MACAM MACAM METODA AKSES UNTUK KOMUNIKASI DATA ABSTRACT. Keyword : contentionless, protokol, collision, random access, throughput, contention

Transkripsi

1 MACAM MACAM METODA AKSES UNTUK KOMUNIKASI DATA YB. Praharto * ABSTRACT The Medium Access Control (MAC) protocol is used to provide the data link layer of the Ethernet LAN system. The Ethernet network may be used to provide shared access by a group of attached nodes to the physical medium which connects the nodes. These nodes are said to form a Collision Domain. All frames sent on the medium are physically received by all receivers, however the Medium Access Control (MAC) header contains a MAC destination address which ensure only the specified destination actually forwards the received frame (the other computers all discard the frames which are not addressed to them). Keyword : contentionless, protokol, collision, random access, throughput, contention PENDAHULUAN Berdasarkan cara pengaksesan, protokol multiple akses terbagi dalam contentionless (bebas persaingan) dimana waktu pengiriman telah ditetapkan dalam waktu sebelumn dan contention (persaingan) dimana waktu pengiriman dipilih secara acak. Metode-metode untuk menghadapi kegagalan collision didalam dua katagorin ng mengijinkan collision tetapi mendeteksi dan merecover dari mereka sendiri, seperti CSMA/CD, dan ng menghindari collision secara bersamaan, seperti token passing. Titik koneksi mengikuti sebuah protokol Media Access Control (MAC) untuk menentukan kapan mereka dapat mengakses medium transmisi ng dishare. CSMA/CD merupakan teknik medium access control (MAC) ng paling bank digunakan pada topologi bus dan star dewasa ini, dimana CSMA/CD dan beberapa teknik pendahulun dapat dikategorikan sebagai teknik random access. *) Dosen Kopertis Wilah VI pada Prodi Teknik Elektro STT Wiworotomo Purwokerto 69

2 Random access disini dalam arti bahwa terdapat prediksi atau rencana (schedule) bahwa suatu station akan melakukan transmit data, dengan kata lain transmisi data dari suatu station dilakukan secara acak ( terduga). TINJAUAN PUSTAKA Protokol Contention Protokol ini menggunakan sistem waktu kontinu dalam arti memberikan setiap user kebebasan untuk mengirim paket kapan saja. Untuk menghindari terjadin tabrakan antar paket data, dilakukan dengan cara : 1) Repeated random Access protokol Memiliki paket acknowledgement dari penerima ke pengirim untuk menginformasikan bahwa paket telah diterima. Jika pengirim menerima ACK dari penerima, maka akan mengirim kembali paket datan. Metode ini digunakan untuk ALOHA, slotted ALOHA, CSMA. 2) Random Access with reservation Pada protokol ini, waktu pengiriman dibagi bagi menjadi beberapa timeslot (sistem waktu diskrit) setiap user han dapat melakukan transmisi data pada saat awal timeslot. Untuk user ng berhasil mengirim paket data ke penerima, akan memperoleh alokasi timeslot dalam kanal ng disebut reservasi, untuk pengiriman paket data selanjutn. Apabila user telah selesai mengirim paket datan atau timeslotn sudah habis, maka user akan menghentikan reservasin agar kanal dapat digunakan oleh user lain. Metode ng digunakan itu reservation ALOHA. Protokol CDMA Protokol CDMA berada diantara protokol contentionless dan contention. Protokol CDMA merupakan salah satu teknik multiple akses ng membedakan transmisi berdasarkan frekuensi atau timeslotn, tetapi berdasarkan kode. Kode ini digunakan untuk mentransformasi sinl user ke dalam sinl spread spektrum. Beberapa sinl spread spektrum akan tiba dipenerima, dan penerima menggunakan kode ng sama untuk mentransformasi kembali sinl spread spektrum ke bentuk aslin. Dengan cara ini, han sinl ng diinginkan ng dapat ditransformasikan, sedangkan sinl spread spektrum lain ng juga tiba secara bersama, akan 70

3 tetapi dalam bentuk sinl spread spektrum dan diperlakukan sebagai noise ng dapat diabaikan. Apabila interferensi terlalu besar atau (S/N) cukup besar untuk mengekstrak sinl informasi tanpa kesalahan, maka protokol CDMA dapat digolongkan ke dalam protokol contentionless. Tetapi apabila jumlah interferensi besar akibat bankn user ng melakukan transmisi data pada waktu ng sama, maka tubrukan data akan terjadi. Kasus ini menyebabkan protokol CDMA juga digolongkan ke dalam protokol contention. ALOHA Merupakan metode akses random, dimana setiap pemakai mengetahui keadaan kanal, apakah sedang sibuk atau sedang bebas (idle), sehingga akses dilakukan secara berebutan, oleh karena itu sering terjadi tabrakan (collision ) didalam kanal. Metode ALOHA dibagi menjadi dua, itu : 1. Pure ALOHA Pada metode ini, akses dilakukan kapan saja tanpa mengetahui keadaan kanal sibuk atau idle, tabrakan (collision) sangat sering terjadi pada pure ALOHA. Setiap stasiun ng ingin mengirimkan informasin dapat mengirimkan informasin lalu mendengarkan hasiln sampai batas waktun (setara dengan waktu propagasi pulang balik ke stasiun terjauh). Jika penerima menanggapin berarti frame diterima dengan baik, karena penerima menerima informasin tanpa ada kesalahan (dengan memeriksa FCS) segera memberi jawabann. Kalau ada tanggapan maka dilakukan pengiriman ulang. Kalau gagal beberapa kali stasiun tersebut berhenti melakukan pengiriman. Paket data ng terganggu dapat diakibatkan oleh berbagai sebab dan juga oleh adan tabrakan (collision) antara beberapa frame ng dipancarkan stasiun lain. Pengiriman kembali dilakukan oleh pengirim setelah menunggu selama selang waktu ng acak (random). 71

4 Efisiensi (throughput) ALOHA ng didefinisikan sebagai perbandingan antara frame ng mengalami gangguan dengan jumlah frame ng dikirim. Throughput maksimumn = 18 %. 2. Slotted ALOHA Akses dilakukan sembarang waktu, namun dilakukan pada waktu waktu ng sudah dijadwalkan. Kanal (saluran) dibagi bagi dalam satuan waktu (slot) ng besarn sama dengan waktu trasnmisi bagi sebuah paket. Transmisi han diperbolehkan pada saat awal sebuah timeslot. Tabrakan akan terjadi han pada masing masing timeslot. Throughput maksimumn = 36 %. Dengan cara ini paket saling tumpang tindih secara sembarang. Han dua stasiun ng akan mengirimkan data pada saat ng bersamaan ayng paketn tumpang tindih. Bagi ALOHA maupun slotted ALOHA throughput akan turun karena bankn collision ng terjadi. Makin bank collision, makin bank paket ng dikirim, tetapi makin sedikit ng lolos dari collision. Paket ini dibangkitkan karena adan transmisi ulang. Teknik collision ini stabil karena lonjakan lalu lintas ng sedikit saja untuk waktu ng singkat dapat melumpuhkan seluruh jaringan. S (trough put per frame time) Slotted aloha : S = Ge. -G (36%) Pure aloha : S = G.e -2G best s = 1/2 e (18%) throughput Versus offered traffic Gambar perbandingan throughput dan offered traffic 72

5 CSMA (Carrier Sense Multiple Access) CSMA merupakan salah satu skema dalam proses pengiriman paket, dimana pemakain mendeteksi kanal lebih dahulu apakah kanal sibuk ataukah sedang bebas, sebelum proses pengiriman paket. Bila pemakai mendeteksi kanal dalam keadaan bebas, maka paket akan dikirimkan. Sedangkan bila kanal terdeteksi dalam keadaan sibuk, maka pengiriman paket akan ditunda untuk beberapa saat. Kemungkinan terjadin collision (tabrakan) antar paket dapat diperkirakan. Sehingga metode ini sering disebut sebagai metode Listen Before Talk. Collision antar paket masih mungkin terjadi. Untuk itu dibuat suatu perbaikan metode CSMA dengan nama CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), ng sering disebut juga dengan metode Listen While Talk (LWT). Metode ini dapat memperbaiki utilitas kanal dengan memperpendek laman waktu collision. Selama pengiriman paket, pengirim mendeteksi kanal dan segera menghentikan pengiriman paket bila terdeteksi ada collision. Karakteristik pendekatan untuk menyiapkan suatu paket ke dalam kanal adalah sebagai berikut : 1. Non-Persistent Bila medium idle, maka paket ditransmisikan Bila medium sibuk, maka paket jadi ditransmisikan (sensing terhadap kanal dilakukan sewaktu waktu) 2. 1-Persistent Bila medium (kanal) terdeteksi (idle), CSMA 1-Persistent dioperasikan dengan cara pengiriman suatu paket dengan probabilitas-1. Bila kanal terdeteksi sibuk, stasiun tersebut menunggu sampai kanal menjadi idle, kemudian secepatn melakukan pengiriman dengan probabilitas 1 (sensing terhadap kanal dilakukan terus menerus) 73

6 Flowchart pengiriman paket pada CSMA 1-persistent start Paket saluran sibuk Delay paket Kirim paket ada ACK Ambil random backoff 3. P-Persistent Bila medium idle, maka paket ditransmisikan dengan probabilitas P Bila medium sibuk, tunggu sampai idle, kemudian kirim paket dengan probabilitas P 74

7 Flowchart pengiriman paket pada CSMA P-Persistent Start Paket siap Saluran sibuk Ambil random angka 0 < r < 1 r < p delay Delay paket Kirim paket Ada ACK Ambil random backoff Analisa Throughput Throughput (S) adalah total waktu ng digunakan mengirim paket dengan sukses per satuan waktu tertentu ng dapat dihitung dengan : S = Jumlah paket sukses terkirim x waktu transmisi paket Lama pengamatan 75

8 Offered Traffic (G) adalah total waktu paket ng ditawarkan per satuan waktu ng dapat dihitung dengan : G = Jumlah paket muncul x waktu transmisi paket Lama pengamatan Sedangkan waktu transmisi paket (t trans) terdiri dari dua komponen itu waktu paket (t paket) dan delay propagasi (t prop). t transmisi = t paket + t prop Waktu paket dapat dihitung dari persamaan : t paket = panjang paket (byte) x 8 (bit/byte) kecepatan bit (bit detik) Token Ring Token Ring merupakan salah satu protocol untuk LAN ng menggunakan kendali transmisi terdistribusi dan telah distandarisasi oleh IEEE nomor Kendali tranmisi pada Token Ring dilakukan oleh bit bit token ng beredar sekeliling jaringan dari stasiun ke stasiun berikutn. Bit bit tersebut ditransmisikan secara serial melalui media transmisi fisik dan akan mengalami delay tiap melalui stasiun di dalam jaringan ring. Setiap stasiun akan membangkitkan kembali dan akan meneruskan setiap bit ke stasiun berikutn. Jadi stasiun stasiun dalam ring juga berfungsi sebagai regenerator dan repeater. Suatu stasiun tujuan ng telah diberi alamat akan menlin informasi ng dikirim stasiun awal bila informasi tersebut lewat, dan stasiun awal akan menghapusn bila informasi tersebut telah membentuk satu loop penuh mengelilingi ring. Prinsip kerja Token Ring 1. Misalkan DTE (A) akan mengirim data ke DTE (C). Maka DTE (A) menunggu token bebas dari stasiun lain 2. DTE (A) menangkap token bebas dan mengubahn menjadi format paket dengan alamat tujuan (C) dan pengirim (A). Sampai di (C) data dicopy. 76

9 3. Frame terus berputar, hingga sampai di alamat asal (A) masih dalam format paket 4. DTE (A) melepas kembali token bebas, setelah bit terakhir frame data diterima A 5. DTE (A) melepas kembali token bebas, setelah bit terakhir frame dikirim oleh A ANALISA DAN PEMBAHASAN Hal ng harus diperhatikan selama simulasi Metode Akses itu pengamatan proses dan analisa throughput : Pengamatan proses untuk menunjukkan prinsip kerja dari CSMA dan CSMA / CD baik itu non-persistent, p-persistent, ataupun 1-persistent. Pada pengamatan CSMA p-persistent, ng diatur adalah nilai p-n sesuai dengan keperluan pengamatan. Selain nilai p, diatur pula keecpatan simulasi, jumlah DTE dan panjang frame ng dikirimkan. Pada pengamatan proses dapat diamati kemunculan paket pada rentang waktu pengamatan ng telah ditentukan pada form input. Program membangkitan offered traffic secara random tergantung pada rate ng telah ditentukan dan kemudian dapat diamati apakah paket paket tersebut dapat terkirim dengan sukses atau mengalami back off atau collision. Analisa pada Metode akses dengan menggunakan Token Ring ditentukan oleh parameter input ng digunakan. Pada bagian ini variabel variabel ng digunakan : Jumlah DTE, Active monitor, jumlah frame, serta prioritas pengiriman frame pada masing masing DTE. Pada analisa Throughput metode akses CSMA/CD ditentukan oleh input data. Pada input data ini variable variable ng dimasukkan : konstanta media, panjang saluran transmisi, lama pengamatan, rate paket, dan panjang paket. Sedangkan parameter parameter simulasi ng digunakan terdiri dari : 77

10 - Spasi antar paket, adalah rentang waktu dalam bit dimana suatu workstation kembali boleh mengirim paket setelah mengirimkan paketn. - Panjang Bit Jamming, adalah jumlah bit ng dipakai sebagai tanda bahwa telah terjadi collision sehingga semua workstation ng sedang mengirim paket menghentikan pengiriman paket. - Lama pengamatan, adalah rentang waktu pengamatan ng disimulasikan - Rate paket, digunakan untuk menentukan jumlah rata rata paket ng muncul / ditawarkan pada media setiap detik. - Panjang Paket, adalah panjang paket dalam byte - Kecepatan Bit, adalah bit ng ditransmisikan dalam media setiap detik - Waktu Bit - Waktu Transmisi - Konstanta Media - Panjang Saluran Transmisi mentakan panjang fisik dari saluran transmisi ng digunakan dintakan dalam meter. - Delay Propagasi, telah ditentukan secara langsung oleh program berdasarkan input konstanta media dan panjang saluran transmisi. KESIMPULAN 1. Protokol multiple akses terbagi dalam contentionless dan contention 2. Berdasarkan metode akses ng digunakan semakin kecil nilai r ng digunakan pada CSMA akan menghasilkan throughput ng semakin baik 3. Pada metode ALOHA (Pure ALOHA) maupun Slotted ALOHA throughput akan turun karena bankn collision ng terjadi. 4. Stasiun selalu mendeteksi saluran secara terus menerus, suatu saat stasiun mendeteksi saluran apabila saluran dipakai maka batal dan menunggu. 78

11 5. Setelah beberapa saat (cukup lama), maka akan mendeteksi kembali sehingga waktu tundan menjadi lebih lama. DAFTAR PUSTAKA 1. William Stallings, 2001, Data and Computer Communications, Salemba 2. Schreber, William L, 1988, Data Communication, McGrawHill 3. Halsall, F, 1996, Data Communication, Computer networks and open System, Addison Wesley. 4. Black, Uyless D, 1993, Data Link Protocol, Prentice Hall 5. Modul Praktikum Komunikasi Data, 2001, STT Telkom, Bandung 6. Tanenbaum, AS, Computer Networks, Prentise Hall,