Jurnal Teknik Informatika, Vol 1 September 2012

Transkripsi

1 Jurnal Teknik Informatika, Vol 1 September 212 Analisa Kinerja Protokol dan Pada Jaringan Multi Jalur Meisuchi Naisuty 1), Agus Urip Ari Wibowo 2), Rahmat Suhatman 3) Program Studi Teknik Informatika, Jurusan Komputer, Politeknik Caltex Riau Jalan Umban Sari no.1, Rumbai, Pekanbaru, Riau, ) hedwig.fujinoo@gmail.com, 2) agus@pcr.ac.id, 3) rsuhatman@pcr.ac.id Abstrak - Protokol memegang peranan penting dalam routing data dan memastikan pertukaran paket data secara reliability dalam komunikasi data pada suatu jaringan. Dalam implementasinya, protokol tidak mampu menangani intermittent connectivity, long or variable delay, asymetric data rates, dan high error rate. Kekurangan protokol tersebut dapat diatasi oleh protokol dengan menggunakan store-forward message switching untuk meningkatkan reliabilitas jaringan. Penelitian ini menguji kinerja protokol dan dalam proses pengiriman data dengan ukuran file yang berbeda-beda pada jaringan multi jalur dalam kondisi non intermittent connectivity dan intermittent connectivity. Pengujian dilakukan dengan menggunakan 6 unit perangkat PC dan 2 buah switch. Data yang dikumpulkan kemudian diolah, dianalisa dan diuji besar pengaruhnya terhadap variabel-variabel lainnya dengan metode analisis regresi menggunakan aplikasi SPSS 17. Berdasarkan data dari hasil pengujian diketahui bahwa delay pada protokol lebih kecil 3,3 kali lipat dibanding protokol dalam kondisi non intermittent connectivity. Sedangkan throughput pada protokol lebih cepat 7,5 kali lipat dibanding protokol dan persentase pengiriman file yang mencapai 1% dalam kondisi non intermittent dan intermittent connectivity. Kata Kunci:,, intermittent connectivity, non intermittent connectivity, multi jalur. 1. PENDAHULUAN Jaringan komputer memegang peranan penting dalam proses pertukaran data didalam dunia komunikasi. Saat ini, jaringan Internet merupakan jaringan komunikasi data paling besar yang bertindak sebagai penghubung seluruh perangkat komunikasi di dunia. Jaringan Internet menggunakan protokol untuk routing data dan memastikan pertukaran paket data secara reliability. Dalam implementasiannya, protokol tidak mampu menangani intermittent connectivity, long or variable delay, asymetric data rates, dan high error rate. Kekurangan protokol tersebut dapat diatasi oleh protokol dengan menggunakan store-forward message switching untuk meningkatkan reliabilitas jaringan. Penelitian ini menguji kinerja protokol dan dalam proses pengiriman data dengan ukuran file yang berbeda-beda pada jaringan multi jalur dalam kondisi non-intermittent connectivity dan intermittent connectivity. 2. TINJAUAN PUSTAKA Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian Yogi Adi Guna yang berjudul Analisa Kinerja Protokol dan Delay Tolerant Network pada Jaringan Tidak Bercabang. Pada penelitian sebelumnya, analisa kinerja dilakukan pada jaringan tidak bercabang, menggunakan metode analisis twoway-anova, dan static routing. Sedangkan pada penelitian sekarang, analisa kinerja dilakukan pada jaringan multi jalur, menggunakan metode analisis regresi, dan dynamic routing. 2.1 Protokol Transport Control Protocol/Intenet Protocol () merupakan sekelompok protokol yang mengatur komunikasi data komputer dan memungkinkan komputer dengan berbagai jenis dan vendor serta berbeda sistem operasi untuk saling berkomunikasi. [4]. Arsitektur protokol digambarkan sebagai berikut: Gambar 1. Arsitektur protokol 2.2 Delay Tolerant Network () Warthman menyebutkan bahwa A Delay Tolerant Network () is a network of regional network, it is an overlay on top of regional network, including the Internet. support interoperability of regional networks by accommodating long delays between and within regional networks. [2] Jaringan merupakan jaringan yang overlay pada jaringan regional, termasuk Internet. Jaringan mendukung interoperability dari jaringan regional dengan mengakomodasi waktu tunda yang lama antar dan dengan jaringan regional. Jaringan mengatasi masalah yang berhubungan dengan intermittent connectivity, long or variable 1

2 delay, asymetric data rates, dan high error rate dengan menggunakan store-and-forward message switching. Media penyimpanan mampu menangani messages tanpa batas atau yang dikenal dengan persistent storage. Gambar 2. Mekanisme store-and-fordward Arsitektur mengimplementasikan store-andforward message switching yang overlay dengan layer protokol baru (bundle layer). Bundle layer menyimpan dan meneruskan bundle fragments antar node. Single bundle layer protokol digunakan melalui semua region yang membentuk. Sebaliknya, lapisan dibawah bundle layer (transport layer dan dibawahnya) dipilih sesuai dengan tugasnya untuk komunikasi antar region. Gambar 3. Arsitektur protokol 2.3 Routing Information Protocol (RIP) Menurut Wijaya, Routing Information Protocol (RIP) adalah routing protocol yang paling sederhana yang termasuk jenis distance vector. RIP menggunakan jumlah lompatan (hop count) sebagai metrik dengan nilai hop maksimum sebesar 15 hop. Jika pada hop count ke 16 tujuan tidak tercapai maka router memberikan pesan error Destination is unreachable. Daftar tabel route RIP di update setiap 3 detik dan administrative distance untuk RIP adalah 12.[5] 2.4 Delay Tolerant Link State Routing (DTLSR) Demmer menyebutkan bahwa (DTLSR), a routing protocol intended for use in intermittent network environments such as those found in developing country settings.[6] Alnajajr dan Sadawi menyatakan bahwa Delay Tolerant Link State Routing (DTLSR) bekerja hampir seperti OSPF dan menerapkan classic link state algorithms.[7] Dari pernyatan diatas, DTLSR adalah routing protokol yang digunakan pada kondisi lingkungan intermittent dengan menerapkan classic link state algorithms yang mirip dengan OSPF.[7] 2.5 Analisis Regresi Untuk melakukan perkiraan terhadap suatu variabel jika variabel yang lain diketahui, metode analisis yang umumnya digunakan adalah analisis regresi. Dengan analisis ini dapat diprediksi perilaku variabel dependent dengan menggunakan data variabel independent.[3] Bentuk umum dari persamaan regresi adalah: Y = a + b X 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini dibangun dengan topologi jaringan \ Gambar 4. Topologi jaringan Tabel 1. Pengalamatan Device Interface IP Address Subnet Mask PC Source eth PC Router 1 eth eth PC Router 2 eth eth PC Router 3 eth eth PC Router 4 eth eth PC Destination eth Perancangan jaringan dalam penelitian ini membutuhkan: 1. Perangkat keras a. PC Router sebanyak 6 unit dengan sistem operasi Ubuntu Server 1.4 yang bertindak sebagai source, destination, dan router. b. Switch sebanyak 2 buah. 2. Perangkat lunak a. Sistem Operasi: Ubuntu Server 1.4 b. Program 1) versi ) OASYS versi ) Wireshark versi ) File Transfer Protocol 5) Routing Information Protocol 6) Putty versi.6.2 c. Bahasa Pemograman yang digunakan adalah Shell Programming (Linux). d. Script yang dibutuhkan adalah create.sh dan updown.sh Secara umum pengujian dilakukan dengan mengirimkan file yang berukuran 1KB, 1KB, 1KB, 1MB, 1MB, dan 1MB yang masingmasing berjumlah 12 file dari PC Source menuju PC Destination dalam kondisi non intermittent dan intermittent pada protokol dan. Data yang didapatkan dari aplikasi wireshark dan log yaitu delay, throughput, dan persentase keberhasilan pengiriman file diolah dan dianalisa serta diuji pengaruhnya terhadap variabel-variabel lainnya. Dalam melakukan uji coba diperlukan beberapa script yaitu create.sh untuk membuat suatu file dengan ukuran tertentu dan updown.sh untuk untuk up dan 2

3 down ethernet card pada suatu PC router dalam jangka waktu yang ditetapkan secara acak. 3.1 Analisa kinerja protokol dalam kondisi non interminttent connectivity Kinerja protokol dalam kondisi non intermittent dengan menggunakan FTP adalah sebagai berikut: 1. Pembentukan koneksi Ditandai dengan pengiriman paket sinkronisasi (SYN) melalui protokol FTP dari PC Source ( ) menuju PC Destination ( ) untuk membangun koneksi dan komunikasi data. PC Destination kemudian mengirimkan paket sinkronisasi dan acknowledgement (SYN,ACK) sebagai balasan yang berisi nomor urut segmen yang akan digunakan. Selanjutnya protokol FTP melakukan verifikasi dan authentifikasi sebelum memulai proses pengiriman data. 2. Pengiriman file File dari PC Source dikirimkan melalui protokol FTP menuju PC Destination. Setelah file dikirimkan, three way handshake protokol pun selesai. 3. Menutup koneksi Penutupan pengiriman data dan komunikasi data ditandai dari paket finish dan acknowledgement (FIN, ACK) yang biasa disebut four way handshake. 3.2 Analisa kinerja protokol dalam kondisi intermittent connectivity Protokol akan tetap mencoba membangun koneksi dengan mengirimkan paket sinkronisasi (SYN) ketika jaringan dalam kondisi intermittent. Jika paket sinkronisasi mendapat balasan maka proses tranmisi data dapat kembali dilakukan. 3.3 Analisa kinerja protokol dalam kondisi non intermittent connectivity Kinerja protokol dalam kondisi non intermittent connectivity dengan menggunakan aplikasi dtncp (mengirimkan file) dan dtncpd (menerima file). 1. Aplikasi wireshark Protokol sebagai overlay network menggunakan protokol TCP untuk proses komunikasi antar bundle. Proses komunikasi sesuai dengan proses komunikasi yang sedang berlangsung pada daemon. Pengiriman paket sinkronisasi (SYN) tidak dilakukan antara source dan destination tetapi antar node. Proses pengiriman file kemudian ditangkap oleh aplikasi wireshark pada tipe protokol bundle yang berisikan informasi local eid source dan local eid destination beserta nama file yang dikirim. 2. Log Kinerja protokol didapatkan dari log yang merupakan isi dari proses daemon. Log menjabarkan proses komunikasi dan pengiriman data yang lebih detail yaitu: a. Pembentukan rotate file. b. Inisialisasi database. c. Inisialisasi local eid. d. Proses registrasi. e. Memuat bundle dari data store. f. Mengenali node protokol yang terhubung. g. Inisialisasi link. h. Memuat routing protokol yang telah dikonfigurasi. i. Menerima LSA dari node lain. j. Menerima local eid node lain melalui LSA. k. Pengiriman data. l. Penutupan koneksi protokol. 3.4 Analisa kinerja protokol dalam kondisi intermittent connectivity Kinerja protokol dalam kondisi intermittent connectivity dengan menggunakan aplikasi dtncp (mengirimkan file) dan dtncpd (menerima file). 1. Aplikasi wireshark Protokol TCP akan tetap mengirimkan paket TCP Keep-Alive selama jaringan dalam kondisi intermittent connectivity. Paket TCP Keep-Alive sebagai indikator bahwa jaringan sedang dalam kondisi tidak terkoneksi dengan baik. Melalui protokol bundle, file yang gagal dikirimkan akan ditransmisikan ulang melalui paket TCP Retransmission. 2. Log Jika diidentifikasi bahwa link yang dituju dalam kondisi down maka protokol yang dikonfigurasi dynamic routing akan mencari link lain yang dapat digunakan untuk meneruskan data menuju destination. Selama proses menunggu data dapat dikirimkankan, data yang telah sampai pada current node akan disimpan didalam bundle. 3.5 Perbedaan kinerja dalam kondisi non intermittent connectivity Uji coba dilakukan dengan mengirim file yang berukuran 1KB, 1KB, 1KB, 1MB, 1MB, dan 1MB yang masing-masing berjumlah 12 file dari PC Source dengan script create.sh Delay Delay antara protokol dan pada kondisi non intermittent yang ditangkap dari aplikasi wireshark adalah 3

4 Delay (detik) Gambar 5. Delay dalam kondisi non intermittent 1. Total delay pada protokol lebih besar 3,3 kali lipat dibandingkan dengan protokol. 2. Semakin besar ukuran file maka delay yang dihasilkan juga semakin besar yang ditunjukkan pada ukuran file 1KB, 1KB, 1MB, 1MB, dan 1MB Throughput Perhitungan nilai throughput antara protokol dan pada kondisi non intermittent berdasarkan data-data yang didapatkan dari aplikasi wireshark adalah Throughput (KB/s) Gambar 6. Throughput pada kondisi non intermittent 1. Throughput pada protokol lebih cepat 7,5 kali lipat dibandingkan dengan protokol. 2. Semakin besar ukuran file maka throughput yang dihasilkan juga semakin besar Persentase keberhasilan pengiriman data Berdasarkan perbandingan antara jumlah file yang dikirim dari PC Source dengan jumlah file yang diterima dari PC Destination, persentase keberhasilan pengiriman file pada protokol dan adalah 1. Persentase keberhasilan pengiriman file pada protokol dan sama-sama mencapai 1 persen. 2. Seluruh file yang dikirim dari PC Source diterima pada PC Destination pada protokol dan. 3.6 Perbedaan kinerja dalam kondisi intermittent Uji coba dilakukan dengan mengirim file yang berukuran 1KB, 1KB, 1KB, 1MB, 1MB, dan 1MB yang masing-masing berjumlah 12 file dari PC Source dengan script updown.sh. Untuk memenuhi kondisi intermittent connectivity digunakan script create.sh. Data yang diolah untuk pengujian ini berdasarkan hasil capture dari aplikasi wireshark Delay Perbandingan delay antara protokol dan pada kondisi intermittent yang di-capture dari aplikasi wireshark adalah Delay (detik) Gambar 8. Delay pada kondisi intermittent 1. Delay dengan nilai menunjukkan bahwa file tidak berhasil sampai ke PC Destination pada protokol. 2. Nilai delay yang dihasilkan tidak beraturan dan tidak bergantung pada ukuran file pada protokol dan Throughput Perhitungan throughput antara protokol dan pada kondisi intermittent berdasarkan data-data yang didapatkan dari aplikasi wireshark adalah 3 Persentase keberhasilan pengiriman data (%) Gambar 7. Perbandingan persentase keberhasilan pengiriman data pada non intermittent TCP Throughput (detik) Gambar 9. Throughput pada kondisi intermittent 4

5 1. Throughput dengan nilai menunjukkan bahwa file tidak berhasil sampai ke PC Destination pada protokol. 2. Throughput yang dihasilkan tidak beraturan dan tidak bergantung pada ukuran file pada protokol dan Persentase keberhasilan pengiriman data Berdasarkan perbandingan antara jumlah file yang dikirim dari PC Source dengan jumlah file yang diterima dari PC Destination, persentase keberhasilan pengiriman file pada protokol dan adalah Persentase keberhasilan pengiriiman data (%) Gambar 1. Persentase keberhasilan pengiriman data pada kondisi intermittent Berdasarkan file diatas dapat dilihat bahwa: 1. Persentase keberhasilan pengiriman file seluruh ukuran file pada protokol mencapai 1 persen sedangkan pada protokol tidak mencapai 1 persen. 2. Seluruh file yang dikirim dari PC Source menuju PC Destination pada protokol diterima seluruhnya sedangkan pada protokol file tidak terkirim seluruhnya dan pada beberapa jenis ukuran file,data tidak berhasil dikirimkan sama sekali. 3.7 Analisa regresi terhadap persentase keberhasilan pengiriman data Pada metode analisa regresi, dilakukan uji penyimpangan asumsi klasik (multikolinearitas, autokorelasi, dan heteroskedastisitas) untuk mengetahui apakah terdapat penyimpangan atau tidak. Dari hasil uji asumsi klasik didapatkan bahwa model regresi tidak mengalami penyimpangan. Untuk menentukan hubungan antara masing-masing variabel independen dengan variabel dependen secara parsial dilakukan uji t.[8] Persamaan uji t yang diperoleh: Y = 97,781 +,169 X X2 +. X3 + 36,162 X4 53,52 X5 Dimana: x1 = Delay x2 = Throughput x3 = x4 = Tipe koneksi x5 = Jenis protokol Y = Persentase keberhasilan pengiriman data Dari hasil uji t, diketahui bahwa variabel delay, throughput, dan ukuran file berpengaruh signifikan secara parsial terhadap persentase keberhasilan pengiriman data sedangkan tipe koneksi dan jenis protokol tidak berpengaruh signifikan secara parsial terhadap persentase keberhasilan pengiriman data. Untuk menentukan hubungan antara variabel independen dengan variabel dependen secara bersamasama dilakukan uji F.[8] Dari hasil uji F diketahui bahwa delay, throughput, ukuran file, tipe koneksi, dan jenis protokol secara bersama-sama tidak berpengaruh signifikan terhadap persentase keberhasilan pengiriman data. 4. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil dari pengujian dan analisa yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa terdapat perbedaan kinerja antara protokol dan dalam kondisi non intermittent dan intermittent pada jaringan multi jalur. Delay pada protokol lebih kecil 3,3 kali lipat dibanding protokol dalam kondisi non intermittent connectivity. Sedangkan throughput pada protokol lebih cepat 7,5 kali lipat dibanding protokol dan persentase pengiriman file yang mencapai 1% dalam kondisi non intermittent dan intermittent connectivity. Variabel delay, throughput, dan ukuran file berpengaruh signifikan secara parsial terhadap persentase keberhasilan pengiriman file sedangkan tipe koneksi dan jenis protokol tidak berpengaruh signifikan secara parsial terhadap persentase keberhasilan pengiriman file. Delay, throughput, ukuran file, tipe koneksi, dan jenis protokol secara bersama-sama tidak berpengaruh signifikan terhadap persentase keberhasilan pengiriman file. Beberapa saran untuk penelitian dan pengembangan uji coba kinerja protokol selanjutnya yaitu: 1. Melibatkan perangkat mobile berbasis Android. 2. Menggunakan media transmisi wireless dalam uji coba kinerja protokol. 3. Membuat aplikasi yang berkerja pada protokol. DAFTAR REFERENSI [1] Guna, Y.A. (211). Analisa Kinerja Protokol dan Delay Tolerant Network Pada Jaringan Tidak Bercabang. Proyek Akhir, Jurusan Teknik Informatika, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru. [2] Warthman, F. (23). Delay-Tolerant Networks (s). Versi 1.1. Hal.3. [3] Santosa, P.B. dan Ashari. (25). Analisis Statistik dengan Microsoft Excel dan SPSS. Yogyakarta: Penerbit Andi. [4] CNS. (25). Arsitektur Protokol. Diambil pada 22 November 211 dari otokol_tcp-ip.pdf. [5] Wijaya, H. (23). Belajar Sendiri Cisco Router. Jakarta: Elex Media Komputindo. Hal

6 [6] Demmer, M. (28). A Delay Tolerant Networking and System Architecture for Developing Regions. [7] Alnajajr, F. dan Sadawi, T. (211). Performance Analysis of Routing protocols in Delay/Disruption Tolerant Mobile Ad Hoc Networks. [8] Andi dan Priyatno, D. (29). 5 Jam Belajar Olah Data dengan SPSS 17. Yogyakarta: Penerbit Andi. 6