Journal of Control and Network Systems

JCONES Vol. 3, No. 1 (2014) 78-85

Journal of Control and Network Systems Situs Jurnal : http://jurnal.stikom.edu/index.php/jcone

ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA PROTOKOL TCP VEGAS DAN UDP DENGAN MENGGUNAKAN DATA STREAMING Irene Rizky Andini 1) Jusak2) Anjik Sukmaaji 3) Program Studi/Jurusan Sistem Komputer STMIK STIKOM Surabaya Jl. Raya Kedung Baruk 98 Surabaya, 60298 Email : 1)[email protected], 2)[email protected], 3)[email protected]

Abstract:The development of an advanced technology has affected human living in the use of modern communication technology which based on data streaming. Streaming is a transmission technology of sending data, video or audio in real time or pre -recorded from the sender to the receiver. The usage of this technology is very diverse in various activities, so that the data streaming requires a rapid protocol performance in the delivery process. The final task generates comparative characteristics of TCP Vegas and UDP which based on the quality of data streaming services with the parameters of bandwidth utilization test, packet loss, latency, and jitter. The data streaming that has been used includes Voice over IP and video streaming. This comparison is performed using the network simulator 2. From the analysis that has been done, we get the value of the parameters that have been set. In general, it has been found that the percentage of bandwidth utilization on UDP protocol is larger than TCP Vegas. Then, the percentage of packet loss on TCP Vegas is higher than the UDP protocol. While, the value of a latency and jitter on TCP Vegas has a higher value than the UDP protocol. Keywords: TCP Vegas, UDP, Video streaming, VOIP, Quality of service,NS-2. Perkembangan teknologi yang semakin maju dan pesat mempengaruhi kehidupan masyarakat modern dalam menggunakan teknologi media komunikasi berbasis data streaming. Streaming adalah teknologi transmisi pengiriman data, Video atau audio secara real time atau pre-recorded dari sender pada receiver. Pemanfaatan teknologi tersebut sangat beragam dalam berbagai kegiatan, sehingga data streaming membutuhkan suatu unjuk kerja protokol yang cepat dalam proses pengirimannya. Salah satu protokol tersebut adalah protokol TCP Vegas dan UDP. TCP Vegas adalah algoritma yang menekankan pada keterlambatan paket daripada kehilangan paket(Arijasa, 2011), Sedangkan UDP merupakan protokol yang bersifat connectionless

oriented. Artinya, saat melakukan pengiriman data tidak dilakukan proses handshaking, tidak ada sequencing datagram, dan tidak ada garansi bahwa paket data (datagram) yang dikirim akan tiba dengan selamat. UDP juga tidak menyediakan fitur koreksi kesalahan (Sofana, Cisco CCNA & Jaringan Komputer, 2009). Ada Beberapa Jurnal yang berkaitan dengan perbandingan ini. Menurut Sean Boyden(2007) pada paper berjudul, “TCP Vegas Performance with Data streaming yang berisi perbandingan TCP Vegas dan TCP New Reno didapatkan bahwa TCP Vegas lebih baik dari pada TCP New Reno untuk data streaming. Sedangkan menurut Mazhar B.Tayel (2008) pada paper berjudul “Effect of TCP and UDP parameter on the quality of Videostreaming delivery over the internet” yang didapatkan Irene Rizky Andini, Jusak, Anjik Sukmaaji JCONES Vol. 3, No. 1 (2014) Hal: 78

bahwa pengaruh parameter UDP dan TCP pada penundaan Jitter dan nilai paket loss yang digunakan meningkatkan efisiensi protokol UDP dan TCP untuk mencegah kemacetan jaringan. Dalam tugas akhir ini penulis akan membandingkan karakteristik dari protokol TCP Vegas dan UDP berdasarkan pada kualitas layanan data streaming dengan parameter uji utilisasi bandwidth, Packet Loss, latency dan Jitter. Alasan memakai protokol TCP Vegas, dikarenakan pada paper-paper sebelumnya ada yang membahas tentang perbandingan TCP Vegas dan TCP variansi lainnya dan mendapatkan hasil TCP Vegas lebih unggul untuk data streaming. Sedangkan alasan mengapa menggunakan protokol UDP dikarenakan protokol UDP sering digunakan untuk data streaming. Perbandingan ini dilakukan menggukan Network Simulator 2. Network Simulator 2 merupakan sebuah perangkat lunak simulasi jaringan internet untuk kepentingan riset interaksi antar protokol dalam konteks pengembangan protokol internet pada saat ini dan masa yang akan datang (Indarto, 2004).

I.

melakukan generasi pembangkitan paket data pada NS-2 dengan ukuran paket yang bervariasi. 2.Proses Data inputan dijalankan diatas protokol TCP Vegas dan UDP dengan mengunakan pemograman TCL. Setelah didapatkan hasil trace file, hasil trace file diolah berdasarkan parameter uji utilisasi bandwidth, Jitter, latency dan Packet Lossdengan skrip perl menggunakan Network Simulator 2. 3.Output Menunjukan analisis terhadap data yang dihasilkan berupa analisis perbandingan utilisasi bandwidth, analisis perbandingan latency, analisis perbandingan Packet Loss, analisis perbandingan Jitter, dari protokol TCP Vegas dan UDP. 1. Prosedur Penelitian Pada Prosedur penelitian ini menjelaskan tentang langkah-langkah yang dilakukan dalam membuat analisis perbandingan unjuk kerja TCP Vegas dan UDP dengan menggunakan data streaming, seperti diagram alir dibawah ini

METODE

Analisis Perbandingan Unjuk Kerja Protokol TCP Vegas dan UDP dengan menggunakan data streaming ini dapat dijelaskan dengan lebih baik melalui blok diagram seperti yang terlihat di bawah ini:

Gambar1 Blok Diagram Pada Gambar 1 dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu input data, proses dan output yang berupa hasil analisis perbandingan. 1.Input data Data inputan yang digunakan dalam membandingkan kedua protokol didapat dengan

Irene Rizky Andini, Jusak, Anjik Sukmaaji JCONES Vol. 3, No. 1 (2014) Hal: 79

receiver. Untuk bottleneck link terdapat pada n2 dan n3.

Parameter Penelitian

3. Penghitungan dan kategori Parameter Quality of Service 1. Utilisasi bandwidth Utilisasi adalah ukuran seberapa sibuk sumber daya yang ada. Dalam teori antrian, utilisasi direpresentasi sebagai waktu server melakukan layanan dan didefinisikan dengan persamaan (Riadi & Wicaksono, 2011):

Desain Topologi

Pembuatan Script

utility =

𝒕𝒉𝒓𝒐𝒖𝒈𝒉𝒑𝒖𝒕 𝒃𝒂𝒏𝒅𝒘𝒊𝒅𝒕𝒉

x 100%

dimana : throughput: kecepatan transfer data yang terpakai oleh pelanggan pada satu waktu. bandwidth= merupakan jumlah besaran bandwidth yang tersedia.

Menjalankan Script

Pengolahan Data

2. Packet Loss Packet Loss adalah jumlah paket yang hilang saat pengiriman paket data ke tujuan, kualitas terbaik pada jaringan LAN/WAN jika jumlah losses paling kecil. Packet loss dapat dihitung dengan persamaan (Riadi & Wicaksono, 2011) dibawah ini:

Plotting

Gambar2Skema Prosedur Penelitian 2. Desain Topologi

Packet Loss=

Sender

Reciever

n0

n4

𝑷𝒅 𝑷𝒔

x 100%

dimana : Pd = Paket yang mengalami drop (paket) Ps = Paket yang dikirim (paket)

TCP Vegas

n2

n3

n5

n1 UDP

Gambar 3 Topologi Jaringan Model topologi yang digunakan diatas adalah dumb-bell topology. Penggunaan model ini dikarenakan dumb-bell topology mempunyai single bottleneck link dengan jumlah dua sender dan dua receiver. Tetapi dengan algoritma bandwidth, bit rate dan packet size yang berbeda. Pada gambar diatas terdapat 6 buah node yaitu n0,n1,n2,n3,n4,n5. Node n0 dan n1 adalah sender, sedangkan node n4 dan n5 merupakan

Tabel 2 Kategori Paket loss Kategori Paket Loss Sangat bagus 0% Bagus 3% Sedang 15% Jelek 25% Sumber: TIPHON 3. Latency Latency adalah apabila mengirimkan data sebesar 3Mbyte pada saat jaringan sepi waktunya 5 menit tetapi pada saat ramai sampai 15 menit, hal ini disebut latency. Latency dapat dihitung dengan persamaan (Khalid, 2010) dibawah ini: Waktu tunda (t) = (Tr – Ts) detik dimana : Irene Rizky Andini, Jusak, Anjik Sukmaaji JCONES Vol. 3, No. 1 (2014) Hal: 80

Tr = Waktu penerimaan paket (detik) Ts = Waktu pengiriman paket (detik) Tabel 3 Kategori Latency Kategori Latency Sangat bagus < 150 ms Bagus 150 s/d 300 ms Sedang 300 s/d 450 ms Jelek > 450 ms Sumber: TIPHON

sebanyak 4 kali di setiap data streaming. Datadata yang akan digunakan sebagai berikut: Tabel 5 Paket size dan bit rate Protokol Data Data TCP Streaming UDP Vegas Paket Size 160 Kb 160 Kb VOIP Bit rate 64 Kb 64 Kb VIDEO

4. Jitter Jitter, merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada jaringan berbasis IP. Jitter dapat dianalisis berdasarkan keterlambatan transmisi data dari pengirim dan penerima dalam rentang waktu tertentu. Jiter dapat dihitung dengan persamaan (Khalid, 2010) dibawah ini: Jitter = delay (A) – delay (B) dimana: delay (A) = delay of a current packet delay (B) = delay of a previous packet Tabel 4 Kategori Jitter Kategori

Jitter

Sangat bagus

0 ms

Bagus

0 s/d 75 ms

Sedang

76 s/d 125 ms

Jelek

125 s/d 225 ms Sumber: TIPHON

II. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dari penelitian ini berupa hasil penghitungan dan analisis dari parameterparameter QoS yang akan digunakan sebagai perbandingan unjuk kerja protokol TCP Vegas dan UDP dengan menggunakan data streaming 1. Data percobaan Data simulasi ini digunakan untuk menjalankan percobaan dalam simulasi. Data streaming yang akan dijalankan di atas TCP Vegas dan UDP adalah VOIP dan Video. Waktu yang digunakan untuk menjalankan simulasi di bawah ini selama 20 detik. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat percobaan dilakukan

Paket Size

1400 Kb

1400 Kb

Bit rate

256 Kb

256 Kb

Tabel 6 Ukuran Bandwidth Data Percobaan Bandwidth Streaming 1 70 Kb 2 86 Kb VOIP 3 92 Kb 4 103 Kb 1 300 Kb 2 340 Kb VIDEO 3 380 Kb 4 420 2. Hasil Setelah melakukan percobaan sesuai dengan data di atas berikut adalah hasil yang didapatkan: 2.1.1 Utilisasi bandwidth Sebelum didapatkan nilai dari utilisasi bandwidth terlebih dahulu dicari nilai throughput.

Gambar 4 Throughput bandwidth 70Kb


Gambar 5 Throughput bandwidth 86Kb

Gambar 9Throughput bandwidth 340Kb



Gambar 7Throughput bandwidth 103Kb Gambar 11Throughput bandwidth 420Kb


Gambar 4 – Gambar 7 adalah grafik nilai throughput dari TCP Vegas dan UDP dengan data VOIP. Sedangkan Gambar 8 – Gambar 11 adalah grafik nilai throughput dengan data streaming Video. Setelah didapatkan nilai throughput selanjutnya dihitung dengan persamaan 2.1 untuk mendapatkan nilai utilisasi bandwidth. Rata-rata utilisasi bandwidth ditunjukkan dalam Gambar 12.


Gambar 12 Grafik perbandingan Utilisasi bandwidthVOIP

Gambar 13 Grafik perbandingan Utilisasi bandwidthVideo

Gambar 14 Grafik Perbandingan Packet LossVOIP

Gambar 15Grafik perbandingan Paket Loss Video

Gambar 12 menunjukkan perbandingan utilisasi bandwidthpada VOIP dan gambar 13 menunjukkan utilisasi bandwidthVideo. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan nilai utilisasi bandwidth pada TCP Vegas lebih rendah dibandingkan nilai utilisasi bandwidth pada UDP. Hal ini disebabkan adanya congestion control pada TCP Vegas yang berfungsi untuk membatasi throughput. Sedangkan UDP tidak memiliki congestion control.

Gambar 14 menunjukkan perbandingan packet loss pada VOIP dan gambar 15 menunjukkan packet loss Video. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa nilai packet loss pada TCP Vegas lebih tinggi dibandingkan nilai packet loss pada UDP. Hal ini dikarenakan kapasitas bandwidth pada bottle neck link banyak digunakan oleh UDP selama proses pengiriman. Sehingga TCP Vegas hanya menempati sebagian kecil total bandwidth yang tersedia.

2.1.2 Packet Loss

2.1.3 Latency

Gambar 16 Grafik perbandingan LatencyVOIP


tinggi dibandingkan nilai jitter pada UDP. Hal ini dikarenakan besarnya interferensi yang terjadi dari protokol UDP sehingga delay TCP Vegas mengalami variasi yang tinggi.

Gambar 17 Grafik perbandingan LatencyVideo Gambar 16 menunjukkan perbandingan latency pada VOIP dan gambar 17 menunjukkan latency Video. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan nilai latency pada TCP Vegas lebih tinggi dibandingkan nilai latency pada UDP. Gambar 4 - Gambar 11 menunjukkan bahwa nilai throughput UDP lebih besar daripada TCP Vegas sehingga secara keseluruhan latency TCP Vegas menjadi lebih tinggi karena paket atau segmen TCP menunggu lama pada buffer node bottle neck link. (The VINT Project, 2011). 2.1.4 Jitter

Gambar 18Grafik perbandingan JitterVOIP

III.KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan yang telah Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Simulasi sistem dengan protokol TCP Vegas dan UDP dengan menggunakan data streaming pada network simulator 2 telah dilakukan. 2. Kesimpulan analisis perbandingan TCP Vegas dan UDP pada data streaming dengan parameter uji Utilisasi bandwidth, packet loss, latency dan jitter untuk ukuran paket data yang bervariasi sebagai berikut a. Utilisasi bandwidth Nilai prosentase Utilisasi bandwidth pada UDP lebih besar dibandingkan TCP Vegas untuk setiap percobaan nilai bandwidth 70Kb, 86Kb, 92Kb dan 63Kb. Hal ini dikarenakan adanya congestion control pada TCP Vegas yang berfungsi untuk membatasi throughput. Sedangkan UDP tidak memiliki congestion control. b. Packet loss Prosentase nilai packet loss pada TCP Vegas lebih tinggi dibandingkan prosentase UDP, hal ini dikarenakan kapasitas bandwidth pada bottle neck link banyak digunakan oleh UDP selama proses pengiriman. Sehingga TCP Vegas hanya menempati sebagian kecil total bandwidth yang tersedia. c.

Gambar 19 Grafik perbandingan JitterVideo Gambar 18 menunjukkan perbandingan latency pada VOIP dan gambar 19 menunjukkan latency Video. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan nilai jitter pada TCP Vegas lebih

Latency Nilai latency pada TCP Vegas lebih tinggi dibandingkan nilai latency pada UDP. Gambar 4.1 - Gambar 4.8 menunjukkan bahwa nilai throughput UDP lebih besar daripada TCP Vegas sehingga secara keseluruhan latency TCP Vegas menjadi lebih tinggi karena paket atau segmen TCP menunggu lama pada buffer node bottle neck link. (The VINT Project, Irene Rizky Andini, Jusak, Anjik Sukmaaji JCONES Vol. 3, No. 1 (2014) Hal: 84

2011) Paket data TCP akan dibuang ketika kapasitas buffer pada node telah penuh sehingga menyebabkan packet loss TCP Vegas tinggi. d. Jitter Nilai jitter pada TCP Vegas lebih tinggi dibandingkan nilai jitter UDP, hal ini dikarenakan besarnya interferensi yang terjadi dari protokol UDP sehingga delay TCP Vegas mengalami variasi yang tinggi. Delay paket sebelumnya kecil karena ada bandwidth yang bisa digunakan oleh TCP Vegas sedangkan paket selanjutnya harus menunggu lebih lama untuk proses pengiriman karena berada dalam antrian pada buffer. Hal inilah yang menyebabkan jitter TCP Vegas lebih tinggi daripada UDP.

DAFTAR PUSTAKA Arijasa, R. S. (2011). Analisis Perbandingan Performansi TCP Vegas dan TCP Veno pada Jaringan Wireless. Indarto, A. B. (2004). Mudah Membangun Simulasi dengan Network Simulator 2. Yogyakarta: Andi. Khalid, M. N. (2010). simulation based comparison of SCTP, DCCP and UDP using MPEG-4 Traffic over mobile wimax/IEEE 802.16e. Mazhar Tayel, A. A. (2008). Effect of TCP and UDP Parameters on the quality of Video streaming delivery over the internet. Wseas Transaction on Communication, 653-662. Riadi, I., & Wicaksono, W. P. (2011). Implementasi Quality of Service Menggunakan Metode Hierarchical Token Bucket. Yogyakarta: Universitas Ahmad Dahlan. Sean Boyden, A. M. (2007). TCP Vegas Performance with Streaming Media. The VINT Project. (2011, November 4). The ns Manual. formerly ns Notes and Documentation.


Journal of Control and Network Systems

Recommend Documents