BAB 2 LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI Pada bab ini penulis memaparkan teori-teori ilmiah yang didapat dari metode pencarian fakta yang digunakan untuk mendukung penulisan skripsi ini dan sebagai dasar pengembangan sistem sehingga dapat diimplementasikan dengan baik dan benar Jaringan Komputer Jaringan komputer dapat diartikan sebagai kumpulan beberapa komputer dan peralatan lain yang saling terhubung menggunakan aturan-aturan tertentu. Hubungan ini dapat terjadi menggunakan media fisik berupa kabel, gelombang radio, infra merah, bahkan satelit. Setiap peralatan yang tersambung kejaringan disebut node [11]. Para ahli membagi jaringan komputer berdasarkan beberapa klasifikasi yaitu berdasarkan area atau skala, media penghantar dan fungsi. a. Berdasarkan Area 1) Local Area Network (LAN) LAN merupakan jaringan komputer yang memiliki jangkauan area yang terbatas dimana antara satu komputer dengan komputer lainnya saling berdekatan. LAN biasanya digunakan pada jaringan kantor, rumah, maupun warung internet (warnet). 2) Metropolitan Area Network (MAN) MAN merupakan jaringan komputer yang memiliki jangkauan area yang lebih besar dari LAN. MAN biasanya digunakan pada jaringan komputer antar kota.

2 8 3) Wide Area Network (WAN) WAN merupakan jaringan komputer yang memiliki jangkauan area geografi yang sangat luas seperti antar negara maupun antar benua. Metode yang digunakan adalah pengembangan dari LAN dan WAN. 4) Interconnection Networking (Internet) Internet adalah interkoneksi jaringan-jaringan komputer yang ada di dunia. Sehingga cakupannya sudah mencapai satu planet, tidak menutup kemungkinan mencakup antarplanet. Koneksi antar jaringan komputer dapat dilakukan berkat dukungan protokol yang khas, yaitu Internet Protocol (IP) [7]. b. Berdasarkan media penghantar 1) Wire Network Wire Network atau jaringan berkabel adalah jaringan komputer yang menggunakan kabel sebagai media penghantar. Kabel yang digunakan umumnya berbahan dasar tembaga. Ada juga jenis kabel lain yang menggunakan bahan dengan jenis fiber optic. 2) Wireless Network Wireless Network atau jaringan nirkabel adalah jaringan tanpa kabel yang menggunakan media penghantar gelombang radio atau cahaya infrared. c. Berdasarkan fungsi 1) Client Server Client Server adalah jaringan komputer yang salah satu (boleh lebih) komputer difungsikan sebagai server yang menyediakan layanan. Layanan bisa berupa akses web, , VoIP, dan lain-lain. 2) Peer to Peer Peer to Peer adalah jaringan komputer di mana setiap komputer bisa menjadi server sekaligus client. Setiap komputer dapat menerima dan memberikan akses dari atau ke komputer lain [7].

3 Topologi Jaringan Topologi jaringan komputer adalah bagaimana cara menghubungkan node yang satu dengan node lainnya sehingga membentuk jaringan. Dalam suatu jaringan komputer, jenis topologi yang dipilih akan mempengaruhi kecepatan komunikasi, untuk itu perlu dicermati kelebihan dan kekurangan dari masing-masing topologi berdasarkan karakteristiknya. Secara umum ada 4 (empat) topologi yang digunakan, yaitu [11]: a. Topologi Bus. Berikut ini adalah karakteristik dari topologi Bus: 1) Semua node dihubungkan secara serial sepanjang kabel, dan pada kedua ujung kabel ditutup dengan terminator. 2) Tidak membutuhkan banyak kabel dalam pemasangannya. 3) Sederhana dalam pemasangan dan layout. 4) Paket-paket data yang lewat akan bersimpangan pada suatu kabel sehingga besar kemungkinan terjadi tabrakan data (collision). 5) Tidak diperlukan hub/switch, yang banyak diperlukan adalah T-Connector pada setiap ethernet card. 6) Penambahan node dapat dilakukan dengan mudah. 7) Traffic yang padat akan sangat memperlambat jaringan. 8) Jika salah satu node mengalami gangguan, maka keseluruhan jaringan akan mengalami gangguan, sehingga seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut. 9) Setiap connector yang digunakan sebagai penghubung akan melemahkan sinyal elektrik yang dikirimkan. Gambar 2.1 Bentuk Topologi Bus

4 10 b. Topologi Ring. Berikut ini adalah karakteristik dari topologi Ring: 1) Semua node dihubungkan secara serial di sepanjang kabel, dengan bentuk jaringan seperti lingkaran. 2) Sangat sederhana dalam layout seperti jenis topologi Bus. 3) Tipe kabel yang digunakan biasanya kabel Unshielded Twisted Pair (UTP) atau Patch Cable (IBM tipe 6). 4) Paket-paket data dapat mengalir dalam satu arah (kekiri atau kekanan) sehingga collision dapat dihindarkan. 5) Menggunakan sedikit kabel untuk menghubungkan semua node. 6) Jika salah satu node rusak maka seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut. 7) Menambah atau mengurangi node akan mengacaukan jaringan yang sedang berjalan. Gambar 2.2 Bentuk Topologi Ring c. Topologi Star. Berikut ini adalah karakteristik dari topologi Star: 1) Setiap node berkomunikasi langsung dengan konsentrator (hub/switch). 2) Melakukan penambahan atau pengurangan node tidak akan menganggu kinerja jaringan keseluruhan dan bisa dilakukan dengan mudah. 3) Tipe kabel yang digunakan biasanya jenis UTP.

5 11 4) Apabila satu node yang mengalami kerusakan dalam jaringan, maka node tersebut tidak akan mengganggu keseluruhan jaringan. 5) Jika konsentrator mengalami kegagalan, maka seluruh jaringan akan gagal untuk beroperasi. 6) Butuh banyak kabel dalam pemasangannya karena semua node harus terhubung secara langsung ke konsentrator. 7) Jumlah node terbatas, tergantung dari port yang ada pada konsentrator. Gambar 2.3 Bentuk Topologi Star d. Topologi Mesh. Berikut ini adalah karakteristik topologi Mesh: 1) Topologi Mesh memiliki hubungan langsung antara node yang ada. 2) Keuntungan utama dari penggunaan topologi Mesh adalah fault tolerance, tersedia banyak jalur untuk mengirim paket dari satu node ke node lain. 3) Sulit pada saat melakukan instalasi dan melakukan konfigurasi ulang saat jumlah node yang terhubung semakin meningkat. 4) Jika jumlah node yang terhubung sangat banyak, maka ini akan sangat sulit sekali untuk dikendalikan. 5) Dapat terjadi dengan dua kondisi, yaitu full dan partial.

6 12 Gambar 2.4 Bentuk Topologi Mesh 2.3. Voice Over Internet Protocol (VoIP) Voice over Internet Protocol (VoIP) adalah teknologi yang mampu mengirimkan data suara, video dan data yang berbentuk paket secara realtime dengan jaringan yang menggunakan Internet Protocol (IP) [18]. Tujuan pengimplementasian VoIP adalah untuk menekan biaya instansi (perusahaan, sekolah, rumah sakit, dll) maupun individu dalam melakukan komunikasi jarak dekat maupun jarak jauh (interlokal/ SLI). Penekanan biaya itu dapat dilakukan dengan cara memanfaatkan jaringan data yang sudah ada. Sehingga apabila ingin membuat jaringan telekomunikasi VoIP tidak perlu membangun infrastruktur baru yang biasanya memerlukan biaya yang besar. VoIP dalam penerapannya menggunakan sistem jaringan LAN dan didukung protokol-protokol VoIP. Beberapa standarisasi protokol komunikasi pada teknologi VoIP adalah SIP (Session Initiation Protocol) dan IAX2 (Internet Asterisk exchange 2).

7 13 Teknologi VoIP bekerja dengan cara mengubah suara yang merupakan sinyal analog menjadi sinyal digital yang dapat dikirimkan melalui jaringan yang memanfaatkan IP. Setelah diubah menjadi sinyal digital, kemudian ditranslasikan ke dalam paket-paket IP yang kemudian ditransmisikan melalui jaringan. Gambar 2.5 memperlihatkan cara kerja VoIP, dimana terjadi pertukaran data suara antara dua pengguna [14]. Gambar 2.5 Proses Pertukaran Data Suara Antara Dua Pengguna [14] Pada awal perkembangannya, VoIP hanya dapat dipakai antar personal computer (PC) multimedia dengan kualitas suara yang rendah. Seiring dengan perkembangan teknologi, kini VoIP memungkinkan komunikasi antar komputer ke komputer, telepon ke telepon, komputer ke telepon, bahkan komputer ke smartphone dengan kualitas terbilang baik, sehingga layanan VoIP mulai banyak dijual oleh operator-operator telekomunikasi di dunia [17]. VoIP biasanya digunakan dalam sebuah organisasi atau perusahaan dengan tujuan untuk mereduksi biaya komunikasi dan mempermudah melakukan komunikasi. Dalam skala LAN, VoIP biasanya digunakan untuk menghubungkan ruangan satu ke ruangan lain, atau lantai satu ke lantai yang lain, dalam skala Metropolitan Area Network (MAN), VoIP biasanya digunakan untuk membangun jalur komunikasi antara lokasi satu dengan lokasi lain atau gedung satu dengan gedung yang lain yang jaraknya cukup jauh, bisa antar daerah dalam satu kota, maupun antar satu kota dengan kota lainnya dalam satu negara, sedangkan dalam skala Wide Area Network (WAN), VoIP biasanya digunakan untuk membuat jalur komunikasi antar negara ataupun benua.

8 Kelebihan VoIP VoIP diciptakan untuk menyediakan sarana komunikasi agar lebih hemat biaya dan lebih fleksibel. Berikut ini adalah beberapa kelebihan VoIP: a. Biaya lebih rendah untuk sambungan langsung jarak jauh. Untuk dua lokasi yang terhubung dengan internet dan memanfaatkan VoIP, maka biaya percakapan menjadi sangat rendah. b. Memanfaatkan infrastruktur jaringan data yang sudah ada. Berguna jika sebuah instansi sudah mempunyai infrastrktur jaringan. Jika memungkinkan, jaringan yang ada bisa dibangun jaringan VoIP dengan mudah. Tidak diperlukan tambahan biaya bulanan untuk penambahan fasilitas VoIP. c. Penggunaan bandwidth yang kecil. Dengan majunya teknologi, penggunaan bandwidth untuk voice sekarang ini menjadi sangat kecil. d. Memungkinkan digabung dengan jaringan telepon lokal yang sudah ada. Dengan adanya gateway bentuk jaringan VoIP bisa disambungkan dengan PABX (Private Automated Branch exchange) yang ada dikantor. Komunikasi antar kantor bisa menggunakan pesawat telepon biasa. e. VoIP bisa dibuat menjadi jaringan yang besar. Sebagai contoh di Indonesia adalah VoIP Rakyat. f. Variasi penggunaan peralatan yang ada, misal dari PC, IP Phone, telepon konvensional dan smartphone [7] Kekurangan VoIP Diantara beberapa kelebihan yang telah dipaparkan, VoIP juga memiliki kekurangan. Beberapa kekurangan dari VoIP adalah sebagai berikut: a. Kualitas suara tidak sejernih telepon konvensional. Hal ini adalah efek dari kompresi suara dengan bandwidth kecil maka akan ada penurunan kualitas suara dibandingkan jaringan Public Switched Telephone Network (PSTN) konvensional.

9 15 b. Ada jeda (delay) dalam berkomunikasi. Proses perubahan data menjadi suara dan jeda jaringan, membuat adanya jeda dalam komunikasi yang menggunakan VoIP. c. Peralatan relatif mahal. Peralatan VoIP yang menghubungkan antara VoIP dengan PABX relatif berharga mahal. Diharapkan dengan makin populernya VoIP ini maka harga peralatan tersebut juga mulai turun harganya. d. Jika pemakaian VoIP semakin banyak, maka jaringan data yang ada menjadi penuh, dan jika tidak diatur dengan baik akan menyebabkan kegagalan dalam komunikasi [7] Protokol Pendukung VoIP Dalam jaringan, protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih node. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Protokol-protokol yang mendukung terjadinya komunikasi VoIP adalah sebagai berikut: Transmission Control Protocol (TCP) Dalam mentransmisikan data pada layer transport ada dua protokol yang berperan yaitu TCP dan UDP. TCP merupakan protokol yang connection oriented yang artinya menjaga reliabilitas hubungan komunikasi end-to-end. Konsep dasar cara kerja TCP adalah mengirim dan menerima segmen-segmen informasi dengan panjang data bervariasi pada suatu datagram internet. TCP bertugas menjamin realibilitas hubungan komunikasi karena melakukan perbaikan terhadap data yang rusak, hilang atau kesalahan kirim. Hal ini dilakukan dengan memberikan nomor urut pada setiap oktet yang dikirimkan dan membutuhkan sinyal jawaban positif dari penerima berupa sinyal acknowledgment (ACK). Jika sinyal ACK ini tidak diterima pada interval pada waktu tertentu, maka data akan dikirimkan kembali. Pada sisi penerima, nomor urut tadi berguna untuk mencegah kesalahan urutan data dan duplikasi data.

10 16 TCP juga memiliki mekanisme flow control dengan cara mencantumkan informasi dalam sinyal ACK mengenai batas jumlah oktet data yang masih boleh ditransmisikan pada setiap segmen yang diterima dengan sukses. Dalam VoIP, TCP digunakan untuk menjamin setup suatu call pada sesi signalling. TCP tidak digunakan dalam pengiriman data suara pada VoIP karena pada suatu komunikasi data VoIP penanganan data yang mengalami keterlambatan lebih penting dari pada penanganan paket yang hilang User Datagram Protocol (UDP) UDP yang merupakan salah satu protokol utama dibawah IP merupakan transport protokol yang lebih sederhana dibandingkan dengan TCP. UDP digunakan untuk situasi yang tidak mementingkan mekanisme reliabilitas. header UDP hanya berisi empat field yaitu source port, destination port, length dan UDP checksum dimana fungsinya hampir sama dengan TCP, namun fasilitas checksum pada UDP bersifat opsional. UDP pada VoIP digunakan untuk mengirimkan audio stream yang dikirimkan secara terus menerus. UDP digunakan pada VoIP karena pada pengiriman audio streaming yang berlangsung terus menerus lebih mementingkan kecepatan pengiriman data agar tiba di tujuan tanpa memperhatikan adanya paket yang hilang, walaupun paket yang hilang sudah mencapai 50% atau bahkan lebih dari jumlah paket yang dikirimkan. Karena UDP mampu mengirimkan data streaming dengan cepat. Dalam teknologi VoIP, UDP merupakan salah satu protokol penting yang digunakan sebagai header pada pengiriman data Internet Protocol (IP) IP adalah protokol lapisan jaringan (network layer) yang berada pada lapisan ketiga yang digunakan oleh protokol Transmision Control Protocol/Internet Protocol

11 17 (TCP/IP) untuk melakukan pengalamatan dan routing paket data antar node-node di jaringan komputer berbasis yang berbasis TCP/IP. IP didesain untuk interkoneksi sistem komunikasi komputer. Pada jaringan TCP/IP, sebuah node diidentifikasi dengan alamat IP. Tiap-tiap komputer memiliki alamat IP yang unik, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Hal ini dilakukan untuk mencegah kesalahan pada transfer data. Salah satu hal penting dalam IP terkait pengiriman informasi adalah metode pengalamatan pengirim dan penerima. Saat ini terdapat standar pengalamatan yang sudah digunakan yaitu IPv4 dengan alamat terdiri dari 32 bit. Jumlah alamat yang diciptakan dengan IPv4 diperkirakan tidak dapat mencukupi kebutuhan pengalamatan IP sehingga dalam beberapa tahun mendatang akan diimplementasikan sistem pengalamatan yang baru yaitu IPv6 yang menggunakan sistim pengalamatan 128 bit [7] Wireless Teknologi wireless (nirkabel) adalah sebuah teknologi pengembangan dari jaringan komputer yang sebelumnya menggunakan kabel sebagai media penghubungnya. wireless memanfaatkan udara/gelombang elektromagnetik sebagai media lalu lintas pertukaran datanya [1]. Sampai saat ini, teknologi jaringan wireless yang bekerja pada frekuensi 2.4 GHz, dan/atau 5GHz berkembang pesat sekali terutama karena pembebasan izin frekuensi di band Industrial Scientific Medical (ISM) maupun band Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) [19].

12 Jenis Teknologi Wireless Selain WLAN, terdapat beberapa jenis teknologi wireless lainnya yang dibedakan berdasarkan luas area yang dicakup oleh jaringan wireless, diantaranya adalah: Wireless Personal Area Network (WPAN) WPAN (Wireless Personal Area Network) adalah sebuah bentuk komunikasi wireless yang terbatas hanya pada jarak pendek dan umumnya hanya terbatas untuk dua buah perangkat elektronik [1]. Media yang biasa digunakan untuk WPAN antara lain : a. Radio Frequency (RF) b. Infra Red (IR) c. Bluetooth Wireless Wide Area Network (WWAN) WWAN adalah sebuah bentuk komunikasi nirkabel yang memiliki area sangat luas, antara lain untuk penggunaan selular seperti 2G, 3G, 4G, dan lain sebagainya [1] Wireless Local Area Network (WLAN) WLAN (Wireless Local Area Network) adalah sebuah bentuk komunikasi nirkabel yang memiliki area terbatas seperti dalam suatu ruangan ataupun sebuah gedung [1]. WLAN memiliki standar komunikasi yang diatur oleh sebuah lembaga. Standar komunikasi data yang digunakan dalam WLAN umumnya adalah keluarga Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a. IEEE a bekerja pada frekuensi 5GHz dan mempunyai kecepatan maksimum 54 Mbps. b. IEEE b bekerja pada frekuensi 2,4GHz dan mempunyai kecepatan sampai dengan 11Mbps.

13 19 c. IEEE g bekerja pada frekuensi yang sama dengan IEEE b yaitu 2,4GHz, namun memiliki kecepatan maksimal yang lebih besar, yaitu 54Mbps. d. IEEE n yang bekerja pada dua frekuensi yaitu 2,4 dan 5GHz dengan kecepatan maksimum adalah 100 sampai dengan 210 Mbps [4]. IEEE sendiri adalah sebuah lembaga internasional yang bersifat non-profit yang mempromosikan pengembangan berbagai teknologi yang berkaitan dengan listrik, telekomunikasi dan jaringan komputer. IEEE menentukan berbagai standar yang sering kali dipakai sebagai standar internasional [17] Wireless Mesh Network (WMN) WMN merupakan suatu bentuk jaringan komunikasi dimana setiap node termasuk wireless router itu sendiri terhubung dengan menggunakan media wireless. Dalam bentuk jaringan wireless konvensional, setiap client terhubung dengan perangkat router dengan media wireless, namun perangkat wireless router itu sendiri terhubung ke wireless router lain menggunakan kabel. Wireless Mesh Network memberikan solusi penghematan kabel sekaligus menjadikan tingkat mobilitas dari jaringan wireless menjadi lebih tinggi dengan mengganti penggunakan kabel sebagai penghubung antar perangkat backbone wireless menjadi menggunakan teknologi wireless yang juga digunakan untuk penyambungan ke client [1]. Salah satu contoh penerapan dari Wireless Mesh Network adalah pada Base Transmission Service (BTS) operator telepon selular yang menghubungkan satu BTS dengan BTS yang lainnya. Pada gambar 2.5 digambarkan sebuah topologi WMN sederhana dari BTS telepon selular.

14 20 Gambar 2.5 Visualisasi WMN Pada BTS Telepon Selular 2.6. Ad Hoc dan Infrastruktur Jaringan wireless biasanya terdiri dari dua model yaitu fixed dan mobile. Jaringan fixed wireless tidak mendukung mobilitas dan kebanyakan adalah point to point, seperti microwave network dan geostationary satellite network. Lain halnya dengan jaringan mobile wireless yang sangat dibutuhkan oleh pengguna yang bergerak. Jaringan mobile dibagi dalam dua kategori utama yaitu jaringan yang memiliki infrastruktur dan jaringan yang tidak memiliki infrastruktur atau yang biasa disebut dengan Ad Hoc [2]. Pada mode infrastruktur, tiap node mengirim dan menerima data melalui sebuah konsentrator, dalam WLAN, konsentrator biasa berupa access point [19], sedangkan pada komunikasi telepon selular biasaya digunakan BTS, dimana dalam hal ini BTS adalah media perantara antara telepon genggam satu dengan lainnya. Pada gambar 2.6 berikut ini diperlihatkan topologi sederhana dari jaringan wireless dengan mode infrastrktur pada WLAN.

15 21 Gambar 2.6 Jaringan Nirkabel Mode Infrastrktur Sederhana Sedangkan pada pada model Ad Hoc yang biasa dikenal sebagai jaringan peerto-peer, setiap node dilengkapi dengan wireless adapter yang mengirim dan menerima data, ke dan dari node lain secara langsung [19]. Pada gambar 2.7 berikut ini diperlihatkan sebuah contoh sederhana topologi jaringan terdiri dari 3 node yang menggunakan mode Ad Hoc. Gambar 2.7 Jaringan Mode Ad Hoc Sederhana Jaringan Ad Hoc menjadikan masing-masing node adalah suatu router yang dilengkapi dengan transceiver wireless. Pesan yang dikirim dalam lingkungan jaringan ini akan terjadi antara dua node dalam cakupan transmisi masing-masing yang secara tidak langsung dihubungkan oleh multiple hop melalui beberapa node perantara [2].

16 Mobile Ad Hoc Network (MANET) Mobile Ad Hoc Network (MANET) adalah sebuah jaringan yang terdiri dari gabungan perangkat-perangkat bergerak (mobile) yang dibangun tanpa infrastruktur, sehingga membentuk jaringan yang bersifat sementara. Tiap node pada MANET memiliki antarmuka nirkabel dan saling berkomunikasi melalui gelombang radio. Beberapa contoh node ad hoc yaitu notebook, netbook, Personal Digital Assistants (PDA), smartphone, dimana node-node tersebut saling berkomunikasi secara langsung satu sama lain. MANET memiliki kesamaan dengan Wireless Mesh Network (WMN), yaitu menggunakan konsep komunikasi yang sama antar node-nya, namun menitik beratkan pada aspek yang berbeda. MANET memiliki latar belakang akademis dan memusatkan pada perangkat pengguna, mobilitas, dan kemampuan ad hoc. Sedangkan WMN memiliki latar belakang bisnis dan memusatkan pada perangkat statis (biasanya infrastruktur), kehandalan, dan kapasitas jaringan. MANET adalah suatu jenis jaringan dimana setiap node tidak hanya mengirim atau menerima data saja, tetapi juga berfungsi sebagai relay untuk node lainnya. Dengan kata lain, setiap node bekerja sama untuk membangun dan mengirimkan data di jaringan [15]. MANET juga bisa terjadi dengan 2 kemungkinan, yang pertama adalah full connected dan yang kedua adalah partial connected. Full connected adalah dimana semua node pada MANET saling terhubung satu sama lain secara langsung. Pada kemungkinan ini koneksi yang terjadi pada sebuah node bisa dihitung dengan rumus n-1, dimana n adalah jumlah seluruh node. Contoh full connected bisa dilihat pada gambar 2.8 berikut ini.

17 23 Gambar 2.8 MANET Full Connected Sedangkan pada partial connected adalah dimana seluruh atau beberapa node pada MANET tidak terhubung ke seluruh node lainnya secara langsung, namun hanya beberapa node saja. Gambar 2.9 berikut ini memperlihatkan partial connected. Gambar 2.9 MANET Partial Connected MANET adalah suatu sistem terdistribusi yang terdiri atas node-node wireless mobile maupun statis yang dapat membentuk dan merawat jaringan antar node itu sendiri tanpa adanya sokongan base station atau pengendali terpusat. Node-node wireless itu membentuk suatu topologi Ad Hoc yang memungkinkan komunikasi antar node tanpa adanya infrastruktur telekomunikasi [6].

18 24 Perancangan sebuah MANET dapat dirancang menggunakan teknik flooding atau menggunakan teknik routing. Jika menggunakan teknik routing, message akan dikirim melalui sebuah jalur dengan cara loncat dari satu node ke node lainnya sampai tujuan tercapai. Untuk menjamin keberadaan route/path, maka sebuah mekanisme routing harus memungkinkan untuk membuat terjadinya sambungan terus menerus dan mengkonfigurasi ulang secara otomatis jika ada jalur yang rusak atau terblokir dengan menggunakan algoritma self-healing atau memperbaiki diri sendiri. Jadi, MANET harus dapat menyelesaikan masalah yang terjadi karena mobilitas dari node [15] Routing Routing adalah mekanisme proses penentuan link dari node pengirim ke node penerima yang bekerja pada lapisan 3 Open System Interconnection (OSI) [16]. Routing merupakan proses memindahkan data dari satu network ke network lain dengan cara mem-forward paket data via gateway. Routing menentukan kemana paket data akan dikirim agar mencapai tujuan yang diinginkan [9]. Sebuah router mempelajari informasi routing dari mana sumber dan tujuannya yang kemudian ditempatkan pada tabel routing. Router akan berpatokan pada tabel ini untuk memberitahu alamat yang akan digunakan untuk meneruskan paket ke alamat tujuan. Gambar 2.10 berikut ini memvisualisasikan informasi yang dibutuhkan oleh router untuk mengirimkan paket data ke jaringan yang berbeda. Gambar 2.10 Visualisasi Informasi Pada Router Untuk Melakukan Routing [4]

19 Protokol Routing Protokol routing adalah aturan atau cara pencarian jalur terbaik yang digunakan untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke node penerima. Paket akan melewati beberapa node penghubung (intermediate node), dimana protokol routing berfungsi untuk mencarikan jalur yang terbaik dari beberapa jalur yang akan dilalui melalui mekanisme pembentukan tabel routing [16] Klasifikasi Protokol Routing Pada MANET Mekanisme protokol routing yang ada di MANET umumnya di kategorikan menjadi 3 jenis yaitu, proactive, reactive dan hybrid Protokol Routing Proactive Protokol routing proactive merupakan protokol routing yang berdasarkan informasi pada routing table yang terus di-update dalam waktu berkala. Semua informasi mengenai perubahan akan dikirim sesuai dengan periodik pengiriman update dari routing table. Sehingga, pada protokol routing ini akan terjaga routing table yang terus update tanpa menghilangkan fungsinya untuk memilih jalur terbaik untuk mengirimkan data [1]. Sifat protokol ini memungkinkan delay yang lebih rendah dalam mengirimkan data melalui jaringan karena jalur data sudah dikenal [13]. Beberapa contoh protokol routing jenis ini adalah Optimized Link State Routing (OLSR), Better Approach To Mobile Ad-hoc Network (B.A.T.M.A.N), dan Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV) Protokol Routing Reactive Protokol routing reactive merupakan protokol routing yang memilih jalur maupun melakukan update jalur hanya ketika terdapat rute baru atau ketika suatu rute terputus.

20 26 Pada protokol routing ini, perhitungan jalur dilakukan sekali saja, kemudian di-update hanya ketika ada perubahan. Informasi yang dimiliki setiap router pada protokol routing ini sangat terbatas dan akan dihapus ketika tidak lagi dibutuhkan dalam jangka waktu tertentu. Pada beberapa protokol routing reactive, setiap router bahkan hanya memiliki informasi tentang nexthop saja. Oleh karena karakteristiknya, protokol routing reactive sering juga disebut dengan On Demand Routing Protocol. Contoh protokol routing ini adalah Dynamic Source Routing (DSR) dan Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Protokol Routing Hybrid Protokol routing hybrid dikembangkan dengan pemikiran untuk menggabungkan kelebihan dari protokol routing reactive dan proactive sehingga didapatkan sebuah protokol routing yang paling efektif. Protokol routing hybrid menggunakan karakteristik protokol routing reactive dan proactive untuk mencari jalur terbaik sesuai dengan tuntutan dan kondisi (on demand) jaringan yang terus di-update. Selain itu, pada protokol routing hybrid, paket Route Request (RREQ) dan Route Reply (RREP) dikirimkan setelah terdapat routing request dengan waktu interval tertentu. Contoh dari protokol routing ini adalah Zone Routing protocol (ZRP) dan Babel [1]. MANET. Gambar 2.11 berikut ini memperlihatkan klasifikasi sifat protokol routing pada Gambar 2.11 Klasifikasi Routing Pada MANET

21 Protokol Better Approach To Mobile Ad Hoc Network (B.A.T.M.A.N) Better Approach To Mobile Ad-Hoc Network atau B.A.T.M.A.N merupakan sebuah routing protokol yang bersifat proactive yang dikembangkan oleh Freifunk Community yang dikembangkan dari protokol routing OLSR. B.A.T.M.A.N dikembangkan dengan konsep membentuk sebuah protokol routing yang menggunakan informasi routing seminimum mungkin dengan hanya mengkalkulasikan nexthop. Konsep routing pada B.A.T.M.A.N adalah setiap keputusan routing didistribusikan secara merata kepada seluruh node. Sehingga setiap node memiliki pengetahuan mengenai seluruh node yang tersedia beserta total metric untuk menuju ke tujuan dan juga nexthop terbaik untuk mencapai tujuan. Pada B.A.T.M.A.N, informasi mengenai perubahan topologi jaringan tidak diperlukan. B.A.T.M.A.N melakukan flooding Originator Message (OGM) untuk menghindari informasi routing yang berbeda sehingga tidak terjadi routing loop. B.A.T.M.A.N merupakan salah satu protokol routing yang banyak dikembangkan dan diuji dalam banyak skenario [1] Karakteristik B.A.T.M.A.N Pada dasarnya, B.A.T.M.A.N bekerja pada layer 3, sama seperti OLSR. Sehingga pada mekanisme routing, B.A.T.M.A.N menggunakan IP Address untuk dapat berkomunikasi. Meskipun begitu, B.A.T.M.A.N hanya peduli pada penentuan best nexthop. Hal ini membuat mekanisme routing B.A.T.M.A.N lebih efisien dan juga lebih cepat. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, B.A.T.M.A.N menggunakan OGM untuk memberitahu mengenai eksistensi sebuah node kepada seluruh node di jaringan. Dimana hal inilah yang akan digunakan menjadi salah satu penentuan best nexthop terbaik. B.A.T.M.A.N dibuat bukan untuk jaringan yang stabil seperti jaringan dengan menggunakan kabel, melainkan untuk jaringan yang unreliable seperti wireless yang tidak stabil dan juga selalu mengalami packet loss [1].

22 28 Setiap node pada B.A.T.M.A.N hanya mengetahui satu single hop neighbour saja sebagai dasar penentuan nexthop tanpa mengetahui seperti apa topologi MANET dari jaringan keseluruhan. Misalnya, node A tahu bahwa terdapat node S di suatu tempat di dalam MANET, dan dapat dilalui melalui neighbour B. Namun node A tidak tahu berapa jumlah hop atau node diantara mereka. Pendekatan ini membuat B.A.T.M.A.N memiliki kelebihan bandwith friendliness namun sulit untuk divisualisasikan. Untuk mempermudah, B.A.T.M.A.N memiliki vis server yang berfungsi untuk mencari data mengenai data jaringan dari setiap node yang dapat digunakan untuk memvisualisasikan MANET dalam bentuk grafik dari topologi jaringan yang ada [9] Format Paket B.A.T.M.A.N Secara garis besar, format paket B.A.T.M.A.N dapat diilustrasikan seperti gambar 2.12 dibawah ini: Gambar 2.12 Format Paket B.A.T.M.A.N [10] Paket pada B.A.T.M.A.N merupakan paket UDP yang terdiri dari OGM dan Optional Host Network Announcement (HNA) Message. OGM memiliki besar paket yang tetap, yaitu 12 oktet. Dimana isi dari OGM digambarkan dalam gambar 2.13 berikut ini:

23 29 Gambar 2.13 Format OGM [10] OGM merupakan paket yang dikirimkan untuk memberitahukan eksistensi node di dalam MANET. Isi dari OGM antara lain [10]: a. Version: digunakan untuk membedakan paket beda versi B.A.T.M.A.N. Jika menerima paket dari versi B.A.T.M.A.N yang berbeda, maka paket tersebut akan diacuhkan. b. Is-direct-link flag: digunakan untuk menunjukkan apakah sebuah node merupakan node tetangga atau bukan. c. Unidirectional flag: digunakan untuk menunjukkan apakah node tetangga menggunakan hubungan bidirectional atau tidak. d. TTL (Time To Live): digunakan untuk membatasi hop pengiriman OGM. e. Gateway flags: digunakan untuk menunjukkan jika host/node ini memberikan layanan sambungan ke internet (gateway). f. Squence number: originator pada OGM akan menambahkan satu setiap sequence number dari OGM baru. g. Originator address: alamat IPv4 dari interface B.A.T.M.A.N dimana OGM dihasilkan. Untuk paket HNA message dapat digambarkan seperti pada gambar 2.14 dibawah ini [10]: Gambar 2.14 Format Pesan HNA [10]

24 30 Keterangan: a. Netmask: jumlah bit yang merepresentasikan besar dari network. b. Network Address: alamat network IPv4 yang digunakan Cara kerja OGM Beirkut ini adalah cara penyebaran dari OGM [8]: a. OGM di-broadcast secara periodik (dengan interval satu detik) oleh setiap node dengan besar paket masing-masing sekitar 52 byte. b. Paket OGM dikirim ke node tetangga untuk memberitahukan eksistensi dari node pengirim. c. Node melakukan selective flooding dengan hanya melakukan broadcast ulang paling banyak satu kali kepada node tetangga yang sudah diidentifikasikan memiliki jalur yang terbaik. Pesan OGM yang diterima kemudian diproses dengan ketentuan berikut: a. Paket OGM yang di-broadcast pada umumnya hilang dikarenakan sambungan yang lemah ataupun terjadi tabrakan. b. OGM yang melalui jalur yang baik tersebar lebih cepat dan lebih reliable. c. Setiap node menghitung node tetangga mana yang memberikan broadcast paket yang paling banyak. d. Berdasarkan proses perhitungan tersebut, node tetangga tersebut akan ditandai sebagai node dengan jalur yang baik (good path) untuk menuju sumber paket. e. OGM juga melakukan pengecekan untuk bidirectional link. berikut ini: Pemrosessan pesan OMG dapat divisualisasikan seperti pada gambar 2.15

25 31 Gambar 2.15 Mekanisme Pemrosesan OGM [8] Mekanisme Routing B.A.T.M.A.N B.A.T.M.A.N menjalankan routing daemon untuk terus menjaga routing table-nya terus update. Routing daemon ini terus menjaga track dari OGM-OGM baru dan menjaga list dari seluruh originator yang telah mengirimkan OGM. B.A.T.M.A.N juga menjaga satu entry dedicated routing untuk setiap OGM dan HNA yang telah dikenal. Setiap routing entry menunjukkan interface outgoing dari B.A.T.M.A.N dan IP Address dari nexthop direct link tetangga menuju originator yang terkait. B.A.T.M.A.N harus memasukkan sebuah rute untuk menuju semua node, bahkan jika node tersebut adalah tetangga dengan status link-local bidirectional single hop [10] Pemilihan dan Pembentukan Rute B.A.T.M.A.N Ketika sebuah node mendapati OGM dari originator yang tidak dikenal ataupun mendapati OGM untuk node yang tidak dikenal oleh jaringan, maka node yang tidak dikenal tersebut akan dimasukkan ke dalam routing table dan mekanisme pemilihan tetangga dengan link-local bidirectional terbaik akan dilakukan, dimana tetangga dengan link-local bidirectional jalur terbaik akan dijadikan sebagai gateway menuju tujuan. Jika terjadi perubahan, misalnya perubahan peringkat tetangga dengan jalur terbaik berubah, maka routing table akan di-update [10].

26 Penghapusan Rute B.A.T.M.A.N Penghapusan rute dari routing table akan dilakukan secara otomatis jika sebuah node tidak menerima OGM maupun HNA dari sebuah originator dalam rentang waktu yang melebihi WINDOW_SIZE dan interval PURGE_TIMEOUT [10] B.A.T.M.A.N-advanced B.A.T.M.A.N-advanced atau B.A.T.M.A.N-adv merupakan implementasi dari protokol routing B.A.T.M.A.N dalam bentuk modul kernel yang bekerja pada lapisan ke 2 atau lapisan data link layer dari network layer. Pada dasarnya protokol routing yang bekerja pada layer 3 saling bertukar informasi routing dengan mengirimkan paket UDP dan juga menetapkan keputusan routing mereka dengan memanipulasi kernel routing table. B.A.T.M.A.N-adv beroperasi sepenuhnya pada layer dua. Itu berarti semua mekanisme routing dan juga penetapan jalur routing dilakukan di lapisan tersebut menggunakan MAC (Media Access Control) Address [12]. B.A.T.M.A.N-adv melakukan seluruh proses enkapsulasi sekaligus packet forwarding untuk seluruh paket sehingga diterima oleh seluruh tujuan sekaligus menjembatani seluruh node untuk berpartisipasi di dalam switch virtual network. Mekanisme routing pada B.A.T.M.A.N-adv tidak banyak perbedaan dengan B.A.T.M.A.N, dimana semua node tidak mengetahui topologi jaringan melainkan hanya terkait dengan link-local tetangga. Sehingga perubahan network tidak akan mempengaruhi node [12]. Karakteristik dari B.A.T.M.A.N-adv antara lain [12]: a. Pada B.A.T.M.A.N-adv, berbagai aplikasi network layer dapat dijalankan, nisalnya IPv4, IPv6, DHCP, IPX, dan lain-lain. b. Node dapat berpastisipasi ke dalam MANET tanpa memiliki IP Address karena B.A.T.M.A.N-adv menggunakan MAC Address. c. Node yang bukan merupakan bagian MANET dapat dengan mudah terintegrasi dengan MANET, contoh notebook tanpa B.A.T.M.A.N-adv dapat terkoneksi dengan B.A.T.M.A.N-adv di MANET.

27 33 d. Terdapat mekanisme optimizing dari aliran data yang melalui MANET (interface alternating, low overhead, forward error correction, dsb.) e. Protokol berjalan dengan mengandalkan broadcast/multicast paket melalui node MANET dan non-manet. B.A.T.M.A.N-adv menggunakan batctl tool untuk melakukan konfigurasi dan debugging terhadap kernel modul B.A.T.M.A.N-adv. Batctl juga dapat digunakan untuk melakukan aktifitas ping, traceroute, dan juga tcpdump pada lapisan dua [12] Interface Virtual bat0 Masalah yang timbul selanjutnya adalah dimana kebanyakan aplikasi memanfaatkan pengalamatan logika di lapisan 3 (network layer) yaitu berupa IPv4 untuk melakukan komunikasi dengan aplikasi lain, sementara B.A.T.M.A.N-adv adalah protokol routing yang bekerja pada lapisan 2 (data-link layer). Untuk mengatasi hal ini, B.A.T.M.A.N-adv akan membuat sebuah interface virtual yang diberi nama bat0 pada setiap node, dimana fungsi dari interface virtual ini adalah untuk membantu B.A.T.M.A.N-adv memenuhi kebutuhan pengalamatan logika pada lapisan 3, sehingga memungkinkan untuk aplikasi yang bekerja dengan memanfaatkan pengalamatan lapisan 3, misalnya VoIP dapat bekerja dengan baik Protokol Babel Babel adalah sebuat protokol routing yang berbasis distance vector dan bersifat hybrid. Routing ini diciptakan berdasarkan dari ide protokol Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV), Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV), dan protokol routing milik Cisco System, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) yang bisa bekerja tidak hanya di jaringan berkabel, namun juga nirkabel. Babel pada awalnya dirancang untuk jaringan Ad Hoc nirkabel. Karena itu, Babel sangat tangguh jika dihadapkan dengan masalah mobilitas yang tinggi [5].

28 Babel Pada Jaringan Dual-Stack Tidak seperti protokol routing kebanyakan, yang tidak bisa menggunakan IPv4 dan IPv6 pada waktu yang sama, Babel adalah protokol routing hybrid, yang sebuah paket update tunggalnya dapat membawa rute-rute untuk beberapa protokol network-layer (IPv6 & IPv4) sekaligus. Ini menjadikan Babel secara khusus dan efisien cocok untuk me-manage jaringan dengan dua pengalamatan logika (IPv4 & IPv6) [5] Kekurangan Babel Babel punya dua keterbatasan yang membuatnya tidak cocok untuk digunakan pada beberapa situasi [3]: a. Babel bergantung pada update-update berkala routing table daripada menggunakan sebuah transport yang handal (karena, dalam jaringan stabil yang besar, Babel akan menghasilkan traffic yang lebih banyak dibandingkan protokol-protokol yang hanya mengirim update ketika perubahan topologi jaringan terjadi). b. Babel bergantung pada hold time walaupun ketika sebuah rute dibatalkan. Karenanya, jika sebuah prefix yang sebelumnya terpisah menjadi tergabung, akan menjadi unreacheable untuk beberapa saat. Ini membuat Babel tidak cocok untuk digunakan pada jaringan mobile yang mengimplentasikan prefix aggregation otomatis Transmisi Informasi Routing Babel Paket-paket protokol Babel dikirim di dalam body dari datagram UDP. Babel meletakkan informasi routing ke dalam sebuah Type Length Value (TLV). Setiap paket Babel mengandung satu atau lebih TLV. Node Babel meminta sebuah acknowledgement untuk semua paket Babel yang dikirim dengan menambahkan sebuah Acknowledgement Request TLV. Sebuah node

29 35 Babel secara periodik mem-broadcast pesan Hello ke semua tetangganya, Babel juga secara periodik mengirim sebuah pesan I Heard You" (IHU) ke seluruh tetangga yang baru diterima pesan Hello-nya. Dari informasi yang berasal dari pesan Hello dan IHU dari tetangganya, sebuah node Babel menghitung cost dari link node ke tetangga [5] Pemilihan Rute Babel Pemilihan rute adalah proses dimana sebuah rute tunggal yang terpilih digunakan untuk meneruskan paket-paket dan disebarkan kembali ke node lainnya. Babel didesain untuk melakukan pemilihan rute secara fleksibel. Kriteria pemilihan rute adalah metrik, router-id, tetangga-tetangga dan rute-rute yang stabil. Karena ketelitian protokol diperhatikan, kebijakan pemilihan rute harus, hanya memenuhi sifat-sifat berikut: a. Sebuah rute dengan metrik tidak terbatas (rute yang dibatalkan) tidak pernah akan dipilih. b. Sebuah rute yang tidak handal (memungkinkan routing loop) tidak pernah dipilih [5] Kondisi Kehandalan Babel Babel menggunakan sebuah kondisi kehandalan yang menjamin ketiadaan dari routing loop, dimana router akan mengabaikan update-update rute yang tidak memenuhi kondisi kehandalan. Rute handal adalah ketika metriknya di local node tidak lebih besar dari metrik dari rute yang saat ini terpilih dan rute tersebut tidak memungkinkan terjadinya routing loop. Kondisi kehandalan yang didefinisikan di atas akan menyebabkan starvation (kelaparan) ketika sebuah router kehabisan rute-rute yang handal. Babel menghadapi starvation dengan menggunakan rute-rute yang berurutan.

30 36 Setiap rute mengandung sebuah nomer urut s dan sebuah metrik m untuk sebuah node n. Nomer urut s menentukan keterbaruan dari penyebaran rute dan disebarluaskan tidak berubah melalui jaringan dan hanya bertambah oleh n. Sebagai contoh, jika sebuah node menerima dua penyebaran rute untuk n dari dua tetangga yang berbeda, ia akan memilih rute yang terbaru s [5] Konvergensi Babel Untuk mempercepat konvergensi ketika topologi berubah, node Babel meminta sebuah nomor urut yang baru (dengan sequence number request TLV) ketika diperlukan dan tidak menunggu sampai sebuah nomor urut baru dikirimkan dalam interval periode berikutnya seperti di DSDV. Untuk mencapai konvergen dengan pemilihan rute-rute yang terbaik, Babel akan membutuhkan sedikit waktu sebelum mengoptimasi tabel routing. Adanya packet loss yang banyak, konvergensi pada sebuah kumpulan rute yang optimal mungkin memakan waktu sekitar satu menit (dengan interval update default sebesar 20 detik) [5] Format Paket Babel Paket babel memuat 4 oktet pada header dan diikuti dengan paket TLV yang berada pada body-nya. Jika ada data/paket yang ikut dalam paket header, maka data/paket selebihnya itu akan diabaikan. Secara sederhana paket pada Babel bisa digambarkan seperti pada gambar 2.16 berikut ini: Gambar 2.16 Format Paket Header Babel [3]

31 37 Keterangan: a. Magic: adalah nilai sementara, yaitu 42 (desimal), paket-paket dengan oktet pertama yang berbeda dari 42 akan diabaikan. b. Version: field ini menjelaskan versi dari protokol Babel. Oleh karena versi saat ini adalah 2, maka paket-paket dengan oktet kedua yang berbeda dari 2 akan diabaikan. c. Body length: adalah panjang oktet dari body. d. Packet body: adalah paket TLV Format TLV Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa TLV adalah paket yang ikut serta dalam paket header dari Babel. Paket TLV memiliki 10 sub-tlv lagi yang masingmasing memiliki fungsinya masing-masing. Sub-TLV ini ditandai dari field type pada paket TLV. Berikut ini adalah 10 sub-tlv tersebut [3]: a. Type 0 Paket sub TLV pad1. Paket ini akan diabaikan pada saat transmisi. b. Type 1 Paket sub TLV padn. Paket ini akan diabaikan pada saat transmisi. c. Type 2 Paket sub TLV Acknowledgement Request. TLV ini meminta penerima TLV mengirim sebuah TLV Acknowledgement. TLV ini memiliki besaran centisecond yang ditentukan oleh Interval field. d. Type 3 Paket sub TLV Acknowledgement. TLV ini dikirim oleh node yang menerima sebuah Acknowledment Request. e. Type 4 Paket sub TLV Hello. TLV ini digunakan untuk pencarian tetangga dan untuk menentukan cost penerimaan link. f. Type 5 Paket sub TLV IHU. TLV ini digunakan untuk mengkonfirmasi pencapaian dua arah dan membawa sebuah cost transmisi link.

32 38 g. Type 6 Paket sub TLV Router-Id. Sebuah TLV Router-Id membuat sebuah router-id yang diberikan oleh bagian TLV Update. h. Type 7 Paket sub TLV Next Hop. TLV ini digunakan untuk membangun sebuah alamat next-hop yang diberikan oleh bagian TLV Update. i. Type 8 Paket sub TLV Update. TLV ini digunakan untuk menyebarkan atau membatalkan sebuah rute. Sebagai optimisasi, ini dapat juga memiliki efek samping dalam membangun sebuah router-id dan sebuah next-hop yang baru. j. Type 9 Paket sub TLV Route Request. TLV ini digunakan untuk meminta penerima mengirimkan update dari prefix yang diberikan atau tabel routing yang ada pada penerima dengan lengkap. k. Type 10 Paket sub TLV Seqno Request. TLV ini digunakan untuk meminta penerima untuk mengirimkan pembaharuan untuk prefix tertentu dengan nomor urut tertentu, atau meminta melakukan forward request jika tidak memuaskan. Secara sederhana format paket TLV yang terdapat pada header paket Babel dapat digambarkan seperti pada gambar 2.17 berikut ini: Gambar 2.17 Format Paket TLV [3] Keterangan: a. Type: adalah field yang menjelaskan tipe dari paket TLV. b. Length: adalah panjang dari body. Jika body lebih panjang dari panjang tipe TLV yang seharusnya, semua sisa data yang lebih akan diabaikan. c. Body: adalah body dari TLV, isinya tergantung dari tipe TLV.