BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Jaringan Nirkabel Jaringan nirkabel atau dikenal dengan jaringan wireless adalah jaringan komunikasi yang tidak memerlukan kabel sebagai media transmisinya. Pada jaringan nirkabel proses penyampaian data dilakukan melalui udara dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Berdasarkan formasi dan arsitekturnya, jaringan nirkabel dibagi menjadi dua, yaitu [3] : 1. Infrastructure based network Merupakan jaringan yang memerlukan adanya infrastruktur yang terdiri dari node dan gateway yang bersifat tetap dan berkabel. Salah satu contoh nya adalah jaringan selular dengan node nirkabel yang terhubung ke jaringan berkabel yang bertindak sebagai jembatan, pada jaringan ini adalah base station. Node berupa telepon selular terhubung ke base station dengan kualitas sinyal terbaik untuk dapat berkomunikasi dengan telepon selular lainnya. 5

2 6 Gambar 2.1 Infrastructure based networks [4] 2. Infrastructure (ad hoc) network Merupakan jaringan yang dapat dibentuk dari beberapa node secara dinamis dan tidak diperlukan infrastruktur jaringan selain node nirkabel yang membentuk jaringan tersebut. Dengan demikian, seluruh atau sebagian node yang membentuk jaringan ad hoc diharapkan dapat merouting paket data jika ada node dalam jaringan tersebut yang akan mengirimkan paket data ke node lainnya. Gambar 2.2 Infrastructure ad hoc networks [4]

3 7 2.2 Jaringan Ad hoc Dilihat dari sisi topologi jaringan, ad hoc merupakan kumpulan dari beberapa node jaringan wireless multi hop yang dinamis. Setiap nodenya mempunyai infrastruktur node jaringan yang tidak permanen. Jaringan ini terdiri atas beberapa node yang bersifat mobile dengan satu atau lebih interface pada setiap nodenya, yang menyebabkan node pada jaringan ad hoc harus mampu menjaga performance trafik paket data dalam jaringan. Sebagai contoh, jika ada node yang bergeser akan mengakibatkan gangguan berupa putus jaringan, maka node yang mengalami gangguan tersebut dapat meminta pembentukan rute link baru untuk meneruskan pengiriman paket data. Jenis-jenis trafik pada jaringan ad hoc berbeda dengan jenis trafik pada jaringan nirkabel lainnya, pada jaringan ad hoc jenis trafiknya terdiri dari[4]: Peer to peer Komunikasi antara dua node yang terdapat di dalam satu hop. Trafik jaringan biasanya tetap. Remote to remote Komunikasi antara dua node lebih dari satu hop, tatapi harus melalui suatu jalur yang stabil di antara kedua node tersebut. Trafik ini mirip dengan trafik pada jaringan standar.

4 8 Dynamic Traffic Komunikasi antara beberapa node yang dinamik dan selalu bergerak. Jalur untuk komunikasi harus dibangun setiap akan berkomunikasi Adapula beberapa fitur yang terdapat pada jaringan ad hoc, yaitu [4]: 1. Autonomous Terminal Setiap terminal merupakan node yang otonom, yang dapat berfungsi baik sebagai host dan router. Dengan kata lain, proses dasar yang dilakukan setiap node sebenarnya adalah sebagai host. Namun, node dapat bertindak sebagai router jika diperlukan. Jadi pada jaringan ad hoc, host dan router tidak dapat di bedakan. 2. Distributed Operation Kontrol dan manajemen jaringan dilakukan oleh setiap terminal karena tidak terdapat suatu pusat kontrol jaringan. 3. Multi hop Routing Pada jaringan ad hoc, routing dapat bersifat single hop dan multi hop. Ketika paket dikirimkan dari sumber ke tujuan yang berbeda di luar jangkauan transmisi, paket harus dikirimkan melewati satu atau lebih intermediate node seperti di tunjukan pada gambar 2.3

5 9 (a) Single Hop (b) Multi hop Gambar 2.3 Sifat routing pada jaringan ad hoc[4] 4. Dynamic Network Topology Pada jaringan dinamik, topologi dapat berubah-ubah dengan cepat dan tidak terduga, hal ini di karenakan oleh sifat node yang berpindah-pindah. Ketersambungan antara terminal yang ada juga dapat bervariasi setiap saat. Node yang terdapat dalam jaringan harus mampu melakukan routing secara dinamis seiring dengan perpindahan yang dilakukannya. Terlebih jika node membutuhkan ketersambungan dengan infrastruktur jaringan tetap seperti internet.

6 10 5. Fluctuating Link Capacity Pada jaringan ad hoc, kesalahan aliran bit-bit data pada koneksi secara nirkabel akan lebih sering terjadi. Gangguan dan interferensi akan lebih banyak daripada jaringan berkabel. Disamping itu terbatasnya bandwidth juga ditemui pada jaringan ad hoc. 6. Light-weight Terminal Umumnya, node pada jaringan ad hoc merupakan peralatan yang mobile dengan kapasitas proses CPU terbatas, ukuran memory kecil dan kapasitas daya kecil Karakteristik Jaringan Ad hoc Node-node pada jaringan ad hoc tidak hanya berperan sebagai pengirim dan penerima data, namun dapat berperan sebgai penunjang node yang lainnya misalnya router. Dengan demikian diperlukan adanya routing protocol dalam jaringan ad hoc untuk menunjang proses kirim dan terima antar node.

7 11 Berikut beberapa karakteristik jaringan ad hoc [4]: Multiple wireless link Setiap node yang mempunyai sifat mobile dapat memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node lainnya. Dynamic topology Karena sifat node yang mobile, maka topologi jaringan ini dapat berubah secara random dan memiliki masalah routing protocol yang lebih kompleks dibandingkan dengan jaringan wire dengan node yang tetap. Limited source Seperti masalah jaringan wireless lainnya, jaringan ad hoc dibatasi oleh masalah daya dan kapasitas memori Routing Jaringan Ad hoc Routing atau mekanisme penentuan link suatu node bekerja pada layer 3 OSI Layer (Layer Network). Protocol yang diperlukan untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke penerima akan melewati beberapa node penghubung (intermediate

8 12 node). Routing merupakan suatu permasalahan pada jaringan ad hoc yang disebabkan adanya keterbatasan bandwidth, energi dan cepatnya perubahan topologi jaringan. Pada jaringan ad hoc, setiap node harus dapat berfungsi sebagai host maupun router. Selain itu routing pada jaringan ad hoc juga bersifat multi hop, sehingga paket data dapat dikirimkan dari node sumber melalui beberapa node perantara sebelum mencapai node tujuan. routing seperti: Pada jaringan ad hoc, terdapat beberapa fungsi dasar a. Pembentukan jalur Routing berfungsi membangun jalur yang akan dilewati suatu paket berdasarkan informasi yang didapat dari seluruh node pada jaringan. b. Pemilihan jalur Diantara jalur-jalur yang ada, routing memilih jalur terbaik untuk dilewati paket berdasarkan informasi yang didapat dari seluruh node pada jaringan. c. Pengiriman data Routing akan meneruskan paket sepanjang jalur yang dipilih.

9 13 d. Pemeliharaan jalur Routing mengawasi jalur yang dipilih untuk mengirimkan paket agar dapat diketahui kondisi paket selama berada pada jaringan. Klasifikasi protocol routing pada jaringan ad hoc[5] Protocol routing pada jaringan ad hoc terbagi atas tiga jenis berdasarkan mekanisme pengupdatean informasi routing, yaitu 1. Table-driven routing protocol (Proactive) Pada protocol routing ini, setiap node menyimpan informasi mengenai topologi jaringan pada table routingnya masingmasing. Jika terjadi perubahan topologi jaringan, protokol ini akan mengubah table routing tersebut secara periodik. Pada jaringan yang memiliki topoologi yang selalu berubah-ubah, seperti jaringan ad hoc, routing jenis ini sulit untuk diimplementasikan. Hal ini disebabkan table routing memerlukan update yang hampir terus-menerus seiring dengan besarnya frekuensi perubahan topologi jaringan ad hoc. Protocol routing yang termasuk Table Driven diantaranya adalah Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV), Wireless Routing Protocol (WRP), Global State Routing (GSR), dan Cluster head Gateway Switch Routing (CGSR).

10 14 2. Reactive or on-demand routing protocol Pada routing jenis ini, jalur yang akan dilewati suatu paket yang akan dikirim ditentukan saat paket tersebut akan dikirim. Routing jenis ini sesuai untuk jaringan yang topologinya sering berubah-ubah, seperti jaringan ad hoc, tetapi tidak efektif digunakan jika jumlah node yang terdapat pada jaringan banyak. Ketidak efektifan ini timbul karena flooding yang dilakukan untuk menentukan jalur yang akan dilewati menyebabkan besarnya bandwidth yang digunakan. Beberapa contoh protocol routing yang termasuk jenis reactive adalah :. Ad hoc On Demand Distance Vector Protocol (AODV). Dynamic Source Routing Protocol (DSR). Temporally Ordered Routing Algorithm Protocol (TORA). Associativity -Based Routing (ABR) 3. Hybrid routing protocol Protokol yang termasuk ke dalam kategori ini mengkombinasikan kelebihan-kelebihan proactive/tabledriven routing dan reactive/on-demand routing. Setiap node yang berada di dalam daerah jangkauan sinyal suatu node atau di dalam suatu wilayah tertentu merupakan zona routing node tersebut. Di dalam zona ini, protokol yang

11 15 digunakan adalah reactive/table-driven. Sementara itu, di luar zona ini protokol yang digunakan adalah reactive/ondemand routing Ad hoc on demand Distance Vector Routing (AODV) Dari berbagai routing yang telah di sebutkan diatas, selanjutnya akan difokuskan pada pembahasan Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV), karena routing inilah yang akan dipergunakan sebagai protocol pada konfigurasi jaringan ad hoc yang akan diimplementasikan pada aplikasi video conference. AODV adalah sebuah routing protocol yang dibuatkan untuk jaringan MANET (Mobile Ad hoc Networking), dimana ini hanya akan membangun rute antara node jika diinginkan oleh sumber node. AODV akan memelihara rute tersebut sepanjang masih dibutuhkan oleh sumber node. AODV menggunakan sequence number untuk memastikan bahwa rute yang dihasilkan adalah loop free dan memiliki informasi routing yang paling update. AODV menciptakan suatu rute dengan menggunakan route request (RREQ) dan route reply (RREP). Route Request (RREQ) RREQ paket berisi source address, destination address, hop counter, source and destination sequence number dan

12 16 request ID. Nilai request ID akan bertambah satu setiap suatu sumber node mengirimkan RREQ yang baru dan digunakan sebagai identifikasi sebuah paket RREQ. Jika node yang menerima RREQ memiliki informasi rute menuju node destination, maka node tersebtu akan mengirim paket RREQ kembali menuju sumber node. Tetapi jika tidak mengetahui maka node tersebut akan membroadcast ulang RREQ ke node tetangga setelah menambahkan nilai hop counter. Node yang menerima RREQ dengan nilai source address dan request ID yang sama dengan RREQ yang diterima sebelumnya akan membuang RREQ tersebut. Gambar 2.4 Format Packet Route Request Ketika sumber node menginginkan suatu rute menuju node destination tetapi belum mempunyai rute yang benar, maka source node akan menginisialisasi route discovery proses untuk menemukan rute node destination. Source node akan membrodcast paket RREQ menuju node tetangga. Source sequence number digunakan oleh suatu node untuk memelihara informasi yang valid mengenai reverse path (jalur balik) menuju ke source node. Pada saat RREQ

13 17 mengalir menuju node destination yang diinginkan, dia akan menciptakan reverse path menuju ke node, setiap node akan membaca RREQ dan mengidentifikasi alamat dari node tetangga, sebaliknya jika nilai destination sequence number yang ada di node lebih besar atau sama dengan nilai yang ada di RREQ maka node tersebut akan mengirim RREP menuju source node dengan menggunakan reverse path yang telah dibentuk oleh RREQ. Route Reply (RREP) Ketika node lain dalam daerah jangkauan sinyal sumber node (node intermediate) menerima RREQ, node intermediate akan meneruskan RREQ tersebut. Node intermediate dapat menerima RREQ yang sama lebih dari satu kali. Jika node intermediate menerima RREQ yang sama (dapat diketeahui dengan mengecek source address dan destination address pada paket RREQ), node intermediate tidak akan meneruskan RREQ tersebut dan menghancurkannya. Semua node intermediate memasukan alamat node sebelumnya ketika meneruskan pengiriman paket RREQ. Sebuah timer digunakan untuk menghitung lamanya waktu sejak paket RREQ diteruskan hingga paket RREP yang dikirim kan oleh node destination diterima.

14 18 Jika paket RREP tidak diterima dalam jangka waktu yang telah ditentukan, informasi yang diterima oleh node intermediate yang berasal dari node sebelumnya akan dihapus. Namun, jika paket RREP diterima sebelum waktu yang ditentukan, informasi yang diterima oleh node intermediate yang berasal dari node sebelumnya disimpan sebagai informasi jalur untuk meneruskan paket data yang akan dikirmkan ke node destination. Node destination membuat paket RREP dengan format seperti pada Gambar 2.5 Gambar 2.5 Format Packet Route Reply Di dalam AODV setiap node bertanggung jawab untuk memelihara informasi rute yang telah disimpan di dalam routing table nya. Pada saat pengiriman data apabila terjadi perubahan topologi yang mengakibatkan suatu node tidak dapat dituju dengan menggunakan informasi rute yang ada di routing table, maka suatu node akan mengirimkan RRER (Route Error Packet) ke node tetangga dan node tetangga akan mengirimkan kembali RRER demikian seterusnya hingga menuju source node. Setiap node yang memperoleh RRER ini akan menghapus informasi yang mengalami error

15 19 di dalam routing table nya. Kemudian sumber node akan melakukan route discovery proses kembali apabila rute tersebut masih diperlukan. Berdasarkan penjelasan diatas, AODV memiliki beberapa kelebihan yaitu setiap node hanya perlu menyimpan informasi jalur yang diperlukan, sehingga besarnya memory yang diperlukan oleh setiap node dapat dikurangi. Selain itu, waktu yang diperlukan untuk membangun jalur menuju node destination dan penanganan terhadap terputusnya jalur lebih cepat. 2.3 Topologi Jaringan Topologi menggambarkan struktur dari suatu jaringan atau bagaimana sebuah jaringan didesain. Pola ini sangat erat kaitannya dengan metode access dan media pengiriman yang digunakan. Topologi yang ada sangatlah tergantung dengan letak geografis dari masing-masing terminal, kualitas kontrol yang dibutuhkan dalam komunikasi ataupun penyampaian pesan serta kecepatan dari pengiriman data. Dalam definisi topologi terbagi menjadi dua, yaitu topologi fisik yang menunjukan posisi pemasangan kabel secara fisik dan topologi logik yang menunjukan bagaimana suatu media diakses oleh host. Adapun topologi fisik umum digunakan dalam membangun sebuah jaringan adalah point to point.

16 20 Point to Point Jaringan kerja point to point merupakan jaringan kerja yang paling sederhana tetapi dapat digunakan secara luas. Pada jaringan ini kedua node mempunyai kedudukan yang setingkat, sehingga simpul manapun dapat memulai dan mengendalikan hubungan dalam jaringan tersebut. Data dikirim dari satu node ke node lainnya sebagai penerima, misalnya antara terminal dengan CPU. 2.4 Konsep Video Conference Video conference adalah seperangkat teknologi telekomunikasi interaktif yang memungkinkan dua pihak atau lebih di lokasi berbeda dapat berinteraksi melalui pengiriman dua arah audio dan video secara bersamaan. Video conference pada dasarnya memungkinkan sekelompok individu dimanapun yang terhubung untuk dapat mengadakan pertemuan secara simultan bersama-sama tanpa harus secara fisik bertemu dalam satu lokasi tertentu. Conference terbagi menjadi dua jenis, yaitu loosely coupled dan tightly coupled conference. Pada loosely/informal conference, pengirim tidak mengetahui identitas penerima pesannya dan biasanya digunakan oleh grupgrup riset. Sedangkan pada tightly/formal conference, para peserta mengetahui identitas peserta lainnya dan biasanya digunakan untuk keperluan bisnis dan one to one session

17 21 Berikut protokol yang telah direkomendasikan untuk conference oleh ITU (International Telecommunication Unio) adalah [6] : H.310 untuk jaringan ATM, H.320 untuk ISDN, H.321 untuk penggunaan H.320 diatas ATM, H. 323 untuk jaringan internal (contoh: jaringan internal perusahaan) H.324 untuk jaringan telepon analog dan system bergerak. Karena pada penelitian ini menggunakan Windows NetMeeting sebagai perangkat lunaknya, maka standar yang mendukung video conference adalah H Standar H.323 Standar H.323 merupakan rekomendasi ITU yang dirancang untuk menghubungkan rangkaian tradisional berbasiskan palayanan audio visual dan multimedia conference dengan jaringan berbasis paket data. Sistem H.323 menggabungkan berbagai standar yang ada, sehingga dapat melakukan conference baik yang bersifat point-to-point mapun multipoint.

18 22 H.323 memiliki beberapa elemen, yaitu [6] : Terminal Merupakan sarana bagi user untuk melakukan komunikasi dua arah. Gateway Merupakan elemen opsional yang berfungsi menghubungkan jaringan yang menggunakan standar H.323 dengan jaringan yang menggunakan standar lain. Gatekeeper Berfungsi melakukan penerjemahan alamat, manajemen bandwidth dan charging. MCU berguna saat melakukan multipoint conference. Walaupun H.323 dispesifikasikan untuk berfungsi pada berbagai jaringan berbasis paket data, kenyataannya hanya pada jaringan berbasis IP, H.323 hanya berfungsi seraca opsional. Untuk memastikan keandalan penyampaian sinyal call setup pada jaringan berbasis IP, protokol TCP (Transmission Control Protocol) baru akan digunakan.

19 23 Sementara itu, untuk pengiriman audio dan video, protokol yang digunakan adalah UDP (User Datagram Protocol) dan standar T.120 untuk pengiriman data. Ketika standar H.323 dijalankan di atas UDP, RAS (Registration, Admission, and Status) digunakan untuk melakukan setup call. Ketika standar H.323 dijalankan dengan protokol untuk transport adalah TCP, pesan call setup dikirimkan pada koneksi TCP pertama dan pemanggil (caller) membuat koneksi dengan yang dipanggil (callee). Terdapat empat macam pesan setup yang diperlukan yaitu Setup, Alerting, Connect, dan Release Complete. Operasi dan sintaks untuk pesan setup tersebut didefinisikan secara detail pada spesifikasi Q.931 dan H.225. Call signalling dispesifikasikan oleh standar H.245 dan menggunakan saluran call signalling H.225 yang andal untuk melakukan fungsi kontrol pada H.245. Setelah call signalling diterima oleh callee, selanjutnya logical channel terbuka, terdiri dari dua saluran untuk video dan satu saluran untuk audio. Gambar 2.6 menunjukkan urutan langkah-langkah yang harus dilakukan untuk membangun sebuah conference berdasarkan standar H.323.

20 24 Gambar 2.6 Urutan membangun sebuah conference berdasarkan standar H.323 [6]. 2.5 Software Ethereal [7] Untuk melakukan pengukuran, pengambilan data dilakukan saat video conferece berjalan. Adapun paket yang dikirimkan merupakan paket UDP (User Datagram Protocol). Dan untuk menganalisa paket-paket yang dikirimkan digunakan perangkat lunak, yaitu Ethereal. Sebuah analisa paket jaringan akan mencoba menangkap setiap paket jaringan dan mencoba untuk menampilkan data paket sedetail mungkin yang dapat ditampilkan dalam GUI (Graphical User Interface) dan data yang diperoleh dapat disimpan.

21 25 Gambar 2.7 Jendela Utama Ethereal Adapun langkah-langkah yang dilakukan untuk mengambil data menggunakan Ethereal adalah sebagai berikut: 1. Aplikasi video conference menggunakan perangkat lunak Windows NetMeeting dijalankan pada konfigurasi testbed yang telah ditentukan. 2. Setelah aplikasi video conference berjalan, Ethereal dijalankan setelah dilakukan setting terhadap Ethereal tersebut. Adapun settingan yang dimaksud adalah menentukan interface jaringan yang digunakan dan menentukan lamanya mengcapture paket yang lewat interface tersebut selama durasi yang tentukan pada setiap kondisi. Dengan

22 26 demikian, keseluruhan jenis paket yang lewat pada interface jaringan tersebut selama durasi yang ditentukan akan diketahui. 3. Untuk memperoleh statistic tertentu dari hasil capture tersebut, hasil capture yang didapatkan dapat difilter sesuai statistic yang diingkan. 2.6 Quality of Service untuk Aplikasi Video Conference pada Jaringan Ad hoc Quality of Service (QoS) didefinisikan sebagai suatu pengukuran tentang seberapa baik jaringan dan merupakan suatu usaha untuk mendefinisikan karakteristik dan sifat dari satu atau lebih jaringan. QoS didesain untuk membantu user menjaid lebih produktif dengan memastikan bahwa user mendapatkan performansi yang handal dari aplikasi berbasis jaringan [8]. Pada tulisan aplikasi video conference jaringan ad hoc ini, beberapa parameter QoS yang akan diukur adalah delay, packet loss dan throughput Delay Delay didefinisikan sebagai total waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu node ke node lain [9]. Besarnya delay yang terjadi dapat dipengaruhi oleh media transmisi yang digunakan dan keadaan trafik pada jaringan.

23 27 Pada jaringan ad hoc, delay juga dapat disebabkan oleh penentuan jalur yang baru dilakukan pada awal pengiriman Packet Loss Packet loss merupakan besarnya paket yang hilang selama pengiriman data dari satu node ke node lainnya, terjadi ketika satu atau lebih paket data perjalanan di seluruh jaringan komputer gagal mencapai node tujuan. [9]. Besar suatu packet loss dapat diketahui dengan menghitung besarnya selisih antara data yang dikirim sumber node dengan data yang diterima oleh tujuan node. Semakin besar paket maka akan semakin besar kemungkinan paket dan kinerja sistem akan terganggu Throughput Barbeda dengan bandwidth, throughput di definisikan sebagai banyaknya data yang melewati suatu saluran pada waktu tertentu atau dengan kata lain disebut dengan bandwidth aktual yang terukur pada suatu ukuran waktu tertentu dalam jalur yang digunakan.

24 28 Sebagai contoh untuk mendownload data yang berukuran 64 kb seharus nya dapat di download dalam waktu 1 detik, tetapi setelah diukur ternyata memerlukan waktu 4 detik. Jadi jika ukuran file yang di download adalah 64 kb, sedangkan waktu downloadnya adalah 4 detik, maka bandwidth yang sebenarnya atau bisa kita sebut sebagai throughput adalah 64 kb/4 detik = 16 kbps.