KINERJA JARINGAN
Ridwansyah ST MT Ridwansyah, ST MT Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika Fakultas Teknik UNM
.
Tolok ukur kinerja jaringan y Throughput
y Data yang dikirimkan per satuan waktu
y Latency (delay)
y Waktu W k yang dibutuhkan dib hk message untuk k berjalan b j l dari d i dari d i
satu node ke node yang lain y Satu arah atau bolak balik (round‐trip time (RTT))
y Jitter J
y Perbedaan delay yang dialami paket‐paket pada kanal
yang sama
y Collisions dan Packet Loss
y Ukuran dari kongesti jaringan
y Transmission Errors
y Ukuran kualitas hardware dan saluran
Throughput y Data yang dapat dikirimkan per satuan waktu y link throughput versus end‐to‐end throughput link throughput versus end to end throughput
y Link speeds terus naik y 10Mbps ethernet y 100Mbps fast ethernet y 1000Mbps gigabit ethernet
y End‐to‐end throughput dibatasi oleh faktor lain y Kecepatan host mengopi data dari/ke jaringan y Delay proses dan antrian di jaringan y Waktu untuk menunggu acknowledgements k k k l d y Contoh : Ethernet 10Mbps (bps = bits per second) throughput teoritisnya adalah 1.25 megabytes/detik, atau 1 bit per 10‐7 detik y Throughput maximum sebenarnya jauh lebih kecil
Latency (Delay) y Waktu k untuk k mengirim message dari d satu node ke d k
node lainnya y Satu arah atau bolak‐balik bolak balik (round‐trip time (RTT)) (round trip time (RTT)) Latency = TransmitTime + PropagationTime + QueueTime TransmitTime = Ukuran data/ Kecepatan transmisi PropagationTime = Jarak /Kecepatan propagasi QueueTime = Waktu tunggu paket pada setiap intermediate nodes sebelum di forward
Kecepatan Propagasi Cahaya dalam vacuum
c = 3 x 108 m/s
Sinyal listrik pd coaxial Sinyal listrik pd twisted pair Cahaya pd serat optik
0.77c (2.3 x 108 m/s) 0.60c (1.8 x 108 m/s) 0.67c (2.0 x 108 m/s)
Cahaya pada media dengan indeks bias n C h d di d i d k bi : c/n Cahaya dalam berlian (n = 2.4) 1.25 x 108 m/s
Contoh Latency Latency untuk message sebesar 1KB yang dikirimkan menggunakan Ethernet 10Mbps dan melalui serat optik sepanjang 0.6 p j g km
Transmit Time: Untuk Ethernet 10Mbps (overhead paket diabaikan) : T(transmit) = 1KB x (8 bits/byte) / 107 bits/sec = 0.8 ms
Propagation Time: T(propagate) = jarak/ kecepatan propagasi = 600 600 m / (2 / (2 x 10 108 m/s) = 3 / ) 3 x 10 10-66 s (3 (3 μs))
Contoh Latency (cont.) Queuing Delay: Misalkan paket tersebut melalui switch 3Com Cellplex, router Cisco 2514, t Ci 2514 dan sebuah Xylan Omniswitch. d b h X l O i it h Diasumsikan bahwa setiap switch menambah delay sebesar 0.5 ms dan router menambah delay 2 ms, maka Queuing Delay = 0.5 + 0.5 + 2 = 3 ms
Hasil :
Latency = 0.8 ms + 3 μs + 3 ms = 3.8 ms
Bandwidth versus Latency Mana yang lebih baik ? Link 1 256 kbps link kb li k 5 ms delay (slow but short)
bandwidth delay
Link 2 1 Mbps link b li k 100 ms delay (fast but long)
Bandwidth versus Latency Link 1: 256 kbps, 5 ms Link 2: 1 Mbps, 100 ms Kasus 1: Short message ( 512B) 4096b + 5 ms = 21 ms 256b / ms 4096b + 100 ms = 104 ms d2 = 1000b / ms 1000b d1 =
Kasus 2: Long message ( 1MB) 8000000b + 5 ms = 31.255 ms 256b / ms 8000000b + 100 ms = 8.100 ms d2 = 1000b / ms d1 =
Bandwidth versus Latency y Untuk transfer paket berukuran kecil : Untuk transfer paket berukuran kecil y latency mendominasi, y bandwidth tidak terlalu penting
y Untuk transfer paket berukuran besar: y bandwidth mendominasi, bandwidth mendominasi y latency tidak terlalu penting
Bandwidth dan Latency Here are some transmission times and latencies: File Size 1‐byte file 1KB file 1MB file
Transmission Times 64Kbps 1Mbps 0.125 ms 0.008 ms 125 ms 8 ms 12500 ms 8000 ms
Network size: Latency:
LAN 0.2‐5.0 ms
WAN 10‐500 ms
100Mbps 0.00008 ms 0 08 ms 0.08 ms 80 ms Intern l Intern’l 0.1‐5.0 sec
Queuing Delay Komponen queuing delay (delay antrian) y Delay akibat kongesti pada switch (paket di‐buffer Delay akibat kongesti pada switch (paket di buffer
menunggu untuk di forward) y Delay akibat mode switching/routing y g g y Delay prosesing pada switch/router
Queuing Delay
Switch
Packets in Buffer
D l kib S i hi /R i Delay akibat Switching/Routing Sender
Ethernet
Ethernet
Receiver
Ethernet
Packet
Switch/Router
Switch/Router
Berapa lama waktu yang diperlukan untuk memforward paket? Menggunakan mode store-and-forward, router memerlukan waktu p = 0.8 ms untuk menerima p paket 1KB; selama waktu 8Kb/10Mbps ini paket dibuffer. Pada link 512Kbps, delay store-and-forward dapat mencapai 16ms.
Routing Modes Routing Modes Ethernet Packet 8 byte Preamble
IP Packet 12 b byte t Header Fields
6 byte
6 byte
4 byte
Source Destination eth_address eth_address
Type
4 byte b t
4 byte b t
varies i
Source IP_address
Destination IP_address
Options
4 byte CRC
Body
Body
Sebuah Switch Layer 2 dapat memulai memforward packet segera setelah destination ethernet address diketahui; Suatu Switch Layer 3 atau sebuah Router dapat memulai memforward packet segera setelah destination IP address diketahui (ditambah waktu proses).
Routing Modes
Fastest
Cut‐through: forward packet sesegera Cut through: forward packet sesegera mungkin (segera setelah destination address diketahui) Fragment‐free: simpan lalu cek header packet sebelum memforward. Store‐and‐forward: Terima seluruh paket sebelum memforward
Slowest
Cut‐through Routing/Switching Sender
Router
Time Transmission
Switch atau router S i h segera memforwards setelah alamat j tujuan diketahui
Fragment‐free Routing/Switching Sender
Router
Time Transmission
Switch atau router S it h t t memforward paket setelah menerima dan mencek header.
Store‐and‐forward Routing/Switching Sender
Router
Time Transmission
Switch atau router S i h menerima keseluruhan paket sebelum memforwardnya. Mode ini dapat mencegah g terforwardnya paket f d k rusak. Kadang‐ kadang diperlukan apabila kecepatan port input dan output berbeda.
Perbandingan Routing Modes Untuk U k link 10Mbps pada li k Mb d Intel 550T Switch/Router : I l T S i h/R Cut‐through mode g Fragment‐free Store‐and‐forward (1KB packet)
Delay 0.03 ms 0.08 ms >0.80 ms
*Delay Store and forward tergantung pada ukuran paket. Untuk fast ethernet, latency pada cut‐through mode adalah 0 007 ms. 0.007 ms
Delays pada Internetworks y Pada P d internetwork, akan i t t k k terdapat t d t delay antrian d l ti
(queuing) dan prosesing pada setiap node y Delay transmisi dan propagasi bervariasi untuk setiap link
delayA − B = delayA −1 + delay1− 2 + delay2− 3 + delay3− B
Memperkirakan RTT dengan ping docsavage$ ping www.inet.co.th 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=0 ttl=59 time=258.2 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=1 ttl=59 time=97.8 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=2 ttl=59 time=160.9 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=3 ttl=59 time=78.3 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=4 ttl=59 time=162.2 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=5 ttl=59 time=44.5 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=6 ttl=59 time=100.8 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=7 ttl=59 time=49.6 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=8 ttl=59 time=521.7 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=9 ttl=59 time=496.3 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=10 ttl=59 time=1468.4 ms 64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=11 ttl=59 time=619.6 ms ... --- www.inet.co.th ping statistics --41 packets transmitted, 41 packets received, 0% packet loss round trip min/avg/max = 24.4/165.0/1468.4 round-trip 24 4/165 0/1468 4 ms
Delay x Bandwidth Product Delay
Bandwidth
y Jumlah data yang sedang dikirimkan (data in pipe) y Contoh : 100ms x 45Mbps = 560KB y Gambaran mengenai efisiensi atau utilisasi
Latency pada High Speed Networks y Latency pada jaringan berkecepatan tinggi
menjadi sangat penting y Misalkan suatu link mempunyai tipikal RTT sekitar 100ms j g Mbps ukuran “pipa” p p p jjaringan g Untuk jaringan 1 adalah 100ms x 1 Mbps = 0.1 Mb = 12.5 KB
Untuk jaringan 1 k 1 Gbps ukuran “pipa” b k “ ” jaringan adalah 100ms 1 Gbps = 100 100ms x 1 Gbps 100 Mb = 12.5 Mb 12 5 MB
Latency pada High Speed Networks (cont.) g p Untuk mentransfer file MB ppada jjaringan Mbps membutuhkan 80 RTT dari bandwidth. Source
1-Mbps cross-country link Destination 0 1 Mb 0.1 0.1 Mb
…
0.1 Mb
80 RTT of data
0.1 Mb
Untuk mentransfer file yang sama pada jaringan 1Gbps membutuhkan hanya 0.08 0 08 RTT dari bandwidth. bandwidth 1-Gbps cross-country link Source
Destination 1 MB
Ukuran kinerja yang lain y Jitter
y Variasi delay y Penting untuk aplikasi real‐time seperti
teleconferencing internet telephony teleconferencing, internet telephony
y Packet Loss y Prosentase paket yang gagal sampai di tujuan
y Packet Errors k y Collisions and Congestion y Pada shared access media seperti ethernet, collisions p ,
meningkat seiring dengan naiknya trafik y Errors, loss, dan collisions memerlukan retransmisi, yang pada akhirnya akan menurunkan throughput dan menaikkan delay
Jitt Jitter Sender
Network Receiver
Jitter terjadi bila paket‐paket mengalami delay yang berbeda‐beda sehingga waktu sampainya setiap paket b bervariasi i i Jitter menurunkan mutu aplikasi seperti video‐ conferencing dan internet telephone.
