ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN OPORTUNISTIK SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN OPORTUNISTIK SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Oleh: Parta Adi Putra PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016

2 ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN OPORTUNISTIK SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Oleh: Parta Adi Putra PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

3 ENERGY ANALYSIS ON PROPHET PROTOCOL IN OPPORTUNISTIC NETWORK A THESIS Presented as Partial Fulfillment of Requirements To Obtain Sarjana Komputer Degree In Informatics Engineering Department By: Parta Adi Putra INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii

4 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

5 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6 MOTTO He gives strength to the weary and increases the power of the weak. Isaiah 40:29 v

7 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

8 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

9 ABSTRAK Jaringan Oportunistik merupakan kondisi jaringan yang berbeda dengan jaringan infrastruktur pada umumnya. Jaringan memiliki karakter media transmisi nirkabel (wireless), node yang bergerak (mobile), resource atau energy yang terbatas, dan konektivitas yang berubah-ubah atau tidak dapat diperkirakan. Tantangan dalam jaringan ini adalah bagaimana strategi yang digunakan untuk menyampaikan pesan dari asal (source) ke tujuan (destination) dengan mempertimbangkan karakter jaringan. Pada penelitian ini penulis akan menguji kinerja Protokol PROPHET ditinjau dari sisi energi. Parameter yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain overhead ratio, delivery ratio, latency, serta energy consumption. Untuk mengevaluasi kinerja menggunakan Simulator ONE (Opportunistic Network Environment). Sebuah node memiliki probabilitas bertemu dengan node lain yang tinggi akan dipercaya untuk menjadi relay pesan (hub-node). Hub-node dengan beban kerja lebih tinggi akan berdampak pada energi baterai yang dimilikinya, terlebih Protokol PROPHET tidak memiliki control message yang ketat dalam melakukan pengiriman pesan. Ketika energi (baterai) yang dimiliki hub node habis, maka akan berdampak pada delivery performance. Untuk itu, diperlukan strategi untuk melakukan control message dengan menambahkan algoritma menjadi Protokol PROPHET EA (Energy Aware). Dari hasil penelitian diketahui bahwa Protokol PROPHET EA mampu mengungguli delivery performance pada Protokol PROPHET karena dapat melakukan control message dan menjaga energi baterai yang dimiliki sehingga lebih menjamin sampainya pesan ke tujuan. Kata Kunci: Jaringan Oportunistik, PROPHET, PROPHET EA, The ONE Simulator, overhead ratio, delivery ratio, latency, energy consumption. viii

10 ABSTRACT Opportunistic Network is network condition which differ from infrastructure network. This network has characteristics such as wireless transmission media, mobile node, limited resource, and intermittent connectivity. The challenge in Opportunistic Network is determining best strategy to send messages from source to destination in regard of those characteristics. This experiment analyze PROPHET routing protocol performance especially in terms of the energy. The parameter used are overhead ratio, delivery ratio, latency, and energy consumption. We use The ONE Simulator to evaluate PROPHET's performance. If a node has high probability to meet other nodes will become a relay to deliver messages (hub-node). Hub-node with higher workload will affect to its energy resource, moreover PROPHET has no strict control message when sending messages. Delivery performance will affected when hub-node's energy drained. Therefore, new strategy needed to control message and to hold up rate of battery reduction. Keywords : Opportunistic Network, PROPHET, PROPHET EA, The ONE Simulator, overhead ratio, delivery ratio, latency, energy consumption. ix

11 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul Analisis Energi Protokol PROPHET di Jaringan Oportunistik. Tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah wajib dan sebagai syarat akademik untuk memperoleh gelar sarjana komputer program studi Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis baik selama penelitian maupun saat mengerjakan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada: 1. Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria yang senantiasa melimpahkan berkat hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 3. Ibu Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 4. Bapak Eko Hari selaku Dosen Pembimbing Akademik, terima kasih atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 5. Bapak Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing tugas akhir, atas kesabarannya dalam membimbing penulis, meluangkan waktunya, memberi dukungan, motivasi, serta saran yang sangat membantu penulis. 6. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom. dan Bapak Iwan Binanto, S.Si., M.Cs. selaku dosen penguji skripsi. 7. Seluruh staf dosen Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan bekal ilmu, arahan dan pengalaman selama penulis menempuh studi. 8. Seluruh staf Sekretariat Jurusan Teknik Informatika atas segala informasi dan pelayanan yang diberikan. x

12 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

13 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv MOTTO... v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... vi LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI Jaringan Nirkabel (Wireless) Mobile Ad Hoc Network (MANET) Jaringan Oportunistik Protokol Routing PROPHET Protokol Routing PROPHET Energy Aware (PROPHET EA) Pergerakan Random Waypoint Pergerakan Manusia Simulator ONE BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN xii

14 3.1. Parameter Simulasi Skenario Simulasi Parameter Kinerja Topologi Jaringan BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pergerakan Random Waypoint Penambahan Jumlah Node Penambahan Kecepatan Node Pergerakan Manusia Pergerakan Manusia dengan Penambahan TTL Pesan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

15 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter utama simulasi Tabel 3.2 Parameter utama energi baterai Tabel 3.3 Skenario penambahan jumlah node pada Pergerakan Random Waypoint Tabel 3.4 Skenario penambahan kecepatan node pada Pergerakan Random Waypoint Tabel 3.5 Skenario Pergerakan Manusia Tabel 3.6 Skenario Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan Tabel 4.1 Hasil perbandingan penambahan jumlah node pada pergerakan Random Waypoint Tabel 4.2 Hasil perbandingan penambahan kecepatan node pada pergerakan Random Waypoint Tabel 4.3 Hasil perbandingan pada pergerakan manusia Tabel 4.4 Hasil perbandingan penambahan TTL pesan pada pergerakan manusia xiv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jaringan Nirkabel berbasis infrastruktur Gambar 2.2 Jaringan MANET... 8 Gambar 2.3 Jaringan Oportunistik Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan Oportunistik Gambar 2.5 Ilustrasi dari history of node encounter dan transitivity pada Protokol PROPHET Gambar 2.6 Ilustrasi pergerakan Random Waypoint Gambar 2.6 Snapshoot Simulator ONE Gambar 3.1 Snapshoot model Jaringan Oportunistik Gambar 4.1 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.3 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delivery ratio pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.4 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap jumlah node yang mati pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.5 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap delivery ratio pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.6 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.7 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.8 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap jumlah node yang mati pada pergerakan Random Waypoint Gambar 4.9 Grafik laju pengurangan energi hub-node pada Protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia Gambar 4.10 Grafik laju pengurangan energi non hub-node pada Protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia xv

17 Gambar 4.11 Grafik node yang mati pada pergerakan manusia untuk Protokol PROPHET dan PROPHET EA Gambar 4.12 Grafik perbandingan overhead ratio pada pergerakan manusia Gambar 4.13 Grafik perbandingan delivery ratio pada pergerakan manusia Gambar 4.14 Grafik perbandingan latency pada pergerakan manusia Gambar 4.15 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap delivery ratio pada pergerakan manusia Gambar 4.16 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap overhead ratio pada pergerakan manusia Gambar 4.17 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap latency pada pergerakan manusia Gambar 4.18 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap jumlah node yang mati pada pergerakan manusia xvi

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Teknologi jaringan komputer yang dimanfaatkan ketika dalam kondisi normal adalah jaringan bersifat tetap (fixed) menggunakan infrastruktur sebagai pendukung. Infrastruktur adalah jaringan yang menggunakan perangkat tetap (access point, router) dan bisa dikategorikan dalam kabel (wire) atau nirkabel (wireless). Media transmisi kabel merupakan teknologi yang pertama ditemukan untuk menyampaikan data antar perangkat. Sedangkan untuk media transmisi nirkabel merupakan terobosan yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media untuk mengirim data melalui udara [6]. Realitas dari penggunaan jaringan yang menggunakan media transmisi nirkabel adalah bahwa kebiasaan pengguna tidak lagi seperti ketika menggunakan perangkat dalam jaringan kabel. Pengguna akan berpindah tempat (mobile) dan jaringan nirkabel mampu mengatasinya selama perangkat masih berada dalam jangkauan. Sejauh ini, infrastruktur jaringan baik kabel atau nirkabel, masih dibutuhkan dalam kondisi normal. Tantangan yang selanjutnya muncul adalah bagaimana jika infrastruktur tidak lagi tersedia dan komunikasi harus tetap berjalan? Tentunya dalam hal ini mobilitas pengguna masih diperhitungkan. Jika masih menggunakan kabel tentunya hal tersebut tidak lagi menjadi masalah, lalu bagaimana jika media transmisi berbasis nirkabel dan perangkat yang mobile mengikuti penggunanya? Untuk mengatasi permasalahan yang ada, terdapat inovasi berupa jaringan ad hoc dimana infrastruktur jaringan sudah tidak lagi dibutuhkan dan menggunakan media transmisi nirkabel dalam proses komunikasi. Tantangan selanjutnya adalah mobilitas pengguna dan perangkatnya (node) yang harus diatasi. Pada kondisi ini disebut dengan Mobile Ad Hoc Network (MANET) [11]. Strategi yang digunakan dalam MANET adalah melibatkan setiap node 1

19 agar mampu berperan sebagai pengirim pesan, router (relay), maupun penerima pesan. Jaringan MANET dapat terpenuhi jika antar node masih terhubung atau koneksi tiap node terjamin tanpa adanya gangguan. Akan tetapi kondisi sebenarnya adalah bahwa setiap node terkadang terlepas/keluar dari jangkauan transmisi node lain sehingga terjadi link failure [1]. Permasalahan ini memerlukan strategi untuk menyempurnakan MANET. Kini berkembang jaringan yang disebut dengan Opportunistic Network (Jaringan Oportunistik). Hal yang membedakan dengan MANET adalah jaringan ini mentolerir adanya jeda waktu sampainya data ke penerima/tujuan. Kunci keberhasilan arsitektur Jaringan Oportunistik terletak pada protokol routing yang akan melakukan forwarding message atau penyampaian pesan dengan berbagai macam metode atau strategi pendekatan [5]. Metode yang selalu digunakan adalah pada setiap node, ketia ia menerima pesan maka pesan tersebut disimpan dan dibawa sampai menemukan node lain untuk diberikan copy-nya. Protokol routing PROPHET (Probabilistic ROuting Protocol using History of Encounters and Transitivity) merupakan protokol probabilistik berdasar metrik probabilitas bertemu dengan node yang ditemui serta transitivity-nya [2]. Ketika sebuah node memiliki probabilitas bertemu dengan node lain tinggi maka ia akan dipercaya untuk menjadi relay atau menyampaikan pesan ke tujuan dan selanjutnya pesan dititipkan ke node tersebut. Node yang populer karena dipercaya untuk menyampaikan pesan oleh node lain disebut juga dengan nama hub-node. Tentu saja hub-node akan memiliki beban kerja yang lebih tinggi dibandingkan dengan node lainnya. Beban kerja dari hub-node akan berdampak pada resource yang dimiliki karena menangani banyak pesan dari berbagai node. Dalam tugas akhir ini, penulis akan melakukan unjuk kerja protokol routing PROPHET dan terhadap kaitan antar parameter kinerja (delivery ratio, overhead ratio, latency, dan energy consumption) pada pergerakan manusia dan Random Waypoint. 2

20 1.2. Rumusan Masalah Berdasar pada latar belakang masalah, rumusan masalah yang didapat adalah bagaimana akibat atau dampak dari konsumsi energi node populer (hubnode) dalam protokol routing PROPHET terhadap parameter kinerja prngiriman (delivery performance) Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai dalam tugas akhir ini adalah untuk mengetahui serta menganalisis kelebihan maupun kekurangan protokol routing PROPHET dan protokol routing PROPHET EA yang memperhitungkan energi berdasar pada konsep protokol routing PROPHET Batasan Masalah Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tugas akhir ini, batasan masalah meliputi : 1. Protokol routing yang digunakan adalah protokol PROPHET dan protokol PROPHET Energy Aware (PROPHET EA). 2. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Simulator ONE. 3. Unjuk kerja atau metrik yang digunakan adalah delivery ratio, overhead ratio, latency, dan energy consumption Metodologi Penelitian Metodologi dan langkah-langkah dalam mengerjakan tugas akhir ini antara lain : 1. Studi literatur Mempelajari teori-teori pendukung dari referensi yang dikumpulkan meliputi : a. Teori Jaringan Oportunistik dan model pergerakan. b. Teori protokol routing PROPHET. c. Teori parameter kinerja (delivery ratio, overhead ratio, latency, dan energi). d. Teori Simulator ONE dan dokumentasinya. e. Tahap-tahap membangun simulasi. 3

21 2. Perancangan Tahapan ini merupakan rancangan skenario yang digunakan dalam melakukan penelitian yang terdiri dari : a. Menggunakan pergerakan Random Waypoint dan pergerakan manusia encounter trace (Haggle 4 Cambridge Imotes). b. Jumlah node dan kecepatan node bervariasi pada pergerakan Random Waypoint. c. Inisialisasi nilai energi yang tetap untuk setiap node pada kedua pergerakan. d. Sumber (source) dan tujuan (destination) pesan masing-masing hanya satu dan telah ditentukan. 3. Pembangunan simulasi dan pengumpulan data Simulasi pengujian pada tugas akhir ini menggunakan Simulator ONE dan membangkitkan report untuk mengumpulkan data sesuai dengan parameter kinerja. 4. Analisis data simulasi Dari data yang telah dikumpulkan setelah proses simulasi, untuk selanjutnya data diproses dan diamati untuk kemudian dianalisis berdasarkan parameter kinerja. 5. Penarikan kesimpulan Penarikan kesimpulan terhadap data yang telah dianalisis mengacu pada parameter kinerja yang telah ditentukan. 4

22 1.6. Sistematika Penulisan Berikut adalah sistematika penulisan tugas akhir yang dibagi dalam beberapa bab dengan susunan : BAB I PENDAHULUAN Bab ini memberikan penjelasan secara umum tentang latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan masalah, batasan, dan sistematika penulisan tugas akhir. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang penjelasan teori sebagai acuan atau landasan yang dibutuhkan dalam melakukan penelitian sesuai dengan permasalahan. BAB III PERENCANAAN SIMULASI JARINGAN Bab ini memuat deskripsi secara teknis mengenai perencanaan dari simulasi yang akan dikerjakan dalam tugas akhir. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan analisis data hasil simulasi. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari analisis data simulasi berdasar pada parameter kinerja. 5

23 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Jaringan Nirkabel (Wireless) Pada awal mula komputer ditemukan, dari segi dimensi atau ukuran, komputer memiliki ukuran yang sangat besar dan terus berkembang hingga kini. Dari sebuah komputer yang dahulu hanya dipergunakan sebagai mesin hitung mulai berevolusi untuk memenuhi segala kebutuhan manusia. Kini yang dinamakan komputer mampu masuk ke dalam saku dengan berbagai fiturnya. Tentunya segala perkembangan komputer didasari oleh kebutuhan akan penggunanya seperti berkomunikasi. Setiap komunikasi yang dilakukan oleh perangkat komputer, membutuhkan infrastruktur pendukung. Infrastruktur yang dibutuhkan untuk perangkat komputer bersifat fix berupa media transmisi. Media transmisi dapat berupa kabel (wired) atau nirkabel (wireless). Media transmisi yang menggunakan kabel dapat merupakan teknologi pendahulu yang kini mulai tergantikan oleh teknologi wireless. Berbeda dengan kabel, pada teknologi wireless menggunakan udara sebagai media transmisi gelombang elektromagnetik [6]. Menurut Jochen Schiller dalam bukunya yang berjudul Mobile Communication [6], sebuah perangkat dapat disebut sebagai perangkat komunikasi apabila memenuhi kategori sebagai berikut : a. Fixed dan wired : perangkat ini dapat digambarkan seperti komputer desktop di kantor. Menggunakan jaringan yang bersifat fix untuk alasan menunjang kinerja. b. Mobile dan wired : pada kategori ini perangkat yang dimaksudkan adalah laptop, laptop memungkinkan untuk dapat berpindah tempat secara fleksibel namun masih juga dapat menggunakan media jaringan kabel seperti komputer desktop. c. Fixed dan wireless : model yang ketiga ini merupakan sebuah terobosan untuk menunjang komunikasi dalam kondisi yang tidak memungkinkan 6

24 menggunakan media kabel. Contoh dari penerapan model ini ialah seperti sebuah institusi yang terletak di tempat berbeda dan harus tetap dapat terhubung. d. Mobile dan wireless : ini merupakan kasus yang sangat menantang, tidak ada kabel yang membatasi mobilitas pengguna dan perangkat yang tetap dapat berkomunikasi meskipun berada dalam area jaringan wireless berbeda. Dapat dicontohkan dalam kasus ini adalah GSM [6]. Dari keempat kategori perangkat komunikasi di atas, juga dipertimbangkan dari user behaviour (kebiasaan pengguna). GSM memfasilitasi pengguna yang menggunakan perangkat mobile dan aktivitas pengguna yang turut berpindah tempat tanpa adanya pemutusan komunikasi. Tentunya permasalahan ini masih dalam lingkup jaringan ber-infrastruktur. Dalam kondisi dengan tidak adanya infrastruktur, tantangan yang muncul adalah bagaimana perangkat komunikasi dapat saling berkomunikasi tanpa adanya infrastruktur seperti yang disebutkan sebelumnya. Gambar 2.1 Jaringan Nirkabel berbasis infrastruktur. Penerapan jaringan nirkabel tanpa infrastruktur untuk menunjang komunikasi ketika infrastruktur yang ada rusak oleh bencana ataupun kondisi daruat seperti peperangan. Aplikasi dari jaringan nirkabel tersebut antara lain adalah jaringan ad hoc atau biasa disebut dengan MANET (Mobile Ad-hoc Network) dan jaringan oportunistik (Opportunistic Network). 7

25 2.2. Mobile Ad Hoc Network (MANET) MANET adalah jaringan yang tidak menggunakan infrastruktur dan setiap node dalam jaringan selalu bergerak. Pada MANET, setiap node secara langsung dapat berkomunikasi dengan node lain apabila masuk ke dalam jangkauan komunikasi mereka. Sebuah node dapat menghapus atau meneruskan (forward) paket (bertindak sebagai relay). Dengan demikian, paket melewati jaringan ad hoc dengan cara diteruskan dari satu node ke node lainnya sampai ke tujuannya. Dikarenakan node-node yang ada bergerak maka ini akan menantang, karena topologi jaringan berubah secara terus menerus. Bagaimana menemukan tujuan, mencari jalur ke tujuan, dan memastikan komunikasi tetap berlangsung ketika topologi berubah secara terus-menerus adalah tantangan utama dalam MANET [10]. Gambar 2.2 Jaringan MANET a. Protokol routing proactive (proaktif). Setiap protokol routing proaktif harus selalu menjaga menjaga keakurasian informasi pada tabel routing dengan mengevaluasi secara periodik dari semua rute dalam jaringan. Protokol routing menjaga jalur ke host tujuan dan rutenya dengan mendistribusikan tabel routing secara periodik di jaringan. Jedi ketika paket harus segera di-forward, jalur sudah diketahui dan segera digunakan. Akan tetapi dibutuhkan overhead yang tinggi untuk menjaga tabel routing di MANET ini [4]. 8

26 Kelemahan yang dimiliki protokol routing proaktif adalah : 1. Menggunakan data untuk menjaga informasi routing. 2. Reaksi atau respon yang lambat ketika jaringan berubah dan kegagalan dari individual nodes. b. Protokol routing reactive (reaktif). Berbeda dengan protokol routing proaktif, protokol routing reaktif tidak menjaga rute akan tetapi tabel routing dibuat ketika dibutuhkan saja. Protokol routing reaktif mencari rute yang dibutuhkan dengan melakukan flooding ke jaringan menggunakan paket Route Request [4]. Protokol reaktif ini memiliki beberapa keuntungan antara lain : 1. Tidak membutuhkan overhead yang besar untuk menjaga tabel routing seperti pada protokol routing proaktif. 2. Reaksi atau respon yang cepat untuk perubahan jaringan dan kegagalan node. c. Protokol routing hybrid. Tipe dari protokol routing ini adalah menggabungkan beberapa kelebihan dari protokol routing proktif dan reaktif. Pada awalnya routing dibangun dari beberapa rute secara proaktif dan kemudian melayani permintaan dari node tambahan melalui flooding reaktif. Kelemahan dari algoritma ini antara lain : 1. Keuntungan/kelebihan berdasar pada node yang aktif. 2. Reaksi terhadap permintaan traffic tergantung pada laju dari traffic volume [4] Jaringan Oportunistik Kondisi yang dialami pada MANET adalah hal yang melatar belakangi Jaringan Oportunistik, akan tetapi terdapat kondisi dimana setiap node tidak terhubung secara terus menerus dengan node lain dan atas hal ini tantangan pada jaringan MANET berkembang menjadi Jaringan Oportunistik. Dengan karakter Jaringan Opportunistik yang setiap node tidak selalu terhubung maka model 9

27 jaringan ini toleran terhadap delay sehingga pada perkembangan ilmunya jaringan ini juga disebut sebagai Delay Tolerant Network (DTN). Gambar 2.3 Jaringan Oportunistik Arsitektur jaringan pada Jaringan Opportunistik berbeda dengan arsitektur jaringan yang lainnya. Pada jaringan lain dapat memastikan bahwa pesan dapat sampai ke tujuan karena koneksi dari source ke destination terjamin. Jaringan Oportunistik memiliki sifat yang berbeda dimana jalur antara source ke destination tidak tersedia karena jangkauan dan bergeraknya tiap node serta koneksi jaringan yang bersifat intermitten (kadang terputus dan terhubung kembali). Jaringan Oportunistik memperkenalkan layer baru untuk menangani kondisi jaringan yang disebut dengan bundle layer. Bundle layer mengimplementasikan mekanisme store-and-forward dimana setiap node dapat store (menyimpan) dan carry (membawa) pesan dalam buffer-nya (memori) serta dapat meneruskan pesan tersebut ke node lain yang terkoneksi [8]. Berikut adalah arsitektur yang dipakai dalam Jaringan Opportunistik atau DTN. 10

28 Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan Oportunistik. Metode-metode penanganan pesan dalam Jaringan Opportunistik yaitu : a. Message-ferry-based Dalam metode ini, sistem biasanya menggunakan node lain sebagai pembawa pesan untuk disampaikan ke tujuan. Cara ini bertujuan untuk meningkatkan delivery performance dengan melakukan tahap store (menyimpan) dan kemudian carry (membawa) pesan sampai dengan bertemu ke tujuan dan mengirimkannya. b. Opportunity-based Skema ini setiap node mem-forward pesan secara acak (random) dari hop ke hop sampai ke akhir tujuannya tetapi tidak menggaransi pesan dapat tersampaikan. Pada umumnya pesan akan ditukarkan hanya ketika dua node bertemu pada lokasi yang sama dan copy message yang sama membanjiri jaringan untuk meningkatkan jumlah pesan terkirim. c. Prediction-based Pada skema prediction-based ini, protokol routing menentukan relay (perantara) dengan mengestimasi node yang dapat dipercaya menyampaikan pesan ke tujuan Protokol Routing PROPHET Pada Jaringan Oportunistik pergerakan yang populer adalah random, akan tetapi pada faktanya pergerakan tidaklah random tetapi bergerak dengan pola pergerakan yang dapat diprediksi seperti ketika sebuah node mengunjungi 11

29 suatu lokasi maka dapat diprediksi bahwa node tersebut nantinya akan berada di lokasi itu lagi. Hal itulah yang mendasari gagasan untuk menciptakan sebuah protokol yang dapat memprediksi probabilitas bertemu node akan bertemu kembali, yaitu Protokol Routing PROPHET (Probabilistic ROuting Protocol using History of Encounters and Transitivity). Protokol ini merupakan protokol probabilistik yang berdasarkan pada metrik probabilitas bertemu dengan node lain serta transitivity-nya. Sedangkan untuk transitivity adalah kondisi dimana sebuah node dapat menjadi relay atau node perantara untuk menyampaikan pesan dari node lain [2]. Untuk menghitung probabilitas bertemunya dengan node lain maka diperlukan parameter yang didefinisikan sebagai delivery predictability. a. Penghitungan delivery predictability Penghitungan delivery predictability memiliki tiga bagian. Hal pertama yang harus dilakukan adalah melakukan update terhadap metric ketika node bertemu, sehingga apabila node sering bertemu maka memiliki delivery predictability yang tinggi. Rumus penghitungan ditunjukkan pada Rumus Eq. 2.1 di mana Pinit [0,1]. P(a,b) = P(a,b) old + (1 - P(a,b) old ) Pinit... Eq. 2.1 Jika node yang pernah bertemu dan tidak bertemu kembali satu sama lain maka mereka tidak lagi menjadi node yang baik untuk meneruskan pesan, dengan demikian nilai delivery predictability harus berkurang (age, menua). Rumus aging (pengurangan) ditunjukkan pada Rumus Eq. 2.2 di mana [0,1] merupakan aging constant dan k adalah jumlah unit waktu yang telah berjalan sejak terakhir kali metrik itu berkurang. P(a,b) = P(a,b) old k... Eq. 2.2 Delivery predictability juga memiliki ciri transitive. Apabila node A sering bertemu dengan node B, dan node B sering bertemu dengan node C maka kemungkinan node C akan menjadi node yang baik untuk menyampaikan pesan ke node A. Rumus Eq. 2.3 menunjukkan bagaimana efek dari transitivity terhadap delivery predictability dimana β [0,1] 12

30 merupakan scaling constant yang menentukan seberapa besar dampak transitivity yang akan terjadi terhadap delivery predictability. P(a,c) = P(a,c) old + (1 - P(a,c) old ) P(a,b) P(b,c) β... Eq. 2.3 Gambar 2.5 Ilustrasi dari metrik transitivity pada Protokol PROPHET. Transitivity pada Protokol PROPHET, seperti yang digambarka pada Gambar 2.5, mengukur kedekatan node a terhadap node c secara langsung maupun melalui node b. b. Strategi pengiriman pesan Strategi pengiriman pesan yang digunakan dalam protokol PROPHET adalah ketika dua node bertemu maka pesan dikirimkan ke node lain jika delivery predictability dari tujuan pesan lebih tinggi dari node yang lain [2] Protokol Routing PROPHET Energy Aware (PROPHET EA) Protokol PROPHET EA merupakan pengembangan dari Protokol PROPHET dengan penambahan pada strategi pengiriman. Jika pada Protokol PROPHET akan memilih node dengan probabilitas bertemu yang tinggi untuk diberikan pesan, maka Protokol PROPHET EA memiliki kesamaan memperhitungkan probabilitas bertemu node. Perbedaan yang dimiliki Protokol PROPHET EA dibandingkan Protokol PROPHET adalah bahwa Protokol PROPHET EA memperhitungkan laju pengurangan energi baterai dari node yang terpilih. Laju pengurangan baterai pada node ditentukan menggunakan teknik perhitungan statistik EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) dengan rumus perhitungan sebagai berikut : 13

31 EWMA t = λy t + (1 λ)ewma t 1 untuk t = 1, 2,..., n... Eq. 2.4 Dimana EWMA0 merupakan rata-rata rekaman data terdahulu dan Yt waktu observasi pada saat waktu t. Sedangkan n adalah jumlah observasi yang dipantau termasuk EWMA0. Untuk λ diinisialisasikan dengan nilai rentang antara 0 sampai dengan 1 (0 < λ 1). Implementasi dari Rumus Eq. 2.4 terhadap laju pengurangan energi adalah sebagai berikut : power(t) = a power(t+ t) = b diff_power(t+ t) = b a diff_power(t) = t t=0 diff_power (t+ t) t decreasing_power_rate = diff_power(t+ t) + (1 ) diff_power(t)...eq. 2.5 dimana 0 < 1 dengan inisialisasi nilai = 0,4, t = waktu observasi, dan t = interval waktu observasi. Algoritma PROPHET EA (Nj) delivery_preds 0 while N i is in contact with node N j do send summary_vector(n j) send decreasing_power_rate(n j) receive summary_vector(n i) update delivery_preds(n i) Eq. 2.1 and Eq. 2.2 update transitive_preds(n i) Eq. 2.3 receive decreasing_power_rate(n i) calculate decreasing_power_rate(n j) Eq. 2.5 while m buffer(n j) do if delivery_preds(n i) delivery_preds(n j) if decreasing_power_rate (N j) decreasing_power_rate (N i) then forward(m,n i) end if end if end while end while 14

32 Strategi pengiriman dengan metode jika node penerima, dengan probabilitas bertemu tinggi yang terpilih, memiliki laju pengurangan energi lebih besar dari dirinya (node pengirim) maka pengiriman akan dibatalkan. Apabila node pengirim menemukan node lain dengan probabilitas bertemu lebih tinggi dan laju pengurangan energi baterai lebih kecil untuk selanjutnya pesan akan dikirim ke node tersebut Pergerakan Random Waypoint Konektivitas pada Jaringan Oportunistik tergantung pada pergerakan yang digunakan. Model pergerakan random berjalan pada area yang fixed. Setiap node (yang menggunakan model pergerakan Random Waypoint) akan memilih tujuan secara acak, kemudian bergerak lurus pada kecepatan yang telah ditentukan. Setelah sampai pada tujuan, node akan berhenti selama waktu yang ditentukan (pause time) [9, 10]. Gambar 2.6 Ilustrasi pergerakan Random Waypoint Pergerakan Manusia Model pergerakan random merupakan model pergerakan yang ideal dan umumnya digunakan untuk mengevaluasi kinerja protokol routing. Tapi, pergerakan yang sebenarnya adalah bahwa setiap node (manusia yang membawa perangkat) tidak bergerak secara random (acak) melainkan node akan mengikuti pergerakan manusia yang menuju titik tertentu (point of interest) [2]. Simulator ONE memungkinkan untuk menggunakan pergerakan 15

33 eksternal dari set data, dalam hal ini set data yang digunakan adalah Haggle4- Cam-Imote [7]. Spesifikasi dari Haggle4-Cam-Imote yaitu data set pertemuan/kontak node dari sebuah konferensi yang diselenggarakan di Cambridge dengan sebuah alat bernama imotes dan menggunakan interface bluetooth. Lama waktu simulasi yang dibutuhkan untuk menjalankan sampai akhir sesuai dengan set data adalah 11 hari waktu simulasi. Banyaknya node dari set data ini adalah 36 node [7]. Pada pergerakan manusia, nilai probabilitas bertemu dengan node lain berbeda-beda. Terdapat beberapa node dengan probabilitas bertemu node lain yang tinggi, node ini dinamakan dengan hub-node dimana node-node dapat menitipkan pesan untuk disampaikan ke tujuan Simulator ONE Simulator ONE (Opportunistic Network Environment) secara spesifik adalah simulator untuk mengevaluasi routing pada Jaringan Oportunistik atau DTN. Fungsi utama dari Simulator ONE adalah pemodelan dari node movement, inter-node contacts, routing, dan message handling. Hasil dan analisis yang didapat dilakukan melalui visualization, reports, dan postprocessing tools. Simulator dibangun dalam bahasa pemrograman Java, simulator ini juga mampu melakukan import terhadap eksternal mobility meskipun di dalamnya sudah tersedia seperti ketika akan mengunakan pergerakan real human trace [3]. 16

34 Gambar 2.7 Snapshoot Simulator ONE. 17

35 BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN 3.1. Parameter Simulasi Pada penelitian yang dilaksanakan, telah ditentukan parameterparameter dari simulasi yang bersifat tetap dan dipakai dengan nilai sama pada simulasi berbeda. Parameter-parameter tersebut adalah : Tabel 3.1 Parameter utama simulasi. Parameter Waktu simulasi Ukuran buffer Jangkauan transmisi radio Ukuran Pesan Node mobility (pergerakan node) Nilai detik (11 hari) 64 MB 10 m 500 kb 1 MB Random Waypoint; Pergerakan manusia (Haggle4-Cam-Imote) Selain parameter utama simulasi, Tabel 3.2 merupakan parameter inisialisasi energi baterai yang dipakai untuk tiap node-nya. Tabel 3.2 Parameter utama energi baterai. Parameter Energi Nilai (unit) Initial Energy Scan Energy 0,05 Transmit Energy 2 Scan Response Energy 0,05 Energi dalam setiap node akan berkurang setiap melakukan operasi scanning, scan response, transmit, dan receive sesuai dengan nilai yang telah diterapkan. Nilai pengurangan dihitung dengan mengalikan nilai energi terhadap lama waktu setiap melakukan operasi. 18

36 3.2. Skenario Simulasi Dalam pelaksanaan penelitian, skenario awal menggunakan model pergerakan Random Waypoint dengan penambahan jumlah node dan kecepatan node untuk mengevaluasi protokol PROPHET maupun PROPHET EA. Tabel 3.3 Skenario penambahan jumlah node pada Pergerakan Random Waypoint. Protokol Routing Jumlah Node Area Simulasi (m) R.A.1 PROPHET 25; 50; 75; R.A.2 PROPHET EA 25; 50; 75; Tabel 3.4 Skenario penambahan kecepatan node pada Pergerakan Random Waypoint. Protokol Routing Kecepatan Jumlah Area Node (m/s) Node Simulasi (m) R.B.1 PROPHET ; ; ; R.B.2 PROPHET EA ; ; ; Setelah skenario awal yang menggunakan pergerakan random, maka untuk selanjutnya model pergerakan yang digunakan adalah pergerakan real atau pergerakan manusia untuk kedua protokol. 19

37 Tabel 3.5 Skenario Pergerakan Manusia. Protokol Routing Model Pergerakan H.A.1 PROPHET Haggle 4 Cambridge Imotes H.A.2 PROPHET EA Haggle 4 Cambridge Imotes Tabel 3.6 Skenario Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan. H.B.1 H.B.2 Protokol Routing PROPHET PROPHET EA TTL Pesan (menit) 2; 5; 30; 60; 180; 360; ; 5; 30; 60; 180; 360; 1440 Model Pergerakan Haggle 4 Cambridge Imotes Haggle 4 Cambridge Imotes 20

38 3.3. Parameter Kinerja Terdapat empat parameter kinerja yang digunakan untuk mengevaluasi protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam penelitian antara lain [3]: a. Delivery ratio Parameter untuk mengetahui seberapa banyak jumlah message yang dibuat (generate) oleh tiap node. Parameter ini hasil yang didapat akan sama-sama berpengaruh terhadap kedua parameter lainnya. Aktivitas pembuatan message baru serta forwarding message tentunya menggunakan resource dari node. b. Overhead ratio Delivery Ratio = Total Delivered Messages Total Generated Messages Merupakan parameter untuk mengetahui banyaknya copy pesan yang sampai ke tujuan dari pesan yang dibuat/dibangkitkan (generate). Parameter ini akan berpengaruh terhadap overhead ratio karena dilihat dari perilaku protokol routing yang berbeda. Apabila terlalu banyak copy message yang berada dalam jaringan maka hal itu mengakibatkan penggunaan resource tiap node juga meningkat. Overhead Ratio = c. Average Latency Number of Relayed Messages Number of Delivered Messages Number of Delivered Messages Parameter Average Latency digunakan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan pesan dari source (asal) untuk sampai ke destination (tujuan). Average Latency = d. Energy Consumption Sum of Latency of Delivered Messages Total Generated New Messages Energy consumption (konsumsi energi) node diamati untuk mengetahui seberapa efektifkah penggunaan energi pada protokol PROPHET maupun PROPHET EA. Pada parameter ini data yang ditampilkan meliputi jumlah node yang mati (number of dead nodes) dan sisa energi (remaining energy) dari hub node pada protokol PROPHET. 21

39 3.4. Topologi Jaringan Jaringan Oportunistik memiliki ciri node yang bergerak dan jaringan yang tidak dapat dipastikan keberadaannya. Oleh karena itu topologi dari model jaringan ini tidak dapat digambarkan secara spesifik tau pasti seperti pada jaringan menggunakan infrastruktur. Pada pergerakan Random Waypoint, node-node yang ada tersebar serta berjalan ke arah yang random (acak). Sedangkan untuk model pergerakan yang sesungguhnya, node tersebar secara random dan berjalan menuju tempattempat yang telah ditentukan. Berikut merupakan snapshoot atau gambaran dari jaringan pada pergerakan Random Waypoint dan pergerakan sesungguhnya (real movement). Gambar 3.1 Snapshoot model Jaringan Oportunistik. 22

40 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Untuk mengetahui dan mengevaluasi unjuk kerja Protokol PROPHET dan PROPHET EA maka dilaksanakan simulasi menurut perancangan simulasi yang dijelaskan pada Bab III. Data hasil simulasi diperoleh dari report yang dibangkitkan Pergerakan Random Waypoint Penambahan Jumlah Node Tabel 4.1 Hasil perbandingan penambahan jumlah node pada pergerakan Random Waypoint. Jumlah Node Delivery ratio PROPHET Overhead ratio Latency PROPHET EA Delivery Overhead Latency ratio ratio 25 0,73 20, ,83 0, , , , , ,062 0, , , , ,61 0, , , , ,605 0, , ,36 Pola pergerakan random mengasumsikan bahwa semua node memiliki probabilitas yang sama dalam pengiriman pesan. Dengan nilai probabilitas bertemu yang sama, maka beban tiap node tidak jauh berbeda dengan node lain. Pertambahan node dalam jaringan akan berdampak pada jumlah copy pesan yang dimiliki oleh masing-masing node. 23

41 Overhead ratio Latency (detik) PROPHET PROPHET EA Jumlah Node Gambar 4.1 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio pada pergerakan Random Waypoint PROPHET PROPHET EA Jumlah Node Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada pergerakan Random Waypoint. Protokol PROPHET yang tidak mempertimbangkan laju pengurangan energi pada node penerima, akan sangat leluasa untuk mengirim pesan ke node yang ditemuinya berbeda dengan Protokol PROPHET EA yang dibatasi dalam melakukan pengiriman. Nilai overhead ratio yang mampu dikontrol oleh Protokol PROPHET EA (lihat Gambar 4.1) berdampak pada waktu sampai pesan (latency) ke tujuan. Gambar 4.1 menunjukkan bahwa Protokol PROPHET EA memiliki nilai latency yang lebih tinggi dalam menyampaikan pesan ke tujuan dikarenakan keterbatasannya dalam melakukan forwarding pesan. 24

42 Delivery ratio Number of Dead Nodes 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PROPHET PROPHET EA Jumlah Node Gambar 4.3 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delivery ratio pada pergerakan Random Waypoint. Keberhasilan pesan untuk sampai ke tujuan cenderung lebih unggul untuk Protokol PROPHET, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3, hanya saja konsumsi energi pada Protokol PROPHET lebih banyak berkurang dikarenakan dalam melakukan pengiriman pesan tidak mempertimbangkan laju pengurangan energi pada node penerima. Gambar 4.4 menunjukkan Protokol PROPHET yang memiliki node mati lebih banyak dibandingkan dengan Protokol PROPHET EA dikarenakan beban setiap node tidak diperhitungkan berdasar laju pengurangan energinya. Dengan bertambahnya node, maka jumlah node yang kehabisan energi dengan cepat juga meningkat karena interaksi tiap node akan semakin sering Node PROPHET PROPHET EA Waktu (hari) 25

43 Number of Dead Nodes Number of Dead Nodes Number of Dead Nodes Node PROPHET PROPHET EA Waktu (hari) Node PROPHET PROPHET EA Waktu (hari) Node PROPHET PROPHET EA Waktu (hari) Gambar 4.4 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap jumlah node yang mati pada pergerakan Random Waypoint. 26

44 Delivery ratio Penambahan Kecepatan Node Tabel 4.2 Hasil perbandingan penambahan kecepatan node pada pergerakan Random Waypoint. Kecepatan PROPHET PROPHET EA Node Delivery Overhead Delivery Overhead Latency (m/s) ratio ratio ratio ratio Latency , , ,5 0, , , , , ,41 0, , , , , ,22 0, , , , , ,37 0, , ,2 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PROPHET PROPHET EA Kecepatan Node (m/s) Gambar 4.5 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap delivery ratio pada pergerakan Random Waypoint. Dengan bertambahnya kecepatan pada tiap node, maka setiap pesan tidak terlampau lama disimpan dan akan segera dikirimkan ke node lain yang ditemuinya. Semakin cepat pergerakan maka semakin cepat pula sebuah node bertemu dengan node lain. Gambar 4.5 menunjukkan bahwa tingkat keberhasilan pesan sampai ke tujuan pada kedua protokol semakin tinggi. 27

45 Overhead ratio Latency (detik) PROPHET PROPHET EA Kecepatan Node (m/s) Gambar 4.6 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio pada pergerakan Random Waypoint. Nilai delivery ratio pada Protokol PROPHET cenderung lebih tinggi atau unggul, hal tersebut terjadi karena jumlah copy pesan dalam jaringan pada Protokol PROPHET EA terbatas (lihat Gambar 4.6). Rendahnya overhead ratio yang dikarenakan jumlah copy pesan terbatas, tentunya hanya sebagian kecil node yang memiliki pesan yang sama. Akibat dari rendahnya jumlah copy pesan dalam jaringan maka semakin lama pesan untuk sampai pada tujuan (Gambar 4.7) PROPHET EA PROPHET Kecepatan Node (m/s) Gambar 4.7 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada pergerakan Random Waypoint. Semakin cepat node akan bertemu dengan node lain, maka node tersebut akan semakin sering melakukan operasi scanning, scan response, transmit, 28

46 Number of Dead Nodes Number of Dead Nodes dan receive. Dari setiap operasi-operasi yang dilakukan oleh setiap node akan mengurangi energi baterai untuk masing-masing operasi [11]. Protokol PROPHET lebih banyak mengkonsumsi energi dikarenakan tidak mempertimbangkan laju pengurangan energi serta memberi beban untuk node dengan sisa energi bervariasi. Tentunya dengan mekanisme yang dimiliki Protokol PROPHET EA akan memperpanjang waktu hidup node dengan konsekuensi delivery ratio lebih rendah dan latency yang lebih tinggi. Gambar 4.8 menunjukkan perbandingan banyaknya node yang mati antara kedua protokol. Bertambahnya kecepatan node diikuti dengan bertambahnya bnode yang mati. Dengan bertambahnya kecepatan, maka jumlah node dalam berinteraksi dengan node lain akan bertambah PROPHET m/s PROPHET EA Waktu (hari) PROPHET m/s PROPHET EA Waktu (hari) 29

47 Number of Dead Nodes Number of Dead Nodes Number of Dead Nodes PROPHET m/s PROPHET EA Waktu (hari) PROPHET m/s PROPHET EA Waktu (hari) PROPHET PROPHET EA m/s Waktu (hari) Gambar 4.8 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap jumlah node yang mati pada pergerakan Random Waypoint. 30

48 Remaining Energy (units) 4.2. Pergerakan Manusia Tabel 4.3 Hasil perbandingan pada pergerakan manusia. Protokol Routing Delivery Overhead ratio ratio Latency PROPHET 0, , ,5 PROPHET EA 0, , ,41 Dalam pergerakan ini menggunakan data set Haggle4-Cam-Imote dengan waktu simulasi 11 hari dan jumlah node sebanyak 36 node [7]. Pergerakan ini terdapat beberapa node yang memiliki popularitas tinggi terhadap node lain atau biasa disebut sebagai hub-node. Hub-node melakukan penyampaian pesan yang lebih banyak dikarenakan terdapat banyak node yang menitipkan pesan. Dikarenakan hub-node melakukan aktivitas pengiriman pesan yang lebih banyak, maka akan berdampak pada energi yang dimilikinya. Seperti pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10, energi pada hub-node akan lebih cepat berkurang dibandingkan dengan node lain. Pada node yang tidak bertindak sebagai hub-node, laju pengurangan energi tidak signifikan dan pada Protokol PROPHET EA node tersebut mendapatkan beban yang lebih Hub Node at PROPHET Hub Node at PROPHET EA Waktu (hari) Gambar 4.9 Grafik laju pengurangan energi hub-node pada Protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia. 31

49 Remaining Energy (units) Number of Dead Nodes Node at PROPHET Node at PROPHET EA Waktu (hari) Gambar 4.10 Grafik laju pengurangan energi non hub-node pada Protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia PROPHET PROPHET EA Waktu (hari) Gambar 4.11 Grafik node yang mati pada pergerakan manusia untuk Protokol PROPHET dan PROPHET EA. Gambar 4.11 merupakan peningkatan jumlah node yang mati pada kedua protokol. Pada Protokol PROPHET memiliki jumlah lebih besar dikarenakan node melibatkan hub-node secara terus menerus dan tidak melakukan pencarian terhadap node lain yang memiliki probabilitas bertemu dan laju pengurangan energi yang lebih kecil. Banyak node pada protokol 32

50 Overhead ratio Delivery ratio PROPHET yang lebih dahulu mati dikarenakan beban node yang kurang merata dan secara terus menerus melibatkan hub-node. Untuk mengatasi permasalahan hub-node pada protokol PROPHET, Protokol PROPHET EA lebih mempertimbangkan laju pengurangan energi dari node lain yang akan menerima pesan. Dengan mengetahui informasi laju pengurangan energi, maka semakin banyak node yang dilibatkan untuk menghindari cepatnya laju pengurangan energi pada hub-node. Overhead ratio dapat berkurang karena mekanisme pengiriman yang berubah (lihat Gambar 4.12) ,17972 PROPHET 29,93012 PROPHET EA Gambar 4.12 Grafik perbandingan overhead ratio pada pergerakan manusia. 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,2546 PROPHET 0,36472 PROPHET EA Gambar 4.13 Grafik perbandingan delivery ratio pada pergerakan manusia. Pada Gambar 4.13 menunjukkan tingkat keberhasilan pesan sampai ke tujuan memiliki nilai rasio yang tidak jauh berbeda. Tingginya latency pada 33

51 Latency (detik) Protokol PROPHET dikarenakan beberapa hub-node kehabisan energi lebih awal dan tidak mampu mengirim pesan. Akibat dari matinya hub-node, copy pesan yang seharusnya dapat disampaikan tidak terlaksana karena tidak cukup energi ,07856 PROPHET 37539,74736 PROPHET EA Gambar 4.14 Grafik perbandingan latency pada pergerakan manusia Pergerakan Manusia dengan Penambahan TTL Pesan Tabel 4.4 Hasil perbandingan penambahan TTL pesan pada pergerakan manusia. PROPHET PROPHET EA TTL Delivery Overhead Delivery Overhead (menit) Latency Latency ratio ratio ratio ratio 2 0, ,4 34,544 0, , , ,875 86,825 0, ,6 30 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,137 21, , , , ,5263 0, , ,0949 Keberhasilan dari pesan untuk dapat sampai ke tujuan turut ditentukan oleh TTL (Time To Live) dari pesan tersebut. Gambar 4.15 menunjukkan bahwa penambahan TTL pada pesan meningkatkan nilai rasio atau kemungkinan pesan sampai ke tujuan. Semakin lama TTL yang dimiliki oleh pesan maka semakin tinggi kemungkinan pesan dapat 34

52 Delivery ratio Overhead ratio mencapai tujuan, hal tersebut dapat terjadi karena kemungkinan pesan didrop karena TTL kecil kecuali pesan di-drop karena buffer yang tidak mencukupi. 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PROPHET PROPHET EA TTL (menit) Gambar 4.15 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap delivery ratio pada pergerakan manusia. Nilai dari overhead ratio pada kedua protokol sama-sama turun disebabkan oleh jumlah copy pesan yag terbatas (lihat Gambar 4.16). Setiap pesan yang memiliki TTL lebih lama, maka node tidak akan lagi mengirim pesan yang sama karena node penerima masih memiliki pesan tersebut PROPHET PROPHET EA TTL (menit) Gambar 4.16 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap overhead ratio pada pergerakan manusia. Dengan terbatasnya jumlah copy pesan dalam jaringan mengindikasikan bahwa pesan yang beredar bersifat unik dan belum tentu semua node 35

53 Latency (detik) memilikinya. Ketika pesan yang bersifat unik tersebut telah habis masa hidupnya, maka jumlah copy pesan berkurang terlebih jika pesan tersebut berada pada hub-node sehingga semakin lama node tujuan menerima pesan dari node selain hub-node seperti digambarkan pada Gambar PROPHET PROPHET EA TTL (menit) Gambar 4.17 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap latency pada pergerakan manusia. Faktor energi sama pentingnya sebagai penentu keberhasilan dari ketiga metrik pesan. Semakin banyak node yang mati maka semakin banyak pula pesan yang tidak berhasil sampai ke tujuan. Apabila semakin banyak pesan yang dikirim ke node lain maka setiap node akan mengurangi energinya untuk beroperasi. Gambar 4.18 menerangkan bahwa setiap bertambahnya TTL pesan, jumlah node yang mati atau kehabisan energi semakin meningkat. Banyaknya node yang mati pada TTL pesan tertinggi tentu disebabkan oleh banyaknya operasi transmit terhadap pesan yang masih memiliki masa hidup. Berbeda jika pesan memiliki masa hidup yang singkat, pesan akan banyak di-drop sebelum dikirimkan ke node lain seiring berjalannya operasi-operasi yang mengakibatkan energi terkuras. 36