ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA DCCP CCID 2 DAN CCID 3 DI JARINGAN KABEL SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA DCCP CCID 2 DAN CCID 3 DI JARINGAN KABEL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Mario Christanto PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017

2 ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA DCCP CCID 2 DAN CCID 3 DI JARINGAN KABEL SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Mario Christanto PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017 i

3 COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PERFORMANCE OF DCCP CCID2 AND CCID3 ON CABLE NETWORKS A THESIS Presented as Partial Fullfillment of the Requirements To Obtain Sarjana Komputer Degree In Informatics Engineering Study Program Mario Christanto INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017 ii

4

5

6

7 HALAMAN MOTO Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya atau tidak. (Aldus Huxley). vi

8

9 ABSTRAK Protokol yang sering digunakan umumnya adalah TCP dan UDP. Tetapi UDP akan menghasilkan trafik yang unfairness bagi TCP. Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) merupakan salah satu protokol alternatif pengganti UDP yang memiliki tambahan congestion control mirip dengan TCP tetapi tidak mengirim ulang data yang hilang atau rusak ketika ditransmisikan. DCCP memiliki beberapa jenis algoritma congestion control yaitu CCID2, CCID3, dan CCID4. DCCP diharapkan menjadi protokol yang lebih fairness daripada UDP. Pada penelitian tugas akhir ini akan melakukan penelitian mengamati dan menganalisis kinerja dan tingkat fairness dari protokol DCCP CCID2 dan CCID3 ketika bertemu trafik yang menggunakan protokol TCP New Reno di jaringan kabel. Untuk menguji kinerja dari dua protokol DCCP tersebut akan dilakukan beberapa simulasi dengan merubah beberapa parameter seperti jumlah buffer dan model antrian (Drop Tail dan Random Early Detection). Sedangkan untuk parameter uji yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini yaitu : throughput, jitter, rata-rata End-to-End delay, congestion window, packet loss rate dan RTT variance. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa kinerja CCID3 dengan seiring bertambahnya buffer pada jenis antrian drop tail mengalami penurunan. Sedangkan CCID2 pada antrian drop tail dengan bertambahnya buffer kinerjanya lebih baik dari CCID3. Pada antrian RED kedua protokol DCCP (CCID2 dan CCID3) samasama mengalami penurunan, tetapi CCID3 mengalami penurunan yang tinggi pada antrian ini. Kata kunci: DCCP, CCID2, CCID3, TCP, UDP. viii

10 ABSTRACT The most commonly used protocols are TCP and UDP. However, UDP will generate unfairness traffic for TCP. The Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) is one of the alternative UDP replacement protocols that have an additional congestion control similar to TCP but does not retransmission the lost or corrupted data when it is transmitted. DCCP has several types of congestion control algorithms: CCID2, CCID3, and CCID4. DCCP is expected to be a more fairness protocol than UDP. In this thesis, the writer will do a research to observe and analyze performance and fairness level of DCCP CCID2 and CCID3 protocol when meeting traffic using TCP New Reno protocol on cable network. To test the performance from the two DCCP protocols, the writer will perform some simulations by changing some parameters such as number of buffers and queuing models (Drop Tail and RED). As for the test parameters used to determine the results of this thesis are: throughput, jitter, the average of End-to-End delay, congestion window, packet loss rate and RTT variance. The results of this research show that CCID3 performance with the increasing buffer in the Drop Tail queue type has decreased throughput. While the performance s of CCID2 in the drop tail queue with increasing buffer is better than CCID3. In the RED queue type both of DCCP protocols (CCID2 and CCID3) performance have decreased, but CCID3 experienced a high. Keywords: DCCP, CCID2, CCID3, TCP, UDP ix

11 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, karunia dan rahmat yang telah diberikan dalam penyelesaian tugas akhir Analisis Perbandingan Unjuk Kerja DCCP CCID2 dan CCID3 di Jaringan Kabel Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis telah melalui berbagai tahapan yang telah dilalui sampai dengan penyusunan penulisan tugas akhir ini dan melibatkan banyak pihak yang memberikan bantuan seperti bimbingan, saran, semangat, kritik dan dukungan, oleh sebab itu penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa, yang selalu memberikan berkat dan karunia selama pengerjaan tugas akhir ini. 2. Ayah dan ibu yang selalu memberikan semangat, motivasi, dukungan moral dan spiritual selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing, memberi saran dan memotivasi penulis selama proses pengerjaan tugas akhir. 4. Teman-teman pejuang skripsi laboratorium jaringan komputer 2013 (Hotman, Raymond, Andre, Feliks, Vinsen, Adrian, Benny, Heri dan temanteman jaringan angkatan 2013 lainnya), Barry, Pentor serta teman-teman Teknik Informatika angkatan 2013 yang telah memberikan semangat serta berbagai suka duka dalam proses pengerjaan tugas akhir. 5. Enrico Wellington yang telah banyak membantu menyelesaikan abstrak bahasa inggris. 6. Semua dosen program studi Teknik Informatika. Terima kasih telah memberikan ilmu yang sangat bermanfaat bagi saya selama perkuliahan dan semoga ilmu yang telah diberikan dapat bermanfaat dikemudian hari. 7. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. x

12

13 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i TITLE PAGE... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN...iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v HALAMAN MOTO...vi LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii ABSTRAK... viii ABSTRACT...ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR GRAFIK...xvi DAFTAR TABEL... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Metodologi Penelitian Studi Literatur Analisis Kebutuhan Perancangan Dan Pembangunan Simulasi Pengujian Analisis Data Dan Pembahasan Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) Congestion Control ID 2 (CCID 2) Fase Slow-Start Congestion Avoidance Congestion Control ID 3 (CCID 3) Fase Slow-Start... 7 xii

14 Setelah Fase Slow-Start User Datagram Protocol (UDP) Connectionless Best Effort Transmission Control Protocol (TCP) TCP New Reno Slow Start Congestion Avoidance Fast Retransmit dan Fast Recovery Manajemen Antrian di Router Passive Queue Management (PQM) Drop Tail Active Queue Management (AQM) Random Early Detection (RED) Network Simulator 2 (NS2) BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN Flowchart Penelitian dan Perancangan Simulasi Topologi Parameter Simulasi Skenario Simulasi Pengujian Matriks Skenario Pengujian Topologi Skenario Pengujian TCP New Reno vs DCCP Topologi Skenario Pengujian TCP New Reno vs UDP Parameter Kinerja atau Performance Metrics Throughput Rata-rata End-to-End Delay Jitter Paket Hilang (Packet Loss Rate) Variasi RTT (RTT Variance) Congestion Window (cwnd) BAB IV ANALISIS DATA Hasil Simulasi Skenario 1 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 50, Drop Tail) Skenario 2 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 100, Drop Tail) Skenario 3 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 150, Drop Tail) Skenario 4 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 200, Drop Tail) xiii

15 Skenario 5 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 50, RED) Skenario 6 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 100, RED) Skenario 7 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 150, RED) Skenario 8 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 200, RED) Skenario 9 TCP newreno vs UDP Analisis Hasil Throughput Rata-rata End-to-End Delay Jitter Packet Los Rate RTT Variance Congestion Window BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mekanisme Congestion Control CCID Gambar 2.2 Menutup Koneksi TCP... 9 Gambar 2.3 Menutup Koneksi TCP Gambar 2.4 Gambar Slow start TCP Gambar 2.5 Congestion Avoidance TCP Gambar 2.6 Fast Retransmit dan Fast Recovery TCP new reno Gambar 2.7 Diagram State TCP new reno Gambar 2.8 Fungsi Drop Tail dan RED Gambar 2.9 Arsitektur NS Gambar 3.1 Diagram Flowchart Penelitian dan Perancangan Simulasi Gambar 3.2 Topologi Dumb-bell Gambar 3.3 Topologi Skenario TCP new reno vs DCCP CCID2 dan CCID Gambar 3.4 Topologi Skenario 9 TCP new reno vs UDP xv

17 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Grafik 4.2 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Grafik 4.3 Throughput TCP vs DCCP Buffer 50 Antrian Drop Tail Grafik 4.4 Throughput TCP vs DCCP Buffer 100 Antrian Drop Tail Grafik 4.5 Throughput TCP vs DCCP Buffer 150 Antrian Drop Tail Grafik 4.6 Throughput TCP vs DCCP Buffer 200 Antrian Drop Tail Grafik 4.7 Throughput TCP vs DCCP Buffer 50 Antrian RED Grafik 4.8 Throughput TCP vs DCCP Buffer 100 Antrian RED Grafik 4.9 Throughput TCP vs DCCP Buffer 150 Antrian RED Grafik 4.10 Throughput TCP vs DCCP Buffer 200 Antrian RED Grafik 4.11 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Rata-rata E2E Delay DCCP Grafik 4.12 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Jitter DCCP Grafik 4.13 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Packet Loss Rate DCCP Grafik 4.14 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Rata-Rata RTT Variance CCID Grafik 4.15 RTT variance CCID Grafik 4.16 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 50 Drop Tail Grafik 4.17 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 50 Drop Tail Grafik 4.18 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 100 Drop Tail Grafik 4.19 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 100 Drop Tail Grafik 4.20 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 150 Drop Tail Grafik 4.21 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 150 Drop Tail Grafik 4.22 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 200 Drop Tail Grafik 4.23 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 200 Drop Tail Grafik 4.24 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 50 RED Grafik 4.25 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 50 RED Grafik 4.26 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 100 RED. 57 Grafik 4.27 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 100 RED Grafik 4.28 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 150 RED. 58 Grafik 4.29 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 150 RED Grafik 4.30 Congestion Window TCP New Reno dan CCID2 Buffer 200 RED. 59 Grafik 4.31 Congestion Window TCP New Reno vs CCID3 Buffer 200 RED xvi

18 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter Simulasi Tabel 3.2 Skenario Tabel 4.1 Hasil Skenario 1 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.2 Hasil Skenario 2 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.3 Hasil Skenario 3 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.4 Hasil Skenario 4 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.5 Hasil Skenario 5 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.6 Hasil Skenario 6 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.7 Hasil Skenario 7 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.8 Hasil Skenario 8 TCP newreno vs DCCP Tabel 4.9 Hasil Skenario 9 TCP newreno vs UDP Tabel 4.10 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Tabel 4.11 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Rata-rata E2E Delay DCCP Tabel 4.12 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Jitter DCCP Tabel 4.13 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Packet Loss Rate DCCP Tabel 4.14 Pengaruh Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Rata-Rata RTT Variance CCID xvii

19 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Ada berbagai jenis protokol internet yang digunakan untuk mengirim data. Adapun protokol yang sering digunakan adalah Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP). Kedua protokol tersebut bekerja pada layer transport yang sama-sama bertugas mengirim data. Akantetapi TCP dan UDP memiliki karakteristik yang berbeda dalam melakukan pengiriman data. Transmission Control Protocol (TCP) merupakan protokol yang reliable atau handal, connection oriented atau berorientasi koneksi (dalam pertukaran data diharuskan membangun sebuah koneksi terlebih dahulu antara sender dengan receiver), flow control (mengatur banyak data yang dikirim), fullduplex (setiap host dapat menerima atau mengirim data), byte stream dan memiliki congestion control. TCP digunakan pada aplikasi yang tidak membutuhkan fitur real-time seperti aplikasi yang menggunakan protokol HTTP, HTTPs, FTP, SMTP, SSH, dan Telnet. TCP memiliki beberapa algoritma congestion control. contohnya TCP Tahoe, Reno, New Reno, SACK, dan Vegas. User Datagram Protocol (UDP) merupakan protokol yang unreliable (tidak handal), tidak berorientasi koneksi (connectionless), half duplex, memiliki resource yang ringan dan tidak memiliki congestion control. UDP digunakan pada aplikasi yang membutuhkan fitur real-time seperti aplikasi yang menggunakan protokol Voice over IP (VoIP), Trivial File Transfer Protocol (TFTP), NTP, DHCP, SNMP dan online multiplayer games. Dari karakteristik UDP tersebut membuat protokol ini cenderung tidak fairness ketika kedua protokol TCP dan UDP mengirim data ke dalam satu jalur dengan bandwidth yang terbatas dan UDP akan menggunakan seluruh kapasistas bandwidth yang disediakan maka kinerja TCP akan semakin menurun karena karakteristik TCP yang friendly protocol dan memungkinkan TCP mengalami congestion collaps. Oleh karena itu diperlukan sebuah pengembangan protokol UDP atau protokol baru yang lebih fairness 1

20 2 terhadap TCP. Internet Engineering Task Force (IETF) mengajukan Datagram Congestion Control Protocol kemudian pada maret 2006 DCCP telah distandarkan dan diharapkan bisa menjadi alternatif pengganti protokol UDP karena lebih fairness. Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) merupakan protokol alternatif pengganti UDP yang bekerja pada lapisan transport untuk transmisi streaming multimedia yang memiliki tambahan congestion control yang mirip dengan TCP, akantetapi DCCP tidak mengirim ulang data (retransmission data) yang hilang atau dibuang ketika ditransmisikan. DCCP memiliki beberapa jenis algoritma congestion control yaitu CCID2, CCID3, dan CCID4 (masih dalam pengembangan). CCID2 (TCP-like congestion control), CCID3(TCP-Friendly Rate Control/TFRC), CCID4(TCP-Friendly Rate Control for Small Packet/TFRC-SP) [8]. Pada tugas akhir ini penulis akan melakukan penelitian mengenai kinerja dan tingkat fairness dari protokol DCCP CCID2 dan CCID3 ketika bertemu trafik yang menggunakan protokol TCP New Reno. Pada penelitian ini penulis akan melakukan beberapa simulasi dengan merubah beberapa parameter seperti jumlah buffer dan model antrian (Drop Tail dan RED). Sedangkan untuk parameter uji yang digunakan untuk mengetahui hasil dari penelitian tigas akhir ini yaitu : throughput, jitter, rata-rata End-to-End delay, congestion window, packet loss rate dan RTT variance Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka didapatkan rumusan masalah yaitu membandingkan kinerja algoritma congestion control yang terdapat pada protokol DCCP CCID 2 dan CCID 3 serta tingkat fairness terhadap protokol TCP New Reno Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengetahui perbandingan kinerja dan tingkat fairness dari penggunaan protokol DCCP yang

21 3 memiliki mekanisme congestion control CCID 2 dan CCID 3 terhadap protokol TCP New Reno Batasan Masalah a) Menggunakan protokol TCP New Reno. b) Menggunakan Network Simulator 2. c) Menggunakan dua jenis trafik yaitu trafik FTP dan CBR. d) Menggunakan topologi dumb-bell. e) Menggunakan jaringan berbasis wired. f) Performance metric yang digunakan adalah throughput, rata-rata end-to-end delay, jitter, packet loss rate, RTT variance dan congestion window (cwnd) Metodologi Penelitian Metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaan pengerjaan tugas akhir ini sebagai berikut : Studi Literatur a) Teori TCP b) Teori TCP New Reno c) Teori UDP d) Teori DCCP e) Teori Queue Management Policy f) Teori Network Simulator Analisis Kebutuhan Pada tahap ini penulis akan menganalisis kebutuhan yang berguna dalam pelaksanaan penelitian tugas akhir ini Perancangan Dan Pembangunan Simulasi Pada tahap ini penulis akan menentukan dan merancang simulasi agar data yang dihasilkan tepat. Seperti menentukan topologi, model jaringan berbasis kabel (wired) atau nirkabel (wireless).

22 Pengujian Pada tahap ini penulis akan menjalankan hasil rancangan simulasi pada tahap sebelumnya. Penulis menggunakan Network Simulator 2 sebagai alat untuk menjalankan simulasi Analisis Data Dan Pembahasan Pada tahap ini penulis sudah mendapatkan data dari hasil simulasi. Kemudian penulis akan menganalisis data tersebut untuk menarik sebuah kesimpulan Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang teori-teori yang berkaitan dengan topik pada tugas akhir ini. BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN Bab ini berisi perencanaan simulasi jaringan yang meliputi topologi jaringan, parameter, dan skenario pengujian. BAB IV ANALISIS DATA Bab ini berisi tentang pelaksanaan simulasi dan analisa hasil dari simulasi. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh setelah pelaksanaan simulasi dan analisis hasil dari simulasi selesai

23 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) merupakan protokol lapisan transport yang berorientasi koneksi. Protokol ini berbeda dari UDP karena memiliki mekanisme congestion control dan berbeda dengan TCP karena DCCP tidak memberikan kehandalan yang terjamin [11]. DCCP memiliki tiga mekanisme congestion control yaitu Congestion Control ID 2 yang mengimplementasi TCP-Like Congestion Control, Congestion Control ID 3 yang mengimplementasi TCP- Friendly Rate Control dan Congestion Control ID 4 yang mengimplementasi TCP-Friendly Rate Control for Small Packet. Tetapi yang telah distandarisasi oleh IETF adalah CCID 2 dan CCID3, sedangkan CCID 4 masih tahap percobaan Congestion Control ID 2 (CCID 2) CCID 2 menggunakan algortima TCP-like congestion control yang menerapkan Additive Increase Multiplicative Decrease (AIMD) congestion control yang memiliki congestion window (cwnd), slow start, timeout, dll. CCID 2 mengelolah 3 parameter seperti cwnd (congestion window), pipe dan ssthresh (slow-start threshold). Jika cwnd lebih kecil dari ssthresh berarti sedang dalam fase slow-start, sebaliknya jika cwnd lebih dari ssthresh maka sedang dalam fase congestion avoidance. Proses tersebut sama dengan TCP tetapi yang membedakan adalah CCID 2 tidak mengirim ulang paket yang hilang. Algoritma ini juga menggunakan duplicate acknowledgement (3 ACK) dan timeout yang mengindikasikan bahwa ada paket hilang sehingga menyimpulkan terjadi congestion. Jika congestion karena packet loss (duplicate acknowledgement) maka sstresh = cwnd/2 dan cwnd = sstresh. Sedangkan jika congestion karena packet loss (timeout) maka sstresh=cwnd/2 dan cwnd = 1 MSS. 5

24 Fase Slow-Start Pada tahap ini sebelum pengiriman paket, CCID2 (pengirim) akan menginisialisasikan nilai awal congestion window (cwnd = 1 MSS). Kemudian dengan asumsi tidak ada gangguan pada pengiriman paket, jika setiap CCID2 (pengirim) menerima ACK dari CCID2 (penerima) maka nilai dari congestion window akan ditambah satu (cwnd = cwnd + 1 MSS). Nilai dari congestion window akan terus bertambah secara exponensial setiap RTT Congestion Avoidance Fase congestion avoidance merupakan tahap ketika congestion window (cwnd) lebih dari atau sama dengan slow start treshold (sstresh). Tahap ini merupakan tahap ketika CCID2 meninggalkan tahap slow start atau ketika terjadi duplikat ACK. Pada tahap ini nilai dari slow start treshold (sstresh = cwnd/2) dan nilai congestion window (cwnd = sstresh). Tahap congestion avoidance merupakan tahap ketika nilai congestion window bertambah 1 MSS secara linier sampai terjadi duplikat ACK atau timeout. Gambar 2.1 Mekanisme Congestion Control CCID2

25 Congestion Control ID 3 (CCID 3) CCID 3 menggunakan algoritma TCP-Friendly Rate Control yang berupaya mengurangi perubahan secara tiba-tiba yang sering terjadi di TCP atau TCP like congestion control Fase Slow-Start Pada tahap awal CCID 3 akan menaikan transmission rate atau sending rate sebanyak dua kali lipat setiap menerima ACK per Round Trip Time (RTT) dengan syarat tidak terjadi packet loss. Ketika ada feedback dari penerima bahwa event loss rate terbaru lebih besar dari event loss rate terkecil sebelumnya maka akan masuk ke fase setelah slow start Setelah Fase Slow-Start Ketika pengirim menerima laporan packet loss yang lebih besar dari sebelumnya atau ECN dari pihak penerima, maka pengirim akan menghitung transmission rate atau sending rate untuk pengiriman berikutnya berdasarkan dua parameter yaitu loss event rate yang dikirim oleh penerima dan Round Trip Time (RTT) hasil kalkulasi pengirim [2]. T = s R 2bp 3 + t RTO (3 2bp 8 ) p(1 + 32p2 ) T = transmission rate in bytes/second s = packet size in bytes R = round trip time in seconds b = number of packets acknowledged by a single acknowledgement p = loss event rate trto = Retransmission time out value in seconds

26 User Datagram Protocol (UDP) User Datagram Protocol atau UDP merupakan salah satu protokol yang bekerja di lapisan transport yang memiliki karakteristik end-to-end, connectionless, halfduplex dan best effort. UDP sering digunakan untuk mengirim informasi atau pesan dengan cepat. Adapun penggunaannya seperti : Network Time Protokol (NTP), Domain Name Service (DNS), dll Connectionless UDP adalah protokol yang connectionless yaitu ketika pesan dikirim dari pihak pengirim kepada pihak penerima dengan tidak perlu pembentukan koneksi atau pemutusan koneksi ketika selesai melakukan pengiriman pesan [1] Best Effort Protokol UDP merupakan protokol yang cukup simpel karena tidak memiliki flow control dan merupakan protokol transport yang tidak handal (unreliable) karena tidak menggunakan mekasnisme window [1]. UDP juga tidak memiliki mekanisme error control kecuali untuk checksum. Ini berarti pengirim tidak tahu pesan yang telah dikirim hilang atau mengalami duplikasi. Ketika penerima pesan mendeteksi adanya kesalahan melalui checksum maka pesan tersebut akan dibuang. Pesan yang dikirim tidak dijamin dengan kata lain ketika pesan telah dikirim dan diterima dalam keadaan rusak atau hilang maka UDP tidak akan melakukan pengiriman ulang paket Transmission Control Protocol (TCP) Transmission Control Protocol atau TCP merupakan protokol pada lapisan transport yang berorientasi koneksi (connection-oriented) yang membentuk jalur virtual antara source dan destination (End-to-End), handal (reliable), byte-stream, multiplexing, memiliki congestion control, flow control dan error control. Adapun penggunaan dari protokol TCP yaitu HTTP, HTTPs, FTP, SMTP, SSH, dll. TCP memiliki

27 9 banyak variasi anatara lain TCP Tahoe, Reno, New Reno, Cubic, Westwood, SACK,Vegas, dll yang memiliki perbedaan pada cara penanganan ketika terjadi congestion. Karakteristik dari TCP : a) Connection-Oriented TCP merupakan protokol Connection Oriented atau berorientasi koneksi yang mengharuskan dua aplikasi yang menggunakan TCP harus membangun koneksi TCP dengan menghubungi satu sama lain sebelum mereka dapat bertukar data.tcp akan membangun sebuah koneksi sebelum mengirim data dan menutup koneksi ketika data selesai dikirim atau salah satu pihak mengakhiri koneksi dengan mengirim paket bertanda FIN. Dengan menggunakan teknik threeway handshaking untuk membangun atau menutup koneksi antar host. Gambar 2.2 Menutup Koneksi TCP

28 10 Gambar 2.3 Menutup Koneksi TCP b) Reliable Data yang dikirim oleh TCP akan terlebih dahulu diurutkan dengan sebuah nomor urut paket (sequence number) dan akan menerima acknowledgment (ACK) dari penerima. Jika ada paket yang tidak mendapatkan acknowledgment dari penerima, maka segmen TCP akan ditransmisikan ulang. Pada pihak penerima, segmen-segmen yang duplikat akan diabaikan dan segmen-segmen yang datang tidak sesuai dengan urutannya akan diletakkan di belakang untuk mengurutkan segmen-segmen TCP. c) Byte Stream TCP melihat data yang dikirimkan dan diterima melalui dua jalur masuk dan jalur keluar TCP sebagai sebuah byte stream yang berdekatan (kontinyu). Nomor urut TCP dan nomor acknowledgment dalam setiap header TCP didefinisikan juga dalam bentuk byte. d) Congestion Control TCP memiliki mekanisme congestion control untuk mencegah atau mengatasi kemacetan yang terjadi di jaringan seperti penerapan slow start dan congestion avoidance. Congestion control juga

29 11 berhubungan dengan flow control yaitu untuk menangani kemacetan dengan menggunakan flow control. e) Flow Control Setiap host yang menggunakan TCP baik pengirim atau penerima memiliki tempat penyimpanan data sementara (buffer) yang terbatas, oleh karena itu diperlukan mekanisme flow control yang mengatur jumlah data yang dikirim agar dapat ditampung di buffer penerima. TCP di pihak penerima juga menggunakan flow control untuk memberitahu jumlah buffer yang tersedia ke TCP pengirim. f) Error Control Ada dua jenis error pada saat mengirim data yaitu paket hilang (lost packet) dan paket rusak (damaged packet). Untuk mengatasi masalah tersebut TCP mengimplementasi mekanisme error control. Error control pada TCP memiliki hubungan dengan karakteristik reliable. Untuk masalah paket rusak TCP menjamin integritas setiap segmen TCP, TCP mengimplementasikan penghitungan TCP checksum. Jika hasil perhitungan checksum data yang diterima oleh pihak penerima menghasilkan bahwa data yang ada kerusakan maka TCP penerima akan melakukan permintaan pengiriman ulang paket tersebut. Sama halnya dengan paket hilang, TCP penerima akan melakukan permintaan pengiriman ulang paket TCP New Reno TCP New Reno adalah salah satu jenis dari TCP yang merupakan modifikasi atau perbaikan dari TCP Reno. Pada TCP Reno tidak bisa menangani ketika terjadi packet loss atau error yang berurutan dalam satu congestion window. TCP New Reno memiliki fitur yang sama dengan TCP Reno tetapi yang membedakan keduanya adalah pada mekanisme fast recovery Slow Start Sama halnya dengan TCP Tahoe atau Reno, slow start pada new reno merupakan algoritma tahap awal ketika

30 12 TCP membangun koneksi antara TCP (pengirim) dengan TCP (penerima) sampai mengirim paket selama congestion window belum mencapai sstresh atau tidak ada terjadi packet loss. Pada tahap ini sebelum pengiriman paket, TCP (pengirim) akan menginisialisasikan nilai awal congestion window (cwnd = 1 MSS). Kemudian dengan asumsi tidak ada gangguan pada pengiriman paket, jika setiap TCP (pengirim) menerima ACK dari TCP (penerima) maka nilai dari congestion window akan ditambah satu (cwnd = cwnd + 1 MSS). Nilai dari congestion window akan terus bertambah secara exponensial setiap RTT. Gambar 2.4 Gambar Slow start TCP Congestion Avoidance Congestion avoidance merupakan tahap ketika congestion window (cwnd) lebih dari atau sama dengan slow start treshold (sstresh). Tahap ini merupakan tahap ketika TCP meninggalkan tahap slow start atau ketika terjadi duplikat ACK. Pada tahap ini nilai dari slow start treshold (sstresh = cwnd/2) dan

31 13 nilai congestion window (cwnd = sstresh). Tahap congestion avoidance merupakan tahap ketika nilai congestion window bertambah 1 MSS secara linier sampai terjadi duplikat ACK atau timeout. Gambar 2.5 Congestion Avoidance TCP Fast Retransmit dan Fast Recovery Pada TCP Reno ketika pengirim menerima duplikat ACK sebanyak tiga atau waktu retransmission habis maka TCP Reno akan mengirim ulang hanya paket yang dilaporkan hilang, ini merupakan tahap fast retransmit. Fast retransmit dipicu oleh dua kondisi yaitu ketika ada laporan duplikat ACK sebanyak tiga dengan asumsi hanya terdapat satu packet loss dalam satu congestion window yang sama, kemudian masuk ke tahap fast recovery dan ketika timeout akan melakukan slow start. TCP Reno memiliki kelemahan yakni tidak bisa menangani ketika terjadi multiple packet loss yang beruntun pada satu congestion

32 14 window yang sama. TCP reno akan terus mengurangi ukuran window beberapa kali dalam kasus multiple packet loss tersebut. Hal tersebut akan berdampak buruk pada kinerja dari TCP reno. Oleh karena itu pada pengembangan berikutnya yaitu TCP new reno dibuat dengan memodifikasi algoritma fast recovery agar mampu menangani multiple packet loss. Pada TCP new reno ketika pada tahap fast recovery dan menerima duplikat ACK sebanyak tiga maka TCP new reno akan menunggu dalam waktu tertentu untuk mendeteksi packet loss lainnya kemudian mencatat nomor urut atau sequence number tertinggi dari segmen yang dikirim pada tahap fast recovery ke sebuah variabel recover. Selanjutnya ketika pengirim menerima ACK parsial (ACK parsial adalah ACK dengan nomor urut kurang dari recover) maka pengirim akan mengirim segmen yang hilang tersebut, proses ini akan dilakukan sebanyak segmen yang hilang tanpa meninggalkan tahap fast recovery. Setelah semua ACK diterima pengirim ketika berada di tahap fast recovery, TCP new reno akan keluar dari tahap fast recovery menuju tahap congestion avoidance. Jika pengirim menerima ACK baru (ACK baru adalah ACK dengan nomor urut lebih dari sama dengan nilai recover) maka akan masuk ke tahap congestion avoidance dan congestion window menjadi cwnd = ssthresh.

33 15 TCP Sender #1 EffectiveWindow #2 #3 #4 #5 #6 TCP Receiver NextByteExpected = LastByteRecvd + 1 LastByteAcked = LastByteSent Time LastByteRecvd (loss) (loss) (loss) Receive buffer #2 #4 #6 FlightSize NextByteExpected LastByteRecvd LastByteAcked LastByteSent Ack#1 (duplicate) Ack#1 (duplicate) Ack#1 (duplicate) LOSS DETECTED (3 dupacks) Seg#1 (retransmission) #1 #2 #4 #6 LOSS DETECTED (partial ACK) Ack#3 (partial) Seg#3 (retransmission) NextByteExpected LastByteRecvd Gambar 2.6 Fast Retransmit dan Fast Recovery TCP new reno

34 16 Gambar 2.7 Diagram State TCP new reno 2.4. Manajemen Antrian di Router Manajemen antrian merupakan sebuah algoritma yang digunakan untuk memantau isi antrian seperti paket masuk, keluar atau membuang paket jika diperlukan [16]. Manajemen antrian memiliki beberapa algoritma yaitu : PQM (Passive Queue Management) dan AQM (Active Queue Management) Passive Queue Management (PQM) PQM (Passive Queue Management) merupakan salah satu algoritma manajemen antrian yang cukup sederhana dan mudah dalam penerapannya. Dalam teknik Passive Queue Management, router biasanya memelihara satu set antrian per satu interface, menampung paket yang telah dijadwalkan keluar dari router melalui interface tersebut[16]. Contoh teknik manajemen antrian dari algoritma ini adalah drop tail dan SFQ (Stochastic Fairness Queuing) Drop Tail Teknik antrian droptail merupakan teknik antrian sederhana. Teknik antrian ini bekerja dengan cara menentukan panjang antrian dan memantau atau

35 17 memelihara antrian, jika antrian masih ada ruang maka paket yang datang dapat masuk ke buffer. Sedangkan jika antrian penuh maka paket yang akan masuk ke antrian dibuang Active Queue Management (AQM) AQM (Active Queue Management) merupakan salah satu algoritma manajemen antrian yang terdiri dari dropping atau ECN-marking packets sebelum antrian penuh. Biasanya AQM bekerja dengan memelihara satu atau beberapa paket yang memiliki probabilitas drop atau ditandai, dan secara probabilistik membuang atau menandai paket ketika antrian masih sedikit[15]. Contoh dari teknik manajemen antrian algoritma ini adalah RED (Random Early Detection) Random Early Detection (RED) Random Early Detection merupakan teknik manajemen antrian yang digunakan untuk menghindari kemacetan. RED memonitor ukuran rata-rata antrian dan drop (atau tanda bila digunakan bersama dengan ECN) paket berdasarkan probabilitas statistik. Jika buffer hampir kosong, semua paket masuk diterima. Seiring bertambahnya antrian, probabilitas untuk membuang paket masuk juga terus tumbuh. Bila buffer hampir penuh, probabilitas membuang paket sudah mencapai satu dan semua paket masuk dijatuhkan. RED lebih adil daripada drop tail, dalam artian tidak memiliki bias terhadap trafik yang membeludak. Semakin banyak host mentransmisikan, semakin besar kemungkinan paketnya dijatuhkan [16]. Jika avg kurang dari min th maka paketnya dimasukkan ke antrian. Jika avg lebih dari max th maka semua paket yang masuk dijatuhkan. Jika avg berada di antara

36 18 min th dan max th, maka paket dijatuhkan dengan probabilitas pa. Fungsi drop untuk Drop Tail dan RED [17]. avg = (1 w q ) avg + w q q Ket: - avg = rata-rata antrian - w q = bobot antrian - avg = rata-rata antrian sebelumnya - q = instantaneous queue size Gambar 2.8 Fungsi Drop Tail dan RED

37 Network Simulator 2 (NS2) Network Simulator (Version 2) yang dikenal sebagai NS2, merupakan software atau perangkat lunak simulasi jaringan yang berguna dalam mempelajari sifat dinamis dari jaringan komunikasi. Simulasi jaringan kabel serta fungsi jaringan nirkabel dan protokol (misalnya, algoritma routing, TCP, UDP,dll) dapat dilakukan dengan menggunakan NS2. Secara umum, NS2 menyediakan pengguna untuk menentukan protokol jaringan yang dibutuhkan dan skenario simulasi yang dapat disesuaikan. Network Simulator 2 (NS2) menggunakan dua bahasa pemrograman yaitu C++ dan Object-oriented Tool Command Language (OTcl). C++ digunakan sebagai mekanisme internal (backend) simulator sedangkan OTcl untuk mengatur simulasi dengan menyusun dan mengkonfigurasi objek serta penjadwalan peristiwa secara diskrit (frontend). C++ dan OTcl dihubungkan oleh TclCL [3]. Gambar 2.9 Arsitektur NS 2 Untuk menjalankan script simulasi menggunakan perintah ns kemudian diikuti nama file script.tcl. Setelah simulasi selesai dijalankan maka akan menghasilkan output berupa file trace berekstensi.tr dan.nam. File yang berekstensi.tr merupakan file trace kejadian selama simulasi berlangsung dan dapat dianalisa dengan menggunakan tools bantuan awk script. Sedangkan file berekstensi.nam digunakan untuk menjalankan animasi dari simulasi yang telah dijalankan sebelumnya. Untuk membuat suatu script awk, terlebih dahulu harus mengetahui struktur output dari simulasi NS2 yaitu file yang berekstensi.tr.

38 20 Event Time From Node To Packet Packet Flags Flow Source Node Type Size ID Addr. Dest Addr. Seq. Packet Number ID a) Event Event merupakan proses atau kejadian yang terjadi selama simulasi dijalankan. Ada beberapa jenis event seperti : + : enqueue (kejadian paket masuk antrian) - : dequeue (kejadian paket keluar dari antrian) r : receive (kejadian ketika paket diterima di node tujuan) d : drop (kejadian ketika paket dibuang) c : collision (kejadian ketika terjadi tabrakan di level MAC) b) Time Waktu ketika event terjadi dicatat dalam satuan detik c) From Node Nomor unik pengirim paket d) To Node Nomor unik penerima paket e) Packet Type Tipe paket yang dikirim seperti : TCP, DCCP, UDP, ack,cbr,dll f) Packet Size Ukuran paket yang dikirim dalam satuan byte g) Flags Flags merupakan suatu penanda dari sebuah paket yang dikirim. Ada tujuh flags : 1. E : penanda jika Explicit Congestion Notification (ECN) echo aktif. 2. P : penanda jika prioritas di header IP aktif. 3. Tidak digunakan 4. A : Aksi ketika terjadi congestion 5. E : penanda jika kemacetan terjadi

39 21 6. F : penanda jika TCP fast start sedang digunakan 7. N : penanda ketika lapisan transport dapat menggunakan Explicit Congestion Notification (ECN) h) Flow ID ID aliran data i) Source Address Berisi informasi alamat asal paket dan memiliki format a.b. a adalah alamat atau node sedangkan b adalah port. Contoh : adalah alamat atau node sedangkan 0 adalah port. j) Destination Address Berisi informasi alamat tujuan paket dan memiliki format a.b. a adalah alamat atau node sedangkan b adalah port. Contoh : adalah alamat atau node sedangkan 0 adalah port k) Sequence Number Nomor urut setiap paket. l) Packet ID Nomor unik paket.

40 BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN 3.1. Flowchart Penelitian dan Perancangan Simulasi Gambar 3.1 Diagram Flowchart Penelitian dan Perancangan Simulasi 22

41 Topologi Pada penelitian ini akan menggunakan topologi dumb-bell. Topologi ini dipilih karena topologi dumb-bell merupakan topologi yang sederhana untuk dapat menghasilkan efek bottleneck. Efek bottleneck terjadi karena adanya perbedaan antara data yang masuk terlampau besar daripada kapasitas yang dapat ditampung pada node. Dalam kasus ini dan berdasarkan topologi di bawah yang mengalami efek bottleneck ada di node 2 (R1). S1 D1 R1 R2 S2 D2 Gambar 3.2 Topologi Dumb-bell S1 dan S2 : node pengirim. R1 dan R2 : router D1 dan D2 : node penerima Data dari S1 akan dikirim ke D1 melalui R1 dan R2 ( S1--- R1-----R2---D1 ). Data dari S 2 akan dikirim ke D2 melalui R1 dan R2 ( S R R 2 ---D 2 ).

42 Parameter Simulasi Pada penelitian ini, penulis menentukan parameter-parameter yang akan dipakai ketika simulasi dijalankan. Parameter untuk melakukan simulasi ini bersifat konstan dan merupakan parameter yang digunakan pada NS2. Parameter tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini : No Parameter Simulasi Nilai 1 Link S1 -- R1, S2 -- R1 Bandwidth : 10 Mbps 2 Link R1 R2 Bandwidth : 1 Mbps 3 Link R2 D1, R2 D2 Bandwidth : 10 Mbps 4 Model Antrian Drop Tail dan RED 5 Buffer 50, 100, 150 dan Protokol Transport 7 Trafik 8 Simulation Time 600 s UDP, TCP, DCCP CCID 2 dan DCCP CCID 3 TCP FTP - size : 1000 UDP,DCCP CBR - size : rate : 5 Mbps Tabel 3.1 Parameter Simulasi

43 Skenario Simulasi Pengujian Pada penelitian ini menggunakan sembilan skenario untuk mengukur kinerja dari DCCP dan tingkat fairness terhadap TCP new reno Matriks Skenario Pengujian Skenario Protokol Antrian Buffer 1 TCP New Reno vs DCCP Drop Tail 50 2 TCP New Reno vs DCCP Drop Tail TCP New Reno vs DCCP Drop Tail TCP New Reno vs DCCP Drop Tail TCP New Reno vs DCCP RED 50 6 TCP New Reno vs DCCP RED TCP New Reno vs DCCP RED TCP New Reno vs DCCP RED TCP New Reno vs UDP Drop Tail 50 Tabel 3.2 Skenario Topologi Skenario Pengujian TCP New Reno vs DCCP Topologi ini digunakan untuk membandingkan kinerja dari CCID2 dengan CCID3 ketika menggunakan buffer (50, 100, 150 dan 200) dan jenis antrian (drop tail dan RED) ketika dihadapkan dengan TCP New Reno. TCP new reno akan dihadapkan dengan kedua protokol DCCP (CCID2, CCID3) dan dijalankan selama 600 detik. Sebuah trafik FTP yang menggunakan protokol TCP new reno akan dialirkan dari node S1 sebagai pengirim (TCP source) menuju ke node D1 sebagai penerima (TCP sink). Sebuah trafik CBR yang menggunakan protokol CCID2 atau CCID3 dialirkan dari node S2 sebagai pengirim (DCCP source) menuju node D2 sebagai penerima (DCCP sink). Kedua trafik dari S1 dan S2 dialirkan menuju node R1 kemudian diteruskan ke R2, selanjutkan trafik dari R2 akan diteruskan ke node D1 atau D2. Pada node R1 dan R2 menggunakan model antrian droptail atau RED dan buffer 50,100, 150, atau 200.

44 26 S1 D1 TCP source TCP sink Drop Tail / RED Drop Tail / RED R1 R2 Buffer : 50, 100, 150 atau 200 Buffer : 50, 100, 150 atau 200 S2 D2 DCCP source DCCP sink Gambar 3.3 Topologi Skenario TCP new reno vs DCCP CCID2 dan CCID Topologi Skenario Pengujian TCP New Reno vs UDP Pada skenario kesembilan ini, akan membandingkan kinerja dari TCP newreno ketika dihadapkan dengan UDP. Pada skenario ini penulis mengamati pengaruh UDP terhadap TCP dari sisi fairness. TCP new reno akan dihadapkan dengan UDP dan dijalankan selama 600 detik. Sebuah trafik FTP yang menggunakan protokol TCP new reno akan dialirkan dari node S1 sebagai pengirim (TCP source) menuju ke node D1 sebagai penerima (TCP sink). Sebuah trafik CBR yang menggunakan protokol UDP dialirkan dari node S2 sebagai pengirim (UDP source) menuju node D2 sebagai penerima. Kedua trafik dari S1 dan S2 dialirkan menuju node R1 kemudian diteruskan ke R2, selanjutkan trafik dari R2 akan diteruskan ke node D1 atau D2. Pada node R1 dan R2 menggunakan model antrian Drop Tail dan buffer 50. Skenario pertama ini merupakan skenario yang akan dijadikan tolak ukur dengan skenario lainnya.

45 27 S1 D1 TCP source TCP sink R1 R2 Droptail Buffer : 50 Droptail Buffer : 50 S2 D2 UDP source Gambar 3.4 Topologi Skenario 9 TCP new reno vs UDP null 3.5. Parameter Kinerja atau Performance Metrics Parameter pengujian atau performance metrics yang digunakan pada penelitian ini akan diuraikan sebagai berikut : Throughput Bandwidth sebenarnya atau aktual yang diukur dalam satuan waktu tertentu dan pada kondisi jaringan tertentu yang digunakan untuk melakukan pengiriman data dari pengirim sampai data diterima oleh penerima. Semakin besar nilai throughput maka semakin baik. Throughput memiliki satuan yang dinyatakan dalam kilo byte persecond (kbps). Throughput(kBps) = Jumlah data yang dikirim (kb) waktu pengiriman data (s) Rata-rata End-to-End Delay Nilai Rata-rata end-to-end delay merupakan selisih dari waktu source mengirim paket dengan waktu penerimaan paket di tujuan. Nilai tersebut didapatkan dari total waktu pengiriman sampai paket diterima dibagi jumlah paket yang sampai di tujuan. Rata-rata end-to-end delay memiliki satuan waktu yaitu detik (s) atau mili detik (ms).

46 28 Rata rata EndtoEnd Delay(s) = Σ (T D T S ) N Ket : T D = waktu paket diterima (s) T S = waktu paket dikirim (s) N = jumlah paket yang diterima Jitter Jitter atau variasi delay merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada jaringan. Besarnya nilai jitter akan sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan seringnya terjadi congestion yang ada dalam jaringan. Semakin besar beban trafik di dalam jaringan akan menyebabkan semakin besar pula peluang terjadinya congestion dengan demikian nilai jitter-nya akan semakin besar. Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai QoS akan semakin turun. Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang baik, nilai jitter harus seminimum mungkin. Jitter = delay i - delay (i-1) Jitter = variasi delay (s) delay i = delay sekarang (s) delay (i 1) = delay sebelum (s) Paket Hilang (Packet Loss Rate) Packet loss rate merupakan jumlah paket yang hilang ketika sedang ditransmisikan dalam jaringan. Packet loss rate dapat terjadi karena buffer penuh, bit error atau timeout. Packet Loss Rate = Total Packet Drop Total Paket Dikirim 100% Variasi RTT (RTT Variance) Round Trip Time merupakan waktu yang dihitung dari paket dikirim dari node asal sampai node pengirim menerima ack dari

47 29 paket yang dikirim (ack dari node tujuan). Pada beberapa jenis congestion control di TCP atau di protokol lainnya yang menggunakan RTT untuk menghitung nilai transmisi akan terpengaruh jika RTT sering mengalami fluktuasi. Jika RTT besar, maka kemungkinan jaringan mengalami kemacetan. Jika RTT kecil berarti jaringan dalam keadaan normal. Ketika RTT mengalami fluktuasi terus menerus maka RTT variance akan membesar. SRTT = ((1 α) SRTT) + (α R ) RTT var = ((1 β) RTT var ) + (β SRTT R ) Ket: - SRTT = Sample RTT (s) - R = Estimate RTT (s) - RTTvar = RTT variance (s) - α = β = Congestion Window (cwnd) Congestion window (cwnd) adalah salah satu variabel pada TCP yang digunakan untuk mengontrol atau membatasi jumlah data TCP yang dapat dikirim ke jaringan sebelum menerima ACK. Nilai dari congestion window akan terus bertambah setiap menerima ACK. Selain congestion window ada juga receiver window (rwnd) merupakan variabel yang memberitahu jumlah data yang dapat diterima di sisi tujuan. Kedua variabel tersebut digunakan untuk mengatur aliran data dalam koneksi TCP, untuk meminimalkan kemacetan, dan meningkatkan kinerja jaringan. Congestion window yang stabil akan terlihat seperti gigi gergaji, tapi jika pada jaringan seriang terjadi congestion maka congestion window akan terlihat tidak beraturan.

48 BAB IV ANALISIS DATA Untuk mengetahui kinerja dari protokol DCCP CCID2 dan CCID3 maka semua skenario yang telah dibuat dan dijelaskan pada bab tiga dijalankan menggunakan Network Simulator 2 (NS2). Jika semua skenario sudah dijalankan maka akan menghasilkan file seperti file trace.tr, Network AniMator.nam, dan xgraph.xg. Untuk mengolah semua file tersebut agar bisa dianalisis penulis menggunakan awk untuk mengolah file.tr sehingga menghasilkan throughput, jitter, rata-rata end-to-end delay dan packet loss rate. File.xg dapat diolah menggunakan aplikasi xgraph, libre calc, atau microsoft excel. Pada penelitian ini penulis hanya menggunakan awk dan microsoft excel untuk mengolah data keluaran dari simulasi semua skenario yang telah dibuat Hasil Simulasi Skenario 1 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 50, Drop Tail) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.44% 0.75% 1.00% 0.31% Average E2E Jitter Tabel 4.1 Hasil Skenario 1 TCP newreno vs DCCP Skenario 2 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 100, Drop Tail) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.38% 0.49% 0.52% 0.38% Average E2E Jitter Tabel 4.2 Hasil Skenario 2 TCP newreno vs DCCP 30

49 Skenario 3 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 150, Drop Tail) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.41% 0.57% 0.44% 0.70% Average E2E Jitter Tabel 4.3 Hasil Skenario 3 TCP newreno vs DCCP Skenario 4 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 200, Drop Tail) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.54% 0.43% 0.63% 0.99% Average E2E Jitter Tabel 4.4 Hasil Skenario 4 TCP newreno vs DCCP Skenario 5 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 50, RED) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 1.70% 1.75% 2.00% 1.75% Average E2E Jitter Tabel 4.5 Hasil Skenario 5 TCP newreno vs DCCP Skenario 6 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 100, RED) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 1.09% 1.08% 1.34% 1.09% Average E2E Jitter Tabel 4.6 Hasil Skenario 6 TCP newreno vs DCCP Skenario 7 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 150, RED) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.82% 0.79% 1.00% 0.80% Average E2E Jitter Tabel 4.7 Hasil Skenario 7 TCP newreno vs DCCP

50 kbps Skenario 8 TCP newreno vs DCCP (Buffer : 200, RED) TCP CCID2 TCP CCID3 Throughput Packet Loss 0.69% 0.67% 0.90% 0.66% Average E2E Jitter Tabel 4.8 Hasil Skenario 8 TCP newreno vs DCCP Skenario 9 TCP newreno vs UDP TCP UDP Throughput Packet Loss 91.30% 80.00% Average E2E Jitter Tabel 4.9 Hasil Skenario 9 TCP newreno vs UDP 4.2. Analisis Hasil Throughput Thoughput TCP newreno vs UDP TCP UDP Time (s) Grafik 4.1 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Pada grafik 4.1 menunjukkan bahwa throughput TCP New Reno tidak naik sedikitpun. Hal tersebut terjadi karena throughput UDP menggunakan hampir seluruh bandwidth yang ada, sedangkan TCP New Reno sama sekali tidak bisa mengirim paket karena

51 kbps 33 terganggu oleh UDP yang secara terus menerus mengirim paket tanpa mempedulikan TCP newreno yang sama-sama sedang mengirim paket karena tidak memiliki congestion control. Sehingga throughput yang dihasilkan TCP New Reno sangat kecil. Hal ini menunjukkan bahwa UDP tidak fairness terhadap TCP New Reno. Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Drop Tail RED Buffer CCID2 CCID3 CCID2 CCID Tabel 4.10 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Pengaruh Buffer & Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP CCID2 (Drop Tail) CCID3 (Drop Tail) CCID2 (RED) CCID3 (RED) Buffer Grafik 4.2 Pengaruh Jumlah Buffer dan Jenis Antrian Terhadap Throughput DCCP Pada grafik 4.2 menunjukkan pengaruh peningkatan buffer dan penggunaan jenis antrian Drop Tail dan RED terhadap throughput CCID2 dan CCID3. Throughput yang dihasilkan oleh CCID2 pada jenis antrian drop tail mengalami penurunan pada buffer 100 dan 150. Ketika buffer 200 thoughput CCID2