OPTIMASI PENENTUAN ZONA PADA PROTOKOL ROUTING HOPNET DENGAN TEKNIK MIN-SEARCHING

Transkripsi

1 OPTIMASI PENENTUAN ZONA PADA PROTOKOL ROUTING HOPNET DENGAN TEKNIK MIN-SEARCHING Pembimbing : Prof. Ir. Supeno Djanali, M.Sc, Ph.D Co-Pembimbing : Ir. Muchammad Husni, M.Kom Oleh: Surateno, NRP

2 Algoritma Routing pada MANET Proactive Reactive Hybrid 2

3 Algoritma : Proactive (1) Setiap node secara periodik membroadcast routing tabelnya ke tetangga Keuntungannya: waktu respon pendek pada penentuan jalur dari sumber ke tujuan Kerugian: broadcast informasi agar node up to date menyebabkan pemborosan bandwidth 3

4 Algoritma : Reactive (2) Diharapkan mereduksi beban kontrol paket Tiap node akan mencari jalur routing hanya jika membutuhkan (on demand) Proses on demand memiliki 2 fase: Route discovery Route maintenance 4

5 Algoritma : Hybrid (3) Mengombinasikan fitur algoritma proactive dan reactive 5

6 Algoritma yang terkait HOPNET Ant Colony Optimization (ACO) Zone Routing Protocol (ZRP) 6

7 ACO Merupakan algoritma hybrid berdasarkan ant routing algoritma Secara reaktif mencari jalur tujuan sesuai permintaan (on demand) Secara proaktif memelihara dan memperbaiki jalur yang ada atau mengekplorasi jalur yang lebih baik 7

8 Zone Routing Protocol (ZRP) Juga merupakan algoritma hybrid Tiap node secara proaktif memelihara tabel routing internal dari link informasi node yang berada dalam variabel zona routing dengan radius γ Routing reaktif digunakan untuk menemukan jalur diluar zona-nya 8

9 Kerja ZRP Paket di-broadcast dalam zona node, ini untuk menghindari banjir paket dalam jaringan Waktu responnya cepat untuk menentukan jalur dalam zona Untuk menemukan jalur diluar zona, node mengirimkan paket query pada border node dalam zona 9

10 HOPNET Algoritma HOPNET menggunakan routing protocol proactive dalam mencari node terdekat / sekitar dan menggunakan algoritma reactive dalam berkomunikasi antar node tersebut. Jaringan / network dibagi menjadi zona-zona yang terdiri dari beberapa node terdekat. Ukuran suatu zona tidak berdasarkan posisi / tempat tetapi berdasar panjang radius dengan satuan hops. Oleh karena itu routing suatu zona terdiri dari node dengan spesifikasi panjang radius. Node dapat dikategorikan menjadi node bagian luar ( boundary) dan bagian dalam ( interior ). Node bagian luar merupakan node dengan jarak terjauh dari pusat node sedang node bagian dalam adalah yang kurang dari radius. 10

11 Zona dalam HOPNET Pada Node A dengan nilai Radius 2 dari zona, didapatkan : Boundary Node : C,E,H,J Interior Node : I,B,G,D,F Exterior Node ( Node diluar zona ) : Node lain Dalam membangun sebuah zona, sebuah node membutuhkan informasi tentang node terdekat yang didapat dari balasan pesan hello dari tiap node. 11

12 Contoh Pencarian Rute Diasumsikan node asal adalah A, dengan node tujuan U. Node U berada tidak dalam satu zona dengan node A. A akan mengirim external forward ant menuju node peripheral (C,E,H,J) menggunakan route yang terdapat pada table IntraRT. Ketika ant sampai pada C,E dan H, ant akan dihancurkan karena peripheral node tidak mempunyai tetangga untuk melanjutkan paket keluar. 12

13 Pada node J, dilakukan pengecekan pada tabel IntraRT apakah U berada dalam satu zona. Pada contoh ini U tidak terdapat dalam table. Oleh karena itu, J akan mengirim ant ke node peripheral ( O,M ). Diperhatikan J tidak akan mengirim ant pada node peripheral yang lain (A ) karena ant datang dari A-F-J, dimana akan dihancurkan ant yang dikirim dari node tersebut. Ini adalah mekanisme pengaturan routing ( duplikasi dan beban routing yang penuh ). Mekanisme ini akan membantu ant berjalan langsung dari node asal. Demikian mekanisme ini mencegah ants flooding pada jaringan. 13

14 Dengan cara yang sama, O tidak dapat menemukan U pada zona tersebut. Karena itu node O mengirim ant ke node peripheral (Q,T). T mengetahui bahwa U berada dalam zona, maka T mengirim ant ke U menggunaka jalur yang diketahui dari tabel IntraRT. Backward ant melewati jalur kebalikan (U,T,O,J,A) menuju node asal dari node tujuan U. 14

15 Jika radius diubah? 15

16 Permasalahan Radius r merupakan hal krusial yang perlu diperhatikan, bagaimana mendapatkan r yang optimal. 16

17 Tujuan / Kontribusi Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan sebuah perbaikan pada penentuan radius zona pada HOPNET dengan memanfaatkan teknik min searching 17

18 Teknik Min-searching Teknik min-searching telah digunakan oleh Donggeon Noh dalam megembangkan protokol SPIZ (a service Ad/D-advertisement and discovery protocol with independent zones, yang menekankan pada keefektifan layanan proses discovery pada MANET 18

19 Penentuan Radius Optimal 19

20 Penentuan Radius Optimal Inisiasi pada radius / hop 1 20

21 Penentuan Radius Optimal radius 1 naikkan radius / hop ke 2 21

22 Penentuan Radius Optimal Trafic pada radius 2 < radius 1 naikkan radius / hop ke 3 22

23 Penentuan Radius Optimal Trafic pada radius 3 < radius 2 naikkan radius / hop ke 4 23

24 Penentuan Radius Optimal Trafic pada radius 4 > radius 3 turunkan radius / hop ke 3 24

25 Penentuan Radius Optimal Hop 3 ditetapkan sebagai radius optimal 25

26 Desain Protokol ACO ZRP 26

27 Desain Protokol ACO ZRP HOPNET Radius?? 27

28 Desain Protokol ACO ZRP HOPNET Radius?? Min-searching 28

29 Desain Protokol ACO ZRP HOPNET Radius dengan Min-searching Min-searching 29

30 Mulai Max_Hop=7; Max Node=500; Input Jumlah Node; Hop=1; T Min=0; Hop <= Max_Hop? Generatedistribusi Node / topologi jaringan Y Output Radius zona optimal Hitung traffic IntraRT Hitung traffic InterRT Selesai Trafic=InterRT+IntraRT Hop=1? Trafic < Min T T Min=Min Hop=Hop+1 Y Y Min=Trafic Hop=Hop+1 Min=Trafic Hop=Hop+1 30

31 Pengembangan pada Glomosim Initialization Function. Fungsi ini akan digunakan untuk mengalokasikan dan menginisialisasi model protokol yang ditambahkan. Finalization Function. Fungsi ini akan membangkitkan keluaran statistic dari simulasi yang sudah berjalan pada model ini. Simulation Event Handling Function. Fungsi ini yang akan menangani proses simulasi dan penjadwalan aksi setiap kejadian. 31

32 Lingkungan Ujicoba SIMULATION-TIME 5M TERRAIN-DIMENSIONS (1500, 1500) NUMBER-OF-NODES 25 #50,100 NODE-PLACEMENT RANDOM MOBILITY RANDOM-WAYPOINT MOBILITY-WP-PAUSE 30S MOBILITY-WP-MIN-SPEED 0 MOBILITY-WP-MAX-SPEED 10 MAC-PROTOCOL NETWORK-PROTOCOL IP NETWORK-OUTPUT-QUEUE-SIZE-PER-PRIORITY 100 ROUTING-PROTOCOL HOPNETOR ZONE-RADIUS 1 #2,3,4,5,6 32

33 Contoh Tampilan Hasil 33

34 Tampilan GUI 34

35 Trafik HOPNET 25 node 35

36 Trafik HOPNET 50 node 36

37 Trafik HOPNET 100 node 37

38 Penjelasan-1 terlihat bahwa pada nilai hop / radius yang rendah didominasi oleh nilai trafik routing antar zona, sedangkan untuk hop / radius dengan nilai yang lebih besar didominasi oleh trafik routing dalam zona. 38

39 Penjelasan-2 Hop=1 beban trafik yang dihitung hanya untuk beban trafik antar zona. Hop=1 tiap node tidak punya tetangga dalam zona. Yang dimiliki hanyalah node periferal / border. Tidak ada proses routing proaktif dalam zona tetapi hanya routing reaktif antar zona 39

40 Tabel Zona Optimal (huruf tebal) JUMLAH NODE HOP TRAFIK DALAM ZONA TRAFIK ANTAR ZONA TOTAL TRAFIK

41 Grafik Zona Optimal 41

42 Penentuan waktu (5m 2m) 42

43 Kesimpulan Penentuan hop / radius zona secara manual pada algoritma sebelumnya (HOPNET) berpotensi menghasilkan beban trafik yang tidak optimal karena pengguna tidak mengetahui apakah nilai hop/radius yang dimasukkan tersebut menghasilkan trafik yang tinggi atau tidak. Algoritma yang diusulkan (HOPENTOR) memberikan alternatif pemecahan untuk masalah tersebut dimana pengguna tidak perlu melakukan penyetelan nilai hop / radius zona. Algoritma akan menemukan sendiri hop / radius yang optimal untuk kondisi saat itu. Hal yang cukup penting diperhatikan adalah penyetelan waktu simulasi. Penyetelan waktu yang terlalu kecil(kurang dari 2 menit) diduga menyebabkan konvergensi jaringan tidak optimal. Sedangkan penyetalan waktu yang terlalu besar (lebih dari 5 menit) menjadikan proses menjadi lama dan menjadi kurang adaptif terhadap perubahan lingkungan semisal perubahan jumlah node dan lainnya. 43

44 DAFTAR PUSTAKA Abolhasan,M, Wysocki,T, dan Dutkiewicz,E. 2003, A review of routing protocols for mobile ad hoc networks, Beijar, N, Zone Routing Protocol, opetus/s38030/k02/papers/08-nicklas.pdf Friedman,R, Shotland,A, Simon,G.2008 Efficient route discovery in hybrid networks, Haas,Z. 1997, A new routing protocol for the reconfigurable wireless Networks, Kadono,D, Izumi,T, Ooshita,F, dan Kakugawa,H. 2009, Toshimitsu Masuzawa An Ant Colony Optimization Routing based on Robustness for Ad Hoc Networks with GPSs, Noh,D, Shin,H.2007, SPIZ: An Effective Service Discovery Protocol for Mobile Ad Hoc Networks, EURASIP Journal onwireless Communications and Networking, Article ID Wang,J, Osagi,E, dan Thulasiraman,P. 2008, HOPNET: A hibrid ant colony optimization routing algorithm for mobile ad hoc network, 44

45 TERIMAKASIH 45