ANALISIS PENGGUNAAN ENERGY AODV DAN DSDV PADA MOBILE AD HOC NETWORK

Transkripsi

1 ANALISIS PENGGUNAAN ENERGY AODV DAN DSDV PADA MOBILE AD HOC NETWORK PROPOSAL PENGUJIAN SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Program Studi Teknik Informatika DISUSUN OLEH : Aloysius Tri Sulistyo Putranto PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

2 PERFORMANCE ENERGY USE AODV AND DSDV IN MOBILE AD HOC NETWORK A THESIS Presented as Partial Fullfillment of Requirements to Obtain Sarjana Komputer Degree in Informatics Engineering Department By : Aloysius Tri Sulistyo Putranto INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii

3 HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI ANALISIS PENGGUNAAN ENERGY AODV DAN DSDV PADA MOBILE AD HOC NETWORK Oleh : Aloysius Tri Sulistyo Putranto Telah disetujui oleh : Dosen Pembimbing, Bambang Soelistijanto, M.Sc.,Ph.D Tanggal iii

4 SKRIPSI ANALISIS PENGGUNAAN ENERGY AODV DAN DSDV PADA MOBILE AD HOC NETWORK Dipersiapkan dan ditulis oleh : Aloysius Tri Sulistyo Purtranto NIM : Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal 7 Desember 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat. Susunan Panitia Penguji Nama lengkap Tanda Tangan Ketua : Iwan Binanto, M.Cs.. Sekretaris : Agung Hernawan, S.T.,M.Kom.. Anggota : Bambang Soelistijanto, M.Sc.,Ph.D.. Yogyakarta, Desember 2016 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Dekan, iv

5 HALAMAN MOTTO Truth is the ultimate power. When the truth comes around, all the lies have to run and hide. (Ice Cube) v

6 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, terkecuali yang sudah tertulis di dalam kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya sebuah karya ilmiah. Yogyakarta, 1 Desember 2016 Penulis Aloysius Tri Sulistyo.P vi

7 LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Aloysius Tri Sulistyo Putranto NIM : Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpusatakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : ANALISIS PENGGUNAAN ENERGY AODV DAN DSDV PADA MOBILE AD HOC NETWORK Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian, saya memberikan kepada Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan kedalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikannya secara terbatas dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu ijin dari saya maupun memberi royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 1 Desember 2016 Penulis, Aloysius Tri Sulistyo.P vii

8 ABSTRAK Mobile adhoc adalah jaringan wireless dari sekumpulan node yang mempunyai topologi jaringan yang dapat berubah dan setiap node dapat menangani jalur ke node lainnya dalam suatu jaringan. Pada tugas akhir ini dilakukan penggunaan energy dari kedua protokol routing reaktif (AODV) dan protokol proaktif (DSDV) dengan menggunakan simulator NS2. Parameter yang digunakan adalah death of node dan throughput. Skenario yang digunakan dengan menggunakan penambahan area, kecepatan dan node. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa pada protokol reaktif (AODV) cukup baik dalam menghemat daya baterai dibandingkan protokol proaktif (DSDV) karena proses pencarian rute pada AODV hanya dilakukan ketika dibutuhkan komunikasi antara node sumber dengan node tujuan, sedangkan protokol proaktif (DSDV) mengelola routing table dengan membroadcast ke semua node secara periodik sehingga daya yang digunakan cukup banyak. Kata kunci: Mobile adhoc Network, AODV, DSDV, death of node, throughput, energy, NS-2 viii

9 ABSTRACT Mobile adhoc wireless network is a bunch of nodes that have a network topology that can be changed and any node can handle paths to other nodes in a network. In this final project, energy use of both reactive routing protocols (AODV) and proactive protocol (DSDV) using NS2 simulator. The parameters used are the death of nodes and throughput. Scenarios are used with the addition of area, speed and node. Results from the study showed that the protocol reactive (AODV) is quite good in saving battery power than protocol proactive (DSDV) because the search process routes on AODV only done when needed communication between the source node to the destination node, while the protocol proactive (DSDV) manage the routing table by broadcasting to all nodes on a periodic basis so that the power is used quite a lot. Keyword: Mobile adhoc Network, AODV, DSDV, death of node, throughput, energy, NS-2 ix

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Analisis Penggunaan Energy AODV dan DSDV pada Mobile Ad Hoc Network. 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. Penulis menyadari bahwa selama proses penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini, banyak pihak yang telah membantu penulis, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya, antara lain kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan pertolongan dan kekuatan dalam proses pembuatan tugas akhir. 2. Bambang Soelistijanto, M.Sc.,Ph.D. selaku dosen pembimbing tugas akhir, atas kesabarannya dan nasehat dalam membimbing penulis, meluangkan waktunya, memberi dukungan, motivasi, serta saran yang sangat membantu penulis. 3. Orang tua, Agustinus Panut dan Christina Saliyah, serta Kakak-kakak saya, serta seluruh keluarga yang tanpa lelah memberikan banyak sekali semangat, motivasi, doa dan dukungan berupa material dan non-material. 4. Bapak Puspaningtyas Sanjoyo Adi S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik, atas bimbingan dan nasehat yang diberikan kepada penulis. 5. Sudi Mungkasi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 6. Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik x

11 Informatika, atas bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 7. Para sahabat Agustinus Dinda Medhita Prasetyanto, Pius Juan Pratama, Stephanus Nico Thomas, Bondan Yudha Pratomo, Andy surya, Dian Saktian Tobias, Vincentius Ardea yang memberikan banyak penghiburan dikala kesulitan dalam pengerjaan tugas akhir. 8. Teman Lab skripsi Jarkom dan semua teman teman Teknik Informatika khususnya angkatan 2012 yang selalu memberikan dukungan dan semangat agar cepat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan tugas akhir ini. Saran dan kritik sangat diharapkan untuk perbaikan yang akan datang. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan. Penulis, Aloysius Tri Sulistyo.P xi

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL SKRIPSI... i HALAMAN JUDUL SKRIPSI (INGGRIS)... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii SKRIPSI... iv HALAMAN 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 GAMBAR... xv DAFTAR TABEL... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 6 BAB II LANDASAN TEORI Mobile Ad Hoc Network Karakteristik MANET... 8 xii

13 Protokol Routing Routing Reaktif Routing Proaktif AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) Tahap Pencarian Jalur (Route Discovery Phase) Tahap Pemeliharan Jalur (Route Maintanace Phase) DSDV (Destination-sequenced Distance Vector) Network Simulator Fungsi NS BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN Parameter Simulasi Skenario Simulasi Parameter Kinerja Topologi Jaringan BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS AODV Jumlah Death Of Node pada Penambahan Area Jumlah Death Of Node pada Penambahan Kecepatan Jumlah Death Of Node pada Penambahan Node DSDV Jumlah Death Of Node pada Penambahan Area Jumlah Death Of Node pada Penambahan Kecepatan Jumlah Death Of Node pada Penambahan Node Perbandingan AODV dengan DSDV Jumlah Death Of Node pada Penambahan Area Jumlah Death Of Node pada Penambahan Kecepatan xiii

14 Jumlah Death Of Node pada Penambahan Node BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Klasifikasi routing protocol di MANET... 3 Gambar 2.1 Route Request AODV Gambar 2.2 Gambar Route Replay AODV Gambar 2.3 Route Error AODV Gambar 2.4 Node B melakukan broadcast Gambar 2.5 Node D mengirim paket ke node A melalui 2 jalur dengan hop berbeda Gambar 4.1 Grafik Death of Node dengan Area 300mx300m pada AODV Gambar 4.2 Grafik Death of Node dengan Area 800mx800m pada AODV Gambar 4.3 Grafik Death of Node dengan Area 1200mx12000m pada AODV.. 25 Gambar 4.4 Grafik Throughput dengan Penambahan Area pada AODV Gambar 4.5 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 10 m/s pada AODV Gambar 4.6 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 20 m/s pada AODV Gambar 4.7 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 30 m/s pada AODV Gambar 4.8 Grafik Throughput dengan Penambahan Kecepatan pada AODV Gambar 4.9 Grafik Death of Node dengan 25 Node pada AODV Gambar 4.10 Grafik Death of Node dengan 75 Node pada AODV Gambar 4.11 Grafik Death of Node dengan 100 Node pada AODV Gambar 4.12 Grafik Throughput dengan Penambahan Node pada AODV Gambar 4.13 Grafik Death of Node dengan Area 300mx300m pada DSDV Gambar 4.14 Grafik Death of Node dengan Area 80mx800m pada DSDV Gambar 4.15 Grafik Death of Node dengan Area 1200mx1200m pada DSDV Gambar 4.16 Grafik Throughput dengan Penambahan Area pada DSDV Gambar 4.17 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 10 m/s pada DSDV Gambar 4.18 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 20 m/s pada DSDV Gambar 4.19 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 30 m/s pada DSDV Gambar 4.20 Grafik Throughput dengan Penambahan Kecepatan pada DSDV.. 42 Gambar 4.21 Grafik Death of Node dengan 25 Node pada DSDV Gambar 4.22 Grafik Death of Node dengan 75 Node pada DSDV Gambar 4.23 Grafik Death of Node dengan 100 Node pada DSDV Gambar 4.24 Grafik Throughput dengan Penambahan Node pada DSDV xv

16 Gambar 4.25 Grafik Perbandingan dengan Area 300mx300m pada AODV dan DSDV Gambar 4.26 Grafik Perbandingan dengan Area 800mx800m pada AODV dan DSDV Gambar 4.27 Grafik Perbandingan dengan Area 1200mx1200m pada AODV dan DSDV Gambar 4.28 Grafik Perbandingan Throughput dengan Penambahan Area pada AODV dan DSDV Gambar 4.29 Grafik Perbandingan dengan Kecepatan 10 m/s pada AODV dan DSDV Gambar 4.30 Grafik Perbandingan dengan Kecepatan 20 m/s pada AODV dan DSDV Gambar 4.31 Grafik Perbandingan dengan Kecepatan 30 m/s pada AODV dan DSDV Gambar 4.32 Grafik Perbandingan Througput dengan Penambahan Kecepatan pada AODV dan DSDV Gambar 4.33 Grafik Perbandingan dengan 25 Node pada AODV dan DSDV Gambar 4.34 Grafik Perbandingan dengan 75 Node pada AODV dan DSDV Gambar 4.35 Grafik Perbandingan dengan 100 Node pada AODV dan DSDV.. 58 Gambar 4.36 Grafik Perbandingan Throughput dengan Penambahan Node pada AODV dan DSDV xvi

17 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter tetap dalam skenario Tabel 3.2 Skenario A dengan meningkatnya Area(AODV dan DSDV) Tabel 3.3 Skenario B dengan meningkatnya kecepatan(aodv dan DSDV) Tabel 3.4 Skenario C dengan penambahan node(aodv dan DSDV) Tabel 4.1 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 300mx300m Tabel 4.2 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 800mx800m Tabel 4.3 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 1200mx1200m. 24 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Area Tabel 4.5 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Kecepatan 10 m/s Tabel 4.6 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Kecepatan 20 m/s Tabel 4.7 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Kecepatan 30 m/s Tabel 4.8 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Kecepatan. 29 Tabel 4.9 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan 25 Node Tabel 4.10 Hasil Pengujian Death of AODV Node dengan 75 Node Tabel 4.11 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan 100 Node Tabel 4.12 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Node Tabel 4.13 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan Area 300mx300m Tabel 4.14 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan Area 800mx800m Tabel 4.15 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan Area 1200mx1200m 37 Tabel 4.16 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Area Tabel 4.17 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan Kecepatan 10 m/s Tabel 4.18 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan Kecepatan 20 m/s Tabel 4.19 Hasil Pengujian Death of Node DSDVdengan Kecepatan 30 m/s Tabel 4.20 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Kecepatan 42 Tabel 4.21 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan 25 Node Tabel 4.22 Hasil Pengujian Death of DSDV Node dengan 75 Node Tabel 4.23 Hasil Pengujian Death of Node DSDV dengan 100 Node Tabel 4.24 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Node Tabel 4.25 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Area Tabel 4.26 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Kecepatan 54 Tabel 4.27 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Node xvii

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Jaringan komputer telah mengalami perubahan teknologi dari menggunakan kabel untuk menghubungkan komputer ke komputer lain menjadi wireless atau tanpa kabel. Dalam perkembangan zaman peminat pengguna wireless berkembang secara pesat, hal ini tidak luput oleh sifat wireless yang menguntungkan bagi penggunanya. Keuntungan yang dapat diperoleh dari wireless adalah sifat mobilitasnya yang tinggi dan tidak tergantung pada kabel dan koneksi tetap. MANET adalah sebuah jaringan wireless tanpa infrastruktur yang terdiri sekumpulan node yang saling berhubungan untuk berkomunikasi, dalam jaringan ini node berfungsi juga sebagai router (relay) yang bertanggung jawab untuk mencari dan menangani rute ke setiap node di dalam jaringan. MANET yang ingin berinterkoneksi serta bertanggung jawab dalam proses komunikasi dan transportasi data. MANET tidak memerlukan instalasi seperti pada jaringan berbasis infrastruktur, Sebagai contoh dalam upaya rekonstruksi sehabis bencana untuk mengevakuasi di hutan-hutan misalnya operasi militer, kondisi ini hanya membutuhkan komunikasi yang bersifat sementara(temporary). Dalam jaringan MANET dapat bekerja secara dinamis, jadi sekumpulan node tersebut bergerak spontan dengan demikian topologi jaringan wireless mungkin dapat berubah ubah dengan cepat dan tidak dapat diprediksi menyebabkan perubahan topologi jaringan sesuai dengan kondisi yang ada. Pada MANET mempunyai 3 protokol routing yaitu Table- Driven routing protocols (proactive), On-Demand routing protocols (reactive) dan gabungan dari keduanya yaitu Hybird. MANET mempunyai beberapa tipe karakteristik umum yaitu : 1. Node yang selalu bergerak (Node mobility) Pada MANET setiap node selalu bergerak bebas, maka dimungkinkan terjadi karena setiap node memancarkan sinyal dalam 1

19 2 radius tertentu,maka node-node yang dalam satu lingkup sinyal dapat saling berkomunikasi 2. Topologi yang dinamis (Dynamic topology) Tidak dibutuhkannya sebuah infrastruktur jaringan seperti AP(access point) dan node yang selalu bergerak maka gambaran atau topologi jaringan pada adhoc network tidak dapat diprediksi. 3. Membangun sendiri (Self built) Setiap node pada jaringan ad hoc network dapat menjadi penerima paket informasi atau penerus paket (router). MANET membutuhkan sebuah protokol komunikasi yang mengatur komunikasi antara node sehinga setiap node dalam satu jaringan mampu berkomunikasi satu sama lainya. Namun protokol komunikasi di jaringan wired network yang sifat nodenya statik sangat tidak cocok diterapkan di MANET. Protokol di jaringan MANET mempunyai beberapa karateristik khusus yang harus dipenuhi yaitu self-configured, self-built and distributed routing algorithm. 1. Konfigurasi sendiri (Self-configured) : protocol tersebut mampu mengkonfigurasi node sehingga node secara otomatis dapat menjadi klien sekaligus router untuk node lainnya. 2. Membangun jaringan sendiri (Self-built) : dikarenakan node selalu bergerak maka protocol tersebut diharapkan mampu mendisain node untuk membangun jaringan sendiri. 3. Penyebaran algoritma routing (distributed routing algorithm) : protokol mampu membuat jalur routing untuk pencarian jalur terpendek setiap node yang bergerak.

20 3 Gambar 1.1 Klasifikasi routing protocol di MANET Pada Protokol routing MANET dapat dibedakan menjadi 3 karakteristik berdasarkan sebaran table routing : a. Protokol routing proaktif (Table Driven Routing Protocol) Pada protokol proaktif ini bekerja dengan (table driven routing protocol), jadi masing-masing node mempunyai routing table yang lengkap, dalam artian sebuah node akan mengetahui semua rute ke node lain yang berada dalam jaringan tersebut. Saat melakukan maintenence terhadap informasi routing melalui routing table dan melakukan up-to-date secara berkala sesuai dengan perubahan topologi, namun metode proaktif ini jika diimplementasikan maka akan menyebabkan konsumsi bandwidth yang besar dikarenakan semua node membroadcat routing table ke semua node. Beberapa contoh protokol proaktif yaitu: DSDV (Dynamic Destination Sequenced Distance Vector Routing Protokol) OLSR (Optimized Link State Routing Protocol)

21 4 b. Protokol routing reaktif (On-Demand Routing Protocol) Protokol routing reaktif melakukan proses pencarian node tujuan dengan cara On Demand yang berarti proses pencarian route hanya dilakukan ketika node sumber membutuhkan komunikasi dengan node tujuan. Jadi routing table yang dimiliki oleh sebuah node berisi informasi route node tujuan saja. Namun pada protokol ini akan membangun koneksi apabila node membutuhkan rute dalam mentransmisikan dan menerima paket data, akan tetapi membutuhkan waktu yang lebih besar dari pada protokol routing proaktif, maka metode ini tidak membutuhkan konsumsi bandwidth yang terlalu besar dan meminimalis sumber daya baterai. AODV (Ad Hoc On Demand Distance Vector ) DSR (Dynamic Source Routing) ACOR (Admission Control enabled On-demand Routing) (ABR) (Auditory brainstem response) c. Protokol routing Hybrid Protokol routing Hybrid adalah metode penggabungan yang kedua protokol antara routing proaktif dan reaktif. TORA (Temporally-Ordered Routing Algorithm) ARPAM (Ad-hoc Routing Protocol for Aeronautical Mobile Ad- Hoc Networks) ZRP (Zone Routing Protocol ) OORP (Order One Routing Protocol) Jaringan adhoc MANET sangat dibutuhkan karena sifatnya yang sangat mobile, maka dari itu setiap protokol routing yang ada harus mampu mengatasi segala permasalahan routing baik yang bersifat umum seperti pencarian jalur terpendek dan permasalahan routing khusus di MANET yang harus memperhitungkan energy atau baterai dan pemakaian bandwidth. Energy atau baterai sangat penting bagi penggunan jaringan nirkabel yang memiliki kelehaman dengan adanya keterbatasan energy karena jika energy

22 5 telah habis node tidak bisa berinteraksi dengan node yang lain sehingga node tersebut dianggap sudah mati. Sebuah protocol sebaiknya mempertimbangkan energy terlebih dahulu sehingga node dapat bertahan lebih lama dalam berinteraksi, untuk itu dilihat berapa banyak node tersebut dapat bertahan setiap berinteraksi Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka dapat rumusan masalah berupa apa kelebihan dan kekurangan penggunaan daya energy pada routing protolol reaktif (AODV) dan routing protokol proaktif (DSDV) pada jaringan MANET Tujuan Penelitian Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui hasil daya energy dapat bertahan pada routing protokol reaktif (AODV) dan routing protokol routing proaktif (DSDV) pada jaringan MANET Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Trafik data yang digunakan adalah protocol TCP 2. Parameter yang digunakan sebagai uji adalah node yang tidak memiliki daya baterai 3. Menggunakan simulator komputer dengan NS2 (Network Simulator 2) 1.5. Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai pertimbangan dalam menentukan protocol dimana lamanya daya baterai dalam sebuah jaringan manet dapat bertahan Metode Penelitian Metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

23 6 1. Studi literatur Melakukan pengumpulan data dari berbagai sumber baik pencarian dari berbagai buku referensi, jurnal-jurnal, browsing internet maupun penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya sebagai bahan acuan atau tinjauan agar mendapatkan data dan informasi yang diperlukan untuk melengkapi data-data dalam menganalisa dan melakukan penelitian ini. 2. Perancangan atau skenario Perancangan sistem meliputi skenario perancangan topologi dan implementasi topologi jaringan pada NS2 sebagai berikut : a. Luas area simulasi b. Penambahan dalam jumlah node c. Penambahan dalam kecepatan node d. Penempatan node dan pergerkan node secara acak 3. Pemilihan hardware dan software Pada tahap ini dilakukan pemilihan hardware dan software yang dibutuhkan untuk membangun jaringan komputer sesuai skenario topologi jaringan yang dibuat dan sekaligus untuk pengujian. 4. Pembangunan simulasi dan pengumpulan data Pembangunan simulasi dan pengumpulan data. Simulasi jaringan MANET ini menggunakan simulator bernama NS2. 5. Analisis data simulasi Untuk menganalisa sebuah data yang sudah diperoleh dari proses simulasi tersebut tentunya dapat dilakukan pengamatan dari parameter yang sudah ditentukan, melakuk ananalisis terhadap data akhir yang dihasilkan yaitu file trace yang diperoleh Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan

24 7 masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini menjelaskan mengenai teori yang berkaitan dengan judul/masalah di tugas akhir. BAB III PERENCANAAN SIMULASI JARINGAN Bab ini berisi perencanaan simulasi jaringan. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan hasil analisis data simulasi jaringan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi beberapa kesimpulan yang didapat dan saran-saran berdasarkan hasil analisis data simulasi jaringan.

25 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Mobile Ad Hoc Network MANET adalah sebuah jaringan wireless yang bersifat dinamis dan setiap mobile host dalam MANET bebas untuk bergerak ke segala arah. Di dalam jaringan MANET terdapat dua node (mobile host) atau lebih yang dapat berkomunikasi dengan node lainnya namun masih berada dalam jangkauan node tersebut. Selain itu node juga dapat berfungsi sebagai penghubung antara node yang satu dengan node yang lainnya. Jaringan adhoc dapat bekerja dengan infrastruktur berupa wireless dengan cara berkomunikasi secara mobile network, serta untuk proses routingnya menggunakan multihop informasi jadi setiap informasi akan dikirimkan dan disimpan terlebih dahulu dan diteruskan ke node tujuan melalui perantara, namun dari sisi keamanan tentunya sangat terbatas jika dibandingkan dengan network yang menggunaan kabel. Karakteristik dari adhoc ini pun selalu berpindah- pindah dikarenakan node selalu bergerak tanpa diprediksi Karakteristik MANET Beberapa karakteristik dari jaringan ini adalah: 1. Otonomi dan tanpa infrastruktur, MANET tidak bergantung kepada infrastruktur atau bersifat terpusat. Setiap node berkomunikasi secara distribusi peer-to-peer. 2. Topologi jaringan bersifat dinamis, artinya setiap node dapat bergerak bebas (random mobility) dan tidak dapat diprediksi. Scalability artinya MANET bersifat tidak tetap atau jumlah node berbeda di tiap daerah. 3. Sumber daya yang terbatas, baterai yang dibawa oleh setiap mobile node mempunyai daya terbatas, kemampuan untuk memproses terbatas, yang pada akhirnya akan membatasi layanan dan aplikasi 8

26 Protokol Routing Jaringan MANET adalah sekumpulan node yang dapat bergerak (mobile node) yang di dalamnya terdapat kemampuan untuk berkomunikasi secara wireless dan juga dapat mengakses jaringan. Perangkat tersebut dapat berkomunikasi dengan node yang lain selama masih berada dalam jangkauan perangkat radio. Node yang bersifat sebagai penghubung tersebut akan digunakan untuk meneruskan paket dari node sumber ke tujuan. Routing merupakan algoritma perpindahan informasi di seluruh jaringan dari node sumber ke node tujuan dengan minimal satu node yang berperan sebagai perantara. Komponen penting pada sebuah protokol routing/ Algoritma routing berfungsi untuk menentukan bagaimana node berkomunikasi dengan node yang lainnya dan menyebarkan informasi yang memungkinkan node yang lainnya dapat menyebarkan informasi yang memungkinkan node sumber untuk memilih rute optimal ke node tujuan dalam sebuah jaringan komputer. Sedangkan sebuah algoritma routing berfungsi untuk menghitung secara matematis jalur yang optimal berdasarkan informasi routing yang dipunyai oleh suatu node. Mengenai sebuah algoritma routing harus mencakup banyak hal yang perlu di perhatikan : a) Penentuan jalur terpendek yang akan di tujukan ke node tujuan harus efisien. b) Selalu up-to-date table routing ketika terjadi perubahan pada topologi. c) Meminimalisir jumlah control paket. d) Waktu konvergen yang seminim mungkin Routing Reaktif Tipe algoritma protokol routing reaktif ini bersifat on-demand, pada intinya node sumber yang akan menentukan node tujuan sesuai prosedur yang diinginkannya, proses pencarian rute hanya akan dilakukan ketika dibutuhkan komunikasi antara node sumber dengan

27 10 node tujuan saja, jadi routing table yang ada pada node hanyalah informasi route ke tujuan saja, Protokol reaktif ini memanfaatkan metode broadcast untuk membuat route discovery, pembuatan route discovery ini untuk maintaining route agar tidak terputus saat jalur yang tidak digunakan tidak di lalui paket menuju node tujuan, selain itu routing reaktif ini akan membroadcast paket kepada node tetangganya untuk menyampaikan paket kepada node tujuan menggunakan route request setelah menerima maka node tujuan akan memberikan pesan balasan berupa route reply, dengan cara ini agar dapat meminimalkan routing overhead agar tidak membanjiri jaringan berbeda dengan protokol routing proaktif yang membroadcast update routing table ke semua node yang mengakibatkan boros bandwidth karena beberapa contoh algoritma routing reaktif adalah Associativity Based Routing (ABR), Adhoc On-Demand Distance Vector (AODV), Dynamic Source Routing (DSR) Routing Proaktif Tipe golongan protokol routing proaktif ini bersifat (table driven routing protocol) yaitu mengelola daftar tujuan dan rute terbaru masing-masing serta bersifat broadcast sehingga system pendistribusian table routingnya selalu diupdate secara periodic setiap node akan merespon perubahan dalam mengupdate agar terjadi konsistensi routing table, maka memperlambat aliran data jika terjadi restruktursi routing, beberapa contoh algoritma routing proaktif yaitu Intrazone Routing Protocol (IARP), Linked Cluster Architecture (LCA), Witness Aided Routing(WAR), Optimized Link State Routing Protocol(OLSR), Better Approach to Mobile Adhoc Network (BATMAN), Dynamic Destination Sequenced Distance Vector (DSDV), Fisheye state routing (FSR).

28 AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) AODV adalah routing protocol yang termasuk dalam klasifikasi reaktif routing protokol, yang hanya melakukan request sebuah rute saat dibutuhkan. AODV memiliki dua tahapan routing yaitu route discovery (tahap pencarian routing) dan route maintenance (tahapan memeliharanan jalur). Route discovery berupa Route Request (RREQ) dan Route Reply (RREP). Sedangkan untuk tahapan route maintenance AODV menggunakan Route Error (RRER). Gambaran umun cara kerja AODV adalah node sumber atau source node akan membroadcast RREQ ketetangga terdekat, jika node tetangga mempunyai jalur atau node tersebut yang akan dituju maka node tetangga akan membalas dengan merespon RREP. Cara kerja routing AODV yang hanya memlihara satu jalur routing saja membuat routing ini sangat cocok digunakan untuk jaringan dengan keterbatasan bandwidth. Begitu juga control message/update yang digunakan lebih efesien, karena AODV hanya melakukan control message/update saat ada jalur putus saja. Namun hal tersebut membuat protokol routing AODV memerlukan waktu yang lebih lama untuk membentuk jalur routing baru saat ada koneksi yang putus. AODV akan selalu kembali ke source atau node sumber saat ada jalur yang putus, kemudian akan memulai dari awal lagi tahapan pencarian node. Hal itulah yang menyebabkan AODV sangat jatuh saat kecepatan node yang tinggi. Berikut akan dijelaskan tahapan route discovery phase dan tahapan route maintanace :

29 Tahap Pencarian Jalur (Route Discovery Phase) Berikut adalah contoh gambar RREQ AODV. Source node S ingin berkomunikasi ke destination D Gambar 2.2 Route Request AODV Node S akan membroadcast paket RREQ ke semua tetangga, paket akan di teruskan sampai menemukan tujuan. Saat node D menerima RREQ yang node D akan mencek jumlah hop count RREQ yang pertama. RREQ yang pertama dari node 2 dengan jumlah hop count 3. kemudian node D akan me-reply paket dari jalur node 2. Gambar 2.2 Gambar Route Reply AODV

30 13 Node D akan mengirimkan RREP ke node 2, kemudian node 2 akan meneruskan paket RREP sampai node sumber atau node S. Sementara itu paket RREQ dari node 5 datang, karena jumlahn hop count lebih besar maka paket RREQ dari node 5 akan di drop, begitu juga paket RREQ dari node 9 akan di drop juga. Routing menuju node D akan terbentuk yaitu melewati node (1,2) Tahap Pemeliharan Jalur (Route Maintanace Phase) Adalah tahapan dimana AODV berusaha mengatasi suatu jalur yang error. Saat ada sebuah jalur yang putus, maka AODV akan mengirimkan RERR (Route Error) ke jaringan. Node yang menerima RRER akan meneruskan pesan ke node tetangga sampai diterima oleh node source. Gambar 2.2 Route Error AODV Saat node 2 dan node D putus, node 2 akan mengirimkan RRER ke tetangga jalur routingnya yaitu node 1. Kemudian node 1 akan meneruskan paket RRER ke sampai node S (sumber). Saat node S menerima RRER maka node S akan menghapus jalur routing tersebut dan memulai routing dari awal lagi 2.3. DSDV (Destination-sequenced Distance Vector) Destination sequenced Distance Vector (DSDV) merupakan protokol routing yang menggunakan algoritma Distance Vector dan algoritma shortest

31 14 path Bellman-Ford. Mekanisme DSDV dalam menemukan rute di dalam mobile adhoc network (MANET) berbeda. Routing table yang digunakan protokol ini menyimpan hop (loncatan) selanjutnya dari node awal, cost dari node awal ke node tujuan, serta destination sequence number yang berasal dari node tujuan. Pada dasarnya algoritma Distance Vector tidak bebas pengulangan (loop free), oleh karena itu destination sequence number digunakan supaya tidak terjadi looping dalam proses routing. Destination sequence number juga berguna untuk menjaga informasi routing table supaya menjadi informasi yang terbaru dengan memperbaharui rute lama menjadi rute yang baru. Gambar 2.34 Node B melakukan broadcast Setiap node mencatat destination (tujuan) yang mungkin tercapai, next node yang mengarah ke destination, cost (metric), dan sequence number. Setiap node saling bertukar informasi secara rutin dengan melakukan broadcast ke node tetangga (neighbor node). Pembaruan routing table juga bisa terjadi apabila ada event tertentu, seperti rute putus atau pergerakkan node yang menyebabkan perubahan topologi jaringan dan perubahan informasi pada tabel. Node B melakukan increment terhadap sequence number menjadi 102 dan melakukan broadcast informasi routing table baru ke node-node tetangganya (A dan B). Broadcast ini akan terus dilakukan selama masih ada node pada jaringan yang terhubung sehingga routing table senantiasa baru.

32 15 Gambar 2.3 Node D mengirim paket ke node A melalui 2 jalur dengan hop berbeda Node D merupakan source node, sedangkan node A merupakan destination node. Karena adanya routing table, maka D dapat dengan ada node pada jaringan yang terhubung sehingga routing table senantiasa baru. mudah mengidentifikasi rute dengan cost atau hop (loncatan) terpendek yaitu melalui Q. Node D melakukan broadcast dengan sequence number D-102 melalui P dan Q. Informasi sampai ke P dan Q dengan sequence number 102 dengan jumlah hop 10 di Q dan 11 di P. Routing table yang dipilih adalah routing table dengan sequence number terbesar dan jumlah hop terkecil. Oleh karena sequence number di P dan Q sama-sama 102, maka informasi yang akan diteruskan ke node A adalah informasi routing table dari node Q dengan jumlah hop 10. Pembaharuan rute pada protokol routing DSDV bersifat time-driven (periodik) ataupun event driven (digerakkan oleh fenomena tertentu). Setiap node bertukar informasi dengan node-node tetangganya secara periodik untuk memperoleh informasi routing table yang terbaru. Saat terjadi perubahan signifikan tertentu dari update terakhir, suatu node dapat mengirim informasi dari routing table yang telah berubah dengan digerakkan oleh trigger / event tertentu.

33 16 DSDV memiliki dua cara saat memperbaharui routing table. Pertama adalah full-dump yang memperbarui seluruh isi routing table. Incremental update, merupakan cara lain yang hanya memuat informasi yang berubah sejak pembaharuan terakhir. Incremental update dapat dikirim dengan satu NDPU (Network Data Packet Unit) sedangkan full-dump dikirim dengan menggunakan beberapa NDPU. DSDV merupakan protokol routing yang efisien. Dengan adanya sequence number, DSDV bebas dari pengulangan (loop free). Delay (keterlambatan) untuk penemuan rute baru juga relatif rendah karena saat dibutuhkan destination yang baru, source node telah menyimpan rute dari source ke destination di dalam routing table yang diperbarui secara rutin. Sebagai protokol proaktif, DSDV perlu memperbaharui routing table secara rutin sehingga mengkonsumsi banyak energi baterai dan bandwith meskipun jaringan tersebut sedang dalam kondisi idle. Akibatnya protokol ini kurang cocok untuk jaringan dengan jumlah node yang sangat besar. Saat topologi jaringan berubah, sequence number baru dibutuhkan. DSDV tidak stabil hingga perubahan routing table tersebar di seluruh node pada jaringan. Karena alasan ini DSDV tidak tepat digunakan pada jaringan dengan mobilitas tinggi. DSDV efektif untuk jaringan adhoc dengan populasi rendah karena perubahan topologi juga relatif rendah. Jaringan dengan populasi tinggi namun frekuensi perubahan topologi yang rendah juga baik untuk protokol DSDV. Hal ini disebabkan karena tidak dibutuhkan pencarian rute baru pada saat pengiriman data akan dilakukan sehingga delay menjadi rendah Network Simulator 2 NS-2 merupakan salah satu tool yang sangat berguna untuk menunjukkan simulasi jaringan melibatkan Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN), dan telah mengalami perkembangan untuk memasukkan didalamnya jaringan nirkabel (wireless) dan juga jaringan adhoc.

34 17 Ada beberapa keuntungan menggunakan NS sebagai perangkat lunak simulasi pembantu analisis dalam riset, antara lain adalah NS dilengkapi dengan tool validasi yang digunakan untuk menguji kebenaran pemodelan yang ada pada NS. Secara default semua pemodelan NS akan dapat melewati proses validasi ini. Pemodelan media, protokol dan komponen jaringan yang lengkap dengan perilaku trafiknya sudah disediakan pada library NS. NS juga bersifat open source dibawah Gnu Public License (GPL) dan berkembang menjadi lebih dinamis, sehingga lebih friendly dan leluasa ketika digunakan dalam sistem operasi linux/ubuntu. Akan tetapi untuk menjalankan dalam sistem operasi windows tidak perlu khawatir, dan terlebih dahulu menginstal cygwin yang berfungsi sebagai linux environment. NS dapat didownload dan digunakan secara gratis melalui website NS Fungsi NS Adapun beberapa fungsi pada NS-2, yaitu : 1. Mendukung jaringan kabel (wired) Protokol routing Distance Vector, Link State Protokol Transport : TCP, UDP Sumber trafik : web, ftp, telnet, cbr, real audio Tipe antrian yang berbeda : drop tail, RED Quality of Service (QoS) : Integrated Services dan Differentiated Services Emulation 2. Mendukung jaringan nirkabel (wireless) Protokol routing ad hoc: AODV, DSR, DSDV, TORA; Jaringan hybrid; Mobile IP; Satelit; Senso-MAC; Model propagasi: two-ray ground, free space, shadowing 3. Visualisasi Network Animator (NAM) Trace Graph 4. Kegunaan

35 18 Pembangkit pergerakan mobile setdest v (versi) n (jumlah node) p (waktu pause) s (kecepatan) t (waktu simulasi) x (panjang area) y (lebar area) > (File keluaran) Pembangkit pola trafik (CBR / TCP traffic) Ns cbrgen.tcl [- type cbr tcp] [-nn jumlah node] [-seed seed] [-mc koneksi] [-rate rata-rata] 5. Tracing Contoh output dari simulasi berupa trace file.tr [event] [time] [ node id] [pkt type] [pkt size] [energy] [IP header] [seq number] -s _1_ AGT AODV 48 [ ] [energy ei es et er 0.000] [1:0 3:0 32 0] [0 0] r _1_ RTR tcp 40 [ ] [energy ei es et er 0.000] [1:0 3:0 32 0] [0 0] 0 0 s = paket yang dikirim r = paket yang diterima = time stamp _1_ = node id RTR = routing message AODV = routing protokol Energy = Sisa Energy ei = energy yang dikonsumsi pada saat keadaan hidup(idle) es = energy yang dikonsumsi pada saat keadaan mati(sleep) et = energy yang dikonsumsi pada saat mentransmit paket er = energy yang dikonsumsi pada saat menerima paket [1:0 3:0 32 0] = IP header [0 0] 0 0 = route request

36 BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN 3.1. Parameter Simulasi Pada penelitian ini mengunakan beberapa paramter yang bersifat konstan yang akan digunakan untuk setiap simulasi baik itu untuk AODV dan DSDV, tabelnya sebagai berikut : Tabel 3.1 Parameter tetap dalam skenario Luas Area Simulasi 300mx300m/800mx800m/1200x1200m Jumlah Nodes 25/50/75/100 Kecepatan Random 1-25 Kecepatan Konstan 10//20/30 Type Mobility Random Way Point Jumlah Koneksi 7 TxPower : 2.00W RxPower : 1.00W IdlePower : 1.0W Transition Power : 0.2W Transition Time : 0.005s Sleep Power : 0.001W Total simulation Time : 7200 s Initial energy of a Node : 4000 Joules Routing protocols : AODV/ DSDV Traffic Model : TCP 3.2. Skenario Simulasi Skenario simulasi antara kedua protokol reaktif dan proaktif baik AODV dan DSDV yaitu skenario dengan jumlah node, kecepatan dan area bertambah. Hasil dari pengujian di rata-rata dan ditampilkan menjadi sebuah tabel dan grafik. 19

37 20 Tabel 3.2 Skenario A dengan meningkatnya Area(AODV dan DSDV) Skenario Node Kecepatan Area Koneksi A mx300m 7 A mx800m 7 A mx1200m 7 Tabel 3.2 Skenario B dengan meningkatnya kecepatan(aodv dan DSDV) Skenario Node Kecepatan Area Koneksi B mx800m 7 B mx800m 7 B mx800m 7 Tabel 3.2 Skenario C dengan penambahan node(aodv dan DSDV) Skenario Node Kecepatan Area Koneksi C mx800m 7 C mx800m 7 C mx800m Parameter Kinerja Ada parameter kinerja dalam penelitian tugas akhir yaitu Death of Node Death of node adalah node yang dianggap sudah mati dikarenakan tidak memiliki sisa daya energy baterai. Rumus untuk menghitung death of node adalah : Death of Node = Intial Energy Energy Consumption Throughput Throughput adalah rata-rata data (bit) yang dikirimkan ke node tujuan per satuan waktu. Rumus untuk menghitung throughput adalah :

38 21 Average Throughput = waktu ukuran data yang diterima waktu pengiriman data 3.4. Topologi Jaringan Topologi dari adhoc tidak dapat diramalkan atau diprediksi karena topologi jaringan ini dibuat secara random. Hasil dari simulasi baik itu posisi node dan pergerakan node tentunya tidak akan sama dengan topologi yang sudah direncanakan.

39 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Untuk membandingkan death of node pada kedua protocol routing (AODV) dan protocol routing proaktif (DSDV) ini akan di dilakukan seperti pada tahap pengujian, sesuai skenario perancangan simulasi jaringan pada Bab 3 sesuai parameter yang sudah ditentukan. Pada hasil dari simulasi ditemukan critical condition yang menandakan bahwa node yang mengalami death of node terjadi pada menit 60 sampai 66 maka dari itu dibentuk ketegori agar lebih terlihat hasil dari death of node yaitu pada menit 60,63 dan AODV Jumlah Death Of Node pada Penambahan Area Tabel 4.1 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 300mx300m Node Menit Menit Node Avg

40 Residual Energy PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI mx300m Node ID Menit 60 Menit 63 Menit 66 Gambar 4.1 Grafik Death of Node dengan Area 300mx300m pada AODV Tabel 4.1. Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 800mx800m Node Menit Menit Node Avg

41 Residual Energy PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI mx800m Node ID Menit 60 Menit 63 menit 66 Gambar 4.1 Grafik Death of Node dengan Area 800mx800m pada AODV Tabel 4.1 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Area 1200mx1200m Node Menit Menit Node Avg

42 Residual Energy Througput (Kbps) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI mx1200m Node ID Menit 60 Menit 63 Menit 66 Gambar 4.1 Grafik Death of Node dengan Area 1200mx12000m pada AODV Tabel 4.1 Hasil Pengujian Throughput AODV dengan Penambahan Area Hasil Througput (Kbps) 300mx300m mx800m mx1200m AODV Througput mx300m 800mx800m 1200mx1200m Area Gambar 4.1 Grafik Throughput dengan Penambahan Area pada AODV

43 26 Gambar 4.1, 4.2, 4.3 dan 4.4 yang berada diatas menunjukkan bahwa saat jumlah area ditambah (300mx300m, 800mx800m, 1200mx1200m), maka death of node pada menit 60 sampai dengan menit 66 yang sudah tidak memiliki daya energy terdapat 7 node di karenakan 7 node tersebut merupakan source, sehingga source membutuhkan daya yang lebih banyak untuk melakukan transmit ke destination. Kemudian jika area yang kecil membuat rute menuju destination menjadi pendek sehingga relay tidak menggunakan daya yang cukup banyak serta memberikan throughput yang tinggi, sedangkan area yang semakin besar membuat rute menuju destination semakin panjang sehingga daya energy cukup banyak digunakan antara source dan relay kemudian mengakibatkan throughput turun Jumlah Death Of Node pada Penambahan Kecepatan Tabel 4.1 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Kecepatan 10 m/s Node Menit Menit Node Avg

44 Residual Energy PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI m/s Node ID Menit 60 Menit 63 Menit 66 Gambar 4.1 Grafik Death of Node dengan Kecepatan 10 m/s pada AODV Tabel 4.1 Hasil Pengujian Death of Node AODV dengan Kecepatan 20 m/s Node Menit Menit Node Avg