EVALUASI PERFORMANSI OLSR PADA JARINGAN WIRELESS MESH TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh SAMY YEVERSON DOO NIM : 23204075 Program Studi Teknik Telekomunikasi INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
ABSTRAK EVALUASI PERFORMANSI OLSR PADA JARINGAN WIRELESS MESH Oleh Samy Yeverson Doo NIM : 23204075 Wireless Mesh Network (WMN) terdiri dari 2 jenis node yaitu mesh router dan mesh client. Mesh router adalah pembentuk backbone WMN dengan mobilitas yang terbatas sementara mesh client bersifat statis maupun bergerak dan membentuk jaringan client mesh antara mereka. Mesh router dilengkapi dengan fungsi gateway dan bridge sehingga integrasi WMN dengan jaringan yang lain seperti internet, cellular, IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.16 dan lain sebagainya bisa diwujudkan dengan mudah. Selain itu, pengembangan WMN tidaklah terlalu sulit karena komponen-komponen yang dibutuhkan telah ada dalam bentuk protokol MAC IEEE 802.11, wired equivalent privacy (WEP), protokol routing jaringan ad hoc dan lain sebagainya. Beberapa protokol routing jaringan ad hoc mulai dipertimbangkan untuk dipakai pada WMN dimana salah satu diantaranya adalah Optimized Link State Routing (OLSR). OLSR adalah protokol routing proaktif yang selalu memperbaharui keadaan jaringan melalui pengiriman paket kontrol secara periodik. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan tuning terhadap interval waktu paket kontrol OLSR yaitu paket Hello dan Topology Control (TC) sehingga didapatkan standar interval waktu yang cocok pada jaringan client mesh. Digunakan 2 skenario jaringan yaitu scenario 1 dengan jumlah 25 node untuk menggambarkan jaringan yang kecil sedangkan dan scenario 2 dengan jumlah node 50 buah untuk jaringan yang besar. Jumlah koneksi yang dipakai pada scenario 1 adalah 10 dan 20 koneksi untuk mewakili jumlah koneksi yang kecil maupun besar sementara pada scenario 2 sebesar 20 dan 40 koneksi. Jenis trafik yang dipakai CBR, TCP maupun gabungan keduanya. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa untuk trafik CBR, interval Hello sebesar 1 detik merupakan hasil terbaik. Sedangkan bila trafik yang dipakai adalah TCP maka interval Hello terbaik adalah 3 detik. Dengan mempertimbangkan throughput, packet drop maupun packet control yang dihasilkan maka interval Hello sebesar 2 detik dan interval TC 7 detik ternyata memberikan hasil rata-rata yang lebih baik dari interval standar OLSR. Kata kunci: Tuning OLSR, WMN, Performansi i
ABSTRACT PERFORMANCE EVALUATION OF OLSR IN WIRELESS MESH NETWORK By Samy Yeverson Doo NIM : 23204075 Wireless Mesh Network (WMN) consists of two types of nodes: mesh routers and mesh clients. Mesh routers have minimal mobility and form the backbone of WMNs whereas mesh clients can be either stationary or mobile and form a client mesh network among themselves and with mesh routers. The integration of WMN with other networks such as the internet, cellular, IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.16, sensor networks, etc., can be accomplished easily through the gateway and bridging function in the mesh router. Deploying a WMN is not too difficult, because all the required components are already available in the form of ad hoc network routing protocol, IEEE 802.11 MAC protocol, wired equivalent privacy (WEP) security, etc. Several kinds of ad hoc routing protocols have been considered to be used in WMN. Optimized Link State Routing (OLSR) protocol is one of them. OLSR is a proactive link state routing protocol that always updates networks changes through broadcasting control packet periodically. The aim of this research is to tune the time interval of OLSR control packet; which are Hello packet and Topology Control (TC) packet so that the compatible time interval standard can be achieved in client mesh network. There are two scenarios used: 25 nodes for small networks and 50 nodes for the large ones. The amount of connection is 10 and 20 for the first scenario, 20 and 40 for the second scenario. The types of traffic used are CBR, TCP or both. The result shows that for CBR traffic, 1 second Hello interval is the best result. When TCP traffic is used, the best Hello interval is 3 seconds. Considering the result of throughput, packet drop and packet control, Hello interval of 2 seconds and TC interval of 7 seconds give better result than standard interval OLSR. Keywords: OLSR tuning, WMN, performance. ii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung. Perpustakaan yang meminjam tesis ini untuk keperluan anggotanya harus mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal peminjam. iii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala karunia yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ini. Pertama-tama, penulis mengucapkan terima kasih kepada Papa dan Mama di Kuanino dan Naikoten, Nona, Oni, Je o, Eddy, Boe, Ridho, Vicko dan juga Linda atas doa dan dukungan semangat yang diberikan tanpa putus kepada penulis. Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat dalam kepada Dr. Ir. Hendrawan dan Ir. Nana Rahmana, M.Eng., selaku pembimbing yang telah banyak memberikan pemahaman, tuntunan serta pengarahan dalam proses penyelesaian karya tulis ini. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada Dr. Ir. Suhartono Tjondronegoro dan Dr. Ir. Ridwan Efendi, selaku wali akademik yang dengan sabar memberikan pengarahan dan bimbingan akademik selama masa studi. Terima kasih kepada seluruh staf pengajar dan karyawan Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung, khususnya Laboratorium Telematika dan Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro atas segala bantuan selama ini. Penulis ucapkan pula terima kasih kepada rekan-rekan mahasiswa Sekolah Pasca Sarjana Bidang Teknik Telekomunikasi Angkatan 2004 dan juga teman-teman dari QuePunk : Om David, Om Abas, Om Jejo, Don, Dance, Erlan, Ete dan lainnya atas bantuan yang diberikan selama studi dan penulisan karya tulis ini. Akhir kata, penulis berharap hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Bandung, Juni 2007 Penulis iv
DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR SINGKATAN... x Bab 1 Pendahuluan... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Metode Penelitian... 3 1.5 Sistematika Pembahasan... 4 Bab 2 Teori Dasar... 5 2.1 Jaringan Wireless Mesh... 5 2.1.1 Arsitektur Jaringan... 5 2.1.2 Karakteristik Jaringan... 8 2.1.3 Skenario Aplikasi... 8 2.1.4 Jaringan Mesh IEEE 802.11... 10 2.1.5 Protokol Routing... 11 2.2 Optimized Link State Routing (OLSR)... 14 2.2.1 Elemen-elemen OLSR... 14 2.2.2 Pendeteksian Node Tetangga... 14 2.2.3 MPR Flooding... 15 2.2.4 Informasi Topologi... 17 2.2.5 Format Paket OLSR... 18 2.2.6 Format Pesan Hello... 20 2.2.7 Format Pesan Topology Control... 21 2.2.8 Standar Tipe Pesan dan Interval Waktu OLSR... 22 v
Bab 3 Parameter Simulasi... 24 3.1 Parameter Performansi... 24 3.2 Network Simulator ns2... 25 3.3 Skenario Simulasi... 26 3.3.1 Skenario 1... 26 3.3.2 Skenario 2... 27 Bab 4 Evaluasi Performansi... 24 4.1 Skenario 1... 29 4.1.1 Trafik CBR 10 Koneksi... 29 4.1.2 Trafik CBR 20 Koneksi... 31 4.1.3 Trafik TCP 10 Koneksi... 33 4.1.4 Trafik TCP 20 Koneksi... 35 4.1.5 Trafik Gabungan 10 Koneksi... 36 4.1.6 Trafik Gabungan 20 Koneksi... 40 4.2 Skenario 2... 43 4.2.1 Trafik CBR 20 Koneksi... 43 4.2.2 Trafik CBR 40 Koneksi... 44 4.2.3 Trafik TCP 20 Koneksi... 46 4.2.4 Trafik TCP 40 Koneksi... 48 4.2.5 Trafik Gabungan 20 Koneksi... 49 4.2.6 Trafik Gabungan 40 Koneksi... 53 Bab 5 Kesimpulan dan Saran... 56 5.1 Kesimpulan... 56 5.2 Saran... 56 DAFTAR PUSTAKA... 57 vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jaringan Infrastruktur/Backbone Mesh... 6 Gambar 2.2 Client Mesh... 7 Gambar 2.3 Hybrid Mesh... 7 Gambar 2.4 Jaringan Rumah Pita Lebar... 8 Gambar 2.5 Jaringan Antar Tetangga... 9 Gambar 2.6 Wireless Metropolitan Area Network... 10 Gambar 2.7 Teknik Flooding... 16 Gambar 2.8 Format Paket Protokol OLSR... 18 Gambar 2.9 Format Pesan Hello... 21 Gambar 2.10 Format Pesan TC... 21 Gambar 3.1 Penempatan wireless node untuk skenario 1... 27 Gambar 3.2 Penempatan wireless node untuk skenario 2..... 28 Gambar 4.1 Throughput CBR 10 Koneksi... 29 Gambar 4.2 Packet Drop CBR 10 Koneksi... 30 Gambar 4.3 Packet Control CBR 10 Koneksi... 30 Gambar 4.4 Throughput CBR 20 Koneksi... 31 Gambar 4.5 Packet Drop CBR 20 Koneksi... 31 Gambar 4.6 Packet Control CBR 20 Koneksi... 32 Gambar 4.7 Throughput TCP 10 Koneksi... 33 Gambar 4.8 Packet Drop TCP 10 Koneksi... 33 Gambar 4.9 Packet Control TCP 10 Koneksi... 34 Gambar 4.10 Throughput TCP 20 Koneksi... 35 Gambar 4.11 Packet Drop TCP 20 Koneksi... 35 Gambar 4.12 Packet Control TCP 20 Koneksi... 36 Gambar 4.13 Throughput Trafik Gabungan 10 Koneksi (CBR)... 37 Gambar 4.14 Packet Drop Trafik Gabungan 10 Koneksi (CBR)... 37 Gambar 4.15 Throughput Trafik Gabungan 10 Koneksi (TCP)... 38 Gambar 4.16 Packet Drop Trafik Gabungan 10 Koneksi (TCP)... 38 Gambar 4.17 Packet Control Trafik Gabungan 10 Koneksi... 39 vii
Gambar 4.18 Throughput Trafik Gabungan 20 Koneksi (CBR)... 40 Gambar 4.19 Packet Drop Trafik Gabungan 20 Koneksi (CBR)... 40 Gambar 4.20 Throughput Trafik Gabungan 20 Koneksi (TCP)... 41 Gambar 4.21 Packet Drop Trafik Gabungan 20 Koneksi (TCP)... 41 Gambar 4.22 Packet Control Trafik Gabungan 20 Koneksi... 42 Gambar 4.23 Throughput CBR 20 Koneksi... 43 Gambar 4.24 Packet Drop CBR 20 Koneksi... 43 Gambar 4.25 Packet Control CBR 20 Koneksi... 44 Gambar 4.26 Throughput CBR 40 Koneksi... 45 Gambar 4.27 Packet Drop CBR 40 Koneksi... 45 Gambar 4.28 Packet Control CBR 40 Koneksi... 46 Gambar 4.29 Throughput TCP 20 Koneksi... 46 Gambar 4.30 Packet Drop TCP 20 Koneksi... 47 Gambar 4.31 Packet Control TCP 20 Koneksi... 47 Gambar 4.32 Throughput TCP 40 Koneksi... 48 Gambar 4.33 Packet Drop TCP 40 Koneksi... 48 Gambar 4.34 Packet Control TCP 40 Koneksi... 49 Gambar 4.35 Throughput Trafik Gabungan 20 Koneksi (CBR)... 50 Gambar 4.36 Packet Drop Trafik Gabungan 20 Koneksi (CBR)... 50 Gambar 4.37 Throughput Trafik Gabungan 20 Koneksi (TCP)... 51 Gambar 4.38 Packet Drop Trafik Gabungan 20 Koneksi (TCP)... 51 Gambar 4.39 Packet Control Trafik Gabungan 20 Koneksi... 52 Gambar 4.40 Throughput Trafik Gabungan 40 Koneksi (CBR)... 53 Gambar 4.41 Packet Drop Trafik Gabungan 40 Koneksi (CBR)... 53 Gambar 4.42 Throughput Trafik Gabungan 40 Koneksi (TCP)... 54 Gambar 4.43 Packet Drop Trafik Gabungan 40 Koneksi (TCP)... 54 Gambar 4.44 Packet Control Trafik Gabungan 40 Koneksi... 55 viii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter Simulasi... 25 ix
DAFTAR SINGKATAN Singkatan Nama Pemakaian pertama kali AODV Ad-hoc On demand Distance Vector 2 CBR Constant Bit Rate 3 DCF Distributed Coordination Function 3 DREAM Distance Routing Effect Algorithm for Mobility 2 DSDV Destination Sequence Distance Vector 2 DSR Dynamic source Routing 2 ESS Extended Service Set 10 FSR Fisheye Source Routing 2 HSR Hierarchical State Routing 2 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 1 IETF Internet Engineering Task Force 11 MAC Medium Access Control 3 WMAN Wireless Metropolitan Area Network 8 MANET Mobile Ad hoc Network 2 MPR Multi Point Relay 14 NIC Network Interface Card 5 OFLSR Optimized Fish-eye Link State Routing 2 OLSR Optimized Link State Routing 2 TBRPF Topology Broadcast Reverse Path Forwarding 2 TC Topology Control 2 TCP Transport Control Protocol 3 TORA Temporally Ordered Routing Algorithm 2 UDP User Datagram Protocol 34 WiFi Wireless Fidelity 5 WLAN Wireless Local Area Network 9 WMN Wireless Mesh Network 1 ZRP Zone Routing Protocol 2 x