Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
SIMULASI WIRELESS MESH NETWORK (WMN) UNTUK MENDUKUNG IMPLEMENTASI NEXT GENERATION NETWORK (NGN) Nanang Ismail1, Adam Faroqi2, Lia Kamelia3, Rina Mardiati4 1,2,3,4 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung
Abstrak
Wireless LAN application has been widely used today. One of the wireless topology that cheap but reliable is mesh topology, otherwise known as wireless mesh network (WMN). To support the development of Next Generation Network (NGN), research about wireless mesh network is needed before it is implemented further. This paper represents the preliminary findings of research on the implementation of the WMN for rural areas, especially in areas that will connect between madrasah, majlis ta’lim, pesantren, and others. This paper contains a simulation scenario to determine how the characteristics of wireless mesh networks. This is also done to determine the End-to-End delay, Packet Drop and throughput that occur in the routing process. Simulations conducted in the laboratory using four indoor access point (IAP): 1 as a server, and 3 as a workstation. Routing protocol used in the experiments is OLSR (Optimized Link State Routing). Network monitoring using SNMP and operated on a Linux OS. The simulation results showed that the total bytes for the application packet bigger than packet routing. But the number of routing packets is larger than the application package. Trace routes results showed that the inter-hop in the configuration of the simulation WMN is connected properly. Keywords: Wireless mesh network, OLSR, end-to-end delay, packet drop, throughput, routing
A. Pendahuluan
menghubungkan node-node yang ada.
1. Latar Belakang
Sementara pada WMN cukup dengan
Aplikasi wireless LAN saat telah
banyak
digunakan.
Salah
membuat satu akses point pada setiap
ini
node,
satu
keuntungan
network.
jaringan
menjadi
Beberapa
wireless
dapat
o Setiap titik pada jaringan mesh dapat
bentuk mesh atau lebih dikenal dengan mesh
jaringan mesh
terbentuk.
topologi yang dapat digunakan adalah
wireless
maka
router
sehingga
dapat
memperluas jaringan.
mesh
adalah:
o Topologi
mesh
memungkinkan
o Pada jaringan kabel, topologi mesh ini
jaringan bekerja lebih efektif karena
membutuhkan biaya yang tinggi karena
setiap titik di jaringan berhubungan
memerlukan
banyak kabel dengan 204
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
dengan
titik
yang
lain,
ISSN 1979-8911
sehingga
jaringan
terdapat beberapa alternatif rute data. Pada
melayani
komunikasi suara dan data. Setiap node yang terhubung dengan jaringan akan
untuk
dapat berkomunikasi dengan biaya yang
membangun suatu infrastruktur jaringan di
rendah. Solusi ini keseluruhannya dapat
suatu area yang cukup luas. Nantinya
dimanfaatkan untuk telekomunikasi rural.
dapat
wireless
akan
mesh
network
akhirnya
tersebut
digunakan
Gambar 1. Topologi Jaringan Mesh 2. Tujuan
o Dilakukan di laboratorium dengan
Adapun tujuan penelitian adalah
menggunakan 4 indoor access point
melakukan simulasi untuk mengetahui
(IAP):1 sebagai server, dan 3 sebagai
bagaimana karakteristik dari jaringan
workstation
wireless mesh. Hal ini juga dilakukan untuk
mengetahui End-to-End
o Protokol routing yang digunakan dalam
delay,
percobaan adalah AODV (Adhoc On-
Packet Drop dan Throughput yang terjadi
Demand Distance Vector) dan OLSR
pada proses routing. Dan dengan simulasi
(Optimized Link State Routing)[23-29].
juga dapat diketahui apa-apa saja yang
Network
mempengaruhi jaringan yang mempunyai
SNMP dan dioperasikan pada OS
banyak node.
Linux.
3. Ruang Lingkup dan Batas-Batas
menggunakan
B. Tinjauan Pustaka
Penelitian Ruang
monitoring
1. Wireless LAN
lingkup
simulasi
yang
Pada saat ini terdapat beberapa
dilakukan adalah:
teknologi yang dikategorikan Wireless 205
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
LAN (WLAN), antara lain IEEE 802.11,
dan teknik modulasi FHSS (Frequency
HiperLAN, Home RF dan lain-lain.
Hopping
Teknologi HiperLAN hingga saat ini
standar tersebut diatas tidak akan dibahas
memiliki dua versi, yaitu HiperLAN/1 dan
lebih lanjut.
Spread
Spectrum).
Kedua
HiperLAN/2. HiperLAN/1 bekerja pada frekuensi
5
GHz
dengan
kecepatan
2. Standar IEEE 802.11
transfer hingga 24 Mbps. Sedangkan
Teknologi wireless yang umum
HiperLAN/2 dapat mencapai kecepatan
digunakan saat ini adalah standar 802.11,
transfer hingga 54 Mbps.
atau yang biasa disebut Wi-Fi. Teknologi
HomeRF dikembangkan berbasis
IEEE 802.11 merupakan teknologi akses
pada protokol Shared Wireless Access Protocol
(SWAP)
untuk
wireless yang distandarisasi oleh IEEE
melakukan
(Institute of Electrical and Electronic
komunikasi tanpa kabel antara PC dengan
Engineers) dan dirancang untuk memiliki
setiap perangkat elektronik. SWAP hanya
cakupan atau jangkauan LAN (Local Area
mendefinisikan komunikasi wireless ini
Network). Pada OSI layer, 802.11 terletak
pada level voice dengan kecepatan 1
pada layer PHY dan DATA LINK
hingga 2 Mbps pada frekuensi 2,4 GHz
Gambar 2 Keluarga IEEE pada OSI Layer Sebuah device
IEEE
802.11b/g
Service Set Identifier) dan channel
dapat beroperasi dalam empat mode yang
tertentu. Dalam master mode, AP
berbeda, yaitu:
hanya dapat berkomunikasi dengan
1.
managed mode.
Master Mode / AP (Access Point 2.
Mode)
Managed Mode / Client Mode
Mode ini biasa digunakan oleh AP
Pada managed mode, node-node
pada
Card
yang menggunakan mode ini akan
membentuk sebuah jaringan dengan
bergabung dengan jaringan yang
nama/identitas
dibentuk
umumnya.
Wireless
tertentu
(SSID
/ 206
oleh
master.
Pada
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
3.
ISSN 1979-8911
prakteknya SSID pada node client
semua traffic radio dalam sebuah
akan secara otomatis sesuai dengan
channel yang berada pada coverage
AP begitu pula dengan channel pada
tertentu saja.
node client.
digunakan dalam jaringan wireless.
ini
jarang
Ad-Hoc Mode
Pada mode ini tidak terdapat master
Topologi IEEE 802.11 Penggunaan teknologi IEEE 802.11
/ AP sama sekali. Pada mode ini setiap node melakukan komunikasi
dalam
secara
dikategorikan
langsung
tetangganya.
dengan
node
yang
saling
Node
komunikasi
jangkauan (coverage) node yang
network (ad-hoc).
itu
SSID
mode
dan
mode
infrastructureless
dan
channel harus berada dalam satu
Infrastructured Network Pada mode infrastructure, jaringan
kesamaan.
wireless terdiri dari sedikitnya satu AP.
Monitor Mode
Konfigurasi jaringan wireless seperti ini
Mode ini disebut juga mode pasif.
disebut dengan Base Service Set (BSS).
Pada mode ini AP tidak melakukan
Sedangkan Extended Service Set (ESS)
transfer data sama sekali, karena
merupakan gabungan dari beberapa BSS
pada mode ini perangkat hanya digunakan
dua
dapat
komunikasi, yaitu mode infrastructured network
Selain
data
kedalam
berkomunikasi harus berada dalam
lainnya.
4.
Mode
untuk
yang membentuk subnetwork.
mendengarkan
Gambar 3. Contoh BSS 207
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
Infrastructureless Network
tetangganya selama masih dalam coverage area atau range. Dalam mode ad-hoc,
Pada mode ini, tidak diperlukan adanya AP / BS (Base Station) sebagai
node
yang
ada
konsentrator karena masing-masing node
mengimplementasikan
dapat langsung berkomunikasi. Mode ini
dimana fungsi router ini adalah untuk me-
biasa juga disebut dengan ad-hoc network.
relay-kan paket atau informasi.
fungsi
tidak router,
Setiap node dapat berkomunikasi dengan
Gambar 4 Ad-Hoc
Gambar 5 Komunikasi WLAN mode Ad-Hoc
2.1.Wireless Mesh Network
seperti base station pada umumnya, node user
Dalam teknologi jaringan wireless
tidak
perlu
terhubung
secara
yang konvensional semua user atau node
langsung namun bisa melalui user lain
harus berada dalam jangkauan transmisi
yang
dari base station agar dapat terhubung ke
gateway.
masuk kedalam coverage dari
internet. Jika sebuah node sudah tidak
Setiap node user di wireless mesh
terjangkau lagi oleh base station, maka
network tidak hanya beroperasi sebagai
node tersebut tidak dapat terlayani. Dalam
host, namun juga sebagai router untuk
wireless mesh network, coverage tidak
meneruskan (forward) paket untuk node
dibatasi oleh ketersedian koneksi secara
lain yang tidak terhubung secara langsung
langsung ke base station. Node yang
ke gateway. Jaringan ini biasanya sangat
terhubung secara langsung ke base station
dinamis dan memiliki sifat self-organizing
biasa disebut sebagai gateway. Tidak
dan self-configuring.
208
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
Gambar 6 Contoh Implementasi WMN 2.1.1. Arsitektur WMN
interface yang dibangun dari teknologi
WMN terdiri dari dua tipe node,
akses yang sama maupun yang berbeda.
yaitu mesh router dan mesh client. Mesh
Sedangkan untuk mesh client adalah node
router berfungsi untuk melayani akses
mesh yang mampu mengakses jaringan
bagi client selain sebagai perangkat yang
yang dibentuk oleh mesh router. Selain
memiliki koneksi dengan router mesh
itu, mesh client juga dapat berkomunikasi
lainnya. Untuk meningkatkan fleksibilitas
langsung dengan sesamanya. Gambar
dalam mesh network, sebuah mesh router
dibawah adalah contoh mesh router
biasanya dilengkapi beberapa wireless
embedded
system.
Gambar 7 Mesh Router Embedded System Arsitektur
dari
wireless
mesh
Infrastructure/Backbone Wireless Mesh
network dapat dikelompokkan menjadi
Network, Client Wireless Mesh Network
tiga berdasarkan fungsi dari node, yaitu
dan Hybrid Wireless Mesh Network. 209
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
Gambar 8 Infrastructure WMN
Gambar 9 Client WMN
Gambar 10 Hybrid WMN 2.2.Routing Protocol
Pro-active/Table-Driven
Secara umum, protokol routing yang
Routing jenis ini dapat dikatakan
digunakan dalam WMN dikelompokkan
sebagai turunan dari routing tradisional
menjadi dua jenis[3], namun kemudian
distance-vector
dan
link
muncul perpaduan diantaranya, berikut
dikembangkan
dan
digunakan
adalah kelompok routing yang ada:
jaringan kabel. Karakteristik utama dari 210
state
yang untuk
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
routing ini adalah setiap node yang berada
resource yang ada untuk melakukan
dalam
perawatan (maintenance) jalur. Route
jaringan
akan
merawat
(maintenance) rute untuk setiap node
discovery
sepanjang waktu. Pembentukan rute dan
flooding jaringan dengan request message.
perubahan dilakukan dengan cara periodic
Untuk mengurangi terjadinya overhead,
update
maka area pencarian (area flooding) dapat
dan
event-triggered.
Periodic
update dilakukan dalam jangka waktu tertentu.
Sedangkan
sendiri
merupakan
proses
dikurangi dengan optimalisasi tertentu.
event-triggered
Beberapa protokol yang termasuk
update dikirimkan pada kejadian-kejadian
kategori ini adalah:
tertentu. Protokol routing jenis ini dikenal
Ad-Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Dynamic Source Routing (DSR) Hybrid
juga dengan protokol routing table-driven. Beberapa protokol routing yang termasuk kategori ini adalah:
Protokol
Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) Optimized Link State Routing (OLSR) Fisheye State Routing (FSR) Reactive/On-Demand Routing
jenis
ini
melakukan
kombinasi dari protokol routing proaktif dan reaktif. Contoh dari protokol ini adalah Zone Routing Protocol (ZRP). ZRP membagi topologi menjadi zona dan
memiliki
mencari protokol routing yang berbeda
pendekatan yang berbeda, yaitu rute baru
diantara zona-zona tersebut berdasarkan
terbentuk
kepada kelemahan dan kelebihan masing-
ketika
ini
jenis
ada
permintaan
(demand). Jadi ketika sebuah node akan
masing protokol.
mengirimkan paket data, maka hal yang
Untuk melakukan routing intra-zone
pertama dilakukan adalah melakukan
maka digunakan protokol proaktif, karena
pengecekan kepada tabel routing yang
tidak
dimiliki, apabila tujuan tidak ditemukan
melakukan komunikasi. Sedangkan untuk
maka prokotol ini akan melakukan route
melakukan
discovery untuk mencari rute menuju
digunakan protokol reaktif.
menghasilkan
delay
komunikasi
ketika
inter-zone
tujuan. Oleh sebab itu route discovery menjadi on-demand. Jika terdapat dua
C. Simulasi Wmn
node
1. Simulasi Jaringan dengan NS-2
yang
belum
berkomunikasi keduanya
tidak
pernah
sebelumnya, akan
saling maka
Simulasi
menggunakan
ini
dilakukan
untuk
mengetahui bagaimana karakteristik dari 211
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
jaringan wireless mesh. Hal ini juga
simulasi juga dapat diketahui apa-apa saja
dilakukan untuk mengetahui End-to-End
yang
delay, Packet Drop dan Throughput yang
mempunyai banyak node.
mempengaruhi
jaringan
yang
terjadi pada proses routing. Dan dengan 2. Analisis Hasil Simulasi Protokol Routing
Gambar 11 Data trafik berbagai metoda routing Berdasarkan hasil simulasi dapat
yang ada maka paket routing memiliki
dilihat bahwa total bytes paket untuk
jumlah yang lebih besar dibandingkan
aplikasi lebih
dengan paket aplikasi.
besar dari paket routing.
Namun apabila dilihat dari jumlah paket sama, yaitu OLSR dan AODV. Namun apabila
Tabel 1 Perbandingan Hasil Simulasi Protokol Routing Paket Routing
Paket Aplikasi
dari
karakteristiknya,
AODV memiliki end-to-end delay yang
Traffic (Total Paket) No Routing
dilihat
lebih besar dibandingkan dengan OLSR karena
AODV
merupakan
protokol
1.
DSDV
85 %
15 %
routing reactive dimana proses routing
2.
AODV
84 %
16 %
dilakukan ketika ada request. Hal tersebut
3.
OLSR
84 %
16 %
4.
DSR
85 %
15 %
pada akhirnya membuat proses inisiasi pengiriman dibandingkan
Apabila dibandingkan antara total paket byte dengan total jumlah paket
sendiri
maka dapat dilihat terdapat 2 protokol
proactive
routing yang memiliki kemampuan yang
mengirimkan 212
data
akan
dengan
merupakan yang tabel
lebih
OLSR.
lama OLSR
protokol
routing
secara
berkala
routing
sehingga
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
ketika ada request akan direspon lebih
3
buah
komputer
(notebook)
yang
cepat.
memiliki wireless adapter card sebagai node (non access point) dari jaringan mesh
3. Analisis Hasil Simulasi WMN
Berdasarkan simulasi sebelumnya,
dengan
menjalankan
protokol
routing OLSR. Konfigurasi simulasi dapat
proses pembangunan dilakukan dengan
dilihat pada gambar berikut.
menggunakan beberapa perangkat untuk menunjang simulasi skala laboratorium. Adapun perangkat yang digunakan adalah 4 buah broadband router wireless yang telah
mengimplementasikan
protokol
routing OLSR. Selain itu digunakan pula
Gambar 12 Konfigurasi Simulasi Indoor dan Hasil Traceroute Hasil traceroute menunjukan bahwa antar
hop
dalam
konfigurasi
Mesh Networks. University California Santa Barbara, Lucent Bell LabsUSA. Sebastian Buettrich (2005) Mesh Network. www.itrainonline.org. Stefano Basagni, Marco Conti, Silvia Giordano, Ivan Stojmenovic (2004). Mobile Ad Hoc Networking. Wiley Interscience. Bruce E. Alexander (2004). 802.11 Wireless Network Site Surveying and Installation. Cisco Press. Diego Passos, Douglas Vidal Teixeira, Débora C. Muchaluat-Saade, Luiz Schara Magalhães, Célio V. N. Albuquerque (2006). Mesh Network Performance Measurements.
WMN
simulasi masih terkoneksi dengan baik.
D. Daftar Pustaka Ian F. Akyildiz, Xudong Wang, Weilin Wang (2005). Wireless Mesh Networks: a survey. Georgia Institute of Technology. Krishna N. Ramachandran, Scott Miller, Milind M. Buddhikot, Girish Chandranmenon, Elizabeth M. Belding-Royer, Kevin C. Almeroth (2005). On the Design and Implementation of Infrastructure 213
Edisi Juni 2011 Volume V No. 1 - 2
ISSN 1979-8911
Institute for Computing of the Fluminense Federal University Brazil, Telecommunications Engineering Department of the Fluminense Federal University Brazil. Ng, Dany (2004). Wireless Mesh Network Technical Overview. Nortel Networks. Charles Perkins, Elizabeth Belding-Royer, Samir Das (2003). Ad Hoc OnDemand Distance Vector (AODV) Routing., RFC 3561, Internet Engineering TaskForce (IETF). T. Clausen, P. Jacquet (2003). Optimized Link State Routing Protocol (OLSR).
Internet Engineering Task Force (IETF). rfc3626. ___________(2006). What is Mesh Networking. RFM, RFM Monolithic Inc. Martin W. Murhammer, Orcun Atakan, Stefan Bretz, Larry R. Pugh, Kazunari Suzuki, David H. Wood (1998). TCP/IP Tutorial and Technical Overview. IBM. Jiang Weirong (2006). Internal Adaptive OLSR for Wireless Mesh Network. ___________(2005). Solving The Wireless Mesh Multi-Hop Dilemma. StrixSystems.
214
