ANALISIS UNJUK KERJA TCP RENO DI JARINGAN SINGLE HOP WIRELESS LINK SKRIPSI. Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Transkripsi

1 ANALISIS UNJUK KERJA TCP RENO DI JARINGAN SINGLE HOP WIRELESS LINK SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Oleh : MARLINA NATHALIA PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016

2 ANALYSISOF TCP RENO PERFORMANCE INA SINGLEHOP WIRELESS LINK NETWORKS A THESIS Presented as Partial Fulfillment of Requirements to Obtain SarjanaKomputer Degree in Informatics Engineering Study Program By : Marlina Nathalia INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 i

3 HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI ii

4 HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI iii

5 PERNYATAAN KEASLIAN iv

6 LEMBARAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS v

7 MOTTO Dan apa saja yang kamu minta dalam doa dengan penuh kepercayaan, kamu akan menerimanya Matius 21:22 Dimana ada DOA Disitu pasti ada JAWABAN Dimana ada IMAN Disitu pasti ada MUJIZAT Dimana ada PENGHARAPAN Disitu pasti ada KEKUATAN vi

8 ABSTRAKSI Kelancaran dan efisiensi dalam pengiriman sebuah data adalah hal terpenting dalam jaringan komunikasi. Dalam pengirimannya terdapat sebuah protokol transport untuk mengatur jalannya pengiriman data, salah satunya adalah TCP. TCP (Transmission Control Protocol) adalah transport protokol yang mengatur komunikasi data dalam proses tukar menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju. Pada penelitian ini, penulis ingin mengetahui kinerja TCP Reno dengan di jaringan single-hop wired link dan wireless link dengan menggunakan simulator OMNET ++. Pada tugas akhir ini penulis mencoba melakukan penelitian dengan cara melakukan download file pada koneksi wired dan wireless. Metrik untuk kerja yang digunakan adalah throughput, cwnd, rtt, delay, drop paket, dan retransmission time out (rto). Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa nilai throughput, delay dan paket drop pada jaringan wired lebih bagus karena di jaringan wired tingkat keamanan relatif tinggi, performa/stabilitas jaringan yang lebih stabil dan lancar sedangkan di jaringan wireless lebih buruk karena adanya gangguan gelombang jaringan yang terpangaruh oleh cuaca. Nilaicongestion window, rtt dan rto pada jaringan wired lebih stabil dibandingkan di jaringan wireless mobile dan static yang mengalami kenaikan dan penurunan grafik akibat banyak gangguan atau hambatan. TCP pada jaringan wireless mobile yang performanya lebih buruk dibandingkan dengan jaringan wireless static dan wired. Itu dapat terlihat lebih jelas dari parameter uji diatas yang menunjukkan jeleknya performanya dari TCP pada jaringan wireless. Kata kunci : TCP, TCP Reno, wired-link, wireless-link, Single-hop vii

9 ABSTRACT Continuity and efficiency in the delivery of data is an important thing in communication networks. In its delivery, there is a transport protocol to set the course of delivery of data, one of which is TCP. TCP (Transmission Control Protocol) is a transport protocol that arranges data communication in the process of exchanging data from one computer to another in internet network that will ensure the delivery of data to destination address. In this research, the researcher wanted to know aperformance of TCP Reno in single-hop wired network and wireless link using the link OMNET ++ simulator. In this thesis, the researcher tries to do research in a way to download files on wired and wireless connections. Metrics used for work are Throughput, CWND, RTT, Delay, Dropped Packets and Retransmission Time Out (RTO). The results of the simulations show that value of Throughput, Delay and Packet Drop in the wired network is good because security level in the wired network is relatively high and performance/stability of the network is more stable and continuous, while in the wireless network is poor because of interference of network wave which is influenced by weather. Value of congestion Window, RTT and RTO in wired network is more stable than in the mobile and static wireless network which has increased and decreased the chart due to a lot of interference or obstruction. TCP on mobile wireless network has worse performance than the static wireless and wired networks, it can be seen more clearly from the test parameters above which indicate bad performance of TCP in wireless networks. Keywords: TCP, TCP Reno, wired-link, wireless-link, single-hop viii

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul ANALISIS UNJUK KERJATCP RENO DI JARINGAN SINGLE HOP WIRELESS LINK ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa selama proses penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini, banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik berupa dukungan, perhatian, semangat, kritik dan saran yang sangat penulis butuhkan, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya, antara lain kepada: 1. Yesus Kristus, yang telah memberikan pertolongan dan kekuatan selama proses penyelesaian tugas akhir. 2. Orang tua saya Armin dan Henniwaty, serta kepada seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan spiritual dan material. 3. Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing tugas akhir, atas kesabaran dalam membimbing, memberikan semangat, waktu dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 4. H.Agung Hermawan, S.T.,M.Kom. selaku Dosen Pembimbing Akademik, atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 5. Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku ketua Program Studi Teknik Informatika,atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 6. Seluruh dosen Teknik Informatika atas ilmu yang telah diberikan semasa kuliah dan sangat membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. 7. Teman seperjuangan (karina,lusiana,cyntia, mba astrid,riana,septina, mona, destri, aldi, andi, tudi) dan teman-teman teknik informatika (igil, sita, monik,vina,ari,rossi dan semua teman-teman angkatan 2011) terima kasih atas dukungan dan doanya. ix

11 x

12 DAFTAR ISI ANALISIS UNJUK KERJA TCP RENO DI JARINGAN SINGLE HOP WIRELESS LINK... i ANALYSISOF TCP RENO PERFORMANCE INA SINGLEHOP WIRELESS LINK NETWORKS... i HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI... ii HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI... iii PERNYATAAN KEASLIAN... iv LEMBARAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... v MOTTO... vi ABSTRAKSI... vii ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR TABEL... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Studi Literatur Perancangan atau Skenario... 3 xi

13 Pembangunan Simulasi dan pengumpulan data Analisis Data Simulasi Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Transmission Control Protocol (TCP) TCP Congestion TCP Reno Slow Start Congestion Avoidance Fast Recovery Fast Retransmit TCP Aplikasi FTP Server Wireless dan Wired Wired Wireless Simulator Omnetpp BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN Parameter Simulasi Skenario jaringan Server Client Topologi pengujian Topologi Pengujian TopologiPengujian xii

14 Topologi pengujian Parameter Kerja Throughput CWND Round Trip Time Delay Jaringan Drop paket Retransmission Time Out (RTO) BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Pengambilan Data Throughput jaringan Congestion Window atau CWND RTT TCP Delay End-To-End Drop Paket Retransmission RTO BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

15 xiv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Format TCP Header... 6 Gambar 2. 2 Congestion Control Gambar 2. 3 Model Transmisi Frame Gambar 2. 4 Slow Start Gambar 2. 5 Skema Aliran Sliding-Window Gambar 2. 6 Fast Retransmit pada TCP Gambar 3. 1 Topologi Pertama Single Hop Wired Gambar 3. 2 Topologi Kedua Single Hop Wireless Static Gambar 3. 3 Topologi Ketiga Single Hop Wireless Mobile Gambar 4. 1 Throughput Wired,Wireless Static dan Wireless Mobile Gambar 4. 2 CWND dijaringan kabel Gambar 4. 3 CWND dijaringan Wireles Static Gambar 4. 4 Potongan CWND dijaringan wireless static Gambar 4. 5 CWND dijaringan Wireless Mobile Gambar 4. 6 Potongan cwnd di jaringan Wireless mobile Gambar 4. 7 RTT dijaringan Wired Gambar 4. 8 RTT dijaringan Wireless Static Gambar 4. 9 Potongan RTT di jaringan Wireless Static Gambar RTT dijaringan Wireless Mobile Gambar Potongan RTT di jaringan Wireless Mobile Gambar Delay End-To-End Gambar Drop Paket Gambar Retransmission RTO xv

17 DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Parameter tetap dalam skenario xvi

18 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Seiring dengan perkembangan teknologi informasi, jaringan nirkabel telah menjadi pusat perhatian dari semua pihak yang terkait dengan teknologi telekomunikasi dalam beberapa tahun terakhir ini. Hal tersebut diakibatkan oleh ekspansi peralatan nirkabel dalam komunikasi mobile sehingga layanan jaringan nirkabel menjadi semakin bervariasi dan berkembang sesuai dengan kebutuhan serta harapan konsumen. Jenis dari jaringan nirkabel adalah jaringan nirkabel dengan infrastruktur dan jaringn nirkabel tanpa infrastruktur. Jaringan nirkabel berkembang sangat pesat saat ini. Perkembangan ini merupakan tuntutan dari kebutuhan masyarakat akan akses informasi dan data yang cepat, bisa kapan saja dan dimana saja. Jaringan nirkabel dengan infrastruktur merupakan perluasan dari jaringan LAN. Hal tersebut memunculkan ilmu pengetahuan baru yang berkembang tiada batas, dan memunculkan banyak teori dan penemuan - penemuan baru. Salah satu teori dan ilmu yang digunakan sangat dasar untuk perkembangan Internet salah satunya adalah yang akan dibahas adalah tentang protokol Internet, yaitu TCP (Transmission Control Protokol). TCP (Transmission Control Protokol) adalah transport yang mengatur komunikasi data dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lainnya di dalam jaringan Internet yang akan memastikan pengiriman data sampai ke alamat yang dituju. Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini, karena protokol ini mampu bekerja dan di implementasikan pada lintas perangkat lunak (software) di berbagai sistem operasi.

19 2 Pada dasarnya TCP diciptakan untuk jaringan berbasis wired (kabel) dimana fluktuasi gangguannya sangat kecil. Paket yang hilang terdekteksi oleh TCP bukan terjadi karena congestion, melainkan karena menerima 3 duplikat ACK saat mendeteksi paket yang hilang, TCP akan mengimplementasikan fase fast retransmit. Dan jika terjadi timeout, maka akan mengimplementasikan fase slow start. Hal ini tidak efisien karena kan menyebabkan delay pada ranah pengguna. Sedangkan congestion sendiri bisa diartikan sebagai kemacetan yang terjadi pada jalur paket-paket data sehingga menimbulkan antrian yang menumbuh. TCP yang diuji pada penelitian ini adalah TCP Reno karena varian TCP ini paling banyak digunakan pada jaringan. Selain itu, modul TCP Reno sudah tersedia di perangkat lunak simulator OMNET ++. TCP Reno merupakan varian TCP yang muncul setelah TCP Tahoe (tahun 1990). Pada TCP Reno, jika terjadi congestion maka akan mengimplementasikan slow start, kemudian congestion avoidance dan melakukan algoritma fast retransmit dan fast recovery. Maka dari itu, untuk mengetahui lebih dalam dan spesifikasi tentang TCP Reno akan dilakukan sebuah penelitian yang meneliti secara khusus tentang TCP Reno dengan beberapa penunjang analisis penelitian yang dilakukan sekarang adalah analisis unjuk kerja TCP Reno di jaringan Single hop wireless link. 1.2.Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas,dapat dituliskan beberapa permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini, yaitu : 1. Menganalisiskinerja TCP Reno di koneksi wired dan wireless. 1.3.Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dengan menganalisis unjuk kerja TCP kali ini adalah:

20 3 1. Mengetahui perbandingan kinerja TCPdi jaringan single-hop wireless link terhadap wired dan wireless. 2. Mengevaluasi kinerja TCP dengan menggunakan parameter kerja yang ditentukan. 1.4.Batasan Masalah Agar simulasi yang dibuat dapat mencapai tujuan pembuatan simulasi maka dilakukan pembatasan masalah antara lain sebagai berikut: 1. Perancangan dan konfigurasi, serta analisis kinerja TCP Renoini menggunakan koneksijaringan single-hop wireless link. 2. Parameter yang digunakan sebagai ujian performasi adalah throughput,cwnd, rtt, paket drop, delay dan retransmission RTO. 3. Menggunakan simulator komputer dengan OMNET Metodologi Penelitian Adapun metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Studi Literatur a. Teori TCP. b. Teori TCP Reno. c. Teori wired. d. Teori jaringan wireless. e. Teori Omnet Perancangan atau Skenario Dalam tahap ini penulisan merancang skenario sebagai berikut: a. Luasan area simulasi. b. Penambahan dalam jumlah koneksi TCP.

21 Pembangunan Simulasi dan pengumpulan data Simulasi jaringan INETMANET pada tugas akhir ini menggunakan OMNET Analisis Data Simulasi Dalam tahap ini penulis menganalisis hasil pengukuran yang diperoleh pada proses simulasi. Analisis dihasilkan dengan melakukan pengamatan dari beberapa kali pengukuran yang menggunakan parameter simulasi yang berbeda Sistematika Penulisan Dalam laporan tugas akhir ini, pembahasan disajikan dalam lima bab dengan sitematika pembahasan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini dijelaskan tentang teori-teori pemecahan masalah yang berhubungan dan digunakan untuk mendukung penulisan tugas akhir ini. BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN Bab ini dijelaskan tentang diagram alir perancangan penelitian, skenario pengujian, pelaksanaan simulasi. BAB IV ANALISA DAN PENGAMBILAN DATA Pada bab ini berisi langkah langkah pengambilan data, evaluasi dari pelaksanaan simulasi skenario yang dibuat.

22 5 Hasil pengambilan data dikumpulkan dan dianalisis unjuk kerjanya. BAB V KESIMPULAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penulis untuk pengembangan penelitian.

23 6 BAB II LANDASAN TEORI 2.1.Transmission Control Protocol (TCP) TCP merupakan protokol pada lapisan transport yang bertanggung jawab menyedikan layanan komuniakasi end-to-end atau host-to-host antar lapisan application yang sesuai dalam arsitektur lapisan komponen dan protokol jaringan TCP umumnya digunakan ketika protokol lapisan application membutuhkan layanan transfer yang bersifat handal, yang layanan tersebut tidak dimiliki oleh protokol lapisan application tersebut. Contoh dari protokol yang menggunakan TCP adalah HTTP dan FTP. Header TCP berisi urut ( TCP sequence number) dari data yang ditransmisikan dan sebuah acknowledgment dari data yang masuk. Data yang dikirimkan ke sebuah protokol TCP akan diurutkan dengan sebuah nomor urut paket dan akan mengharapkan paket positive acknowledgment dari penerima. jika tidak ada paket acknowledgment dari penerima, maka segmen TCP akan ditransmisikan ulang. Pada pihak penerima, segmen-segmen duplikat akan diabaikan dengan segmen-segmen yang datang tidak sesuai dengan urutannya akan diletakkan di belakang untuk mengurutkan segmen-segmen TCP. Untuk menjamin integritas setiap segmen TCP, TCP mengimplementasikan perhitungan TCP checksum [1]. Gambar 2.1Format TCP Header

24 7 TCP mempunyai karakteristik sebagai berikut [2] : 1. Connection oriented (berorientasi pada koneksi) Sebelum data ditransmisikan antara dua host, dua proses yang berjalan pada lapisan application harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu. Koneksi TCP ditutup dengan menggunakan proses connection termination (terminasi koneksi) TCP. 2. Full duplex (transmissi dua arah) Untuk setiap host TCP, koneksi yang terjadi antara dua host terdiri atas dua buah jalur,yakni jalur keluar dan jalur masuk. Dengan menggunakan teknologi lapisan yang lebih rendah yang mendukung full-duplex, maka data pun dapat secara simultan diterima dan dikirim. Header TCP berisi sequence number TCP (nomor urut TCP) dari data yang ditransmisikan dan sebuah acknowledgement dari data yang masuk. 3. Reliable (handal). Data yang dikirim ke sebuah koneksi TCP akan diurutkan dengan sebuah nomor urut paket dan akan mengharapkan paket acknowledgement dari penerima. Jika tidak ada paket acknowledgement dari penerima, maka segmen TCP (protokol data unit dalam protokol) akan ditransmisikan ulang. Pada pihak penerima, segmen-segmen yang datang tidak sesuai dengan urutannya akan diletakkan di belakang unruk mengurutkan segmen-segmen TCP. Untuk menjamin intergritas setiap segmen TCP, TCP mengimplementasikan perhitungan TCP Cheksum. 4. Flow control (kontrol aliran) Untuk mencegah data terlalu banyak dikirim pada satu waktu, yang akhirnya membuat macet jaringan, TCP mengimplementasikan layanan flow control yang dimiliki oleh pihak pengirim yang secara terus-menerus memantau dan membasmi jumlah data yang dikirimkan pada satu waktu. Untuk mencegah pihak penerima memperoleh data yang tidak dapat disangganya (buffer), TCP juga mengimplementasikan flow control dalam

25 8 pihak penerima, yang mengindikasikan jumlah buffer yang masih tersedia dalam pihak penerima. 5. Multiplexing Untuk memungkinkan banyaknya komunikasi TCP secara bersamaan dalam satu host, TCP menyediakan seperangkat alamat atau port dalam setiap host. Gabungan dari alamat jaringan dan host dari lapisan transport, disebut dengan socket. Keunikan sepasang socket mengidentifikasi satiap koneksi. Yaitu, socket dapat digunakan secara bersamaan dalam beberapa sambungan. Proses penggabunagn port ditangani secara mandiri oleh masing-masing host. 6. Byte stream. TCP melihat data yang dikirim dan diterima melalui dua jalur masuk dan jalur keluar TCP sebagai sebuah byte stream yang berdekatan (kantinyu). Nomor port TCP dan nomor acknowledgement dalam setiap header TCP didentifikasikan juga dalam bentuk byte. Segmen-segmen TCP akan dikirimkan sebagai datagram-datagram IP (datagram merupakan satuan protokol data unit pada lapisan internetwork). Sebuah segmen TCP terdiri atas sebuah header dan segmen data (payload), yang dienkapsulasi dengan menggunakan header IP dari protokol IP [1] TCP Congestion Dalam jaringan dengan sumber daya yang dipakai secara bersama, dimana beberapa pengiriman bersaing untuk penggunaan bandwith, maka perlu disesuaikan kecepatan data yang digunakan oleh masing-masing pengirim agar tidak terlalu membebani jaringan. Paket yang tiba di router dan tidak dapat diteruskan maka akan dibuang, sehingga paket yang datang pada jaringan yang mengalami bottleneck akan lebih banyak dibuang. Paket yang dibuang tersebut kemungkinan sudah melewati perjalanan yang panjang dalam jaringan dan memakan sumber daya yang cukup banyak. Selain itu, paket yang hilang akan memicu retransmission yang berarti bahwa beberapa paket akan dikirimkan kembali ke dalam jaringan. Dan network congestion akan membuat

26 9 throughputjaringan mengalami penurunan. Jika tidak ada kontrol terhadap congestion, maka akan membuat jaringan lumpuh dimana hampir tidak ada data yang berhasil dikirimkan. Pada internet,congestion control merupakan tanggung jawab dari lapisan transport yaitu Transmission Control Protokol (TCP). TCP mengkombinasikan congestion control dan mekanisme yang handal. Kombinasi ini memungkinkan untuk melakukan kontrol congestion tanpa perlu explicit feedback tentang jaringan yang sedang mengalami congestion dan tanpa partisipasi dari node perantara. Untuk mendeteksi network congestion, TCP hanya mengamati jika terjadi hilangnya paket. Sejak internet mengalami hilangnya paket yang selalu disebabkan oleh congestion, maka hilangnya paket ditafsirkan sebagai tanda terjadinya congestion pada jaringan. TCP pada node penerima selalu meng-acknowledgement setiap segmen baru yang diterima. Jika segmen yang diterima tidak urut yaitu beberapa data hilang antara yang sudah diketahui dan yang baru tiba, maka acknowledgement yang terakhir akan dikirimkan lagi. Pada TCP, window berdasarkan additive increase, dan multiplicative decrease digunakan untuk mengurangi. Window size akan meningkat satu segmen setiap RTT. Pada saat menerima duplikat acknowledgement, TCP pada node pengirim akan mengamsusikan beberapa paket yang mengalami penyusunan ulang pada jaringan. Tetapi, ketika menerima duplikat acknowledgement yang keempat, maka akan diasumsikan terjadi congestion. Dalam hal ini, segmen yang hilang akan dikirim ulang dan window size diset menjadi setengah (multiplicative decrease). Selain itu, TCP menggunakan timeout yang didasarkan pada perhitungan koneksi RTT. Jika transmisi mengalami timeout tanpa acknowledgement maka TCP akan menyimpulkan terjadi congestion yang parah. Lalu window size akan dikurangi menjadi satu dan segmen yang belum di-acknowledgement akan dikirim ulang. Timeout akan belanjut hingga retransmission selanjutnya, jika masih belum mendapatkan acknowledgement maka nilai timeout akan menjadi dua kali lipat.

27 10 Lalu akan bertambah secara exponentially. Fase pertama dari koneksi dan setelah mekanisme timeout dinamakan slow start. Pada slow start, window size akan meningkat secara exponentially untuk setiap acknowledgement[1]. Permasalahan yang serius yang diakibatkan efek congestion adalah deadlock, yaitu suatu kondisi di mana sekelompok node tidak bisa meneruskan pengiriman paket karena tidak ada buffer yang tersedia. Teknik deadlock avoidance digunakan untuk mendisain jaringan sehinggadeadlocktidak terjadi. Congestion memiliki 2 mekanisme pengendalian, yaitu : F lo w/ conge st io n cont ro l d i su mber pe ng irim d ata. Ac t ive Q ueue Manage ment ( AQ M ) d i ro u ter. Algoritma control kongesti TCP menentukan bagaimana TCP mencegah dan bereaksi terhadap terjadinya kongesti. Jumlah data yang dikirim oleh pengirim tidak hanya dikendalikan oleh penerima (flow control), tetapi juga ditetapkan oleh tingkat kongesi pada jaringan. Algoritma ini juga mencatat performasi TCP bila terjadi kesalahan. Dua variabel utama yang terlibat dalam kontrol kongesti TCP adalah congestion window (cwnd)dan slow start threshold (sstresh). Saat membangun koneksi baru,cwnd diinisialkan dengan 64KB (maksimum window size). Variabel ini digunakan untuk mengontrol sejumlah data yang dikirim dengan algoritma kendali kongesti, slow start, congestion avoidance dan fast recovery. Slow start menaikkan cwnd,fast recovery menyesuaikan cwnd saat loss, dan congestion avoidance menaikan dengan perlahan cwnd.

28 11 Gambar 2.2Congestion Control Flow Control Salah satu fungsi utama TCP adalah bertanggung jawab menyediakan layanan komunikasi yang sesui antar lapisan application antara pengirim dengan penerima pada jaringan. Hal ini menjadi penting untuk untuk sebuah transmissi agar mendapat kinerja yang baik, dan untuk melindungi kelebihan beban dapat jaringan atau pada sisi penerima[1].flow Control adalah suatu teknik untuk menjamin bahwa entitas pengirim tidak akan membanjiri data kepada entitas penerima. Entitas penerima secara khusus mengalokasikan buffer dengan beberapa kali panjangnya transfer. Kolom 16 bit window pada TCP digunakan oleh penerima untuk memberitahu pengirim berapa banyak data (byte) yang dapat diterima oleh penerima. Karena kolom window mempunyai batas maksimum 16 bit, maka ukuran window yang tersedia adalah byte. Ukuran window akan diberitahukan oleh penerima kepada pengirim tentang banyaknya data, yang dimulai dari posisi saat ini hingga TCP data byte stream dapat dikirim tanpa menunggu acknowledgement lebih lanjut. Data yang dikirim oleh pengirim akan di acknowledgement oleh penerima, dan window slides bergeser ke depan supaya lebih banyak data yang bisa dikirim.

29 12 Ketika data diterima, receiver harus mengerjakan sejumlah proses tertentu sebelum mengalirkan data ke software dengan level yang lebih tinggi. Dengan tidak adanya flow control maka buffer pada penerima dapat terisi penuh dan melebihi kapasitas, bersamaan pada saat penerima masih memproses data sebelumnya. Gambar di bawah ini menunjukkan mekanisme flow-control dengan tidak adanya error, sumbu keatas adalah urutan waktu yang akan mempermudah dalam mengambarkan hubungan kirim dan terima yang benar sebagai fungsi waktu. Masing-masing tanda panah ( ) menunjukkan satu frame data yang sedang dalam perjalanan diantara dua stasiun. Data dikirimkan dalam urutan frame yang masing-masing frame berisi bagian data dansejumlah informasi pengontrol. Gambar 2.3Model Transmisi Frame Diasumsikan bahwa semua frame yang dikirimkan berhasil diterima dengan sukses, tidak ada frame yang hilang dan tidak ada frame yang datang mengalami error. Selanjutnya frame-frame tersebut tiba bersamaan dengan

30 13 dikirimkannya frame, bagaimanapun juga masing-masing frame yang dikirimkan sebelum diterima akan mendapat delay pada saluran yang besarnya berubah-ubah Slow Start Slow start merupakan salah satu fase dari congestion control pada TCP. Slow start digunakan bersama dengan fase yang lain untuk menghindar data yang melebihi kemampuan transmisi jaringan, yaitu menghindari terjadinya congestion. Fase ini juga dikenal dengan exponential growth phone. Fase slow start akan memenuhi window ukuran congestion window (cwnd) dari 1, 2, atau 8. Nilai dari ukuran congestion window akan bertambah untuk setiap acknowledgement yang diterima, secara efektif akan menggandakan window size round trip time (tidak persis eksponential, karena penerima dapat menunda ACK nya, biasanya mengirim 1 ACK untuk 2 segmen yang diterima). Transmission rate akan meningkat sesuai dengan fase slow start. Sampai terdektesi paket yang hilang atau receiver s advertised window (rwnd) yang terbatas, atau slow start threshold (ssthresh) telah tercapai. Nilai awal dari ssthresh ditetapkan dengan nilai yang besar, dan nilaissthreshakan dikurangi jika terjadi congestion. Jika terjadi paket yang hilang, maka TCP akan mengamsumsikan bahwa telah terjadi congestion dan akan mengabil langkah-langkah untuk mengurangi beban dari jaringan. langkah yang diambil ini tergantung pada fase congestion avoidance TCP. Setelah sshtresh tercapai, TCP akan berubah dari algoritma slow start ke phase congestion avoidance (linier growth). Pada point ini, window size akan meningkat sebesar 1 segmen untuk setiap RTT. Meskipun algoritma ini disebut dengan slow start, tetapi peningkatan congestion window cukup agresif, lebih agresif dari phasecongestion avoidance.slow start mengizinkan TCP memeriksa kondisi jaringan dengan menaikkan secara perlahan data yang diinjeksikan ke dalam network. Algoritma slow start menggunakan congestion window, untuk mengontrol flow data. Cwnd diinisialisasi ke satu segmen, biasanya 512 bytes. Prinsip slow start sederhana, bahwa untuk setiap ACK yang diterima, menambahkan satu segmen ke cwnd. Proses slow start dapat dilihat pada gambar dibawah ini

31 14 Gambar 2.4Slow Start Pengirim dapat mengirim congestion windows minimum, atau ssthresh. Ssthresh diinisialisasi ke window yang diperlihatkan penerima. Saat cwnd lebih besar atau sama dengan nilai ssthresh, koneksi memasuki fase congestion avoidance. Jika kapasitas jaringan dapat dipenuhi sebelum cwnd lebih besar dari ssthresh, maka gateway akan memberi sinyal kongesti dengan membuang segmen dan TCP akan memasuki fase retransmit setelah tiga ACK duplikat Congestion Avoidance Untuk menghindari kemacetan Reno menggunakan Additive Increase Multiplicative Decrease. Sebuah packet loss diambil sebagai tanda kongesti dan Reno menyimpan setengah dari window saat ini sebagai ambang batas nilai. Kemudian set CWD ke 1 dan mulai slow-start sampai mencapai nilai ambang batas. CWD mengalami kenaikan linier sampai bertemu dengan sebuah packet loss. Window perlahan akan meningkat ketika mendekati kapasitas bandwidth.[2] Error Control Untuk menyediakan layanan yang baik, TCP menggunakan mekanisme error control. Error control terdiri dari sebuah segment sebagai unit data untuk mendeteksi kesalahan. Error control merupakan byte-oriented[3]. Error control berfungsi untuk mendeteksi dan memperbaiki error-error yang terjadi dalam transmisi frame-frame. Ada 2 tipe error yang mungkin:

32 15 Frame hilang : suatu frame gagal mencapai sisi yang lain. Frame rusak : suatu frame tiba tetapibebrapa bit bit-nya error. Teknik-teknik umum untuk error control, sebagai berikut : Deteksi error : Error detection, biasanya menggunakan teknik CRC (CyclicRedundancy Check) Positive acknowledgment : tujuan mengembalikan suatu positif acknowledgment untukpenerimaan yang sukses, frame bebas error. Transmisi ulang setelah waktu habis : sumber mentransmisi ulang suatu frame yangbelum diakui setelah suatu waktu yang tidak ditentukan. Negative acknowledgment dan transmisi ulang : tujuan mengembalikan negativeacknowledgment dari frame-frame dimana suatu error dideteksi Sliding-Window Flow Control Masalah utama yang selama ini adalah bahwa hanya satu frame yang dapat dikirimkan pada saat yang sama. Dalam keadaan antrian bit yang akan dikirimkan lebih besar dari panjang frame maka diperlukan suatu efisiensi. Untuk memperbesar efisiensi yang dapat dilakukan dengan memperbolehkan transmisi lebih dari satu frame pada saat yang sama. Bila suatu station A dan B dihubungkan dengan jalur full-duplex, station B mengalokasikan buffers dengan selebar n frame, yang berarti station B dapat menerima n frame, dan station A diperbolehkan untuk frame sebanyak n tanpa menunggu adanya jawaban. Untuk menjaga jejak diman frame yang dikirimkan sedang dijawab maka masing-masing jawaban diberi label dengan nomor yang urut. Station B menjawab frame dengan mengirimkan jawaban yang dilengkapi nomor urut dari frame berikutnya yang diinginkan. Jawaban ini juga memiliki maksud untuk memberitahukan bahwa station B siap untuk menerima n frame berikutnya, dimulai dengan nomor urut yang telah tercantum. Skema ini juga dapat dipergunakan untuk menjawab lebih dari satu frame. Misalnya station B dapa jawaban sampai sampaiframe ke 4 tiba, dengan kembali jawaban dengan nomor urut 5, station B menjawabframe 2, 3, dan 4 pada satu saat. Station A memelihara daftar nomor urutan yangboleh dikirim,

33 16 sedangkan station B memelihara daftar nomor urutan yang siap akanditerima. Masing-masing daftar tersebut dapat dianggap sebagai window dari frame,sehingga prinsip kerjanya disebut dengan pengontrol aliran sliding-window. Pada gambar dibawah menggambarkan proses sliding-windows, dengan diasumsikan nomor urut menggunakan 3 bit sehingga frame diberi nomor urut 0 s/d 7, selanjutnya nomor yang sama dipakai kembali sebagaibagian urutan frame. Gambar segiempat yang diberi bayangan (disebut window)menunjukkan transmitter dapat mengirimkan 7 frame, dimulai dengan frame nomor 7.Setiap waktu frame dikirimkan maka window yang digambarkan sebagai kotakdibayangi akan menyusut, setiap waktu jawaban diterima, window akan membesar. Ukuran panjang window sebenarnya tidak diperlukan sebanyak ukuran maksimumnya untuk diisi sepanjang nomor urut. Sebagai contoh, nomor urut menggunakan 3 bit, stasiun dapat membentuk window dengan ukuran 4, menggunakan protokol pengaturan aliran sliding-window. Gambar 2.5Skema Aliran Sliding-Window

34 17 Receiver harus dapat menampung 7 frame melebihi satu jawaban yang telah dikirim, sebagian besar protokol juga memperbolehkan suatu station untuk memutuskan aliran frame dari sisi (arah) lain dengan cara mengirimkan pesan receive-not-ready (RNR), yang dijawab frame terlebih dulu, tetapi melarang transfer frame berikutnya. Bila dua stasiun saling bertukar data (dua arah) maka masing-masing perlu mengatur dua window, jadi satu untuk transmit dan satu untuk receive dan masing-masing sisi (arah) saling mengirim jawaban. Untuk memberikan dukungan agar efiisien seperti yang diinginkan, dipersiapkan piggybacking (celengan), masing-masing frame data dilengkapi dengan daerah yang menangkap urutan nomor dari frame, ditambah daerah yang menangkap urutan nomor yang dipakai sebagai jawaban. Jika suatu station memiliki data yang akan dikirimkan tetapi tidak memiliki jawaban baru yang akan dikirim maka station tersebut mengulangi dengan mengirimkan jawaban terakhir yang dikirim, hal ini disebabkan frame data dilengkapi daerah untuk nomor jawaban, dengan suatu nilai (angka) yang harus diletakkan kedalam daerah tersebut. Jika suatu station menerima jawaban yang sama (duplikat) maka tinggal mengabaikan jawaban tersebut. Slidingwindow dikatakan lebih efisien karena jalur komunikasi disiapkan seperti pipa saluran yang setiap saat dapat diisi beberapa frame yang sedang berjalan, tetapi pada stop and wait hanya satu frame saja yang boleh mengalir dalam pipa saluran tersebut[1]. 2.2.TCP Reno Menurut Feipeng (2008), TCP Reno berasal dari empat buah algoritma yaitu slow start(ss), congestion avoidance (CA), fast retransmit dan fast recovery[4]. Menurut Jusak (2011), TCP Reno membuang fase slow start pada saat mendeteksi kongesti melalui diterimanya 3 duplikasi ACK. Untuk selanjutnya proses ini disebut dengan nama fast recovery. Pada saat pengiriman menerima 3 duplikasi ACK maka nilai threshold akan diturunkan menjadi setengah dari nilai CongWing saat sebelum terjadi kongesti, dan nilai CongWing ditetepkan sama

35 18 dengan nilai threshold dan selanjutnya kecepatan pengiriman data akan meningkat secara linier [5]. Algoritma TCP reno dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Pada saat pengiriman 3 ACK ataupun time-out maka nilai CongWing akan dinaikan secara eksponensial jika berada di bawah nilai threshold dan dinaikkan secara linier apabila nilai di atas threshold. 2. Namun, saat terjadi kongesti dalam jaringan TCP Reno akan menurunkan nilai CongWing setengah dari nilai threshold sebelumnya dan berikutnya kecepatan akan naik secara linier. TCP Reno ini memiliki empat fase untuk menangani congestion Control: Slow Start Slow start merupakan fase pertama TCP pada setiap awal sambungan koneksi dan setiap kali packet terdeksi loss. Proses fase Slow start: Nilai congestion window (cwnd) diinisialisasi sebesar 1 MMs. TCP akan menaikan kecepatan pengiriman data secara eksponensial dengan cara menaikan nilai cwnd sebanyak dua kali (2 π ) setiap RTT hingga nilai cwnd akan bertambah satu segmen untuk setiap ack yang diterima pengirim Congestion Avoidance Congestion avoidance ini merupakan fase dimana ketika TCP tahu bahwa transmisi di sebuah rate yang sangat dekat dengan tingkat yang dapat menyebabkan kemacetan [3]. Proses fase congestion Avoidance : Nilai cwnd akan naik secara linear untuk setiap RTT. Ketika mengalami timeout atau mendapatkan duplikasi ack maka nilai treshold (ssthresh) akan diturunkan menjadi setengah nilai cwnd. Tcp akan kembali kepada fase slow start.

36 Fast Recovery Fast recoveryini mencegah terjadinya slow start pada saat fast retransmit atau dengan kata lain menjaga throughput tinggi saat terjadi congestion yang kecil dan sedang. Dengan hanya menggunakan fast retransmit maka congestion windowsturun ke satu setiap kalicongestion terdekteksi. Sejak pengiriman dapat membuat Acknowledgement maka jika mengalami timeout akan kembali ke slow start, jika mendapat tiga duplikasi maka akan mengalami fase fast recovery (tidak harus kembali ke slow start)[10]. Setelah 3 ACK s yang sama (duplikasi)diterima: Retransmit lost packet Memasuki fase congestion avoidance Fast Retransmit Fast Retransmit merupakan peningkatan terhadap TCP dalam rangka mengurangi waktu tunggu oleh pengirim sebelum me-retransmit segmen yang loss. TCP pengirim akan menggunakan pencatat waktu untuk mengetahui segmen yang hilang. Jika acknowledgement tidak diterima untuk segmen tertentu dalam jangka waktu tertentu (fungsi yang menentukan estimasi round trip delay time), maka pengirim akan menggangap segmen tersebut hilang dalam jaringan dan akan dilakukan retransmit untuk segmen yang hilang [10]. Tujuan dari fase fast retransmit adalah respon yang cepat jika terjadi paket yang hilang. Proses fase fast retransmit : Setelah 3 duplikat acknowledgement diterima. Retransmission untuk segmen yang hilang segera dilakukan tanpa menunggubatas waktu RTO berakhir sampai diterima non duplikat acknowledgement. Ssthresh akan berubah. Flightsize : merupakan jumlah data yang telah dikirim tapi belum di acknowledgement.

37 20 Advertised window (awnd) :ukuran window penerima yang diberitahukan. Ketika terjadi timeout kembali, maka nilai timeout= dua kali RTO. Akan terus melakukan fast retransmit setiap terjadi loss retransmission. Maksimal timeout 64 seconds. Maksimal 12 rettransmit. Kemudian akan masuk fase fast recovery. Peningkatan pada fast retransmit akan bekerja sebagai berikut: jika pengirim TCP menerima sejumlah acknowledgement tertentu yang sama sebanyak 3 kali, pengirim dapat mengamsumsikan bahwa paket dengan sequence number yang lebih tinggi akan di-drop dan bukan tiba karena rusak. Pengirim akan melakukan retransmit paket yang diduga di-drop sebelum menunggu batas retramsmission timer berakhir. Gambar 2.6Fast Retransmit pada TCP

38 TCP Aplikasi FTP Server FTP merupakan salah satu protokol Internet yang paling awal dikembangkan, dan masih digunakan hingga saat ini untuk melakukan pengunduhan (download) dan penggugahan (upload) berkas-berkas komputer antara klien FTP dan server FTP. Sebuah Klien FTP merupakan aplikasi yang dapat mengeluarkan perintah-perintah FTP ke sebuah server FTP, sementara server FTP adalah sebuah Windows Service atau daemon yang berjalan di atas sebuah komputer yang merespons perintah-perintah dari sebuah klien FTP. Perintah-perintah FTP dapat digunakan untuk mengubah direktori, mengubah modus pengiriman antara biner dan ASCII, menggugah berkas komputer ke server FTP, serta mengunduh berkas dari server FTP. FTP menggunakan protokol Transmission Control Protocol (TCP) untuk komunikasi data antara klien dan server, sehingga di antara kedua komponen tersebut akan dibuatlah sebuah sesi komunikasi sebelum pengiriman data dimulai. Sebelum membuat koneksi, port TCP nomor 21 di sisi server akan "mendengarkan" percobaan koneksi dari sebuah klien FTP dan kemudian akan digunakan sebagai port pengatur (control port) untuk membuat sebuah koneksi antara klien dan server, untuk mengizinkan klien untuk mengirimkan sebuah perintah FTP kepada server dan juga mengembalikan respons server ke perintah tersebut. Sekali koneksi kontrol telah dibuat, maka server akan mulai membuka port TCP nomor 20 untuk membentuk sebuah koneksi baru dengan klien untuk mengirim data aktual yang sedang dipertukarkan saat melakukan pengunduhan dan penggugahan[2]. 2.4.Wireless dan Wired Definisi dari telekomunikasi adalah mendistribusikan informasi dari satu titik ke titik lain. Jika kita tambahkan kata tele di depan kata komunikasi maka pengertiannya menjadi komunikasi jarak jauh. Dalam hal ini, jauh tidak

39 22 dijelaskan seberapa jauh jaraknya, apakah itu sepersekian senti, meter atau bahkan kilo, karena relatif. Misalnya dua perangkat HP yang dihubungkan melalui bluetooth, walaupun jaraknya hanya sepersekian senti atau meter, itu sudah disebut telekomunikasi. Untuk telekomunkasi, manusia pada dasarnya memerlukan alat bantu, seperti halnya pesawat radio, televisi maupun telepon dan lain sebagainya. Dari segi bentuk, telekomunikasi dibagi menjadi dua bagian; fisik (wired) dan non fisik (wireless). Topologi pada jaringan nirkabel ini dibagi menjadi dua yaitu topologi nirkabel dengan berbasis infrastruktur (access point) dan topologi nirkabel tanpa memanfaatkan infrastruktur atau (adhoc). Jaringan wireless infrastruktur kebanyakan digunakan untuk memperluas jaringan LAN atau untuk berbagi jaringan agar dapat terkoneksi ke internet. Untuk membangun jaringan infrastruktur diperlukan sebuah perangkat yaitu wireless access point untuk membangunkan klien yang terhubung dan manajemen jaringan wireless Wired Wired menggunakan kabel sebagai media penghubung.singkatnya perangkat tersebut dapat dilihat dan diraba, makanya dari itu disebut juga telekomunikasi fisik. Kelebihan: 1. Data yang ditransfer melalui kabel lebih sediki gangguan yang menyebabkan data hilang saat ditransfer,kecepatan transfer data lebih stabil,harga perangkat yang relative murah,tidak ada masalah dengan interferensi halangan tembok maupun lainnya. Kekurangan,semakin banyak perangkat yang digunakan, semakin banyak juga kabel yang terpasang,saat terjadi petir, besar kemungkin perangkat yang tersambung ke dalam kabel jaringan juga akan terkena dampaknya,mobilitas yang kurang,jangkauanakses clientnya terbatas,keamanan pada kabel LAN akan hilang pada saat kabel jaringan dipotong[2].

40 Wireless Jaringan nirkabel (wireless) ini merupakan salah satu media transmisi yang menggunakan gelombang radio sebagai media transmisinya. Data-data digital yang dikirim melalui wireless akan dimodulasikan ke gelombang elekromagnetik. Media wireless yang umum digunakan adalah menggunakan gelombang radio yang di set untuk bekerja di bidang frekuensi tertentu sesuai dengan standar. Agar terbentuk link wireless yang bagus, gangguan ini harus dihindari. Hal pertama yang harus dilakukan adalah site survey terlebih dahulu untuk mengetahui kondisi lapangan secara fisik maupun penggunaan frekuensi yang sudah ada. Misalnya, adanya halangan berupa bukit, gedung, pohon, tembok dan kaca yang harus dihindari. Kita harus mnegetahui juga frekuensi-frekuensi yang ada disekitar. Jadi nantinya kita bisa dihindari penggunaanya agar tidak interferensi/overlapping. Kita dapat mengontrol sepenuhnya penukaran data sebagaimana yang bisa kita lakukan pada jaringan kabel. Peluang gangguan atau interferensi pada jaringan wireless lebih besar dibandingkan jaringan kabel. Alasan utamanya ialah karena menggunakan media udara yang sifatnya publik atau dapat digunakan oleh siapapun. Meskipun yang digunakan adalah udara, yang mana kita tidak bisa secara penuh mengaturnya, kita tetap bisa melakukan optimasi sinyal dan konektivitas wireless. Disuatu area bukan tidak mungkin ada banyak jaringan wireless yang terpasang, dan tentunya setiap jaringan wireless tersebut sudah ada yang mengatur chanelnya masing-masing, yaitu sang administrator. Apabila chanelnya antara wireless yang satu dengan yang lainnya sama atau saling bersinggungan tentu hal ini akan menimbulkan interferensi yang bisa menyebabkan kualitas dari sinyal wireless yang dihasilkan tidak bagus[6]. 2.5.Simulator Omnetpp OMNET ++ atau omnetpp adalah network simulation software discreteevent yang bersifat open source atausumber code terbuka. Discreate-event berarti simulasinya bertindak atas kejadian langsung didalam event. Secara analitis,

41 24 jaringan komputer adalah sebuah rangkaian discrete-event. Objek yang paling kecil disebut simple module, akan memutuskan algoritma yang akan digunakan dalam simulasi tersebut.omnet ++ menyediakan arsitektur komponet untuk pemodelan simulasi. Komponen (modul) menggunakan bahasa programing C++ yang berekstensi.h dan.cc. Omnet++ memiliki dukungan GUI (Graphical User Interface) yang luas, karena arsitektur yang modular, simulasi kernel yang dapat di compile dengan mudah. Fungsi spesifik dari OMNET ++ adalah mendukung jaringan sensor, jaringan ad-hoc nirkabel, protokol pemodelan kinerja, jaringan fotonik, dan lain-lain yang disediakan oleh kerangka model yang dikembangkan sebagai proyek independen. OMNET ++bukan simulator jaringan saja, namun untuk saat ini OMNET ++ lebih dikenal luas sebagai platform simulasi jaringan dalam komunitas ilmiah serta dalam pengaturan industri, dan membangun sebuah komunitas pengguna yang besar. OMNET ++ juga mendukung beberapa framework yaitu : Inet, Inetmanet, Mixim, Castalica, Veins, OverSim, Libara dan lain-lain. Framework tersebut yang akan membantu pengguna untuk mampu mengembangkan sebuah simulasi jaringan. Pada skripsi ini framework yang digunakan adalah Inetmanet untuk routing TCP Reno.

42 25 BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN 3.1. Parameter Simulasi Pada penelitian ini, penulis sudah menentukan parameter parameter jaringan yang akan digunakan. Parameter jaringan ini bersifat konstan dan akan dipakai terus padasetiap simulasi yang dilakukan.parameter jaringan yang dimaksud dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 3.1Parameter tetap dalam skenario Parameter Waktu Simulasi Jumlah paket data Traffic Source TCP Type Nilai 4000s 100MB FTP TCP Reno 3.2. Skenario jaringan Pada simulasi ini penulis memilih satu koneksi TCP karena ingin mengetahui unjuk kerja dari TCP itu sendiri tanpa adanya gangguan. Sehingga hasil yang didapat adalah benar-benar unjuk kerja TCP murni dengan varian TCP Reno Server Server yang digunakan dalam pengujian ini menggunakan server FTP. Server digunakan sebagai source untuk mendownload file untuk mendapatkan data Throughput, CWND, RTT, Delay Jaringan, Drop Paket dan Retransmission RTO.

43 Client Client berfungsi untuk mendownload file dari server melalui FTP server local Topologi pengujian Dalam proses pengambilan data pada penelitian simulasi ini, penulis menggunakan skenario pengujian sebagai berikut: Pengujian akan dilakukan dengan melakukan proses download dari server ke client. Pengujian dibedakan menjadi 3 skenario Topologi Pengujian 1 Gambar 3.1Topologi Pertama Single Hop Wired Skenario pengujian pertama dengan besar bandwith dari FTP Server ke AP 100Mbps dan dari AP ke Client 100Mbps adalah client melakukan download file FTPServer melalui AP menggunakan koneksi wired sebesar ke 100Mb TopologiPengujian 2 Gambar 3.2 Topologi KeduaSingle Hop Wireless Static

44 27 Skenario pengujian kedua dengan besar bandwith dari FTP Server ke AP 100Mbps dan dari AP ke Client 100Mbps adalah client melakukan download file FTP server melalui AP mennggunakn koneksi wireless static sebesar100mb Topologi pengujian 3 Gambar 3.3 Topologi Ketiga Single Hop Wireless Mobile Skenario pengujian ketiga dengan besar bandwith dari FTP server ke AP 100Mbps dan dari AP ke Client 100Mbps adalah client melakukan download file FTP server melalui AP menggunakan koneksi wireless mobile sebesar 100Mb, dengan cara bergerak mendekati dan menjauhi AP Parameter Kerja Ada enam parameter yang dipakai dalam tugas akhir ini adalah : Throughput Throughput adalah kecepatan rata-rata data yang diterima oleh suatu suatu node dalam selang waktu pengamatan tertentu. Biasanya throughput selalu dikaitkan dengan bandwith. Karena throughput memang bisa disebut sebagai bandwith dalam kondisi yang sebenarnya. Bandwith lebih bersifat tetap sementara throughput sifatnya dinamis tergantung trafik yang sedang terjadi. Throughput mempunyai satuan bps (bit per second). Throughput akan semakin baik jika nilainya semakin besar. Besarnya throughput akan memperhatikan kualitas dari kinerja protokol routing tersebut. Karena itu throughput dijadikan sebagai indikator ubtuk mengukur performasi dari sebuah protokol. Rumus menghitung throughput :

45 28 Average Throughput = CWND Congestion Window atau CWND adalah variabel pada TCP yang membatasi jumlah data yang boleh dikirim pada sebuah jaringan. Congestian window ini dikelola oleh sender Round Trip Time Round Trip Time adalah waktu yang dibutuhkan oleh client untuk mengirimkan request dan sebuah server untuk mengirimkan balasan respon melalui jaringan. Segmen pada TCP yang dikirim dapat hilang disepanjang jalur komunikasi hal tersebut dikarenakan terjadi congestion pada router jaringan yang mengalami kelebihan beban sehingga paket harus dibuang. TCP harus dapat memperbaiki situasi ini dan mempelajari kondisi jaringan. Setiap kali TCP mengirimkan segmen, pengirim akan menghitung waktu untuk menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan acknowledgement dari segmen yang dikirim tadi. Waktu ini dikenal dengan retransmissions timer. Jika acknowledgement dikirim melebihi waktu yang ditentukan maka akan terjadi timeout. Waktu round trip timedapat bervariasi bergantung pada lalu lintas di jaringan dan ketersediaan jalur. Jika terdapat masalah pada jaringan, segmen akan memakan waktu beberapa menit untuk dikirimkan sebelum pengirim mengalami timeout dan menyimpulkan terjadi error serta memberi informasi ke lapisan application pengirim. TCP akan mulai menghitung saat data dikirim dan saat mendapatkan acknowledgement dari data yang dikirimkan. TCP menggunakan informasi ini untuk menghitung perkiraan waktu round trip time. Setelah paket dikirim dan di acknowledgement, TCP akan melakukan estimasi waktu round trip time dan menggunakan informasi ini untuk mendapatkan waktu timeout atas paket yang

46 29 dikrimkan. Jika acknowledgement diterima dengan cepat, maka waktu round trip time akan pendek dan retransmissions time akan di set ke nilai yang lebih rendah. Hal ini memungkinkan TCP untuk melakukan retransmit data saat waktu respo jaringan baik, maka akan mengurangi delay pada segmen yang hilang Delay Jaringan Delay yang dimaksud adalah end to end delay. End to end delay adalah waktu yang dibutuhkan paket dalam jaringan dari saat paket dikirim sampai diterima oleh node tujuan. Delay merupakan suatu indikator yang cukup penting penting untuk perbandingan protokol routing,karenabesarnya sebuah delay dapat memperlambat kinerja dari protokol routingtersebut. Rumus untuk menghitung delay : AverageDelay = Drop paket Packet drop dilihat berapa banyak paket yang telah dibuang pada antrian untuk menuju jalur bottleneck yang dihasilkan dalam suatu simulasi jaringan dengan menggunakan suatu algoritma tertentu (Rahman M., Kabir,Lutfullah, & Amin, 2008) Retransmission Time Out (RTO) RTO merupakan suatu tanda yang menandakan bahwa tidak ada pesan balasan yang diterima dalam standart kurun waktu yang ditentukan. RTO paling banyak disebabkan oleh kemacetan jaringan, gagal dalam ARP request,packet filtering, kesalahan dalam routing, atau paket dibuang diam-diam.

47 30 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Untuk melakukan analisa unjuk kerja TCP di jaringan single-hop wireless link akan dilakukan pengambilan data dengan skenario yang telah disetujui dan dirancang. Akan dilakukan seperti pada tahap skenario perencanaan pengambilan data TCP dengan parameter yang telah ditentukan. Topologi akan dibuat sesuai dengan skenario yang sudah dibuat dari koneksi wireless statis dan wireless mobile Pengambilan Data Throughput jaringan Hasil Pengujian Throughput dengan melakukan download file ke TCP server melalui AP dengan koneksi wired Throughput Wired Node Static Node Mobile Gambar 4.1Throughput Wired,Wireless Static dan Wireless Mobile Penjelasan : nilai throughput pada jaringan kabel jauh lebih tinggi daripada di jaringan wireless dan jaringan mobile. Karakteristik jaringan kabel yang minim

48 31 terjadinya hambatan dan sifatnya yang static ( tidak bergerak ) membuat transfer data jauh lebih lancar. Sedangkan nilai throughput terkecil terjadi pada jaringan wireless mobile. Jaringan wireless yang noise yang lebih besar kemudian node yang bergerak atau berpindah-pindah membuat transmisi data akan mengalami hambatan atau terputus Congestion Window atau CWND 1. CWND Wired Gambar 4.2CWND dijaringan kabel Penjelasan : hasil cwnd menunjukkan coangestion window pada jaringan wired stabil, windows sizenya tidak terputus ini dapat diartikan bahwa pada jaringan wired kondisinya sangat stabil tanpa hambatan. Dapat kita lihat lebih jelas pada gambar 4.2 diatas pada gambar tersebut terlihat bahwa diagram menunjukkan garis lurus horizontal yang artinya menunjukkan congestion window tidak mengalami kenaikan maupun penurunan.

49 32 2. CWND Wireless Static Gambar 4.3CWND dijaringan Wireles Static Gambar 4. 4 Potongan CWND dijaringan wireless static Penjelasan : nilai congestion window pada jaringan wireless static terjadi kenaikan dan penurunan itu dikarenakan sifat dari teknologi wireless yang banyak mengalami hambatan sehingga membuat windows size kadang turun saat kondisi jaringan tidak bagus dan kadang akan naik saat jaringan mulai stabil. Hal ini dapat dilihat secara detail pada gambar 4.4 potongan gambar CWND di jaringan wireless static pada gambar tersebut dapat terlihat ada garis naik beberapa saat

50 33 kemudian turun terus naik lagi dengan jarak yang renggang yang dapat disimpulkan bahwa congestion window di jaringan wireless static tidak stabil. Pada gambar 4.4 saat nila CWND menyentuh nilai paling bawah atau turun itu artinya TCP mulai melakukan slow start kemudian koneksi akan naik sedikit demi sedikit itu dinamakan tahap inkreamen.kemudian saat grafik mulai naik tinggi saat itu TCP melakukan fast recovery. Pada gambar 4.4 grafik mengalami slow fading dikarenakan adanya efek terhalangnya sinyalsampai ke penerima akibat oleh gedung bertingkat, udara dan fluktuasi sinyal akibat shadowingini adalah bersifat lambat (slow fading). 3. CWND Wireless Mobile Gambar 4.5CWND dijaringan Wireless Mobile Gambar 4.6Potongan CWND di jaringan Wireless mobile

51 34 Penjelasan : CWND pada jaringan mobile akan mengalami banyak hambatan atau koneksi timeout ini diakibatkan dari ketidakstabilan jaringan wireless yang membuat suatu ketika CWND akan ada pada posisi paling bawah, kemudian saat terjadi tahap rekoneksi ulang lagi CWND akan naik lagi kemudian saat koneksi putus lagi maka CWND akan berada di posisi paling bawah lagi, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.6 potongan CWND jaringan wireless mobile terlihat bahwa congestion window naik ini ditunjukkan pada garis vertikal naik kemudian saat koneksi timeout congestion window akan berada di posisi paling bawah kemudian akan naik lagi saat terjadi rekoneksi ulang.pada gambar 4.6 saat nila CWND menyentuh nilai paling bawah atau turun itu artinya TCP mulai melakukan slow start kemudian koneksi akan naik sedikit demi sedikit itu dinamakan tahap inkreamen. Kemudian saat grafik mulai naik tinggi saat itu TCP melakukan fast recovery. Pada gambar 4.6 grafik diatas menunjukkan mengalami multipath fading ini terjadi karena terdapat objek antara pengirim dan penerima sehingga gelombang yang sampai ke penerima berasal dari beberapa lintasan (multipath) danfluktuasi sinyal yang terjadi bersifat cepat (fast fading) RTT TCP 1. RTT Wired Gambar 4.7RTT dijaringan Wired

52 35 Penjelasan : hasil RTT menunjukkan congestion window pada jaringan wired stabil, window sizenya tidak terputus ini dapat diartikan bahwa pada jaringan wired kondisnya sangat stabil tampa mengalami hambatan. Ini dapat kita lihat lebih jelasnya pada gambar 4.7 diatas pada gambar tersebut terlihat bahwa diagram menunjukkan garis lurus horizontal yang artinya menunjukkan congestion window tidak mengalami kenaikan ataupun penurunan ini dapat dikatakan stabil. 2. RTT Wireless Static Gambar 4.8 RTT dijaringan Wireless Static Gambar 4.9Potongan RTT di jaringan Wireless Static

53 36 Penjelasan : RTT pada jaringan wireless static pada gambar 4.8 menunjukkan nilai RTT paling tinggi berkisaran antara 0,20. Nilai RTT lebih lebih detail dapat dilihat pada gambar 4.9 potongan gambar RTT di jaringan wireless static terlihat bahwa setiap titik adalah waktu terjadinya RTT sehingga dapat terlihat dengan jelas nilai RTT pada jaringan wireles static mengalami kenaikan dan penurunan yang dialami saat koneksi tidak stabil atau mengalami gangguan. Saat terjadi gangguan pada jaringan wireless static nilai RTT akan tinggi atau berada pada titik tertinggi pada gambar dan saat koneksi mulai stabil nilai RTT akan berkurang dan pada gambar 4.9 titik RTT akan turun. 3. RTT Wireless Mobile Gambar 4.10 RTT dijaringan Wireless Mobile Gambar 4.11Potongan RTT dijaringan Wireless Mobile

54 37 Penjelasan : nilai RTT pada jaringan wireless mobile terlihat pada gambar 4.10 jauh sangat tinggi dan nilai RTTnya sangat berfluktuaktif kadang naik tinggi dan kadang turun rendah. Lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar 4.11 potongan RTT di jaringan mobile saat terjadi koneksi yang putus nilai RTT akan tinggi pada gambar terlihat ada titik yang lauh lebih tinggi daripada titik yang lainnya, itu artinya koneksi jaringan terputus. Semakin banyak nilai titik RTT yang tinggi maka bisa disimpulkan bahwa jaringan ini sangat tidak stabil. NilaiRTTyang mengalami kenaikan dan penurunan yang sangat tinggi ini dikarena wireless mobile mempunyai noise dan hambatan yang tinggi serta topologi yang bergerak membuat koneksi sering putus Delay End-To-End Delay Wired, Wirelles Static dan Wireless Mobile second Gambar 4.12Delay End-To-End