PERBANDINGAN PROTOKOL DSR DENGAN MODIFIKASI DSR MENGGUNAKAN AKUMULASI SNR-RP DAN MINIMUM HOP PADA JARINGAN WIRELESS MESH

Transkripsi

1 PERBNDINGN PROTOKOL DSR DENGN MODIFIKSI DSR MENGGUNKN KUMULSI SNR-RP DN MINIMUM HOP PD JRINGN WIRELESS MESH Firman Hidayat 1), Supeno Djanali ), dan Muchammad Husni 3) 1) Teknik Informatika, FTIf, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya ) Teknik Informatika, FTIf, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 3) Teknik Informatika, FTIf, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya BSTRK Pada jaringan ad hoc permasalahan routing merupakan suatu yang menarik untuk diteliti karena berbeda dengan routing pada jaringan yang konvensional. Untuk menangani masalah pada jaringan ad hoc telah banyak skema routing yang ditawarkan dan memiliki kelebihan serta kekurangan masing masing. Dynamic source Routing (DSR) adalah salah satu skema routing yang memperhitungkan sumber daya yang dimiliki masing masing node untuk memilih rute mana yang terbaik dilalui agar data sampai ke tujuan dengan lebih terjamin. Pada penelitian ini skema Dynamic Source Routing diterapkan dengan mempertimbangkan akumulasi SNR-RP dari rute yang akan dilalui, apabila terdapat beberapa rute dengan akumulasi SNR-RP yang sama, maka dipilih rute yang memiliki jumlah hop terkecil. Perhitungan Delay dan Througput digunakan untuk membandingkan tingkat efisiensi dari modifikasi DSR yang diterapkan. Penelitian ini memodifikasi protokol DSR yang digunakan pada jaringan Wireless Mesh dimana akumulasi SNR-RP serta jumlah hop dijadikan pertimbangan untuk memilih rute yang dillalui sehingga pesan bisa sampai ke node tujuan dengan lebih terjamin. Dari perhitungan Throughput dan delay didapatkan bahwa modifikasi protokol DSR lebih baik dibandingkan dengan protokol DSR. Kata kunci: Dynamic Source Routing, Signal to Noise Ratio, Recieved Power. PENDHULUN Latar Belakang Pada jaringan ad hoc permasalahan routing merupakan suatu yang menarik untuk teliti karena berbeda dengan routing pada jaringan yang konvensional. Pergerakan node dalam jaringan ad hoc kadang berkelompok kadang juga sendiri, bisa juga suatu grup terpecah menjadi beberapa bagian atau sebaliknya beberapa grup bergabung menjadi satu, masalah ini tentu harus ditangani dengan baik agar seluruh node tetap terjaga koneksinya (Samih, 9). Salah satu skema routing yang memperhitungkan semua sumber daya yang dimiliki masing masing node adalah Dynamic source Routing (DSR) dengan menghitung Signal to Noise Ratio (SNR) dan C--1

2 Recieved Power (RP) akan diketahui rute mana yang terbaik dilalui agar data sampai ke tujuan dengan lebih terjamin (Fuad & Chen 9). Pada penelitian ini diajukan pengembangan dari protokol DSR yang akan digunakan pada jaringan Wireless Mesh dengan modifikasi skema penetuan rute yang ditempuh dengan mempertimbangkan akumulasi SNR-RP serta memilih jumlah hop terkecil yang akan dilalui. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah meningkatkan performansi jaringan dengan menambahkan kombinasi akumulasi SNR/RP dan jumlah hop terkecil pada protokol DSR sebagai pertimbangan pemilihan rute terbaik. Studi Literatur DSR di rancang untuk jaringan tanpa infrastruktur yang mempunyai banyak node. Protokol DSR terdiri dari dua fase yaitu fase pencarian rute (route discovery) dan fase pemeliharaan rute (route maintenance). Jika suatu node ingin mengirimkan suatu paket ke node yang lain, node tersebut akan memeriksa apakah memiliki catatan mengenai rute menuju titik yang diinginkan. pabila terdapat catatan mengenai rute yang dimaksud, paket akan dikirimkan melalui rute tersebut. Namun apabila tidak ditemukan rute yang diinginkan, proses pencarian rute akan dilakukan (Hussain, ). Tahapan Route Discovery: 1. Node mengecek routing cache sendiri. Mengirimkan sebuah permintaan route ke tetangga, berisi alamatnya sendiri, yaitu alamat tujuan dan nomor unique sequence untuk deteksi loop 3. Node yang diterima mengecek cache untuk route menuju tujuan. Jika tidak berisi route, maka akan menambahkan alamatnya sendiri ke paket dan meneruskannya Tahapan Route maintenance: 1. Sebuah Route Reply (RREP) akan dikirimkan kembali, sampai sebuah node menemukan rute sebenarnya menuju node tujuan. Jika ada suatu node yang bukan merupakan node tujuan, maka akan menambah cached route ke pesan route reply Gambar 1. Route Request (RREQ) dan Route Reply (RREP) (Fuad et. ll, 9) Dari Gambar 1 bisa dilihat bagaimana terjadinya RREQ dan RREP, pertama akan dikirimkan paket permintaan rute (RREQ) secara broadcast. Paket permintaan rute (RREQ) berisi alamat node sumber, alamat node tujuan dan bilangan unik untuk identifikasi. Node-node yang menerima RREQ kemudian memeriksa catatan C--

3 rute yang dimilikinya, apakah rute yang diinginkan oleh pengirim paket permintaan rute ada atau tidak. Jika ternyata tidak ditemukan rute yang dimaksud, node yang menerima RREQ akan menambahkan alamat kedalam paket untuk kemudian membroadcast kembali paket tersebut ke node-node yang lain atau node tetangga sampai ditemukan rute menuju kearah node tujuan. Ketika RREQ berhasil sampai ke node tujuan, node tersebut akan mengirimkan paket balasan (RREP) kepada node sumber yang meminta rute. Paket balasan (RREP) akan berisi catatan node-node yang dilewati oleh paket permintaan rute (RREQ) mulai dari awal sampai node tujuan. Untuk pemeliharaan rute, DSR memiliki dua macam paket yaitu paket error dan paket pemberitahuan. Pada saat suatu node menemukan kesalahan transmisi pada lapisan data link, node tersebut akan mengirimkan paket error ke jaringan. Node yang menerima paket tersebut akan menghapus catatan rute yang berkaitan dengan node pengirim paket error, dan node sumber paket error akan membroadcast RREQ kembali sampai ditemukan rute yang benar menuju node tujuan. Sedangkan paket pemberitahuan digunakan untuk memeriksa kebenaran proses suatu rute (Maradin, 7). Minimum Hop adalah jumlah hop terkecil yang harus dilalui mulai dari Source(S) node menuju ke Destination(D) node. Gambar menggambarkan adanya beberapa rute yang bisa ditempuh mulai dari node menuju node G, rute pertama melalui node > B > C > G, rute kedua melalui > D > E > F > G, dan melalui rute ketiga yaitu > H > I > J > G. Pada rute pertama terdapat 3 hop, rute kedua mempunyai hop serta rute ketiga mempunyai hop, dari ketiga rute tersebut yang terpilih sebagai minimum hop adalah rute pertama karena jumlah hopnya paling sedikit. Gambar. Minimum Hop kumulasi SNR-RP adalah jumlah total nilai SNR-RP dari rute yang dilalui. Gambar menunjukkan tiga rute dengan dengan akumulasi SNR-RP yang sama, pada rute pertama akumulasi SNR-RP adalah =, pada rute kedua adalah = dan pada rute ketiga adalah ++5+7=. Modifikasi pada protokol DSR diterapkan pada internal data structure guna menambahkan field untuk menyimpan nilai akumulasi SNR-RP dan minhop selama proses route discovery. Gambar 3. Penambahan Field Route SNR-RP pada RREP Penambahan field untuk menyimpan nilai SNR-RP pada Route Reply (RREP) seperti pada Gambar 3. Penambahan ini juga diterapkan pada RREQ dan Route Cache. C--3

4 METODE rsitektur topologi yang digunakan untuk sistem yang diusulkan menggunakan Wireless Mesh Network. Wireless Mesh adalah jaringan dari perangkat mobile tanpa infrastruktur tetap. Di dalam suatu jaringan, setiap node secara langsung terhubung ke semua node yang terletak dalam jangkauan sinyal radionya, juga menunjuk ke jangkauan teknis. Node tersebut dinamakan neighbors (tetangga). Sejak node mobile, lingkungan berubah dari waktu ke waktu sebagian node dapat masuk dan keluar jangkauan satu sama lain secara teknis. Komunikasi antara tetangga adalah hal yang mudah, setiap pesan dipancarkan oleh satu node penerima ke semua tetangga, untuk itu tidak diperlukan routing. Komunikasi dengan node tetangga lingkungan terluar merupakan aspek yang menarik di Wireless Mesh, karena itu menyatakan secara langsung multi-hop message diffusion, dimana pesan harus disampaikan oleh satu atau lebih penyiaran ulang lanjutan antara pengirim dan penerima (kyidlis & Wang 5). Pada uji coba ini membandingkan protokol DSR dengan algoritma yang diajukan dengan menggunakan skenario 1, 15, 5 dan node wireless yang bersifat mobile (bisa diam, bisa berpindah posisi) dalam area 1 x 1 meter selama 3 menit, parameter yang digunakan seperti pada Tabel 1. Dengan menggunakan jumlah node yang berbeda kami ingin mempelajari pengaruh yang ditimbulkan terhadap algoritma yang diusulkan, adapun lingkungan uji coba menggunakan hardware dan software sebagai berikut: Proccessor intel Code Duo Ghz RM 1 Gb, Harddisk 3 Gb, LN Card, Wifi. Sistem Operasi menggunakan Windows XP sp3 Simulasi menggunakan aplikasi Opnet 1.5 Microsoft Visual Studio Tabel 1. Parameter yang Digunakan dalam Simulasi Parameter Nilai Parameter Network parameters No Of Topologies 1 No Of nodes 1,15,5, rea 1mX1m Simulation Time 3 minute Nodes type MNET mobile node Communication Parameters Physical medium.11 DSSS Data Rate 11 Mbps Transmission power.5w Packet Reception-power Threshold 7.33 E-1 RTS Threshold None MC protocol.11 MC layer PCF parameters Disabled Mobility model random C--

5 Pola pergerakan node dalam simulasi jaringan di-generate secara acak menggunakan model random. Pada model ini, node-node akan bergerak secara acak menuju posisi tujuan seperti parameter yang telah ditentukan sesuai dengan Tabel 1. dapun luas area simulasi adalah 1 meter X 1 meter. HSIL DN PEMBHSN Hasil simulasi menggunakan OPNET 1.5 untuk menguji seberapa bagus perbaikan kualitas pelayanan pada jaringan wireless mesh. Setiap gambar berikut menyajikan data hasil simulasi selama 3menit berdasarkan kinerja protokol routing dengan perbedaan jumlah node yaitu 1, 15, 5 dan node. Untuk mempersingkat nama protokol yang digunakan dalam penyajian grafik hasil uji coba, nama protokol routing diganti dengan urutan (=DSR, B=SNR-RP MinHop). Perhitungan end to end delay dan throughput digunakan untuk menentukan tingkat efisiensi skema routing yang diusulkan Throughput 1 node 3 menit Throughput 15 node 3 menit B Gambar. Grafik Throughput 1 Node dan 15 Node Dari data hasil simulasi didapat bahwa modifikasi protokol DSR (B) berhasil meningkatkan throughput dibanding protokol DSR () yaitu pada jumlah node 1 terjadi peningkatan throughput sebesar,55, sementara pada 15 node terjadi peningkatan throughput sebesar 3,, seperti nampak pada grafik throughput Gambar di atas Throughput 5 node 3 menit B Throughput node 3 menit B Gambar 5. Grafik Throughput 5 Node dan Node C--5

6 Data hasil simulasi menunjukkan bahwa modifikasi protokol DSR (B) berhasil meningkatkan throughput dibanding protokol DSR () yaitu pada jumlah node 5 terjadi peningkatan throughput sebesar 33,7, sementara pada node terjadi peningkatan throughput sebesar 371,11, seperti nampak pada grafik throughput Gambar 5. delay () Delay 1 node 3 menit delay () Delay 15 node 3 menit waktu () waktu () Gambar. Grafik Delay 1 Node dan Node Dari data hasil simulasi nampak bahwa modifikasi protokol DSR (B) berhasil menurunkan delay dibanding protokol DSR () yaitu pada jumlah node 5 terjadi penurunan Delay sebesar 1,9, sementara pada node terjadi penurunan Delay sebesar,, seperti nampak pada grafik throughput Gambar di atas. delay () Delay 5 node 3 menit delay () Delay node 3 menit periode () waktu () Gambar 7. Grafik Delay 5 Node dan Node Data hasil simulasi menunjukkan bahwa modifikasi protokol DSR (B) berhasil menurunkan delay dibanding protokol DSR () yaitu pada jumlah node 5 terjadi penurunan Delay sebesar 1,5, sementara pada node terjadi penurunan Delay sebesar 1,513, seperti nampak pada grafik throughput Gambar 7 di atas. C--

7 KESIMPULN DN SRN Berdasarkan hasil uji coba dan pembahasan data hasil uji coba pada penelitian yang dilakukan terhadap metode yang diusulkan adalah sebagai berikut: Kinerja protokol routing pada Wireless Mesh sangat dipengaruhi oleh banyaknya jumlah node. Protokol routing modifikasi DSR dengan SNR-RP dan minhop telah berhasil memperbaiki protokol DSR asli dalam menangani masalah pengiriman pesan karena adanya mobilitas node pada jaringan. Hal ini dibuktikan dengan hasil uji coba yang menunjukkan angka yang cukup signifikan. Protokol routing DSR asli memiliki delay lebih besar dibandingkan modifikasi DSR menggunakan akumulasi SNR-RP dan minhop. Hal ini dibuktikan dari hasil uji coba yang menunjukkan bahwa delay mengalami penurunan yang signifikan. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap modifikasi DSR menggunakan akumulasi SNR-RP dan minhop, didapatkan bahwa modifikasi protokol DSR lebih baik dibandingkan dengan protokol DSR. DFTR PUSTK kyildiz, I.F. & Wang, X. (5), ' Survey on Wireless Mesh Networks', IEEE Radio Communications Magazine, vol. 3, no. 9, pp. S3- S3. Fuad lnajjar, Yahao Chen, SNR/RP ware Routing lgorithm: cross-layer design for manets, International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN), Vol 1, No, November 9. Hussain, S.M.. (7), ' Link-State Dynamic Source Routing Protocol for Wireless Mesh Networks (WMNs)', Master thesis, The University of Western ustralia, Western ustralia. Long, Z. & He, Z. (7), 'Optimization and Implementation of DSR Route Protocol Based on d Hoc Network', Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 7. WiCom 7. International Conference on, pp Marandin, D. (7), 'Improvement of Link Cache Performance in Dynamic Source Routing (DSR) Protocol by Using ctive Packets', in, Next Generation Teletraffic and Wired/Wireless dvanced Networking, vol. 7, Springer Berlin/ Heidelberg, pp Saad Khan, Pirzada,.. & Portmann, M. (7), Performance Comparison of Reactive Routing Protocols for Hybrid Wireless Mesh Networks, The nd International Conference on Wireless Broadband and Ultra Wideband Communications (uswireless 7). Samih Eisa Suliman bdalla,(9), Dynamic Source Routing Protocol for Wireless Meshnetwork Using Signal-To-Noise Ratio, Faculty of Computer Science and Information Technology University of Malaya Kuala Lumpur. C--7