PENGARUH MULTI-STREAMING PADA SCTP TERHADAP KINERJA MOBILE AD HOC NETWORK (MANET) R. TRESNA SRIE WIENNY OKTAVIA

Transkripsi

1 PENGARUH MULTI-STREAMING PADA SCTP TERHADAP KINERJA MOBILE AD HOC NETWORK (MANET) R. TRESNA SRIE WIENNY OKTAVIA DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PENGARUH MULTI-STREAMING PADA SCTP TERHADAP KINERJA MOBILE AD HOC NETWORK (MANET) R. TRESNA SRIE WIENNY OKTAVIA Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

3 ABSTRACT R. TRESNA SRIE WIENNY OKTAVIA. Effect of Multi-Streaming on SCTP to Mobile Ad Hoc Network (MANET) Performance. Under the direction SRI WAHJUNI and ENDANG PURNAMA GIRI. Stream Control Transmission Protocol (SCTP) is a connection-oriented transport layer protocol that provides reliable data transfer service an Internet Protocol (IP) network. The two main features of SCTP are multi-streaming and multi-homing. Multi-streaming allows multiple streams to send data; if one stream fails, only part of the data is lost and needs to be resent. Multi-homing is a feature that allows for multiple IP addresses at one endpoint to ensure that failures don t bring the transmission to a total halt. This research performed on Network Simulator (NS-2) to analyze multi-streaming effect in Mobile Ad Hoc Network (MANET). Mobile ad hoc networks were formed dynamically by an autonomous system of mobile nodes that were connected via wireless links in absensce of network infrastructure or centralized administration. The metrics which evaluted in this simulation were throughput, delay, and packet loss ratio. As a result, maximum stream number was different according to the receiver window size. If receiver buffer size was small, head-of-line blocking would be more severe, so the link needed an additional number of streams. If the receiver had enough buffer size to store many packets while waiting on a lost packet, it did not need additional streams. SCTP quality was good enough because the delay we got less than 4 seconds. For getting good streaming quality, the delay has to less than 4 or 5 seconds. Keywords : SCTP, MANET, multi-streaming, multi-homing, ad hoc, head-of-line blocking, receiver window.

4 Judul Nama NIM : Pengaruh Multi-Streaming pada SCTP terhadap Kinerja Mobile Ad Hoc Network (MANET) : R. Tresna Srie Wienny Oktavia : G Menyetujui: Pembimbing I, Pembimbing II, Ir. Sri Wahjuni, M.T. Endang Purnama Giri, S.Kom., M.Kom. NIP NIP Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Dr. drh. Hasim, DEA NIP Tanggal Lulus :

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian ini adalah Pengaruh Multi-Streaming pada SCTP terhadap Kinerja Mobile Ad Hoc Network (MANET). Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer di FMIPA IPB. Penghargaan serta rasa terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Sri Wahjuni, S.Kom., M.T. dan Bapak Endang Purnama Giri, S.Kom., M.Kom. selaku pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu serta memberikan saran dan bimbingannya selama penelitian dan penulisan tugas akhir ini. Penghargaan dan rasa terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Hendra Rahmawan, S.Kom., M.T. yang telah berkenan sebagai moderator dan penguji dalam pelaksanaan seminar dan sidang. Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang mendalam kepada seluruh keluarga, Bapak, Ibu, Kakak, dan Mas Azhar yang senantiasa memberikan dukungan moral, doa, kasih sayang, dan perhatian. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Cozyers (Icha, Eka, Dodol, Ami, Ema, dan Teh Ni), Ilkom 41 (Indri Dodo Puspita Sari, Restu Toto Suci Andayani, Ajeng, Ayu, Hany, Anna, Intan, Indri, Maul, Hilmy, dan Udin), teman-teman satu bimbingan (Ingrid, Uwie, Mirza, Yusa, dan Pandu), teman-teman kostan Muslimah, dan teman-temen Pelatnas atas dukungan, motivasi dan masukan yang telah diberikan. Terima kasih kepada teman-teman yang telah membantu selama penulisan tugas akhir dan memberi dukungan ketika seminar dan sidang. Semua teman-teman Ilkom 41 lainnya, terima kasih untuk canda tawa, persahabatan, dan kebersamaan selama kuliah di Ilkom IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf pengajar yang telah memberikan wawasan serta ilmu yang berharga selama penulis menuntut ilmu di Departemen Ilmu Komputer. Seluruh staf administrasi dan perpustakaan Departemen Ilmu Komputer FMIPA IPB yang selalu memberi kemudahan dalam mengurus segala macam hal berkaitan dengan perkuliahan, serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Namun penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat bagi pembacanya. Bogor, Juni 2009 R. Tresna Srie Wienny Oktavia

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Garut, Jawa Barat pada 29 Oktober Penulis adalah anak ketiga dari tiga bersaudara pasangan Agus Hasan, S.T. dan Nina Juhana. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tarogong Garut. Pada tahun 2004 penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru). Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Ilmu Komputer (Himalkom) tahun kepengurusan 2004/2005 dan 2007/2008. Penulis juga pernah menjadi pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) FMIPA dan ketua Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Panahan IPB tahun kepengurusan 2006/2007. Pada tahun 2007, penulis pernah melakukan kegiatan praktik lapang selama dua bulan di Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi (Balitklimat). Selain itu penulis juga berkesempatan mendapatkan beasiswa Student Equity pada periode 2004/2005 sampai 2008/2009.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...vi DAFTAR GAMBAR...vi DAFTAR LAMPIRAN...vi PENDAHULUAN Latar Belakang...1 Tujuan...1 Ruang Lingkup...1 Manfaat Penelitian...1 TINJAUAN PUSTAKA Stream Control Transmission Protocol (SCTP)...1 Mobile Ad Hoc Network (MANET)...2 Throughput...3 Packet Loss Ratio...3 Delay...3 Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV)...3 METODE PENELITIAN Perancangan Simulasi Jaringan...3 Penyusunan Skenario Simulasi...4 Proses Simulasi...4 Analisis Kinerja...4 HASIL DAN PEMBAHASAN Throughput...5 Delay...6 Packet Loss Ratio...7 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan...8 Saran...8 DAFTAR PUSTAKA...8 LAMPIRAN...9 v

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Perbandingan fitur SCTP dengan TCP (Stalvig 2007) Jumlah stream yang maksimum pada pengukuran throughput pada kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik Jumlah stream yang maksimum pada pengukuran throughput dengan mobilitas yang berbeda 6 4 Jumlah stream yang minimum pada pengukuran delay dengan mobilitas yang berbeda...7 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Multi-homing (Stalvig 2007) Multi-streaming (Stalvig 2007) Mobile ad hoc network (Basagni et al Flow diagram metode penelitian Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik..5 7 Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik..5 8 Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik Grafik rata-rata packet loss ratio dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik Grafik rata-rata packet loss ratio dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik Grafik rata-rata packet loss ratio dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik...7 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Pembangunan koneksi pada TCP dan SCTP Nama berkas NS (OTcl) Kerangka script NS Kerangka script Gawk untuk proses parsing dan perhitungan throughput, delay, dan packet loss ratio Hasil pengukuran nilai throughput Hasil pengukuran nilai delay Hasil pengukuran nilai packet loss ratio...17 vi

9 Latar Belakang PENDAHULUAN Mobile ad hoc network (MANET) merupakan bagian dari teknologi wireless, yang membutuhkan protokol yang andal. Pada jaringan ad hoc, tiap-tiap node berkomunikasi dengan protokol routing khusus. Protokol ini mengatur agar paket-paket data diterima oleh node dengan cepat dan tepat sesuai dengan kebutuhan jaringan ad hoc. Protokol Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) ialah salah satu protokol routing khusus jaringan ad hoc. Jaringan ini menarik perhatian karena kebutuhan konektivitas dimanapun dan bagaimanapun semakin meningkat. TCP (Transport Control Protocol) merupakan salah satu protokol transport yang banyak digunakan. Saat ini banyak aplikasi yang membutuhkan keandalan dalam mengirimkan paket berorientasi message, contohnya aplikasi multimedia streaming. Namun TCP tidak selalu cocok untuk aplikasi yang membutuhkan keandalan message based transport karena merupakan protokol berorientasi byte stream. Oleh karena itu, digunakan SCTP (Stream Control Transmission Protocol) untuk menyediakan fitur ini karena SCTP merupakan protokol berorientasi message. Keunggulan SCTP dibandingkan dengan TCP terutama adalah fitur multi-streaming dan multi-homing. Multi-streaming mengizinkan beberapa stream untuk mengirimkan data. Jika satu stream gagal, hanya sebagian dari data yang hilang dan akan dikirim ulang. Multihoming adalah fitur yang mengizinkan penggunaan beberapa alamat IP pada satu endpoint untuk memastikan kegagalan tidak menyebabkan transmisi berhenti total (Kang & Field 2003). Berdasarkan penelitian Aydin (2004), throughput SCTP dan TCP pada MANET hampir sama, SCTP dapat mengatasi head-ofline blocking dengan menggunakan multistreaming. Pada penelitian tersebut hanya dilakukan satu model pergerakan. Sedangkan pada penelitian ini dilakukan beberapa skenario pergerakan dengan beberapa pause time yang berbeda. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh multi-streaming pada SCTP terhadap kinerja jaringan Mobile ad hoc network (MANET). Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini meliputi: 1 Penelitian dilakukan dengan melakukan simulasi menggunakan program Network Simulator (NS-2.30). 2 Simulasi menggunakan TCP Sack sebagai perbandingan dengan SCTP. 3 Parameter kinerja yang dihitung adalah throughput, delay, dan packet loss ratio. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan akan menghasilkan analisis untuk melihat kinerja SCTP yang dapat dijadikan acuan untuk memillih jumlah stream yang optimum. TINJAUAN PUSTAKA Stream Control Transmission Protocol (SCTP) SCTP merupakan lapisan protokol yang baru dalam jaringan Internet Protocol (IP). SCTP termasuk pada keluarga protokol SIGTRAN dan telah digunakan sebagai lapisan transport untuk membawa pensinyalan telekomunikasi dari IP. SCTP merupakan protokol lapisan transport yang connection-oriented, dan andal dalam proses transmisi data pada pengguna jaringan IP. Selain SCTP menyediakan semua fitur yang dimiliki oleh TCP, ada beberapa tambahan fitur pada SCTP, seperti yang terlihat pada Tabel 1 (Hughes Software Systems 2003). Untuk pembangunan koneksi TCP dan SCTP dapat dilihat pada Lampiran 1. SCTP dibangun untuk menangani pengiriman sinyal pada telekomunikasi melalui IP. Multi-homing membuat sistem mempunyai multiple interface dengan menggunakan salah satu IP tanpa harus menunggu. Dalam SCTP, satu antarmuka dibangun sebagai yang utama dan sisanya sebagai yang kedua. Jika yang utama gagal karena suatu alasan, yang kedua dipilih dan digunakan. Ketika yang utama tersedia lagi, komunikasi dapat diganti kembali tanpa aplikasi itu menyadarinya. Selama pembangunan koneksi, antarmuka utama dan kedua diperiksa dan diawasi menggunakan heartbeat/heartbeat acknowledgement untuk memproses keabsahan alamat, dan menghitung Round Trip Time (RTT) untuk setiap alamat. Pada Gambar 1 dapat dilihat arsitektur multihoming pada SCTP. 1

10 Tabel 1 Perbandingan fitur SCTP dengan TCP (Stalvig 2007). Mobile Ad Hoc Network (MANET) Mobile ad hoc network (MANET) adalah jaringan wireless yang tidak mempunyai sebuah infrastruktur yang tetap atau administrasi yang terpusat. Node-node pada jaringan ini bergerak secara acak dan berubahubah sehingga topologi jaringan ini dapat berubah dengan cepat dan tidak dapat diperkirakan. (Basagni et al. 2004) Secara umum, rute diantara node di dalam jaringan ad hoc termasuk jaringan wireless multi hop. Gambar 3 menunjukkan sebuah contoh jaringan mobile ad hoc. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, sebuah jaringan mobile ad hoc terdiri dari beberapa peralatan home-computing, seperti notebook dan yang lainnya. Setiap node mampu berkomunikasi secara langsung dengan node yang lainnya yang terletak pada jarak transmisi. Untuk berkomunikasi dengan node yang berada di luar jarak tersebut, node membutuhkan node perantara untuk menyampaikan message dari hop ke hop. Gambar 1 Multi-homing (Stalvig 2007). SCTP mengizinkan beberapa stream digunakan secara bersama-sama dalam sebuah koneksi. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2. Setiap message yang dikirim ke data stream dapat mempunyai tujuan yang berbeda, tetapi setiap stream tersebut harus menjaga batas dari message tersebut. Gambar 2 Multi-streaming (Stalvig 2007). Ketika menjalankan sebuah sistem data, jika salah satu paket rusak atau hilang, stream diblokir dan menunggu pemecahannya. Hal ini disebut Head-of-Line Blocking. Dengan menggunakan multi-stream, hanya stream bermasalah yang diblokir, stream yang lainnya tetap berjalan. Gambar 3 Mobile ad hoc network (Basagni et al. 2004). Karakteristik yang spesifik pada jaringan ad hoc: Wireless. Node-node berkomunikasi secara wireless dan dapat berbagi pada media yang sama (radio, infrared, dll.). Ad-hoc-based. Mobile ad hoc network adalah jaringan sementara yang dibangun secara dinamis dengan cara yang berubahubah oleh sekunpulan node. Mandiri dan tanpa infrastruktur. MANET tidak bergantung pada infrastruktur yang tetap atau administrasi yang terpusat. Setiap node berjalan dengan cara peer-topeer terdistribusi, bertindak sebagai router, dan menghasilkan data sendiri. Multihop routing. Setiap node bertindak sebagai router dan menyampaikan paket yang lainnya sehingga memungkinkan penyebaran informasi diantara mobile host. 2

11 Mobility. Setiap node bebas untuk bergerak dalam berkomunikasi dengan node yang lain. Throughput Throughput adalah rata-rata data yang dikirim dalam suatu jaringan, biasa diekspresikan dalam satuan bits per second (bps), bytes per second (Bps) atau packet per second (pps). Throughput merujuk pada besar data yang di bawa oleh semua trafik jaringan, tetapi dapat juga digunakan untuk keperluan yang lebih spesifik, misalnya hanya mengukur transaksi Web, VoIP (Voice over IP), atau trafik jaringan yang menuju alamat jaringan tertentu, dll. Throughput diukur dengan cara menghitung bytes yang dikirimkan selama rentang waktu tertentu. Besarnya selang waktu pengukuran dapat mempengaruhi hasil gambaran perilaku jaringan. Selang waktu pengukuran yang terlalu besar dapat berakibat menghilangkan gambaran perilaku burstiness yang terjadi, sedangkan selang waktu pengukuran yang terlalu kecil memberikan koleksi kelajuan data yang lebih banyak dan dapat mengubah gambaran perilaku burstiness yang sebenarnya (Brownlee & Loosley 2001). Packet Loss Ratio Packet loss ratio didefinisikan sebagai suatu paket data yang hilang dari keseluruhan paket data yang dikirim selama proses pengiriman dari client menju ke server dan kembali lagi ke client selama rentang waktu tersebut (Brownlee & Loosley 2001). Delay Delay merupakan waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Untuk streaming, delay tidak boleh lebih dari 4 atau 5 detik (Szigeti & Hattingh 2004). Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Menurut Ali (2003), AODV merupakan salah satu reactive routing protocol yang hanya meminta sebuah rute ketika membutuhkannya. Routing ini tidak memerlukan mobile nodes untuk mempertahankan rute sampai tujuan yang tidak melakukan komunikasi. AODV menjamin rute yang bebas loop dengan menggunakan sequence number yang mengindikasikan apakah sebuah rute itu baru atau tidak. AODV membutuhkan setiap node untuk mempertahankan sebuah routing table yang terdiri dari satu rute untuk setiap tujuan yang node itu berkomunikasi. Setiap rute masuk menjaga jejak dari beberapa field. Beberapa dari field itu adalah : Alamat IP Tujuan: Alamat IP dari tujuan yang rute sediakan. Number Sequence Tujuan: Sequence number tujuan dihubungkan pada rute. Next Hop: Baik tujuan itu sendiri atau node penghubung dibuat untuk menyampaikan paket ke tujuan. Hop Count: Nomor suatu hop dari alamat IP awal ke alamat IP tujuan. Lifetime: Waktu dalam milliseconds untuk node-node yang menerima RREP yang menganggap rute menjadi absah. Routing Flags: Ketetapan dari rute, yaitu up (absah), down (tidak absah) atau dalam perbaikan. METODE PENELITIAN Tahapan penelitian ini diperlihatkan pada Gambar 4. File Trace Grafik Analisis Parsin Perancangan Simulasi Jaringan Penyusunan Skenario Simulasi Proses Simulasi File NAM Visualisasi dengan NAM Animasi Simulasi Gambar 4 Flow diagram metode penelitian. 3

12 Perancangan Simulasi Jaringan Simulasi dilakukan pada jaringan Mobile ad hoc network (MANET) dengan luas wilayah 1500 m x 1500 m dan jumlah node sebanyak 50 buah. Node-node tersebut diletakkan di jaringan secara acak dan melakukan pergerakan dengan kecepatan tertentu. Node akan bergerak menuju lokasi tertentu, dan akan berpindah lagi ke tempat lain setelah jeda waktu (pause time) tertentu. Routing protokol yang digunakan adalah AODV karena paling sesuai untuk MANET. Pada MANET, hubungan konektivitas sering berubah dan biaya kontrolnya tinggi. Karenanya, reactive routing, seperti AODV cocok digunakan pada jaringan MANET karena tidak terus menerus melakukan pemeliharaan diantara pasangan node. Protokol MAC layer merupakan standar IEEE dengan bandwidth 1 Mbps. Data payload yang digunakan 1340 dan initial congestion window (cwnd) untuk SCTP 4380 bytes. Koneksi pada simulasi ini hanya dilakukan pada node 0 ke node 49. Aplikasi FTP pada simulasi ini dimulai pada detik ke-10 dan waktu simulasinya adalah 900 detik (Aydin et al. 2004). Penyusunan Skenario Simulasi Untuk mencapai tujuan penelitian, dirancang suatu skenario sebagai berikut: 1 Skenario TCP Skenario ini mensimulasikan protokol TCP Sack dengan parameter sebagai berikut: window size. Skenario ini melakukan variasi pada ukuran receiver window size, yaitu 2, 4, 8, 16, 32, 128 KB. Selang kecepatan. : 1 meter per detik. Pause time : 0, 10, 20 detik. 2 Skenario SCTP Skenario ini mensimulasikan protokol SCTP dengan parameter sebagai berikut: window size. Skenario ini melakukan variasi pada ukuran receiver window, yaitu 2, 4, 8, 16, 32, 128 KB. Selang kecepatan. : 1 meter per detik. Pause time : 0, 10, 20 detik. Jumlah stream : 1, 2, 4, 16, 32. Proses Simulasi Perangkat lunak yang digunakan pada simulasi ini antara lain: Network Simulator 2 (NS-2) versi NS-2 merupakan aplikasi utama dari penelitian ini yang menggunakan bahasa pemrograman OTcl. Setdest, aplikasi untuk membangkitkan pergerakan node-node di dalam jaringan mobile ad hoc. Setdest telah tersedia di dalam NS-2 versi Gawk, aplikasi untuk melakukan parsing pada berkas teks. Aplikasi ini membutuhkan script awk untuk mendefinisikan aturanaturan pemrosesan berkas teks. Microsoft Excel, aplikasi untuk membuat grafik dari berkas berisi sekumpulan data. Network Animator (NAM), aplikasi untuk memodelkan simulasi. Spesifikasi komputer yang digunakan untuk melakukan simulasi adalah: prosesor : Intel Celeron 550, memori : DDR2 512 Mb, harddisk : 80 Gb, sistem operasi : Linux (Fedora 8). Simulasi dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : Membangkitkan pergerakan node-node sesuai dengan skenario dengan menggunakan setdest ke dalam sebuah berkas. Membuat script NS-2 sesuai dengan skenario, dan dijalankan dengan aplikasi NS-2. Proses ini akan menghasilkan dua buah berkas, yaitu berkas *.tr (untuk trace data) dan berkas *.nam (untuk animasi simulasi). Berkas *.tr yang dihasilkan di parsing dengan menggunakan Gawk (script Awk). Proses ini dilakukan untuk mengambil informasi yang dibutuhkan untuk analisis serta melakukan perhitungan throughput, delay, dan packet lost ratio dengan menggunakan script awk. Proses selanjutnya adalah mem-plot data hasil parsing ke dalam sebuah grafik dengan menggunakan Microsoft Excel untuk memudahkan proses analisis. 4

13 Analisis Kinerja Parameter kinerja untuk dianalisis pada penelitian adalah throughput, delay, dan packet loss ratio. Analisis dilakukan dengan membandingkan nilai-nilai parameter di atas yang diperoleh sebagai hasil simulasi. Nilainilai tersebut di-plot dalam bentuk grafik dengan menggunakan Microsoft Excel. Penggunaan grafik dimaksudkan untuk memudahkan analisis, karena dapat melihat perbandingan kinerja dari masing-masing jumlah stream. HASIL DAN PEMBAHASAN Simulasi yang dilakukan pada penelitian ini diulang sebanyak tiga kali. Nama Berkas-berkas OTcl dapat dilihat pada Lampiran 2. Berdasarkan kerangka script NS-2 (*.tcl) yang ada di Lampiran 3, dihasilkan berkas *.tr. Berkas *.tr tersebut diparsing menggunakan Gawk yang dapat dilihat kerangka script-nya pada Lampiran 4. Hasil simulasi ditampilkan dalam bentuk grafik untuk memudahkan proses analisis. Throughput Throughput merupakan parameter kinerja yang memberikan gambaran mengenai besarnya laju paket. Semakin besar throughput maka semakin baik kinerja jaringan tertentu. Informasi throughput ini didapatkan dari total besarnya paket pada node 0 dibagi total banyaknya paket yang dikirim. Hasil perhitungan throughput selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 5. sama, nilai throughput cenderung meningkat untuk penambahan jumlah stream. window size yang kecil lebih memungkinkan terjadinya head-of-line blocking, sehingga jaringan membutuhkan tambahan stream dalam proses transmisi paket. Jika receiver window size cukup besar untuk menyimpan banyak paket untuk menunggu paket yang loss, tambahan stream tidak dibutuhkan. Tabel 2 memperlihatkan jumlah maksimum pada tiap receiver window size yang berbeda pada kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik. Pada receiver window size 2 KB, penambahan jumlah stream tidak mempengaruhi throughput. Hal ini disebabkan karena data payload yang digunakan pada simulasi ini 1340 bytes. Pada receiver window size 4 KB dan 8 KB, penambahan jumlah stream menghasilkan throughput yang lebih tinggi dengan jumlah stream yang maksimum sebanyak 32. Sedangkan pada receiver window size 16 KB dan 32 KB jumlah stream yang maksimum adalah 16 stream, dan pada receiver window size 128 KB jumlah stream yang maksimum 4 stream. Dengan meningkatnya besar receiver window size, keuntungan dari multi-stream menghilang karena receiver window size dapat menyimpan banyak paket untuk menunggu paket yang loss. Gambar 6 Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik. Gambar 5 Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik. Hasil pengukuran nilai rata-rata throughput ditunjukkan pada Gambar 5, 6, dan 7, dan dapat dilihat pengaruh multi-streaming terhadap nilai throughput. Pada receiver window size yang Gambar 7 Grafik rata-rata throughput dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik. 5

14 Pada Tabel 3 diperoleh perbandingan jumlah stream yang maksimum untuk mobilitas yang berbeda. Untuk pause time 0 detik, jumlah stream yang maksimum lebih banyak, karena pergerakannya lebih cepat. Mobilitas dalam suatu jaringan juga mempengaruhi nilai throughput. Mobilitas yang lebih dinamis, dengan pause time yang lebih kecil yaitu 0 detik, yang ditunjukkan pada Gambar 4 memberikan gambaran nilai throughput yang lebih kecil dibandingkan dengan pause time 10 detik yang ditunjukkan pada Gambar 6. Pause time 20 detik yang ditunjukkan pada Gambar 7 memperlihatkan nilai throughput yang paling besar, diantara pause time 0 dan 10 detik. Dapat disimpulkan bahwa jaringan yang semakin dinamis membuat nilai throughput lebih kecil karena dengan pergerakan yang lebih cepat walaupun paket yang dikirim banyak, kemungkinan retransmission semakin besar. Tabel 2 Jumlah stream yang maksimum pada pengukuran throughput pada kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik. window size (KB) Jumlah stream yang maksimum 2 tidak berpengaruh Tabel 3 Jumlah stream yang maksimum pada pengukuran throughput dengan mobilitas yang berbeda. window size (KB) Jumlah stream yang maksimum Maxspeed 1 m/detik, pause time 10 detik Maxspeed 1 m/detik, pause time 0 detik Maxspeed 1 m/detik, pause time 20 detik 2 tidak berpengaruh Nilai throughput SCTP hampir sama dengan TCP. Akan tetapi, untuk mobilitas tinggi throughput TCP lebih kecil dibandingkan SCTP seperti yang terlihat pada Gambar 4. SCTP lebih andal pada lingkungan wireless dengan mobilitas tinggi. Delay Delay merupakan parameter yang memberikan gambaran banyaknya waktu yang dibutuhkan paket sampai ke node tujuan. Informasi delay ini didapatkan dari total selisih waktu dari pengiriman paket oleh node 0 sampai node 0 mendapatkan ACK dibagi jumlah paket yang diterima oleh node 0. Hasil perhitungan delay selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 6. Hasil pengukuran nilai rata-rata delay ditunjukkan pada Gambar 8, 9, dan 10, dan dapat dilihat pengaruh multi-streaming terhadap nilai delay. Pada receiver window size yang sama, nilai throughput relatif menurun untuk penambahan jumlah stream. Pengaruh multi-streaming berbeda pada receiver window size yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 4. Jumlah stream pada delay minimum memperlihatkan kinerja yang cukup bagus. Gambar 8 Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik. Pada Gambar 9 ditunjukkan nilai delay yang semakin tinggi pada receiver window size yang semakin besar. window size yang besar dapat menampung paket yang lebih banyak dan kemungkinan paket loss semakin banyak sehingga node 0 menerima ACK dari node 49 akan lebih lama. Delay dipengaruhi juga oleh mobilitas dalam suatu jaringan. Mobilitas yang lebih statis, dengan pause time lebih besar yaitu 10 detik, yang ditunjukkan pada Gambar 9 memberikan gambaran nilai delay yang lebih tinggi dibandingkan dengan pause time 0 detik yang ditunjukkan pada Gambar 10. Pause time 20 detik yang ditunjukkan pada Gambar 10 memperlihatkan nilai delay yang paling besar. 6

15 Gambar 9 Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik. Nilai delay yang diperoleh pada penelitian ini cukup rendah. Delay yang paling tinggi hanya 2,5 detik, sedangkan delay maksimum untuk jaringan streaming 4 sampai 5 detik. Sehingga protokol SCTP cukup andal untuk aplikasi streaming. Akan tetapi, untuk audio/video conferencing, delay maksimum yang direkomendasikan yaitu 400 milidetik, sehingga pada penelitian ini, receiver window size yang memenuhi batas delay tersebut yaitu sampai 8 KB. Packet Loss Ratio Packet Loss Ratio (PLR) merupakan parameter yang memberikan gambaran peluang suatu paket data akan mengalami loss selama transmisi. Informasi PLR ini didapatkan dari banyaknya data yang dikirim hilang oleh node 0 atau tidak memperoleh ACK dari node 49. Hasil perhitungan PLR selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 7. Pada Gambar 11 ditunjukkan penambahan jumlah stream relatif mengurangi PLR pada receiver window size yang sama tetapi cenderung semakin tinggi pada receiver window size yang semakin besar. window size yang besar dapat menampung paket yang lebih banyak, kemungkinan paket loss juga lebih banyak karena setiap node pada jaringan MANET bertindak sebagai router dan bertugas mengirimkan data. Gambar 10 Grafik rata-rata delay dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik. Tabel 4 Jumlah stream yang minimum pada pengukuran delay dengan mobilitas yang berbeda. window size (KB) Jumlah stream yang minimum Maxspeed 1 m/detik, pause time 10 detik Maxspeed 1 m/detik, pause time 0 detik Maxspeed 1 m/detik, pause time 20 detik 2 tidak berpengaruh Gambar 11 Grafik rata-rata PLR dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 0 detik. Seperti pada delay, mobilitas jaringan juga mempengaruhi nilai PLR. Semakin tinggi mobilitasnya, maka akan semakin banyak paket loss. Perbandingannya dapat dilihat pada Gambar 11,12 dan 13. Gambar 12 Grafik rata-rata PLR dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 10 detik. 7

16 Penambahan jumlah koneksi dalam melakukan transmisi. Fitur multi-homing pada SCTP digunakan untuk melihat kelebihan fitur tersebut. DAFTAR PUSTAKA Gambar 13 Grafik rata-rata PLR dengan kecepatan maksimum 1 m/detik dan pause time 20 detik. Packet loss ratio pada SCTP lebih tinggi dibandingkan TCP. Akan tetapi hal ini tidak mempengaruhi nilai performa SCTP karena nilai delay bisa menyamai TCP, bahkan lebih baik untuk mobilitas tinggi, dan diimbangi dengan throughput yang lebih tinggi. Kesimpulan KESIMPULAN DAN SARAN Pada jaringan yang menggunakan SCTP sebagai protokol routing-nya, jumlah stream yang akan digunakan harus ditentukan dahulu sebelum melakukan transmisi. Oleh karena itu perlu ditetapkan jumlah stream yang maksimum untuk mendapatkan kinerja jaringan yang bagus. Berdasarkan hasil pengukuran throughput, jumlah stream yang maksimum berbeda untuk setiap receiver window size. window size yang kecil lebih memungkinkan terjadinya head-of-line blocking, sehingga jaringan membutuhkan tambahan stream dalam proses transmisi paket. Jika receiver window size cukup besar untuk menyimpan banyak paket untuk menunggu paket yang loss, tambahan stream tidak dibutuhkan. Kualitas protokol SCTP pada jaringan ini cukup bagus karena delay yang diperoleh kurang dari 4 detik. Untuk mendapatkan kualitas streaming yang baik delay kurang dari 4 atau 5 detik. Kinerja SCTP pada lingkungan jaringan MANET dengan mobilitas tinggi cukup andal. Hal ini bisa dilihat dari nilai throughput yang lebih besar pada jaringan yang lebih dinamis, jika dibandingkan dengan protokol TCP. Saran Beberapa saran untuk penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan penelitian ini adalah : Aydin A, et al Performance Evaluation of SCTP in Mobile Ad Hoc Netorks. Department of Computer and Information Sciences, Department of Electrical and Computer Engineering. Basagni, et al Mobile Ad Hoc Networking. New Jersey : John Wiley & Sons, Inc. Brownlee N, Loosley C Fundamentals of Internet Measurement: A Tutorial. CMG Journal of Computer Resource Management 102. Hamidian AA A Study of Internet Connectivity for Mobile Ad Hoc Network in NS 2. Sweden : Department of Communication Systems, Lund Institute of Technology, Lund University. Hughes Software Systems SCTP Application. Haryana (India) : Hughes Software Systems Ltd. Kang S, Field M Experimental Study of the SCTP compared to TCP. Computer Communications and Networking Fall 2003 Project Report Electrical Engineering Department. Stalvig P Introduction to the Stream Control Transmission Protocol (SCTP): The next generation of the Transmission Control Protocol (TCP). White Paper in F5 Network, Inc. Szigeti T, Hattingh C End-to-End QoS Network Design : Quality of Service in LANs, WANs, and VPNs. Indianapolis : Cisco Press. Hewlett-Packard Development Company SCTP Architecture html [6 Juni 2009]. 8

17 LAMPIRAN 9

18 Lampiran 1 Pembangunan koneksi pada TCP dan SCTP TCP and SCTP menginisiasikan koneksi yang baru dengan packet handshake. TCP menggunakan three-way handshake untuk membangun sebuah koneksi baru, sedangkan SCTP menggunakan fourway handshake untuk membangun sebuah koneksi baru. Tahapan three-way handshake pada TCP : Three-way handshake pada TCP 1. Host A mengirimkan sebuah paket Syncronize (SYN) ke Host B. 2. Pada penerimaan paket SYN. Host B mengalokasikan sumber daya untuk koneksi dan mengirimkan paket Synchronize-Acknowledge (SYN-ACK) ke Host A. 3. Host A mengirimkan paket ACK untuk mengkonfirmasi penerimaan dari paket SYN-ACK. Koneksi sudah dibuat diantara Host A dan Host B, dan Host A dapat memulai mengirimkan data ke Host B. Four-way handshake pada SCTP Tahapan four-way handshake pada SCTP : 1. Host A menginisiasikan sebuah asosiasi dengan mengirimkan sebuah paket INIT ke Host B. 2. Host B membalas dengan paket INIT-ACK yang terdiri dari : 10

19 Verification tag Lampiran 1 Lajutan Cookie Paket SYN-ACK pada TCP tidak memliki field ini. Cookie terdiri dari informasi yang dibutuhkan oleh server dalam mengalokasikan sumber daya untuk melakukan asosiasi. Cookie ini terdiri dari signature untuk melihat keabsahan dari data tersebut dan timestamp untuk mencegah serangan dari cookie yang lama. Tidak seperti TCP, Host B pada SCTP tidak mengalokasikan sumber daya pada poin ini dalam koneksi. Verification tag menyediakan sebuah key yang memungkinkan Host A menguji bahwa paket SCTP ini merupakan milik asosiasi ini. 3. Host A mengirimkan paket COOKIE-ECHO ke Host B. Jika Host A mempunyai alamat IP yang palsu, Host A tidak akan menerima INIT-ACK chunk. Hal ini menghindarkan Host A untuk mengirim paket COOKIE-ECHO. Hasilnya, proses tersebut berakhir tanpa server mengalokasikan sumber daya untuk koneksi 4. Host B menjawab dengan COOKIE-ACK dan mengalokasikan sumber daya untuk koneksi. Koneksi sudah dibuat diantara Host A dan Host B, dan Host A dapat memulai mengirimkan data ke Host B. 11

20 Lampiran 2 Nama berkas NS (OTcl) Kecepatan 1 meter/detik dan pause time 0 detik Window size TCP Sack Jumlah stream pada SCTP K tcp-2k-s1p0.tcl sctp-1-2k-s1p0.tcl sctp-2-2k-s1p0.tcl sctp-4-2k-s1p0.tcl sctp-16-2k-s1p0.tcl sctp-32-2k-s1p0.tcl 4K tcp-4k-s1p0.tcl sctp-1-4k-s1p0.tcl sctp-2-4k-s1p0.tcl sctp-4-4k-s1p0.tcl sctp-16-4k-s1p0.tcl sctp-32-4k-s1p0.tcl 8K tcp-8k-s1p0.tcl sctp-1-8k-s1p0.tcl sctp-2-8k-s1p0.tcl sctp-4-8k-s1p0.tcl sctp-16-8k-s1p0.tcl sctp-32-8k-s1p0.tcl 16K tcp-16k-s1p0.tcl sctp-1-16k-s1p0.tcl sctp-2-16k-s1p0.tcl sctp-4-16k-s1p0.tcl sctp-16-16k-s1p0.tcl sctp-32-16k-s1p0.tcl 32K tcp-32k-s1p0.tcl sctp-1-32k-s1p0.tcl sctp-2-32k-s1p0.tcl sctp-4-32k-s1p0.tcl sctp-16-32k-s1p0.tcl sctp-32-32k-s1p0.tcl 128K tcp-128k-s1p0.tcl sctp-1-128k-s1p0.tcl sctp-2-128k-s1p0.tcl sctp-4-128k-s1p0.tcl sctp k-s1p0.tcl sctp k-s1p0.tcl Kecepatan 1 meter/detik dan pause time 10 detik Window size TCP Sack Jumlah stream pada SCTP K tcp-2k-s1p10.tcl sctp-1-2k-s1p10.tcl sctp-2-2k-s1p10.tcl sctp-4-2k-s1p10.tcl sctp-16-2k-s1p10.tcl sctp-32-2k-s1p10.tcl 4K tcp-4k-s1p10.tcl sctp-1-4k-s1p10.tcl sctp-2-4k-s1p10.tcl sctp-4-4k-s1p10.tcl sctp-16-4k-s1p10.tcl sctp-32-4k-s1p10.tcl 8K tcp-8k-s1p10.tcl sctp-1-8k-s1p10.tcl sctp-2-8k-s1p10.tcl sctp-4-8k-s1p10.tcl sctp-16-8k-s1p10.tcl sctp-32-8k-s1p10.tcl 16K tcp-16k-s1p10.tcl sctp-1-16k-s1p10.tcl sctp-2-16k-s1p10.tcl sctp-4-16k-s1p10.tcl sctp-16-16k-s1p10.tcl sctp-32-16k-s1p10.tcl 32K tcp-32k-s1p10.tcl sctp-1-32k-s1p10.tcl sctp-2-32k-s1p10.tcl sctp-4-32k-s1p10.tcl sctp-16-32k-s1p10.tcl sctp-32-32k-s1p10.tcl 128K tcp-128k-s1p10.tcl sctp-1-128k-s1p10.tcl sctp-2-128k-s1p10.tcl sctp-4-128k-s1p10.tcl sctp k-s1p10.tcl sctp k-s1p10.tcl 12

21 Lampiran 2 Lanjutan Kecepatan 1 meter/detik dan pause time 20 detik Window size TCP Sack Jumlah stream pada SCTP K tcp-2k-s1p20.tcl sctp-1-2k-s1p20.tcl sctp-2-2k-s1p20.tcl sctp-4-2k-s1p20.tcl sctp-16-2k-s1p20.tcl sctp-32-2k-s1p20.tcl 4K tcp-4k-s1p20.tcl sctp-1-4k-s1p20.tcl sctp-2-4k-s1p20.tcl sctp-4-4k-s1p20.tcl sctp-16-4k-s1p20.tcl sctp-32-4k-s1p20.tcl 8K tcp-8k-s1p20.tcl sctp-1-8k-s1p20.tcl sctp-2-8k-s1p20.tcl sctp-4-8k-s1p20.tcl sctp-16-8k-s1p20.tcl sctp-32-8k-s1p20.tcl 16K tcp-16k-s1p20.tcl sctp-1-16k-s1p20.tcl sctp-2-16k-s1p20.tcl sctp-4-16k-s1p20.tcl sctp-16-16k-s1p20.tcl sctp-32-16k-s1p20.tcl 32K tcp-32k-s1p20.tcl sctp-1-32k-s1p20.tcl sctp-2-32k-s1p20.tcl sctp-4-32k-s1p20.tcl sctp-16-32k-s1p20.tcl sctp-32-32k-s1p20.tcl 128K tcp-128k-s1p20.tcl sctp-1-128k-s1p20.tcl sctp-2-128k-s1p20.tcl sctp-4-128k-s1p20.tcl sctp k-s1p20.tcl sctp k-s1p20.tcl 13

22 Lampiran 3 Kerangka script NS-2 Wireless setting dan blok yang harus di-set. Inisialisasi variabel. Membuat topografi. Konfigurasi node. Membuat pergerakan node. Memuat berkas pergerakan node. Setting agen dan aplikasi yang akan digunakan. Memulai simulasi. Menghentikan simulasi. Lampiran 4 Kerangka script Gawk untuk proses parsing dan perhitungan throughput, delay, dan packet loss ratio Inisialisasi awal Parsing berkas trace Proses perhitungan dan menampilkan hasil parameter kinerja. 14

23 Lampiran 5 Hasil pengukuran nilai throughput Window Size Throughput (Mbps), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 0 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , Window Size Throughput (Mbps), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 10 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , Window Size Throughput (Mbps), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 20 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , ,

24 Lampiran 6 Hasil pengukuran nilai delay Window Size Delay (detik), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 0 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 1, , , , , , KB 1, , , , , , Window Size Delay (detik), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 10 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 1, , , , , , Window Size Delay (detik), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 20 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 0, , , , , , KB 1, , , , , ,

25 Lampiran 7 Hasil pengukuran nilai packet loss ratio Window Size Paket loss ratio (%), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 0 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 7, , , , , , KB 18, , , , , , KB 20, , , , , , KB 19, , , , , , KB 20, , , , , ,37741 Window Size Paket loss ratio (%), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 10 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 6, , , , , , KB 9, , , , , , KB 10, , , , , , KB 10, , , , , , KB 10, , , , , ,06335 Window Size Paket loss ratio (%), kecepatan maksimum 1 m/detik, pause time 20 detik TCP-SACK SCTP-1S SCTP-2S SCTP-4S SCTP-16S SCTP-32S 2KB 0, , , , , , KB 1, , , , , , KB 5, , , , , , KB 5, , , , , , KB 5, , , , , , KB 6, , , , , ,