BAB II KOMUNIKASI DATA dan TEORI ANTRIAN 2.1 Komunikasi Data Secara sederhana, istilah komunikasi data (data communication) dapat diartikan sebagai perpindahan data dari satu tempat ke tempat lain melalui media tertentu. Sedangkan jaringan akan muncul ketika ada 2 atau lebih peralatan komunikasi data digunakan untuk menghubungkan data. Peralatan komunikasi ini dapat berupa apapun yang bersifat maya (virtual) yang dapat mengkomunikasikan data, misal komputer pribadi (Personal Computer/PC), server, mesin faximilli, printer, tape drive, atau lainnya. Dalam hal ini istilah internet (internetworking) dapat diartikan sebagai sebuah kumpulan 2 atau lebih jaringan yang dapat berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Jaringan Internet merupakan contoh paling populer dari internet. Perkembangan komunikasi data dan jaringan sangat dipengaruhi oleh kemunculan teknologi komputer. Pada awal tahun 1970-an, para pemakai/perusahaan merasakan adanya beban pekerjaan yang semakin banyak. Pada sisi lain, harga perangkat komputer besar sangat mahal, maka mulailah digunakan konsep proses terdistribusi /Distributed Processing. Dalam proses terdistribusi, beberapa pusat komputer (host) mengerjakan sebuah pekerjaan besar secara paralel untuk melayani banyak terminal yang terhubung secara seri di setiap pusat komputer. Proses terdistribusi memerlukan perpaduan teknologi komputer dan telekomunikasi, karena proses harus didistribusikan dan semua pusat komputer harus melayani terminal-terminalnya dalam sebuah perintah dari komputer pusat. Tahun 1972 merupakan awal kelahiran jaringan Internet, yaitu dengan adanya proyek yang menghubungkan antar jaringan komputer pada jaringan computer
ARPANET. Proyek tersebut telah menetapkan sebuah metoda baru untuk menghubungkan berbagai macam jaringan yang berbeda yang dikenal sebagai konsep gateway. Pada tahun 1973-1977, dikembangkan protocol TCP/IP (Transmission Control/Internetworking Protocol). Protokol ini digunakan untuk pengiriman informasi yang dikenal sebagai paket (packet). Hal ini mendorong semakin beragamnya penggunaan komputer dan jaringan, mulai dari menangani proses bersama maupun komunikasi data/informasi di antara komputer yang kemudian dikenal dengan istilah Peer to Peer System. Peer to Peer System memunginkan untuk menangani proses bersama maupun komunikasi data/informasi tanpa melalui komputer pusat. Kondisi ini mendorong munculnya teknologi jaringan lokal yang dikenal dengan sebutan Local Area Network/LAN. Dan ketika Internet muncul, maka sebagian besar LAN yang semula berdiri sendiri mulai dihubungkan sehingga membentuk jaringan global yang disebut Wide Area Netrwork/WAN. Gambar 2.1. Jaringan Komputer Model Distributed Processing Saat ini komunikasi data juga dikenal dengan sebutan jaringan (network) yang dapat dilihat pada gambar 2.1[1], hal ini karena proses komunikasi data akan melibatkan berbagai komponen penyusun yang membentuk suatu sistem jaringan. Istilah komunikasi data dan istilah jaringan telah menyatu menjadi komunikasi data dan jaringan, yang secara lebih spesifik merupakan suatu sistem komunikasi data
dalam jaringan komputer. Sehingga saat ini istilah komunikasi data, jaringan, jaringan komputer (computer network), atau komunikasi data dan jaringan komputer (data communication and computer network) dianggap sebagai istilah yang sama, karena dalam prakteknya proses komunikasi data dalam sistem jaringan telah memanfaatkan teknologi komputer. Sekalipun demikian, dalam awal sejarahnya sebenarnya komputer tidak dimaksudkan untuk tujuan komunikasi data, sehingga komunikasi data merupakan bagian terpisah dengan komputer. 2.1.1 Struktur Protokol Jaringan Model OSI OSI adalah singkatan dari Open Systems Interconnection. OSI dikembangkan oleh ISO (International Organization for Standardization). Dalam model struktur protocol OSI, protokol dibagi ke dalam 7 lapis layanan. Dalam struktur model yang berlapis ini, setiap lapis protokol akan melaksanakan bagian-bagian dari keseluruhan fungsi yang diperlukan dalam komunikasi data. Setiap lapis protocol akan diikuti oleh lapis protokol yang lebih rendah berikutnya untuk melaksanakan fungsi-fungsi yang lebih sederhana. Setiap lapis protokol yang lebih rendah memberikan layanan bagi lapis di atasnya. Dan perubahan yang terjadi dalam sebuah lapis tidak mempengaruhi lapis lainnya. Lapis (layer) layanan dalam protokol model OSI[1] adalah sebagai berikut: a. Application layer Lapis application layer bertanggungjawab memberikan layanan-layanan aplikasi bagi para pemakai akhir (end users), misal aplikasi FTP atau SMTP (e-mail). b. Presentation layer Lapis presentation layer bertanggungjawab memberikan 2 macam layanan, yaitu: 1. Translasi Translasi diperlukan karena sistem pengkodean pada setiap komputer para
pemakai bersifat spesifik (berbeda-beda) sehingga perlu translasi menjadi kode dalam standar Internasional 2. Proses enkripsi dan kompresi data Lapis presentation layer juga bertanggungjawab terhadap enkripsi dan kompresi data, meskipun juga akan ditangani oleh lapis lainnya. c. Session layer Lapis session layer bertanggungjawab memberikan 2 macam layanan, yaitu: 1. Mengelola pross komunikasi dua arah, misal sessions komunikasi. Sebagai contoh: ketika seseorang mengambil uang dari mesin ATM, berarti orang tersebut telah berpartisipasi dalam sebuah session 2. Memberikan layanan sinkronisasi d. Transport layer Setiap data/informasi yang dikirim melalui media komunikasi dalam jaringan akan diubah ke dalam bentuk unit-unit yang dapat dikelola yang disebut sebagai paket (packet). Lapis protocol transport layer bertanggungjawab untuk membuat paketpaket tersebut yang memuat data, alamat, urutan, serta mekanisme kontrol kesalahan (error control) terhadap data data/informasi yang dikomunikasikan e. Network layer Lapis network layer bertanggungjawab terhadap pengiriman paket-paket (pada lapis yang lebih rendah) dalam dua hal, yaitu: 1. Menambahkan alamat jaringan dan informasi lainnya ke dalam paket yang dikirimkan 2. Membuat keputusan rute yang harus dilalui oleh paket yang ditransmisikan melewati banyak jaringan
f. Data link layer Lapis data Link layer bertanggungjawab dalam 2 hal, yaitu: 1. Memberikan petunjuk kepada paket dalam melewati link dalam jaringan 2. Memberikan frame pada paket yang dikirimkan, yaitu dengan menambahkan alamat fisik tujuan ke dalam paket g. Physical layer Lapis physical layer bertanggungjawab melakukan translasi secara fisik dari informasi yang terkandung di dalam paket menjadi jalur sinyal secara aktual, sebagai contoh, bit 0 dan 1 dapat berarti tegangan positif/negatif atau tegangan rendah/tinggi. Lapis ini tidak menambahkan informasi apapun ke dalam paket yang diperoleh dari lapis di atasnya Gambar 2.2. Lapis Layanan Dalam Struktur Protokol Model OSI/ISO 2.1.2 Struktur Protokol Jaringan Model TCP/IP Struktur protokol model TCP/IP dikembangkan oleh DARPA (US Defense Advanced Research Project Agency) yang diperuntukkan untuk paket-paket yang dikirimkan melaui jaringan ARPANET. TCP/IP digunakan sebagai protokol dalam jaringan Internet.
Hampir sama dengan modle OSI, TCP/IP juga dibagi-bagi menjadi beberapa lapis protokol yang bertingkat. TCP/IP merupakan protokolstandar secara de facto. Gambar 2.3[1] menunjukkan lapis protokol dalam struktur protokol model TCP/IP. Gambar 2.3. Lapisan Protokol TCP/IP Protokol TCP/IP dikembangkan sebelum model OSI. Oleh karena itu, lapisan dalam protokol TCP / IP tidak sepenuhnya sama dalam model OSI. Protokol TCP / IP memiliki empat lapisan: host-to-jaringan, internet, transportasi, dan aplikasi. Namun, ketika lapisan TCP / IP dibandingkan dengan lapisan OSI, kita dapat mengatakan bahwa lapisan host-to-jaringan adalah setara dengan kombinasi fisik dan lapisan data link. Lapisan internet setara dengan lapisan jaringan, dan aplikasi lapisan secara kasar melakukan pekerjaan dari sesi, presentasi, dan lapisan aplikasi dengan lapisan transport di TCP/IP mengurus bagian dari tugas dari lapisan sesi. Jadi dapat kita asumsikan bahwa protokol TCP/IP terbuat dari lima lapisan: fisik, data link, jaringan, transportasi, dan aplikasi. Pertama empat lapisan menyediakan fisik standar, interface jaringan, internet working, dan fungsi transportasi yang sesuai dengan empat lapisan pertama model OSI.
TCP / IP merupakan protokol yang terdiri dari modul interaktif, yang masingmasing menyediakan fungsionalitas tertentu, namun modul tidak harus saling tergantung. Sedangkan model OSI yang berfungsi menentukan milik masing-masing lapisan tersebut, lapisan dari protokol TCP / IP berisi protokol yang relatif independen yang dapat dicampur dan disesuaikan tergantung kebutuhan dari system, berarti bahwa setiap protokol tingkat atas didukung oleh satu atau lebih rendah tingkat protokol. Pada lapisan transport, TCP / IP mendefinisikan tiga protokol: Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP), dan Transmission Control Stream Protocol (SCTP). Pada lapisan jaringan, protokol utama yang didefinisikan oleh TCP / IP adalah Internetworking Protokol. Struktur protokol model TCP/IP terdiri atas 4 lapis protokol, yaitu sebagai berikut: 1. Application Layer Pada layer ini terletak semua aplikasi yang menggunakan TCP/IP ini. Lapisan ini melayani permintaan pemakai untuk mengirim dan menerima data. Data tersebut kemudian disampaikan ke lapisan transport untuk diproses lebih lanjut. Contoh layanan yang diberikan adalah HTTP, FTP, dan SMTP. 2. Transport Layer Berisi protokol yang bertanggung jawab untuk mengadakan komunikasi antara dua host/komputer. Kedua protokol tersebut ialah TCP (Transmission Control Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol). Protokol ini bertugas mengatur komunikasi antara host dan pengecekan kesalahan. Data dibagi kedalam beberapa paket yang dikirim ke lapisan Internet dengan sebuah header yang mengandung alamat tujuan atau sumber dan checksum.
Pada penerima checksum akan diperiksa apakah paket tersebut ada yang hilang di perjalanan. 3. Network Layer (Internet Layer) Protokol yang berada pada layer ini bertanggung jawab dalam proses pengiriman paket ke alamat yang tepat. Pada layer ini terdapat tiga macam protokol, yaitu IP, ARP, dan ICMP. 4. Physical Layer (Network Interface Layer) Bertanggung jawab mengirim dan menerima data ke dan dari media fisik. Media fisiknya dapat berupa Ethernet, token ring, kabel, serat optic frame relay atau gelombang radio. Protokol pada layer ini harus mampu menerjemahkan sinyal listrik menjadi data digital yang dimengerti computer yang berasal dari peralatan. Operasi dalam protocol TCP/IP adalah memindahkan PDU sebagai data yang dialirkan dari satu sistem ke sistem lainnnya dalam jaringan sebagai paket-paket data. Bentuk paket PDU untuk data yang ditransmisikan melalui jaringan yang menggunakan protokol model TCP/IP ditampilkan oleh Gambar 2.4[1]. Gambar 2.4. Bentuk Paket PDU Untuk Data Dalam Protokol Model TCP/IP Akhirnya, jika struktur protokol model OSI dan TCP/IP dibandingkan, maka secara lebih jelas akan nampak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5[1].
Gambar 2.5. Perbandingan Struktur Protokol Model OSI dan TCP/IP Standar protokol adalah suatu himpunan petunjuk yang mengatur bagaimana sebuah hardware dan software akan dioperasikan dan (yang paling penting) bagaimana hardware dan software tersebut dapat saling dihubungkan dengan hardware dan software lainnya. Standar protokol dapat dibedakan menjadi dua macam[1], yaitu: 1. Standar protokol de facto, yaitu merupakan standar-standar protokol yang tidak diadobsi oleh bangunan protokol standar. Standar protokol de facto ini ditetapkan oleh masing-masing perusahaan pembuat hardware dan software, misal IBM, AT&T, Bell Labs, Digital Equipment Corp., Xerox Corp., dan termasuk Microsoft. 2. Standar protokol de jure, yaitu merupakan standar protokol yang diadobsi oleh bangunan protokol standar.
2.1 Teori Antrian Kata antrian datang, melalui perancis, dari bahasa Latin cauda, yang berarti ekor. Teori queueing umumnya dianggap sebagai sebuah cabang dari riset operasi karena hasil sering digunakan ketika membuat keputusan yang dibutuhkan untuk menyediakan layanan. Aplikasi yang sering ditemui dalam layanan pelanggan situasi serta transportasi dan telekomunikasi. Teori queueing langsung diterapkan pada sistem transportasi cerdas, call center, PABXs, jaringan, telekomunikasi, server queueing, mainframe komputer terminal queueing telekomunikasi, sistem telekomunikasi maju, dan arus lalu lintas. Notasi untuk menggambarkan karakteristik dari model antrian pertama kali diusulkan oleh David G. Kendall pada tahun 1953. Kendall's notasi diperkenalkan percobaan A / B / C queueing notasi yang dapat ditemukan dalam semua standar modern yang bekerja pada teori queueing. Notasi untuk menggambarkan karakteristik dari model antrian pertama kali diusulkan oleh David G. Kendall pada tahun 1953. Kendall's notasi diperkenalkan percobaan A / B / C queueing notasi yang dapat ditemukan dalam semua standar modern yang bekerja pada teori queueing A / B / C notasi menunjuk suatu sistem antrian yang memiliki waktu interarrival A sebagai distribusi, B sebagai waktu layanan distribusi, dan C sebagai jumlah server. Terdapat empat karakteristik system antrian yaitu, 1. Sumber Input Menggambarkan bentuk dan ukuran kedatangan konsumen pada fasilitas pelayanan yang kedatangannya mungkin saja tidak merata atau dapat mengikuti pola kedatangan poisson atau pola lain. Ukuran kedatangan konsumen yaitu jumlah total unit yang memerlukan pelayanan dari waktu ke waktu disebut juga total langganan potensial.
2. Antrian Karakteristik suatu antrian ditentukan oleh unit maksimum yang boleh ada didalam sistemnya yang terbatas maupun tidak terbatas. Struktur dasar model antrian adalah dimulai dari sumber input -- antrian untuk mendapatkan pelayanan -- satuan hasil pelayanan yang telah dilayani. 3. Distribusi Pelayanan Distribusi pelayanan berkaitan dengan cara memilih anggota antrian yang akan dilayani. Bentuk disiplin pelayanannya dapat berupa: a. First Come First Serve (FCFS) atau FIFO adalah system antrian yang mendahulukan yang dating lebih awal b. Last Come First Served (LCFS) atau LIFO, adalah yang datang terakhir akan lebih dahulu dilayani atau lebih dahulu keluar. c. Service In Random Order (SIRO) adalah pemanggilan didasarkan pada peluang secara acak, tidak jadi persoalan siapa yang lebih dahulu datang. d. Priority Service (PS), melayani lebih dahulu orang yang mempunyai prioritas lebih tinggi ketibang orang yang mempunyai prioritas lebih rendah. 4. Mekanisme Pelayanan Mekanisme pelayanan terdiri atas satu atau lebih fasilitas pelayanan yang masing-masing terdiri dari satu atau lebih saluran pelayanan. 2.2.1 Model Dasar Antrian Sebuah model dasar dari sebuah pusat layanan. Pelanggan datang ke pusat layanan disecara acak. Fasilitas pelayanan dapat memiliki satu atau beberapa server, setiap server yang mampu melayani satu pelanggan pada waktu (dengan satu perkecualian), layanan waktu yang dibutuhkan untuk setiap pelanggan juga
dimodelkan sebagai variabel acak. Penjelasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai berikut[4]: 1. Populasi pelanggan adalah ukuran yang tak terbatas, pelanggan ke-n C n tiba di waktu τ n. interarrival waktu t n antara dua pelanggan didefinisikan sebagai τ n : = τ n τ n-1. Dapat diasumsi bahwa interarrival waktu t n variabel-variabel acak yang iid, yaitu mereka yang independen satu sama lain dan semua t n diambil dari distribusi yang sama dengan fungsi distribusi dan fungsi kepadatan probabilitas a(t) = A(t) = Pr[t n t] 2. Layanan waktu ᵡn untuk masing-masing pelanggan Cn juga iid variabel acak dengan fungsi umum distribusi B(t) dan masing-masing fungsi kepadatan probabilitas b(t). Sistem antrian mungkin tidak hanya berbeda dalam distribusi mereka dari interarrival-dan waktu pelayanan, tetapi juga dalam jumlah server, ukuran garis tunggu (tak terbatas atau terbatas). Skema ini dapat menggunakan preemption atau tidak. Notasi Kendall digunakan untuk karakterisasi sistem antrian pendek. Sebuah sistem antrian deskripsi terlihat sebagai berikut[4]: A/B/m/N - S Dimana A menunjukkan distribusi dari waktu antar, B menunjukkan distribusi layanan kali, mdenotes jumlah server, N menunjukkan ukuran maksimum baris menunggu di terbatas kasus (jika N = 1 maka surat ini diabaikan) dan S opsional
menunjukkan disiplin layanan yang digunakan (FIFO, LIFO dan sebagainya). Jika S adalah layanan dihilangkan disiplin selalu FIFO. Sistem antrian yang paling sederhana, sistem M/M/1 (dengan FIFO layanan) kemudian dapat digambarkan sebagai berikut: kita memiliki sebuah server tunggal, sebuah jalur menunggu tak terbatas, yang interarrival pelanggan dan waktu iid berdistribusi eksponensial dengan parameter λ dan layanan pelanggan kali juga iid dan berdistribusi eksponensial dengan parameter μ. Kita terutama tertarik dalam solusi konstan, yaitu dimana sistem setelah waktu berjalan lama cenderung mencapai keadaan stabil, misalnya dimana distribusi pelanggan di sistem tidak berubah (membatasi distribusi). Hal ini juga harus dibedakan dari solusi sementara, di mana jangka pendek respon sistem terhadap berbagai aktivitas diselidiki (misalnya kedatangan batch). Tren umum dalam teori antrian adalah sebagai berikut: jika kedua waktu dan waktu interarrival layanan adalah eksponensial (Markov), mudah untuk menghitung berapa pun sistem antrian. 2.2.2 Teknik - Teknik Antrian Queuing adalah salah satu fungsi QoS yang menyimpan sementara paketpaket sebelum ditransmisikan. Jika paket-paket datang pada antrian paling akhir dari sebuah queue, maka paket-paket tersebut akan mengalami keterlambatan (delay). Berikut ini adalah beberapa teknik queuing dan penjelasannya[2]: 1. First In First Out Teknik antrian FIFO mengacu pada FCFS (First Come First Server), paket data yang pertama datang diproses terlebih dahulu. Paket data yang keluar terlebih dahulu di masukan ke dalam antrian FIFO, kemudian dikeluarkan sesuai dengan urutan kedatangan. Teknik antrian FIFO sangat cocok untuk
jaringan dengan bandwidth menengah 64kbps tetapi cukup menghabiskan sumber daya prosessor dan memori. Gambar 2.6. Model FIFO Gambar diatas menunjukkan kedatangan beberapa paket data yang berbeda waktu, paket pertama dari flow 8 yang tiba lebih awal dikeluarkan ke port terlebih dahulu oleh antrian FIFO. 2. Prioritas antrian Pada situasi tertentu kadangkala kita harus memutuskan suatu permasalahan dengan memilih salah satu solusi yang perlu di laksanakan terlebih dahulu dan hal ini di sebut prioritas. Hal ini sama jika kita memiliki bandwidth internet yang sempit, sedangkan ada transaksi penting yang tidak boleh di interupsi seperti layanan email smtp dan pop3. Traffic controll pada linux memberikan kita suatu fasilitas pengendalian prioritas trafik TCP/IP, kita dapat memberikan prioritas berdasarkan alamat port, IP address, subnet maupun jenis type of service. Prioritas di tandai dengan angka numerik 1 sampai dengan 100 misalnya, prioritas tertinggi dimiliki oleh angka 1 kemudian di ikuti dengan angka berikutnya.s
3. Stochastic Fairness Queuing (SFQ) Gambar 2.7. Prioritas Antrian Stochastic Fairness Queuing (SFQ) memiliki kemampuan membagi setiap paket data yang diterima dalam jumlah yang sama rata, setiap paket data yang telah terbagi dimasukkan ke dalam suatu antrian dan menunggu dikeluarkan oleh penjadwalan, antrian dikeluarkan dengan algoritma round robin. Berikut ini adalah opsi dari teknik antrian SFQ: a. Perturb nilai[detik] algoritma hash akan di konfigurasi ulang secara otomatis tergantung dari nilai yang diberikan [detik]. b. Quantum nilai[bytes] Jumlah paket data stream yang dizinkan untuk di keluarkan (dequeue) sebelum antrian lain diproses. Nilainya tidak boleh dibawah MTU (Maximum Transfer Unit), untuk ethernet 10/100Mbit nilai MTU nya 1500 bytes, periksa dengan perintah ifconfig. Gambar 2.8. Stochastic Fairness Queuing
4. Token bucket filter Token bucket filter (TBF) membatasi bandwidth dengan metode shape & drop, prinsip kerja menggunakan aliran token yang memasuki bucket dengan kecepatan (rate) konstan, jika token dalam bucket habis maka paket data akan di antri dan kelebihannya dibuang, setiap paket data yang dikeluarkan identik dengan token. Token dalam bucket akan lebih cepat habis jika aliran paket data melampaui kecepatan token memasukki bucket, jadi kita asumsikan bahwa trafik melebihi batas konfigurasi. Gambar 2.9. Token Bucket Filter 5. Filtering Paket data yang akan memasuki antrian melalui klasifikasi (class) sebelumnya disaring filter) terlebih dahulu, agar setiap paket bisa ditentukan jenisnya, alamat IP, alamat PORT dan TOS nya. Kemudian fungsi yang kedua, filtering digunakan untuk mengarahkan suatu paket agar ke tujuan yang benar, ke klasifikasi paket (class) sesuai dengan arah alirannya, contoh: Gambar 2.10. Klasifikasi paket
Pada gambar 2.10 menunjukkan paket dibagi menjadi 3 bagian, untuk dari port ssh (22), alamat tujuan 192.168.1.0/24 dan dari port POP3 (110), sedangkan bilangan heksadesimal 0xfff menunjukkan semua paket dari sport xx. Klasifikasi paket merupakan cara memberikan suatu kelas atau perbedaan pada setiap paket, hal ini dilakukan untuk mempermudah penanganan paket oleh antrian. Klasifikasi berbeda dengan filtering yang berfungsi mengarahkan dan menyaring aliran paket data. Contoh pada gambar 2.11 dibawah ini menunjukkan paket data dibagi menjadi tiga kelas 1:1, 1:2 dan 1:3 dan tiap kelas tersebut ditangani oleh teknik antrian (qdisc) 10: (tbf), 20:(sfq) dan 30: (pfifo). 6. Class Based Queue (CBQ) Gambar 2.11. Pembagian Paket Teknik klasifikasi paket data yang paling terkenal adalah CBQ, mudah dikonfigurasi, memungkinkan sharing bandwidth antar kelas (class) dan memiliki fasilitas user interface. CBQ mengatur pemakaian bandwidth jaringan yang dialokasikan untuk tiap user, pemakaian bandwidth yang melebihi nilai set akan dipotong (shaping), CBQ juga dapat diatur untuk sharing dan meminjam bandwidth antar class jika diperlukan.
Class Based Queueing (CBQ) adalah suatu mekanisme penjadwalan, bertujuan menyediakan Link Sharing antar kelas yang menggunakan jalur fisik yang sama, sebagai acuan untuk membedakan trafik ysng memiliki prioritasprioritas yang berlainan. Dengan CBQ, setiap kelas dapat mengalokasikan bandwidth miliknya untuk berbagai jenis trafik yang berbeda, sesuai dengan pembagiannya yang tepat untuk masing-masing trafik. Gambar 2.12. Model Dasar Antrian CBQ Cara kerja Class Based Queueing (CBQ) dimulai saat classifier menentukan paket yang datang dan menempatkan ke kelas yang tepat. Kemudian general scheduler menentukan bandwidth yang diperuntukkan untuk suatu kelas, estimator memeriksa apakah kelas-kelas mendapatkan bandwidth sesuai dengan yang dialokasikan. Jika suatu kelas kekurangan maka dengan bantuan link-sharing scheduler kelas yang memiliki bandwidth yang tidak terpakai bisa dipinjamkan ke kelas yang membutuhkan tambahan bandwidth. CBQ dapat menerapkan pembagian kelas dan menshare link bandwidth melalui struktur kelas-kelas secara hirarki. Setiap kelas memiliki antriannya masing-masing dan diberikan jatah bandwidthnya. Sebuah kelas child dapat meminjam bandwidth dari kelas parent selama terdapat kelebihan bandwidth. Gambar di atas ini menunjukkan model
dasar dari CBQ. Classifier akan mengarahkan paket-paket yang datang ke kelaskelas yang bersesuaian. Estimator akan mengestimasi bandwidth yang sedang digunakan oleh sebuah kelas. Jika sebuah kelas telah melampaui limit yang telah ditentukannya, maka estimator akan menandai kelas tersebut sebagai kelas yang overlimit. Scheduler menentukan paket selanjutnya yang akan dikirim dari kelaskelas yang berbeda-beda, berdasarkan pada prioritas dan keadaan dari kelas-kelas. Weighted round robin scheduling digunakan antara kelas-kelas dengan prioritas yang sama CBQ dengan link sharing memberikan keunggulan yaitu pemberian bandwidth yang tak terpakai bagi leaf class-nya. Ketika paket dating ke router akan mengantrikannya pada queue yang sesuai dengan priority class paket tersebut. Selanjutnya, router dapat menerapkan priority control yang akan mentransfer lebih banyak paketpaket berprioritas tinggi daripada paket berprioritas rendah. Pada CBQ terdapat beberapa komponen diantaranya adalah: 1. Classifier, bekerja dengan cara mengklasifikasikan paket-paket ke dalam class-class yang sesuai dengan menggunakan informasi yang ada di packet header. 2. General Scheduler, merupakan mekanisme penjadwalan bertujuan untuk membagi bandwidth saat seluruh kelas memiliki antrian paket. General Scheduler menjamin hak kuantitas layanan untuk tiap cabang class (leaf classes), dengan membagikan bandwidth sesuai dengan alokasinya masingmasing. General Scheduler bekerja apabila tidak terjadi kongesti pada router. 3. Link-sharing Scheduler, yang bertujuan membagikan bandwidth yang tak terpakai sesuai dengan struktur link-sharingnya. Link-sharing scheduler digunakan apabila terjadi kongesti pada router.
4. Estimator, akan menghitung bandwidth yang terpakai pada tiap kelas pada selang waktu tertentu untuk memastikan bahwa tiap kelas telah mendapatkan bandwidth sesuai bagiannya. Pada jenis antrian CBQ mempunyai beberapa parameter yang digunakan yaitu: a. avpkt Jumlah paket rata rata saat pengiriman b. Bandwidth lebar bandwidth kartu ethernet biasanya 10 100Mbit c. Rate Kecepatan rata rata paket data saat meninggalkan qdisc, ini parameter untuk men-set bandwidth. d. Cell Peningkatan paket data yang dikeluarkan ke kartu ethernet berdasarkan jumlah byte, misalnya 800 ke 808 dengan nilai cell 8. e. Isolated / sharing Parameter isolated mengatur agar bandwidth tidak bisa dipinjam oleh klas (class) lain yang sama tingkat / sibling. Parameter sharing menunjukkan bandwidth kelas (class) bisa dipinjam oleh kelas lain. f. Bounded / borrow Parameter borrow berarti kelas (class) dapat meminjam bandwidth dari klas lain, sedangkan bounded berarti sebaliknya. Disini kita akan menganalisa throughputnya. Throughput merupakan laju data aktual yang terukur pada suatu ukuran dalam waktu tertentu. Walaupun throughput memiliki satuan dan rumus yang sama dengan laju data, tetapi throughput lebih pada menggambarkan laju data yang sebenarnya (aktual) pada
suatu waktu tertentu dan pada kondisi dan jaringan internet tertentu yang digunakan untuk mendownload suatu file atau data dengan ukuran tertentu. Throughput = Ukuran Data Yang Diterima / Total Waktu Pengiriman Data 7. Hierarchy Token Bucket (HTB) Teknik antrian HTB mirip dengan CBQ hanya perbedaannya terletak pada opsi, HTB lebih sedikit opsi saat konfigurasi serta lebih presisi. Teknik antrian HTB memberikan kita fasilitas pembatasan trafik pada setiap level maupun klasifikasi, bandwidth yang tidak terpakai bisa digunakan oleh klasifikasi yang lebih rendah. Kita juga dapat melihat HTB seperti suatu struktur organisasi dimana pada setiap bagian memiliki wewenang dan mampu membantu bagian lain yang memerlukan, teknik antrian HTB sangat cocok diterapkan pada perusahaan dengan banyak struktur organisasi. Pada antrian HTB mempunya parameter yang menyusunnya dalam antrian yaitu: 1. Rate parameter rate menentukan bandwidth maksimum yang bisa dipakai oleh setiap class, jika bandwidth melebihi nilai rate maka paket data akan dipotong atau di jatuhkan (drop). 2. Ceil parameter ceil di set untuk menentukan peminjaman bandwidth antar class (kelas), peminjaman bandwith dilakukan class paling bawah ke kelas di atasnya, teknik ini disebut link sharing. 8. Random Early Detection (RED) Random Early Detection atau bisa disebut Random Early Drop biasanya dipergunakan untuk gateway / router backbone dengan tingkat trafik yang sangat
tinggi. RED mengendalikan trafik jaringan sehingga terhindar dari kemacetan pada saat trafik tinggi berdasarkan pemantauan perubahan nilai antrian minimum dan maksimum. Jika isi antrian dibawah nilai minimum maka mode 'drop' tidak berlaku, saat antrian mulai terisi hingga melebihi nilai maksimum maka RED akan membuang (drop) paket data secara acak sehingga kemacetan pada jaringan dapat dihindari. Pada antrian RED juga mempunya parameter yang menyusunnya yaitu: a. min Nilai rata rata minimum antrian (queue) b. max Nilai rata rata maksimum antrian, biasanya dua kali nilai minimum atau dengan rumus; max = bandwidth [Bps] * latency [sec] c. probability Jumlah maksimum probabilitas penandaan paket data nilainya berkisar 0.0 sampai dengan 1.0. d. limit Batas paling atas antrian secara riil, jumlah paket data yang melewati nilai limit pasti dibuang. Nilai limit harus lebih besar daripada 'max' dan dinyatakan dengan persamaan. limit = max + burst e. burst Digunakan untuk menentukan kecepatan perhitungan nilai antrain mempengaruhi antrian riil (limit). Untuk praktek nilainya kita set dengan rumus; burst = (min+min+max) / 3 * avpkt
f. avpkt Nilai rata rata paket data / trafik yang melintasi gateway RED, sebaiknya diisi 1000. g. bandwidth Lebar band (bandwidth) kartu ethernet. h. ecn Explicit Congestion Notification memberikan fasilitas gateway RED untuk memberitahukan kepada klien jika terjadi kemacetan. Device egress mengendalikan paket data yang keluar dari ethernet tapi tidak bisa membatasi jumlah rata rata paket yang memasuki ethernet. Policing mengendalikan paket data yang memasuki kartu ethernet melalui device ingress, administrator memberikan batas maksimum paket yang boleh melewati ingress dan policing akan membuang paket jika melebihi batas maksimum konfigurasi. Setting policing dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan iptables mangle dan kedua melalui cara manual. Pada iptables mangle paket yang memasuki device ingress diberikan tanda dengan opsi mangle dari iptables, paket tersebut kemudian diproses oleh policing. Pada cara manual paket data di filter dengan opsi match ip secara langsung. Klasifikasi paket data pada policing ada beberapa macam seperti berikut: a. fw Menggunakan iptables mangle untuk klasifikasi paket data. b. route Menggunakan ip route untuk klasifikasi paket data yang akan dikirimkan / di route ke lain subnet.
c. drop Paket data akan di buang atau di antrikan jika melampaui batas maksimum konfigurasi. d. continue Paket data jika melebihi batas maksimum konfigurasi akan di berikan ke klasifikasi berikutnya, jadi kita dapat membuat skala bandwidth pada device ingress. e. pass / ok Paket data yang melampaui batas maksimum konfigurasi boleh melintas. f. reclassify Paket data di klasifikasi oleh kelas berikutnya.