain buffer setiap node semakin menurun. Kosumsi buffer epidemic lebih boros di banding prophet karena dengan buffer semakin tercukupi memungkinkan epidemic mengirimkan copy pesan ke semua node dengan strategi flooding based forwarding. 4.1

Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan

Tabel 4. 5 Hasil penambahan TTL pesan pada protocol Epidemic.

TTL (Menit)

Protocol Epidemic dengan penambahan TTL pesan Latency average (seconds)


Delivery Ratio

Overhead Ratio

2

0.0258

48.4815

5

0.0334

42.8857

21.7963 55.0114

30

0.0688

32.6944

500.0403

0.1894

60

0.0688

31.1856

1057.7546

0.4365

180

0.1509

31.5127

3531.3310

1.7615

360

0.2216

32.9483

7728.4582

4.6321

1440

0.5062

30.0453

28661.8734

26.9078

0.0233

Tabel 4. 6 Hasil penambahan TTL pesan pada protocol Prophet.

TTL (Menit)

Protocol Prophet dengan penambahan TTL pesan

26.8000

Latency average (seconds)) 21.0533


22.8400

93.7120

0.0148

Delivery Ratio

Overhead Ratio

2

0.0143

5

0.0239

32

30

0.0602

22.6508

604.6222

0.1297

60

0.0793

23.5904

1108.6915

0.3097

180

0.1366

22.6853

3682.0671

1.2654

360

0.2073

22.7235

7946.7622

3.2571

1440

0.4986

22.4215

29688.8203

19.1090

1

60

0.8

50

Overhead Ratio

Delivery Ratio


0.6 0.4 0.2

40 30 20 10 0

0 2

5

30

60

2

180 360 1440

35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 5

30

60

30

60

180 360 1440

(2). Overhead Ratio. Average Buffer Occupancy (%)


(1). Delivery Ratio.

2

5

TTL (Menit) Epidemic Prophet


180 360 1440

100 80 60 40 20 0 2

5

30

60

180 360 1440



(3) Latency Average.

(4) Average buffer Occupancy.

Gambar 4. 9 grafik penambahan jumlah TTL pada protokol prophet dan epidemic.

33


Keterangan : a Nilai delivery ratio meningkat semakin baik performanya. b Nilai overhead ratio menurun semakin baik performanya. c Nilai latency average meningkat semakin buruk performanya. d Nilai buffer occupancy meningkat semakin buruk performanya.

Penambahan TTL menentukan keberhasilan pesan dapat sampai ke tujuan. Semakin lama TTL yang dimiliki oleh pesan maka semakin tinggi kemungkinan pesan dapat mencapai tujuan, hal tersebut dapat terjadi karena pesan di drop oleh TTL semakin kecil. Dalam skenario penambahan TTL, ukuran buffer di set 60MB untuk meminimlkan pesan di drop karena buffer penuh. Pada pergerakan manusia prophet dapat bekerja lebih baik dibanding pergerakan random waypoint karena probabalitas pertemuan antar node lebih bervariasi, Gambar 4.9 menunjukan bahwa nilai delivery ratio dan latency average pada kedua protokol hampir seimbang. Nilai overhead ratio pada kedua protokol sama – sama turun disebabkan oleh jumlah copy pesan yang terbatas. Setiap pesan yang memiliki TTL lebih lama, maka node tidak akan lagi mengirim pesan yang sama karena node penerima masih memiliki pesan tersebut. Kinerja prophet bisa dikatan lebih baik karena dengan nilai delivery ratio hampir sama tapi dengan nilai overhead ratio (cost) yang lebih rendah sehingga konsumsi buffer lebih irit dibanding epidemic. Dengan penambahan TTL juga meningkatkan nilai latency average pada kedua protokol, hal ini di karenakan penambahan TTL membuat pesan memiliki umur masa hidup lebih panjang dalam proses pengiriman pesan dari source menuju destination.

34



TTL 20 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435 Node Epidemic

Prophet

Average Buffer Occupancy Per NOde (%)

Gambar 4. 10 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 20. TTL 60 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435 Node Epidemic

Prophet

Gambar 4. 11 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 60. Gambar 4.10 dan gambar 4.11 menunjukan bahwa belum ada konsumsi buffer pada setiap node, hanya terlihat node pengirim memiliki konsumsi buffer yang lebih tinggi dibandingakan dengan yang lain, oleh karena itu nilai probabilitas masih dalam angka 0.1 – 0.7. Pada pergerakan manusia menggunakan TTL 60 penyebaran pesan belum merata sehingga mengakibatkan nilai delivery ratio menjadi rendah. Kemungkinan pesan akan banyak di drop karena terbatasnya TTL.

35


Average Buffer Occupancy Per NOde (%)

TTL 1440 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435 Node Epidemic Prophet

Gambar 4. 12 grafik konsumsi buffer per node pada penambahan TTL 1440. Gambar 4.12 menunjukan peyebaran pesan sudah mulai merata, terlihat pada grafik diatas (gambar 4.12) semua node memiliki konsumsi buffer kecuali node penerima, node tersebut selalu kosong karena setelah pesan sampai pada tujuan maka pesan langsung di drop. Komsumsi buffer protokol epidemic selalu lebih boros dibanding prophet baik pada pergerakan random waypoint maupun pergerakan manusia, dengan strategi penyampaian pesannya yang flooding based forwarding sehingga memungkinkan epidemic untuk mengirimkan pesan ke semua node asalkan node penerima belum memiliki salinan pesan yang di bawa node pengirim. Berbeda dengan prophet yang memiliki strategi penyampain terbatas, yang mengindikasikan bahwa pesan yang beredar bersifat unik dan belum tentu semua node

memilikinya.

Sehingga

dalam

penyampaian

pesan

prophet

mempertimbangkan nilai delivery predictability untuk meminimalkan jumlah copy pesan dalam jaringan, dan juga tetap menjaga nilai delivery ratio dan latency.

36


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1

Kesimpulan Keunggulan

yang

dimiliki

protokol

epdemic

adalah

mengoptimalkan tingkat pengiriman pesan dan meminimalkan latency, namun pola pengiriman flooding based forwarding menyebabkan copy pesan dalam jaringan menumpuk (overhead). Sedangkan protokol prophet memiliiki

keunggulan

meminimalkan

jumlah

copy

pesan,

dengan

mempertahankan nilai delivery ratio dan latency, namun pola penyampaian pesannya (delivery predictability) membutuhkan probabilitas pertemuan node yang bervariasi sehingga tidak optimal pada pergerakan random waypoint yang memiliki kriteria probabilitas pertemuan antar node hampir sama. Pada pergerakan manusia kinerja prophet lebih unggul dibanding epidemic karena dengan nilai delivery ratio dan latency yang hampir sama, tetapi dengan konsumsi buffer dan overhead (cost) lebih rendah daripada epidemic. Kinerja prophet lebih optimal pada pergerakan ini karena probabilitas pertemuan antar node bervariasi. Sedangkan pada pergerakan random waypoint, epidemic lebih unggul dibanding prophet karena strategi flooding based forwarding menghasilkan nilai delivery ratio dan latency lebih baik dibanding prophet walaupun dengan nilai overhead yang lebih tinggi. 5.2

Saran Kinerja prophet mampu berjalan efektif pada pergerkan manusia, untuk penelitian yang dapat dilakukan selanjutnya, protokol pembanding bisa menggunakan protokol dengan kriteria yang sama dengan prophet misalnya BubleRap yang mepertimbangakan laju penyampaian pesanya.

37


DAFTAR PUSTAKA [1]. Suharsono, Aswin. “Pengertian dan latar belakang Delay Tolerant Network”. 23 Maret 2016. http://aswinsuharsono.lecture.ub.ac.id/2012/07/pengertiandan-latar-belakang-delay-tolerant-network/. [2]. Fall, Kevin, A Delay Tolerant Network Architecture for Challenged Internets, SIGCOMM ’03, New York, NY, USA: ACM 2003, p. 27-34. Available at http://doi.acm.org/10.1145/863955.863960. 2003. [3]. Namita, Mehta and Mehul, Shah, Performance of Efficient Routing Protocol in Delay Tolerant Network: A Comparative Survey, Student, Department of Communication Engg. G.H.Patel College of Engineering & Technology, Gujrat, India. 2014. [4]. Ari, keranen, Opportunistic Network Environment simulator, Helsinki University of Technology , 2008. [5]. Orlinski, Matthew. “Ecounter traces for the ONE simulator”. 23 Maret 2016. http://shigs.co.uk/index.php?page=traces. [6]. One, The “The Opportunistic Network Environment simulator”. 23 Maret 2016. http://www.netlab.tkk.fi/tutkimus/dtn/theone/. [7]. Ari, keranen, Jörg Ott, Teemu Kärkkäinen, The ONE Simulator for DTN Protocol Evaluation. Helsinki University of Technology (TKK), Department of Communications and Networking. fakeranen,jo,[email protected].

38


LAMPIRAN A. Default setting untuk penamhan node Scenario.name = prophetNODE%%Group.nrofHosts%% Scenario.simulateConnections = true Scenario.updateInterval = 0.1 Scenario.nrofHostGroups = 1 Scenario.endTime = 43200 btInterface.type = SimpleBroadcastInterface btInterface.transmitSpeed = 250k btInterface.transmitRange = 10 Group.movementModel = RandomWaypoint #Group.router = EpidemicRouter Group.router = ProphetRouter ProphetRouter.secondsInTimeUnit = 30 Group.bufferSize = 50M Group.waitTime = 0, 120 Group.nrofInterfaces = 1 Group.interface1 = btInterface Group.speed = 0.4, 1.8 Group.msgTtl = 300 Group.nrofHosts = [20; 30; 40; 50; 60; 70; 80;] Group.groupID = n Events.nrof = 1 Events1.class = MessageEventGenerator Events1.interval = 360, 420 Events1.size = 500k,1M Events1.hosts = [0,0; 0,0; 0,0; 0,0; 0,0; 0,0; 0,0;] Events1.tohosts = [19,19; 29,29; 39,39; 49,49; 59,59; 69,69; 79,79;] Events1.prefix = M MovementModel.rngSeed = 1 MovementModel.worldSize = 1000, 1000 MovementModel.warmup = 1000 Report.nrofReports = 2 Report.warmup = 0 Report.reportDir = FIX_NODE_ProphetFIX Report.report1 = MessageStatsReport Report.report2 = BufferOccupancyReportFix BufferOccupancyReportFix.occupancyInterval = 10

39


B. Default setting untuk penambahan buffer Scenario.name = epidemicNODE%%Group.bufferSize%% Scenario.simulateConnections = true Scenario.updateInterval = 0.1 Scenario.nrofHostGroups = 1 Scenario.endTime = 43200 btInterface.type = SimpleBroadcastInterface btInterface.transmitSpeed = 250k btInterface.transmitRange = 10 Group.movementModel = RandomWaypoint Group.router = EpidemicRouter #Group.router = ProphetRouter ProphetRouter.secondsInTimeUnit = 30 Group.bufferSize = [2M; 5M; 10M; 20M; 30M; 40M; 50M; 60M;] Group.waitTime = 0, 120 Group.nrofInterfaces = 1 Group.interface1 = btInterface Group.speed = 0.4, 1.8 # 0.5, 1.5 0.4, 1.8 Group.msgTtl = 420 Group.nrofHosts = [80;] Group.groupID = n Events.nrof = 1 Events1.class = MessageEventGenerator Events1.interval = 360, 420 Events1.size = 500k,1M Events1.hosts = 0,0 Events1.tohosts = 79,79 Events1.prefix = M MovementModel.rngSeed = 1 MovementModel.worldSize = 1000, 1000 MovementModel.warmup = 1000 MapBasedMovement.nrofMapFiles = 4 Report.nrofReports = 2 Report.warmup = 0 Report.reportDir = FIX_Buffer_EpidemicFIX Report.report1 = MessageStatsReport Report.report2 = BufferOccupancyReportFix

BufferOccupancyReportFix.occupancyInterval = 10

40


C. Default setting untuk penambahan TTL Scenario.name = prophetTTL%%Group.msgTtl%% Scenario.simulateConnections = false Scenario.updateInterval = 0.1 Scenario.nrofHostGroups = 1 Scenario.endTime = 950400 btInterface.type = SimpleBroadcastInterface btInterface.transmitSpeed = 250k btInterface.transmitRange = 10 Group.movementModel = StationaryMovement #Group.router = EpidemicRouter Group.router = ProphetRouter ProphetRouter.secondsInTimeUnit = 30 Group.bufferSize = 60M Group.waitTime = 0, 120 Group.nrofInterfaces = 1 Group.interface1 = btInterface Group.speed = 0.4, 1.8 Group.msgTtl = [2; 5; 30; 60; 180; 360; 1440;] Group.nrofHosts = 36 Group.groupID = n Group.nodeLocation = 0,1 #Group1.speed = 0.5, 1.5 Events.nrof = 2 Events1.class = StandardEventsReader Events1.filePath = encounterTraces/Haggle4-Cam-Imote.csv Events2.class = MessageEventGenerator Events2.interval = 900, 915 Events2.size = 500k,1M Events2.hosts = 1,1 Events2.tohosts = 35,35 Events2.prefix = M MovementModel.rngSeed = 1 MovementModel.worldSize = 4500, 3400 MovementModel.warmup = 1000 Report.nrofReports = 2 Report.warmup = 0 Report.reportDir = FIX_TTL_prophetFIX2 Report.report1 = MessageStatsReport Report.report2 = BufferOccupancyReportFix BufferOccupancyReportFix.occupancyInterval = 10

41

ANALISIS PERBANDINGAN ROUTING PROTOCOL EPIDEMIC DAN PROPHET DI OPPORTUNISTIC NETWORKS SKRIPSI

Recommend Documents