1.1 Latar belakang masalah 1 BAB I PENDAHULUAN Jaringan hybrid wireless ad hoc adalah gabungan antara jaringan infrastruktur dengan MANET yang memungkinkan adanya node yang bergerak bebas/mobile yang dapat saling berkomunikasi melalui infrastruktur atau Access Point (AP) [5,7,11]. Jaringan Manet adalah adalah sekumpulan mobile node yang berkomunikasi melalui kanal nirkabel tanpa infrastruktur jaringan dan administrasi terpusat [10]. Pada hybrid ad hoc wireless, infrastruktur yang ada dapat berfungsi sebagai jembatan atau router yang dapat mengkomunikasikan antara node satu dengan yang lain sehingga keterbatasan jangkauan pada Infrastrukur dapat diperluas dengan adanya MANET tersebut. Ketika node-node yang terhubung pada infrastruktur ingin melakukan komunikasi/pengiriman paket data ke MANET maka komunikasi antar node mengakibatkan terbentuknya jaringan hybrid wireless ad hoc. Node-node yang berada pada infrastruktur bersifat lokal dengan mobilitas rendah, sedangkan node-node yang berada pada MANET bersifat global dengan mobilitas tinggi. Untuk melakukan komunikasi antar node dibutuhkan protokol routing untuk mencari dan menemukan jalur komunikasi yang terbaik dengan memperhitungkan jarak antar node-node (distance vector) sehingga dapat terjadi sinkronisasi antar node-node baik di infrastruktur maupun MANET. Protokol routing berdasarkan sifat pencarian rute dibagi dua, yaitu proaktif dan reaktif [9]. Protokol proaktif (Table Driven) adalah protokol yang melakukan update table routing secara periodik jika ada perubahan link sedangkan protokol reaktif (On- Demand) adalah protokol yang melakukan update table routing pada saat dibutuhkan/adanya permintaan pembuatan rute link. Gabungan protokol proaktif dan reaktif menghasilkan protokol routing hybrid. Contoh sebagian dari protokol Proaktif adalah OLSR, DSDV, WRP. Contoh sebagian dari Protokol Reaktif adalah AODV, DSR, TORA. Contoh sebagian dari Protokol Hybrid adalah ZRP, HARP, SHARP, ZHLS. Gambar 1-1. Hybrid Ad Hoc Wireless Topology Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 7
Protokol ZRP ini bukan protokol nyata dalam pengujiannya melainkan framework yang terdiri dari 4 protokol yaitu : NDP (Neighbour Discovery Protocol), IARP (Intrazone Routing Protocol), IERP (Interzone Routing Protocol), dan BRP (Bordercast Resolution Protocol) melakukan broadcast ke node tetangganya [14]. Protokol NDP untuk memastikan ada link antar node tetangga dengan mengirim pesan HELLO. Protokol IARP yang berada dalam zona bersifat proaktif ini tidak terlalu dibahas dalam penelitian ini karena node-node dalam zona mobilitas rendah dapat terdeteksi antar node kemungkinan kecil terjadinya hidden node problem. Protokol IERP yang berada luar zona bersifat reaktif dengan mobilitas tinggi dan kemungkinan besar terjadi hidden node problem disebkan oleh jarak yang begitu jauh dari node sumber yang berada dalam zona sama. Dengan bantuan protokol BRP kepada IERP maka penemuan rute ke IARP dalam zona dapat disinkronisasikan. Protokol BRP perantara kedua protokol IERP dan IARP yang memberikan route request dimana protokol ini tidak sepenuhnya protokol routing melainkan dapat berfungsi sebagai layanan pengiriman paket (packet delivery service) tetapi protokol BRP ini juga memiliki kontrol khusus pada node-node yang jaraknya jauh (interzone) dari node-node berada dalam zona (intrazone) yang sama. Protokol AODV memiliki sifat broadcast ke node tetangganya, dalam pencarian memiliki destination sequence number dengan memiliki 2 komponen pencarian rute, yaitu route discovery : RREQ (Route Request) dan RREP (Route Reply), route maintenance : RERR (Route Error) [4]. Kelebihan ZRP adalah lebih fleksibel dalam topologi jaringan yang besar, sedangkan AODV protokol routing yang dapat melakukan broadcast ke tetangganya, efisien dalam pencarian rute, dapat mengurangi routing overhead, dapat menangani eror link, dan dapat stabil meskipun terjadi perubahan topologi jaringan. Kekurangan ZRP adalah semakin kompleks dalam pencarian rute yang melibatkan beberapa protokol routing sedangkan AODV membutuhkan alokasi waktu pada saat pengiriman paket. Pada penelitian ini akan dievaluasi performansi ZRP dan DSDV dalam pencarian jalur routing yang optimal pada jaringan hybrid ad hoc, yang disimulasikan pada simulator ns-2.33 [3]. Routing protocl ZRP akan dipatching pada simulasi kali ini, karena simulator yang digunakan yaitu, NS-2.33 tidak mensupport routing protocol ZRP [2,16]. Sehingga solusi dari routing protocol yang didapat mampu menjadi mekanisme yang efektif dalam menghadapi masalah proses pencarian jalur yang efektif. Hasil evaluasi akan membuktikan protocol mana yang lebih baik dalam pencarian jalur routing yang optimal 1.2 Perumusan masalah Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah : a. Bagaimana menemukan solusi terbaik pada masalah pencarian jalur routing distance vector. b. Bagaimana protokol routing ZRP dapat menyelesaikan masalah pencarian jalur routing distance vector pada AODV. Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 8
Hipotesis Bahwa dengan berbagai kondisi kejadian yang ada saat simulasi pencarian routing dari node sumber menuju node tujuan maka penelitian ini dapat menghasilkan protokol ZRP lebih baik daripada AODV atau sebaliknya. 1.3 Batasan Masalah Dalam pengerjaan tugas akhir, permasalahan diatas dibatasi dengan asumsi sebagai berikut : a. Jaringan Nirkabel yang digunakan Hybrid Ad-hoc Wireless. b. Parameter yang digunakan dalam pengujian kinerja protokol routing adalah Routing Overhead, Convergence Time, Packet Delivery Ratio (PDR), Packet Loss Ratio (PLR). c. Protokol Routing yang digunakan adalah ZRP (Zone Routing Protocol) dan Ad hoc On- Demand Distance Vector (AODV). d. Trafik data yang digunakan adalah FTP karna paket data yang digunakan TCP. e. Pemodelan simulasi pada hybrid ad hoc wireless menerapkan model propagasi (Perambatan) dengan two ray ground. f. Simulasi jaringan dilakukan dengan menggunakan Network Simulator v2 (NS-2) sesuai dengan modul patch protokolnya. g. Adanya gangguan pada kanal tidak terdapat dalam simulasi. h. Infrastruktur jaringan yang digunakan berupa router atau AP yang berbentuk topologi Wireless Local Area Network (WLAN). i. Ketinggian node tidak mempengaruhi kekuatan sinyal melainkan jarak dan kecepatan. 1.4 Tujuan Parameter Uji 1) Routing Overhead (RO) : Rasio antara jumlah paket routing dengan paket data yang berhasil diterima. 2) Convergence time : waktu yang diperlukan untuk berbagi informasi routing, menghitung jalan terbaik (best path), dan memperbarui tabel routing. Semakin cepat konvergensi, semakin disukai protokol Routing. 3) Packet Delivery Ratio (PDR) : hasil bagi antara paket yang diterima dengan paket yang dikirim. 4) Packet Loss Ratio (PLR) : hasil pengurangan dari paket yang dikirim dengan paket yang diterima. Penelitian tugas akhir ini bertujuan sebagai berikut : Untuk menghasilkan protokol mana yang terbaik dalam mengatasi pencarian optimal jalur routing distance vector dari parameter uji yang digunakan sebagai pembandingnya. Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 9
1.5 Metodologi penyelesaian masalah Metodologi yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a. Studi literature Pada tahap ini dilakukan pencarian masalah untuk tugas akhir yang akan dibuat dan pengumpulan informasi/data keseluruhan sistem yang akan dirancang dari jurnal, internet, dan lain-lain. 1) Mempelajari Instalasi Network Simulator. 2) Mempelajari Modul Network Simulator untuk melakukan pengujian. 3) Mempelajari hal-hal tentang hybrid ad hoc seperti : karakteristik, kelebihan, dan kelemahannya, permasalahan pada hybrid serta pemodelan simulasinya. 4) Mempelajari Hal-hal mengenai protokol ad hoc. 5) Mempelajari Algoritma routing protokol ad hoc. b. Analisis dan Perancangan Sistem Pada tahap ini dilakukan analisis kebutuhan dan perancangan sistem untuk merumuskan solusi yang tepat dalam pembuatan aplikasi serta hal apa yang dapat dilakukan untuk mengimplementasikan rancangan tersebut. 1) Mempersiapkan routing protokol yang akan diuji. 2) Melakukan pembangunan konsep pemodelan simulasi pada hybrid ad hoc seperti : Model Propagasi (Perambatan). 3) Pemodelan simulasi ini menerapkan metode basic access dan RTS/CTS. 4) Strategi pengujian model : skenarionya melakukan refleksi/pemantulan dengan direct path antara transmitter dan receiver sehingga node-node akurat dalam memperkirakan kekuatan sinyal yang akan diterimanya apabila terjadi scalability. c. Implementasi Pada tahap ini dilakukan implementasi sistem secara menyeluruh. Pengimplementasian dilakukan dengan pedoman-pedoman yang diperoleh pada tahap sebelumnya. 1) Instalasi Network Simulator dan modul modul protokol routingnya. 2) Menjalankan program Network Simulator untuk melakukan tahap uji kerja. 3) Pemodelan dengan propagasi pada jaringan hybrid wireless ad hoc yang digunakan two ray ground. d. Ujicoba dan Evaluasi Pada tahap ini dilakukan ujicoba terhadap sistem yang dibuat, tujuannya untuk menemukan kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi serta melakukan evaluasi/perbaikan untuk lebih menyempurnakan sistem yang dibuat. Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 10
1) Melakukan uji kerja protokol routing yang digunakan. 2) Menghasilkan trafik kerja protokol routing yang digunakan. 3) Menentukan protocol yang lebih baik untuk menyelesaikan pencarian jalur optimal routing distance vector pada hybrid wireless ad hoc. Topologi Jaringan Hybrid Wireless Ad Hoc : Infrastruktur WLAN MANET MANET MANET Infrastruktur Access Point (AP) Gambar 1-2. Jaringan Hybrid Wireless Ad Hoc = Infrastruktur + MANET Infrastruktur = Access Point (AP), Router Wireless sekaligus Access Point adalah Wireless lan (WLAN). MANET = Handphone, laptop, kendaraan berbasis wireless yang menggunakan GPS. Skenario Pengujian : Saya memulai pengujian dengan total 13 nodes dan 3 cluster, yaitu : 1 node sebagai Access Point (AP), 2 node sebagai Gateway, 4 node yg merupakan laptop yg membentuk jaringan Infrastruktur, dan 6 node yg lainnya merupakan handphone yang merupakan node MANET. Cluster 1 terdiri dari : AP dan laptop yg merupakan Jaringan Infrastruktur, cluster 2 terdiri dari: gateway 1 dan handphone (3 buah), dan cluster 3 terdiri dari: gateway 2 dan handphone (3 buah). Dengan adanya variasi pergerakan node pada MANET (Handphone) ini, saya bisa mendapatkan hasil analisa grafik kualitas protokol ZRP dan AODV berdasarkan parameter uji yang telah diberikan. Cara meneliti pencarian jalur optimal routing distance vector dengan berbagai kondisi seperti : Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 11
1) Awalnya node-node pada MANET (handphone) tidak bergerak. Dilakukan pengiriman paket data yg berada pada cluster 2 melalui gateway 1 sebagai jembatan dari salah satu handphone menuju cluster 3, handphone yg terhubung ke gateway 2. 2) Ketika ada suatu node pada MANET (Handphone) yg berada di cluster 1 sudah melakukan perubahan posisi (bergerak), sedangkan node MANET pada cluster 2 tidak bergerak. Dilakukan pengiriman paket data yg berada pada cluster 2 melalui gateway 1 sebagai jembatan dari salah satu handphone menuju cluster 3, handphone yg terhubung ke gateway 2 maka dari sana node tersebut akan mencari jalur routing untuk melakukan komunikasi sehingga data dapat terkirimkan. 3) Ketika ada suatu node pada MANET (Handphone) yg berada di cluster 1 sudah melakukan perubahan posisi (bergerak), sedangkan node MANET pada cluster 2 juga ikut bergerak. Dilakukan pengiriman paket data yg berada pada cluster 2 melalui gateway 1 sebagai jembatan dari salah satu handphone menuju cluster 3, handphone yg terhubung ke gateway 2 maka dari sana node tersebut akan mencari jalur routing optimal untuk melakukan komunikasi sehingga data dapat terkirimkan. 4) Ketika ada suatu node pada MANET (Handphone) yg berada di cluster 1 sudah melakukan perubahan posisi (bergerak) sebelumnya dan kembali ke posisi semula, sedangkan node MANET pada cluster 2 juga demikian. Dilakukan pengiriman paket data yg berada pada cluster 2 melalui gateway 1 sebagai jembatan dari salah satu handphone menuju cluster 3, handphone yg terhubung ke gateway 2 maka dari sana node tersebut akan mencari jalur routing untuk melakukan komunikasi sehingga data dapat terkirimkan. Evaluasi : Dari pengujian tersebut didapat evaluasi grafik analisa protokol routing ZRP dan AODV dengan berbagai variasi pergerakan node sehingga penelitian dapat menentukan protokol routing ZRP atau AODV yang terbaik dalam mengatasi pencarian jalur optimal routing distance vector. Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 12
e. Penyusunan Buku Tugas Akhir Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan yang menjelaskan dasar teori dan metode yang digunakan dalam tugas akhir ini serta hasil dari implementasi aplikasi perangkat lunak yang telah dibuat. 1) Membuat laporan data-data dari hasil uji berupa : gambar, grafik, dan tabel tabel routing protokol. 2) Kesimpulan dari hasil penelitian tugas akhir. 3) Saran dari hasil penelitian tugas akhir. Routing Protocol (ZRP) pada Ad-hoc Hybrid Jaringan Wireless 13