ANALISIS PERFORMANSI ROUTER MAXPROP PADA VEHICULAR AD HOC NETWORK BERBASIS DELAY TOLERANT NETWORK PERFORMANCE ANALYSIS OF MAXPROP ROUTER ON VEHICULAR AD HOC NETWORK BASED DELAY TOLERANT NETWORK TUGAS AKHIR Disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Program Studi Strata 1 Teknik Telekomunikasi Oleh: YASIR AHMAD ABDILLAH 1101110038 FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS TELKOM BANDUNG 2015
ITT-AK-FEK- UNIVERSITAS TELKOM No. Dokumen PTT-FM-004/001 Jl. Telekomunikasi No. 1 Ters. Buah Batu Bandung 40257 No. Revisi 00 FORMULIR LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Berlaku efektif 02 Mei 2011 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS PERFORMANSI ROUTER MAXPROP PADA VEHICULAR AD HOC NETWORK BERBASIS DELAY TOLERANT NETWORK PERFORMANCE ANALYSIS OF MAXPROP ROUTER ON VEHICULAR AD HOC NETWORK BASED DELAY TOLERANT NETWORK Disusun Oleh: YASIR AHMAD ABDILLAH 1101110038 Telah disetujui dan disahkan sebagai Proposal Tugas Akhir Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Telkom Bandung, 20 Agustus 2015 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Tody Ariefianto Wibowo, S.T., M.T. Leanna Vidya Yovita, S.T., M.T. (NIK. 10820584-1) (NIK. 08830413-1) ii
ITT-AK-FEK- UNIVERSITAS TELKOM No. Dokumen PTT-FM-004/001 Jl. Telekomunikasi No. 1 Ters. Buah Batu Bandung 40257 No. Revisi 00 FORMULIR PERNYATAAN ORISINALITAS Berlaku efektif 02 Mei 2011 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Nama : Yasir Ahmad Abdillah NIM : 1101110038 Alamat : Jalan Ngadiwinatan NG I/1106 RT 67 RW 13 Komplek PDAD No. 45, Ngampilan, Yogyakarta No. Telp/HP : 082217321731 E-mail : yasirahmadabdillah@gmail.com Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini merupakan karya orisinal saya sendiri,dengan judul: ANALISIS PERFORMANSI ROUTER MAXPROP PADA VEHICULAR AD HOC NETWORK BERBASIS DELAY TOLERANT NETWORK PERFORMANCE ANALYSIS OF MAXPROP ROUTER ON VEHICULAR AD HOC NETWORK BASED DELAY TOLERANT NETWORK Atas pernyataan ini, saya siap menanggung resiko/sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila di kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap kejujuran akademik atau etika keilmuan dalam karya ini, atau ditemukan bukti yang menunjukkan ketidakaslian karya ini. Bandung, 20 Agustus 2015 Yasir Ahmad Abdillah NIM : 1101110038 iii
ABSTRAK Pada VANET sulit untuk membangun komunikasi end-to-end antara sumber dan tujuan karena cakupan dari node terbatas dan selalu bergerak dengan cepat. Salah satu jaringan yang dapat digunakan sebagai solusi adalah Delay Tolerant Network (DTN). Apabila jaringan terputus saat dalam perjalanan maka data akan disimpan pada node terakhir sehingga tidak diperlukan membangun hubungan dari awal lagi. Pada Delay Tolerant Network, bandwidth dan buffer yang digunakan sangat terbatas. Akibat keterbatasan ini, kinerja jaringan DTN secara keseluruhan ditentukan oleh skema dan jenis routing yang digunakan. Protokol MaxProp menggunakan beberapa mekanisme dalam upaya meningkatkan delivery rate dan meminimalkan latency yang disampaikan oleh paket. MaxProp memberikan prioritas yang lebih tinggi untuk paket baru, dan juga upaya untuk mencegah penerimaan paket yang sama dua kali. MaxProp mempunyai performansi yang buruk dengan buffer yang kecil, bisa dikatakan MaxProp akan lebih baik digunakan pada buffer yang tinggi. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa besar buffer router Maxprop untuk lokasi simulasi yaitu Buah Batu, Bandung paling baik pada nilai buffer 15 MB. Berdasarkan dua skenario pengujian, buffer 15 MB memiliki performansi paling baik dibanding besar buffer 5 MB dan 10 MB. Semakin besar paket data yang dikirimkan akan menghasilkan nilai latency dan packetloss yang semakin besar. Sebaliknya akan menghasilkan nilai packet delivery ratio yang semakin kecil. Kata Kunci : Delay Tolerant Network, MaxProp, latency, packetloss, packet delivery ratio iv
ABSTRACT VANET can t establish end-to-end communication between the source and destination node because of limited coverage and fast movement. Delay Tolerant Network (DTN) is one of network that can be used as a solution. If the network is disconnected while on the way the data will be stored on the last node so it is not necessary to restart connection. On Delay Tolerant Network, bandwidth and buffer used are very limited. As a result of these limitations, the overall DTN network performance is determined by the scheme and the type of routing that is used. MaxProp protocol uses several mechanisms in an effort to improve the delivery rate and minimize latency delivered by the package. MaxProp give higher priority to the new package, and also an attempt to prevent the receipt of the same package twice. MaxProp has poor performance with a small buffer. The simulation results showed that a large buffer for the location Maxprop router simulation at Buah Batu Street in Bandung City is best at the value of 15 MB buffer. Based on the two test scenarios, 15 MB buffer has a good performance compared to most large buffer 5 MB and 10 MB. The greater the transmitted data packets will generate greater value of packetloss and latency. Otherwise, it will generate smaller value of packet delivery ratio. Keyword : Delay Tolerant Network, MaxProp, latency, packetloss, packet delivery ratio v
KATA PENGANTAR Puji Syukur Alhamdulillah, penulis persembahkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa mencurahkan taufik, hidayah, dan inayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada junjungan, Rasulullah Muhammad SAW, yang akan kita nantikan safa atnya di hari akhir nanti. Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat kelulusan tahap Sarjana teknik pada program studi Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Telkom. Judul yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah, Analisis Performansi Router Maxprop pada Vehicular Ad Hoc Network Berbasis Delay Tolerant. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Kritik dan saran bisa dialamatkan ke yasirahmadabdillah@gmail.com Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya dan bagi dunia pendidikan pada umumnya. Bandung, 20 Agustus 2015 Penulis vi
UCAPAN TERIMA KASIH Syukur Alhamdulillah, penulis persembahkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa mencurahkan taufik, hidayah, dan rahmat-nya, serta Nabi Muhammad Rasulullah SAW yang selalu menjadi junjungan umat Islam, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Performansi Router Maxprop pada Vehicular Ad Hoc Network Berbasis Delay Tolerant. Penulis menyadari bahwa selama penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapat banyak bantuan, perhatian, dukungan, dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Ayahanda : Ir. Djino Subando yang telah mendidik putra-putranya tanpa mengenal lelah dengan selalu menjadi suri tauladan buat keluarganya dan Ibuku : dr. Niken Palupi tercinta yang telah membesarkanku serta mendukung mendoakan putra-putranya di setiap nafasnya. Terima kasih atas segala kasih sayang, doa, motivasi, dan pengorbanan besar yang telah kalian berikan. 2. Keluarga besar kontrakan Adriyana 2 : Fanny, Galih, Erlina, Yudha, Indah, Ganang, Vitasari, Imron, Ines yang telah memberikan semangat, hiburan, dan tempat masukan. Senang berteman dengan kalian. Semoga kita semua sukses. 3. Bapak Tody Ariefianto Wibowo, S.T., M.T. selaku pembimbing I dan Ibu Leanna Vidya Yovita, S.T., M.T. selaku pembimbing II, terima kasih telah meluangkan waktu, memberikan ilmu, memberikan masukan dan bimbingannya sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Septhian Dwi Putra Prabowo (Kibo) dan Adrian Kurnia Dewantoro (Mbek) yang sudah menjadi teman belajar yang baik dan menyenangkan semasa kuliah. 5. Para dosen dan guru-guru penulis yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terimakasih atas ilmu yang telah engkau berikan semoga jadi amal jariyah. vii
6. Keluarga besar HMTT, TELCO XXXV yang sudah memberikan semangat, informasi terpenting, dukungan, tempat curhat dan masukan serta tempat menghilangkan penat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Senang bekerja sama dan berteman dengan kalian semua. Semoga TELCO dapat merajai kerajaan telekomunikasi di Indonesia. 7. Keluarga besar KCL 2014 yang telah memberikan banyak pengalaman berharga dalam banyak hal. Tetaplah menjadi keluarga walaupun waktu memisahkan. 8. Terimakasih juga kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Bandung, 20 Agustus 2015 Penulis viii
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi UCAPAN TERIMA KASIH... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR ISTILAH... xiv BAB I... 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Penelitian Terkait... 2 1.3 Perumusan Masalah... 2 1.4 Tujuan... 3 1.5 Batasan Masalah... 3 1.5 Metodologi Penelitian... 4 1.7 Sistematika Penulisan... 5 BAB II... 7 DASAR TEORI... 7 2.1 Vehicular Adhoc Network... 7 2.2 Delay Tolerant Network... 7 2.3 Routing... 11 2.4 Routing Protokol pada Delay Tolerant Network... 12 ix
2.4.1 MaxProp... 12 A. Pemodelan MaxProp... 13 B. Mekanisme MaxProp... 14 2.5 Simulasi DTN... 18 2.5.1 Mobility Simulator... 18 2.5.2 ONE Simulator... 19 BAB III... 21 PERANCANGAN... 21 3.1 Sarana Penunjang Simulasi... 21 3.1.1 Perangkat Keras... 21 3.1.2 Perangkat Lunak... 21 3.2 Tahapan Perancangan... 21 3.3 Penentuan Parameter... 23 3.3.1 Daerah Perancangan... 23 3.3.2 Jumlah Node... 23 3.3.3. Mobiilitas... 24 3.3.4. Kecepatan Node... 25 3.3.5. Tipe MAC... 26 3.3.6. Buffer... 26 3.3.7. Packet Size... 27 3.4 Parameter Pengukuran... 28 BAB IV... 29 ANALISIS... 29 4.1 Analisa Performansi Router Maxprop Terhadap Besar Buffer... 29 4.1.1 Latency... 29 x
4.1.2 Packetloss... 32 4.1.3 Packet Delivery Ratio... 34 4.2 Analisa Performansi Router Maxprop Terhadap Besar Paket... 36 4.2.1 Latency... 36 4.2.2 Packetloss... 37 4.2.3 Packet Delivery Ratio... 39 BAB V... 41 PENUTUP... 41 5.1 KESIMPULAN... 41 5.2 SARAN... 42 DAFTAR PUSTAKA... 43 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Komunikasi Antar Kendaraan (Inter-vehicle Communication)... 7 Gambar 2.2. Layer Internet dan Layer DTN... 9 Gambar 2.3. Metode Store and Forward... 10 Gambar 2.4. MaxProp Routing Strategi... 13 Gambar 2.5. Flowchart Cara Kerja Router Maxprop... 14 Gambar 2.6. Penghitungan MaxProp Path Cost... 15 Gambar 2.7. Tampilan OpenJump... 19 Gambar 2.8. Tampilan ONE Simulator... 20 Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan dan Simulasi VANET Berbasis DTN. 22 Gambar 3.2. Topologi Jaringan... 23 xii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Parameter Perancangan 1... 24 Tabel 3.2. Parameter Perancangan 2... 27 Tabel 4.1. Latency Terhadap Perubahan Buffer... 29 Tabel 4.2. Packetloss Terhadap Perubahan Buffer... 32 Tabel 4.3. Packet Delivery Ratio Terhadap Perubahan Buffer... 34 Tabel 4.4..Latency Terhadap Perubahan Buffer... 36 Tabel 4.5. Packetloss Terhadap Perubahan Buffer... 37 Tabel 4.6. Packet Delivery Ratio Terhadap Perubahan Buffer... 39 xiii
DAFTAR ISTILAH VANET DTN ONE Simulator WKT MAC TCP Vehicular Ad Hoc Network Delay Tolerant Network Opportunistic Networking Environment Simulator Well Know Test Media Acces Control Transmission Control Protocol xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Vehicular Ad hoc Network (VANET) termasuk dalam jaringan komunikasi nirkabel dan merupakan pengembangan dari MANET (Mobile Ad hoc Network) dimana komunikasi dilakukan melalui link nirkabel yang terdapat pada setiap node. Tujuan awal VANET adalah meningkatkan keselamat pengguna jalan dan kenyamanan penumpang saat berkendara. Tiap node pada VANET berfungsi sebagai penerima ataupun router pada jaringan. Mobilitas node yang tinggi merupakan karakteristik dasar VANET yang menyebabkan perubahan yang cepat pada topologi jaringan. Pada VANET sulit untuk membangun komunikasi end-to-end antara sumber dan tujuan karena cakupan dari node terbatas dan selalu bergerak dengan cepat. Salah satu jaringan yang dapat digunakan sebagai solusi adalah Delay Tolerant Network (DTN). Apabila jaringan terputus saat dalam perjalanan maka data akan disimpan pada node terakhir sehingga tidak diperlukan membangun hubungan dari awal lagi. Delay Tolerant Network adalah sebuah jaringan yang dirancang untuk dapat beroperasi secara lancar pada jarak yang sangat jauh. Dalam kondisi seperti itu, latensi yang sangat panjang biasanya diukur dalam jam atau hari tidak dapat dihindari. Delay Tolerant Network juga merupakan model arsitektur yang meningkatkan keamanan infrastruktur jaringan dari akses yang tidak sah. [1] Pada Delay Tolerant Network, bandwidth dan buffer yang digunakan sangat terbatas. Akibat keterbatasan ini, kinerja jaringan DTN secara keseluruhan ditentukan oleh skema dan jenis routing yang digunakan [2]. Protokol MaxProp menggunakan beberapa mekanisme dalam upaya untuk meningkatkan delivery rate dan meminimalkan latency yang disampaikan oleh paket. MaxProp menggunakan beberapa mekanisme untuk menentukan paket yang ditransmisikan dan dihapus. MaxProp memberikan prioritas yang lebih tinggi untuk paket baru, 1
dan juga upaya untuk mencegah penerimaan paket yang sama dua kali. MaxProp mempunyai performansi yang buruk dengan buffer yang kecil, bisa dikatakan MaxProp akan lebih baik digunakan pada buffer yang tinggi [3]. Tugas Akhir ini melakukan simulasi VANET berbasis Delay Tolerant Network dengan menggunakan router MaxProp dengan peta daerah Buah Batu, Bandung, Jawa Barat. Selanjutnya dilakukan analisis performansi router MaxProp untuk mengetahui pengaruh besar buffer dan besar paket untuk mendapatkan latency, packetloss, dan packet delivery ratio. 1.2 Penelitian Terkait [4] MaxProp sebagai protokol yang efektif untuk Routing DTN, terutama untuk penyebaran DTN secara nyata. MaxProp menyatukan penjadwalan paket untuk transmisi ke node lain dan menentukan mana paket harus dihapus ketika buffer yang rendah pada ruang. Selain itu, telah diidentifikasi beberapa mekanisme pada MaxProp yang saling melengkapi untuk meningkatkan kinerja kemungkinan jalur berdasarkan routing, termasuk system-wide acknowledgments, hoplists yang menunjukkan penerima selanjutnya, dan prioritas untuk paket baru menggunakan adaptive threshold. MaxProp bahkan lebih baik dari protokol yang memiliki akses ke oracle yang tahu jadwal pertemuan antara rekan-rekan. MaxProp menunjukkan performanya baik di lingkungan bervariasi dengan DTN. 1.3 Perumusan Masalah Masalah yang akan dibahas pada penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut, 1. Berapa besar buffer untuk mendapatkan nilai latency, packetloss, packet delivery ratio yang bagus pada jaringan VANET berbasis DTN menggunakan peta daerah Buah Batu, Bandung, Jawa Barat dengan berbagai macam skenario? 2. Bagaimana mengatur pergerakan node sesuai dengan standar pe-routingan yang ada dalam DTN dengan aplikasi Open Jump? 3. Bagaimana mensimulasikan transmisi data pada DTN dengan menggunakan ONE Simulator? 2
4. Bagaimana pengaruh menggunakan router MaxProp pada latency, packetloss, packet delivery ratio? 5. Bagaimana pengaruh perubahan buffer terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan dengan router MaxProp? 6. Bagaimana pengaruh perubahan besar paket terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan dengan router MaxProp? 1.4 Tujuan Tujuan yang ingin dicapai oleh penulis pada penelitian ini adalah, 1. Menentukan besar buffer untuk mendapatkan nilai latency, packetloss, packet delivery ratio yang bagus pada jaringan VANET berbasis DTN menggunakan peta daerah Buah Batu, Bandung, Jawa Barat dengan berbagai skenario. 2. Mensimulasikan pergerakan node sesuai dengan standar pe-routing-an pada DTN, 3. Mendapatkan hasil simulasi yang optimum dengan menggunakan ONE Simulator, 4. Menganalisa pengaruh router MaxProp terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan, 5. Menganalisa pengaruh besar buffer terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan, 6. Menganalisa pengaruh besar paket terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan. 1.5 Batasan Masalah Batasan masalah dalam penyusunan penelitian ini adalah sebagai berikut, 1. Tipe pe-routing-an yang akan dibahas adalah MaxProp. 2. Penelitian ini tidak membahas tentang pengaruh mobility movement terhadap latency, packetloss, packet delivery ratio pada jaringan, 3. Penentuan pergerakan node menggunakan software Open Jump. Dimana setiap node dibuatkan jalur sesuai keadaan lapangan. Digunakan peta daerah 3
Buah Batu, Bandung, Jawa Barat sebagai daerah perancangan. Node yang digunakan berupa angkot, dengan jumlah node 5, 10, 15, 20, 25, dan 30. 4. Simulasi pe-routing-an pada DTN menggunakan software ONE Simulator. 5. Mobilty movement yang digunakan untuk simulasi yaitu map based movement yang dirancang dengan software Open Jump. 6. Kecepatan kendaraan yang digunakan pada simulasi 0-40 km/jam. 7. Ukuran data yang dikirimkan sebesar 1 MB, 2 MB, 3 MB, dan 4 MB. 8. Ukuran buffer yang digunakan sebesar 5, 10, dan 15 MB. 9. Pengujian router MaxProp dilakukan dengan menghitung parameter QoS dengan mencari nilai latency, packet loss, dan packet delivery ratio pada jaringan DTN menggunakan router MaxProp. 1.5 Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan penulis dengan metode-metode sebagai berikut, 1. Studi Literatur Sumber bacaan berupa jurnal, artikel yang diperoleh dari internet yang berhubungan dengan Vehicular Adhoc Network, Delay Torlerant Network, MaxProp router, Open Jump dan ONE Simulator. 2. Penentuan Parameter Pada tahap ini dilakukan penentuan parameter berdasarkan dengan dasar teori yang didapatkan dari studi literatur. 3. Perancangan Sistem Pada tahap ini dilakukan simulasi jaringan VANET berbasis DTN menggunakan router MaxProp dengan bantuan software OpenJump. 4. Simulasi Tugas akhir ini akan mensimulasikan jaringan VANET berbasis DTN menggunakan router MaxProp. 5. Pengujian dan Analisis Hasil 4
Simulasi dan analisis QoS data dilakukan dengan menghitung nilai latency, packet loss, dan packet delivery ratio pada jaringan DTN menggunakan router MaxProp. 6. Penyusunan Laporan Tugas Akhir Membuat dokumentasi dari semua tahapan proses diatas berupa laporan yang berisi tentang dasar teori dan hasil tugas akhir ini. 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika Penulisan yang digunakan dalam tugas akhir ini antara lain: BAB I PENDAHULUAN Pada bab I ini, dijelaskan mengenai latar belakang, tujuan penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisikan teori dasar mengenai Vehicular Adhoc Network, Delay Torlerant Network, router MaxProp dan berisikan penjelasan mengenai hal yang berkaitan dengan tugas akhir ini. BAB III PERANCANGAN SISTEM Bab ini berisikan perancangan daerah perancangan, jumlah node DTN, kecepatan node, tipe MAC, besar data, besar buffer, mobilitas node dengan studi kasus Buah Batu, Bandung, Jawa Barat. BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS HASIL SIMULASI Bab ini membahas tentang simulasi dan analisis hasil simulasi router MaxProp pada DTN yang telah dibuat dengan parameter yang telah ditentukan dan menganalisis 5
dari hasil pengukuran tersebut untuk dapat mengetahui nilai latency, packetloss, dan packet delivery ratio pada jaringan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari hasil perancangan dan saransaran yang berupa tidak lanjut yang bisa dilakukan pada pengembangan selanjutnya. 6
BAB II DASAR TEORI 2.1 Vehicular Adhoc Network Vehicular Ad hoc Network (VANET) merupakan konsep subset dari Mobile Ad Hoc Network (MANET) dimana kendaraan bertindak sebagai node pada jaringan. VANET tergolong ke dalam jaringan komunikasi nirkabel dimana komunikasi terjadi melalui link nirkabel yang dipasang di setiap node. Tiap node pada VANET berlaku sebagai partisipan ataupun router pada jaringan, sebagai node utama atau intermediate node yang berkomunikasi di dalam radius transmisinya. Mobilitas node yang tinggi merupakan karakteristik dasar VANET yang menyebabkan perubahan yang cepat pada topologi jaringan. Tujuan utama VANET adalah untuk meningkatkan keselamat pengguna jalan dan kenyamanan penumpang. Hal ini tentunya memerlukan implementasi protokol routing yang sesuai dengan karakteristiknya di dalam jaringan. [5] Adapun pemodelan transfer pesan pada VANET sebagai berikut : Gambar 2.1. Komunikasi Antar Kendaraan (Inter-vehicle Communication) 2.2 Delay Tolerant Network Delay Tolerant Network adalah sebuah jaringan yang dirancang dapat beroperasi pada jarak yang sangat jauh dengan lancar. Dalam kondisi seperti itu, latency yang sangat panjang tidak dapat dihindari, biasanya diukur dalam jam atau 7
hari. Delay Tolerant Network juga merupakan model arsitektur yang meningkatkan keamanan infrastruktur jaringan dari akses yang tidak sah. [1] Munculnya Delay Tolerant Network (DTN) sebagai teknologi dengan arsitektur komunikasinya terbentuk melalui jaringan yang memiliki koneksi sering terputus-putus dikarenakan mobilitas node yang selalu bergerak. [6]. Sistem teknologi ini mengadopsi teknologi transmisi data dengan sistem store-carryforward, sebuah node menyimpan pesan di dalam buffer, membawanya dalam kondisi bergerak, selanjutnya mengirim ketika memasuki jangkauan transmisi dari node yang lain sampai ke tujuan pengiriman. [7] Konsep Delay Tolerant Network (DTN) pertama kali dikenalkan oleh Kevin Fall [8] untuk diterapkan pada jaringan dengan waktu tunda yang lama dan koneksi yang tidak dapat dipastikan. DTN merupakan arsitektur jaringan untuk menyediakan solusi bagi jaringan yang memiliki konektivitas yang terputus-putus, long delay, kecepatan data yang berbeda dan undelivered rate yang tinggi. DTN menyediakan model komunikasi store-carry-forward, yaitu model komunikasi yang dapat mengirimkan data berupa bundle yang dapat disimpan dan diteruskan oleh DTN. Model komunikasi ini bertumpu pada mobilitas node untuk mengirimkan data antara node yang terpisah secara geografis. DTN menerapkan konsep simpan dan teruskan seperti yang digunakan sistem pos. Keseluruhan pesan atau pecahannya (fragment) dipindahkan dari tempat penyimpanan di sebuah titik (node) ke titik lain pada jalur antara sumber dan tujuan. Arsitektur DTN menyediakan metode interkoneksi antara gateway yang heterogen atau proxy dengan menyediakan rute untuk pesan secara store and forward. Arsitektur DTN menyediakan layanan yang hampir sama dengan email, namun lebih menekankan pada penamaan (naming), rute (routing), dan kemampuan keamanan. Node tidak selalu mendukung kemampuan yang diperlukan oleh arsitektur tersebut, kemungkinan karena tidak didukung oleh layer aplikasi proxy yang berfungsi sebagai aplikasi DTN. Fall [8] menyatakan bahwa arsitektur DTN didasarkan pada sejumlah prinsip sebagai berikut: 8
1. penggunaan variabel tunda (delay) yang panjang dalam komunikasi bertujuan membantu dan meningkatkan kemampuan jaringan dalam menyediakan penjadwalan atau keputusan pemilihan jalur yang mungkin dilalui, 2. penggunaan sintaks penamaan yang mendukung berbagai penamaan dan konvensi pengalamatan untuk meningkatkan interoperabilitas, 3. penggunaan penyimpanan (storage) dalam jaringan untuk mendukung operasi store and forward pada beberapa jalur dimana tidak terdapat jalur end-to-end, dalam rentang waktu yang panjang; dalam hal ini tidak mengharuskan kehandalan jalur end-to-end, 4. menyediakan mekanisme keamanan yang melindungi infrastruktur dari penggunaan yang tidak sah dengan pemutusan lalu lintas (traffic) secepat mungkin, 5. menyediakan layanan, pilihan pengiriman, dan mempertahankan umur data dan memberikan kesempatan pada jaringan agar mengirim data dengan lebih baik sehingga memenuhi kebutuhan pada aplikasi. Gambar 2.2. Layer Internet dan Layer DTN [1] Bundle merupakan unit dasar data berupa ukuran variabel dan signal yang diperlukan untuk melintasi jaringan DTN [9]. Bundle layer atau bundle protokol merupakan protokol utama yang digunakan dalam DTN. Bundle layer terkait dengan spesifikasi region layer dibawahnya, sehingga memungkinkan program aplikasi dapat berkomunikasi dengan beberapa region lainnya. Bundle layer bertugas menyimpan dan meneruskan keseluruhan atau sebagian bundle di antara 9
node. Suatu bundle layer protokol digunakan pada saat melintasi semua jaringan (region) dalam DTN. Sebaliknya, layer di bawah bundle layer (layer transport, network, link, physical), dipilih sesuai dengan lingkungan komunikasi pada setiap region [10]. Gambar 2.2 menunjukkan letak bundle layer pada DTN diperbandingan dengan layer internet. Bundle layer berada di antara layer transport dan application dalam layer OSI. Sebuah protokol bundle layer digunakan di seluruh jaringan yang tercakup dalam DTN [11]. DTN menerapkan konsep simpan dan teruskan seperti yang digunakan sistem pos. Keseluruhan pesan atau pecahannya (fragment) dipindahkan dari tempat penyimpanan di sebuah titik (node) ke titik lain pada jalur antara sumber dan tujuan. Durasi penyimpanan pesan atau data pada setiap node DTN, secara signifikan lebih lama dari durasi penyimpanan pada router TCP/IP. Jadi semua node DTN yang berada pada suatu jaringan, perlu mempunyai kapasitas penyimpanan yang cukup besar. Media yang dapat digunakan yaitu hard disk dan flash memory sebagai tempat penyimpanan sementara. Sehubungan dengan jaringan sementara (link-intermittency), DTN mendukung retransmisi node ke node dengan metode store and forward, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3. Gambar 2.3. Metode Store and Forward [1] DTN bergantung pada pertukaran pesan (message switching) secara store and forward. Secara khusus setiap node DTN dalam jaringan lokal akan mengirimkan pesan ke node-node lainnya melewati rute, dimana pesan tersebut akan diteruskan dari sumber hingga ke tujuan [1]. Pada saat transmisi, bundle dapat dipisah atau difragmentasi ke dalam beberapa bagian. Arsitektur DTN tidak selalu menganggap tersedianya jaringan dan mengatur bahwa node akan menyimpan bundle dalam selang waktu tertentu. Bundles-based forwarding memiliki elemen 10
esensial dimana bundle akan menunggu dalam antrian hingga terdapat kesempatan komunikasi atau kontak pada jaringan. Hal ini didukung oleh beberapa asumsi yaitu: media penyimpanan tersedia dan terdistribusi secara merata pada keseluruhan jaringan, media penyimpanan mampu menyimpan bundle hingga terjadi pengiriman data pada node selanjutnya, secara implisit model store and forward merupakan pilihan yang lebih baik dibandingkan dengan usaha agar terdapat koneksi yang terus menerus. Pendekatan terhadap jaringan yang tidak memiliki koneksi end-to-end antar node, jaringan dengan koneksi sementara dengan tingkat latency yang tinggi, node yang jarang terhubung dan sering mengalami gangguan, menjadi acuan sejumlah kelompok peneliti dalam pegembangan DTN [10]. Bundle terdiri atas tiga hal utama, yaitu : 1. Suatu data pengguna sumber aplikasi 2. Kontrol informasi, disediakan dari aplikasi sumber ke aplikasi tujuan, memperlihatkan bagaimana memproses, menyalurkan, membuang dan menangani data pengguna. 3. Header bundle, dimasukkan dari bundle layer. Seperti program aplikasi dimana bundle dapat berjalan lama. Bundle memperpanjang hirarki enkapsulasi objek data yang dilakukan oleh protokol internet. 2.3 Routing [5] Routing merupakan proses pencarian jalur optimal antara node sumber dengan node tujuan, untuk mengirimkan pesan secara tepat waktu. Rute antara node sumber dan node tujuan memungkinkan berisi banyak hop. Karena topologi jaringan VANET sering berubah, mencari dan mempertahankan rute adalah hal terpenting pada VANET. Protokol routing berbasis topologi tradisional saat ini 11
tidak cocok untuk VANET. Dan dari sekian protokol ad hoc, protokol routing berbasis posisi dinilai sebagai protokol routing yang lebih efesien untuk VANET. 2.4 Routing Protokol pada Delay Tolerant Network Pada jaringan Delay Tolerant Network, bandwidth dan buffer yang digunakan sangat terbatas. Akibat keterbatasan ini, kinerja jaringan DTN secara keseluruhan ditentukan oleh skema dan jenis routing yang digunakan [2]. Routing protokol di DTN diklasifikasikan menurut jenis informasi yang dikumpulkan oleh node untuk menentukan routing. Routing dapat secara luas diklasifikasikan sebagai flooding based routing protocol dan forwarding based routing protocol. Flooding based routing protocol menyebarkan pesan dan membuat salinan di jaringan. Flooding based routing protocol bervariasi menurut mekanisme penyebaran dan jumlah salinan yang diteruskan. Forwarding routing protokol menggunakan mekanisme yang berbeda untuk pemilihan node relay yang efisien yang bertujuan meningkatkan probabilitas pengiriman dengan terbatasnya sumber daya dan penyimpanan. Forwarding routing protokol mengumpulkan informasi tentang node lain dalam jaringan untuk memilih node relay. [12] 2.4.1 MaxProp [4] MaxProp merupakan forwarding based routing protocol. Protokol MaxProp menggunakan beberapa mekanisme dalam upaya untuk meningkatkan delivery rate dan lower latency yang disampaikan oleh paket. MaxProp menggunakan beberapa mekanisme untuk menentukan paket yang ditransmisikan dan dihapus. Pada MaxProp routing setiap node awalnya menetapkan probabilitas bertemu dengan node lain dalam jaringan dan juga melakukan pertukaran nilai probabilitas ke node tetangga. Nilai probabilitas digunakan untuk menghitung jarak menuju tujuan. Setiap node meneruskan pesan melalui jalur terpendek. MaxProp juga menggunakan antrian yang dibagi menjadi dua bagian menurut adaptive threshold. MaxProp mempunyai performansi yang buruk dengan buffer yang kecil, bisa dikatakan MaxProp akan lebih baik digunakan pada buffer yang tinggi. MaxProp memberikan prioritas yang lebih tinggi untuk pesan baru dan meneruskannya dengan jumlah hop paling sedikit dan menge-drop pesan dengan 12
cost yang tinggi ketika buffer penuh. MaxProp memiliki kinerja yang buruk ketika node memiliki ukuran buffer kecil karena perhitungan adaptive threshold. A. Pemodelan MaxProp [4] Setiap node memiliki buffer tak terbatas yang efektif, namun buffer berukuran tetap ketika membawa pesan untuk node lain. Peluang pengiriman terbatas baik dalam durasi dan bandwidth. Kami menganggap node tidak mempunyai prioritas kekuasaan terhadap konektivitas jaringan, tidak mengontrol gerakannya, tidak mengetahui tentang lokasi geografis, dan tidak selalu hidup dalam keadaan diam di lingkungan. Dalam jaringan yang sesungguhnya, ada tiga tahap dalam operasi DTN. 1. Neighbor Discovery. Node harus menemukan node lain sebelum kesempatan untuk transfer dapat dimulai, node tidak tahu kapan kesempatan berikutnya akan datang. 2. Data Transfer. Ketika dua node bertemu, jumlah data yang yang dapat ditransfer terbatas. Node tidak tahu durasi dari setiap kesempatan transfer. 3. Storage Management. Setiap node harus mengelola buffer yang terbatas dengan memilih paket yang dihapus. Pesan yang dikirimkan untuk node penerima dilewatkan sampai ke layer aplikasi dan dihapus dari buffer. Gambar 2.4. MaxProp Routing Strategi Setiap node membawa semua pesan sampai bertemu pada kesempatan berikutnya. Sebuah node akan meneruskan pesan ke sejumlah node lain sampai waktu pengiriman habis, diberitahukan dengan pengiriman ack, atau pesan didrop karena buffer penuh. Bandwidth dapat menjadi sumber daya terbatas ketika peluang transfer dengan durasi yang pendek atau ketika frekuensi radio yang digunakan memiliki 13
bandwidth yang kecil. Penyimpanan dapat dibatasi ketika perangkat seperti motes, PDA, atau ponsel sedang digunakan. Beban pesan yang ditawarkan dapat mempengaruhi penyimpanan dan transfer byte. Mulai Broadcast Pesan ke node tetangga Mengirim ack Mode carry and forward Estimasi path cost Menentukan prioritas pengiriman? Tidak Ya Packet forwarding Tidak Sampai di node tujuan? Ya Selesai Gambar 2.5. Flowchart Cara Kerja Router Maxprop B. Mekanisme MaxProp [4] Protokol MaxProp menggunakan beberapa mekanisme dalam meningkatkan delivery rate dan lower latency dari paket yang dikirimkan. MaxProp menggunakan beberapa mekanisme untuk menentukan urutan paket yang akan ditransmisikan dan dihapus. Gambar 2.5 menggambarkan mekanisme ini. Inti dari protokol MaxProp adalah daftar paket yang disimpan node berdasarkan cost untuk setiap tujuan. Cost adalah perkiraan kemungkinan pengiriman. Selain itu, MaxProp menggunakan acknowledgment yang dikirim ke semua node untuk memberitahukan tentang pengiriman paket. MaxProp memprioritaskan paket baru, dan juga berupaya untuk mencegah penerimaan 14
paket yang sama dua kali. Sisa dari bagian ini mempresentasikan rincian estimating delivery likelihood, complementary mechanism, dan managing buffer. 1. Estimating Delivery Likelihood : Variasi dari algoritma Djikstra dapat menentukan jalur terpendek, jika tersedia. Oleh karena itu MaxProp memberikan hubungan besar bobot sebagai berikut. Set node dalam jaringan menjadi s. Setiap node, i s, melacak kemungkinan pertemuan node j s. Diperkirakan probabilitas f j i sebagai kemungkinan identitas dari node dapat terhubung adalah j. Untuk semua node, f j i diatur ke 1 / ( s - 1). Ketika node j ditemui, nilai f j i bertambah satu, dan kemudian semua nilai f dinormalisasi. Metode ini sering disebut incremental averanging, node yang jarang terlihat mendapatkan nilai yang lebih rendah dari waktu ke waktu. Dalam MaxProp, setiap node bertemu akan bertukar informasi satu sama lain. Gambar 2.6. Penghitungan MaxProp Path Cost Misalnya, untuk DTN dengan empat node lain, sebuah node j memiliki nilai untuk f 1 i = f 2 i = f 3 i = f 4 i = 0,25. Saat bertemu node R, set f 3 i = 1,25 dan kembali menormalkan semua nilai sehingga semua berjumlah 1 lagi: f 1 i = f 2 i = f 4 i = 0,125 dan f 3 i = 0,625. Dengan mengetahui nilai node lainnya, node lokal menghitung cost, c (i, i + 1,..., d), untuk setiap jalur yang mungkin untuk tujuan d, hingga panjang n hop. Cost untuk sebuah jalur menggunakan node i, i + 1,..., d adalah jumlah dari probabilitas setiap koneksi pada jalur yang tidak dapat terjadi, dilakukan penghitungan probabilitas dikurangi satu agar koneksi setiap link dapat terjadi: 15
Cost untuk sebuah tujuan dipilih cost jalur terendah diantara semua kemungkinan jalur. Gambar 2.6 mengilustrasikan contoh dimana cost dari P ke Q ditentukan sebagai nilai minimum yaitu 1,25. ( ) ( ) Dalam prakteknya, perhitungan ini pada semua kemungkinan jalur termasuk cepat karena selama pencarian pertama dalam cost jalur monoton meningkat. Jika cost untuk jalur lebih buruk dari jalur yang sekarang, maka pencarian dapat berhenti. Paket yang berada pada tabel dengan prioritas tertinggi yang akan pertama dikirimkan selama kesempatan mentransfer masih ada. Paket pada tabel dengan prioritas terendah akan dihapus untuk menyediakan tempat untuk paket yang masuk. Ketika dua paket memiliki tujuan dengan cost yang sama, jalur yang rusak memberikan paket yang baru dengan prioritas paket baru melalui sedikit perjalanan hop. 2. Complementary Mechanisms: Tidak seperti protokol lain, MaxProp melibatkan beberapa mekanisme lain yang meningkatkan delivery rate dan mengurangi latency. Ketika dua node bertemu satu sama lain, pertukaran paket MaxProp menggunakan urutan prioritas tertentu. 1) Semua pesan dikirimkan ke node tetangga. 2) Informasi routing melewati antar node, khusus daftar estimasi probabilitas bertemunya setiap node. 3) Acknowledgment dari data yang terkirim, terlepas dari sumber dan tujuan. Acknowledgment terdiri dari isi, sumber, dan tujuan dari setiap pesan sekitar 128 bit. Mekanisme ini berfungsi untuk membersihkan buffer di jaringan dari data lama pada cost yang kecil jika acknowledgment itu lebih kecil dibandingkan dengan paket data. 4) Paket yang belum dikirim diberikan prioritas lebih tinggi. Oleh karena itu, MaxProp mencoba untuk memberikan paket baru sebuah head start pada jaringan dengan prioritas yang lebih tinggi. Sehingga paket yang 16
dikirimkan adalah paket yang terakhir akan dikirimkan, hal ini meningkatkan probabilitas pesan mencapai tujuan. MaxProp membagi buffer dalam dua berdasarkan paket yang memiliki hop count kurang dari threshold t hop. Paket dibawah threshold diurutkan menurut hop count. Paket diatas threshold diurutkan menurut scoring mechanism. Pengaturan threshold secara statis akan berubah-ubah dan tidak akan bekerja untuk semua lingkungan. MaxProp mengambil pendekatan adaptif untuk menetapkan threshold. Pada lingkungan rata-rata jumlah byte ditransfer per peluang perpindahan, x, jauh lebih kecil dari ukuran byte buffer, b, dengan memprioritaskan hopcount yang rendah. Ketika x bertambah, perlahanlahan melakukan pengurangan perbedaan threshold antara dua nilai tersebut. Ketika x lebih besar dari ukuran buffer, maka threshold dihapus karena sudah tidak lagi diperlukan. Setelah setiap kesempatan transfer, dilakukan pengecekan threshold lagi dengan terlebih dahulu memilih sebagian dari buffer p sebagai berikut: Jika x <b / 2, maka p = x Jika b / 2 x <b maka p = min (x, b - x) Jika b <x maka p = 0. Jika kita menggunakan p sebagai threshold, maka dapat merubah partisi paket dengan hop count yang sama, oleh karena ditetapkan t sebagai minimum hop untuk menyeleksi paket termasuk dalam p. 5) Paket yang tidak terkirim akan dikirimkan berdasarkan pada prioritasnya. 6) Paket yang sudah terkirim tidak akan dikirim lagi. Pada daftar hop di setiap paket akan dicatat paket sudah terkirim. 3. Managing buffers Perbedaan antara mengelola penyimpanan terbatas dan transmisi terbatas adalah pada paket yang dikirim dalam satu kesempatan transfer dapat dikirim lagi dalam peluang berikutnya. Sebaliknya, jika paket di-drop dari buffer, pesan tidak pernah dikirimkan. Hanya ada tiga alasan node p dapat men-drop paket, m, tanpa mengurangi delivery rate pada jaringan. Salinan pesan m sudah pernah dikirim ke tujuan. 17
Tidak ada rute dengan bandwidth yang cukup antara sumber dengan tujuan selama lifetime pesan m. Tidak ada salinan m yang terkirim, tetapi beberapa salinan m dapat dikirimkan jika node p men-drop salinannya. 2.5 Simulasi DTN Ada dua jenis tool simulasi yang dibutuhkan untuk menjalankan simulasi VANET berbasis DTN, yaitu Mobility Simulator (untuk men-generate pergerakan node) dan ONE Simulator (menjalankan simulasi serta menghasilkan parameter keluaran). Penelitian Tugas Akhir ini menggunakan Open Jump sebagai mobility simulator, ONE Simulator sebagai network simulator. 2.5.1 Mobility Simulator Mobility Simulator yang digunakan disini adalah Open Jump. Open Jump merupakan jaringan mikroskopis open source untuk simulasi berbasis peta. Hal ini memungkinkan untuk mensimulasikan sebuah pergerakan tertentu yang terdiri dari kendaraan yang bergerak. Setiap kendaraan dimodelkan secara eksplisit, memiliki rute sendiri, dan bergerak secara individual melalui jaringan. Open Jump juga dapat diintegrasikan dengan OpenStreetMap untuk menetukan lokasi simulasi yang diinginkan. Pada Tugas Akhir ini digunakan Daerah Buah Batu, Bandung untuk melakukan simulasi penelitian. Tracing digunakan pada Open Jump sebelum menjalankannya di ONE Simulator. 18
Gambar 2.7. Tampilan OpenJump 2.5.2 ONE Simulator [3] Opportunistic Networking Environment (ONE) Simulator adalah sebuah software berbasis java yang menawarkan simulasi dengan DTN. ONE Simulator dirancang berdasarkan analisis dari berbagai routing pada DTN. Fungsi utama dari ONE Simulator adalah untuk pemodelan node movement, inter-node contacts, routing dan message handling. Hasil dan analisis yang dilakukan melalui visualisasi, reports dan post-processing tools. Node movement diimplementasikan dengan model pergerakan. Konektivitas antara node berdasarkan pada lokasi masing-masing node, jangkauan komunikasi dan bit rate. 19
Gambar 2.8. Tampilan ONE Simulator 20
BAB III PERANCANGAN 3.1 Sarana Penunjang Simulasi Dalam melakukan perancangan dan simulasi, perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan sebagai sarana pendukung simulasi adalah sebagai berikut. 3.1.1 Perangkat Keras Intel Core i5-2410m 2.3 GHz RAM 2 GB, HDD 500 GB 3.1.2 Perangkat Lunak Sistem Operasi: Windows 7 Ultimate Pengolahan Data: WKT Java versi 1.7.0 OpenJUMP 1.8.0 rev.4164 PLUS SUMO mobility generator versi 0.12.3 The ONE Simulator versi 1.4.1 3.2 Tahapan Perancangan Proses perancangan VANET berbasis DTN pada tugas akhir ini dilakukan tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut: 1. Studi Literatur Sebelum melakukan perancangan dilakukan terlebih dahulu studi literatur, supaya perancangan sesuai dengan dasar teori VANET berbasis DTN. 2. Penentuan Parameter Hal pertama yang harus dilakukan dalam proses perancangan menentukan parameter seperti daerah perancangan, jumlah node DTN, kecepatan node, tipe MAC, besar data, besar buffer, mobilitas. 21
3. Perancangan dengan Open Jump Perancangan mobilitas node pada tugas akhir ini menggunakan bantuan software Open Jump. Hal ini bermaksud untuk mengatur pergerakan node agar lebih mendekati dengan keadaan lapangan. 4. Simulasi dengan ONE Simulator 1.4.1 Simulasi pada tugas akhir ini menggunakan bantuan software ONE Simulator 1.4.1. Dengan simulasi ini didapatkan nilai latency, packetloss, packet delivery ratio yang selanjutnya akan dianalisis. Dari tiga tahap utama perancangan terdapat sub-tahap pendukung yang berguna untuk mendapatkan hasil terbaik. Tahap-tahap tersebut tersusun dalam diagram alir perancangan sebagai berikut : Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan dan Simulasi VANET Berbasis DTN 22
3.3 Penentuan Parameter 3.3.1 Daerah Perancangan Daerah Buah Batu, Bandung, Jawa Barat merupakan daerah yang tergolong padat. Pada daerah Buah Batu banyak terdapat perumahan, rumah makan, dan sekolah. Dengan melihat kondisi lapangan seperti itu, maka dipilih Buah Batu sebagai peta yang digunakan untuk perancangan dan simulasi Delay Tolerant Network. Diharapkan dengan digunakannya Delay Tolerant Network pada daerah yang padat akan mengurangi besarnya latency yang dihasilkan sehingga dapat meningkatkan probabilitas paket yang dikirim sampai ke tujuan. Adapun peletakkan node dan pergerakan disesuaikan dengan topologi jaringan Daerah Buah Batu, Bandung dengan jalur yang berwarna hitam pada gambar 3.2. Gambar 3.2. Topologi Jaringan 3.3.2 Jumlah Node Pada tugas akhir ini akan dilihat pengaruh perubahan jumlah node pada jaringan VANET berbasis DTN menggunakan router MaxProp. Oleh karena itu akan digunakan jumlah node dengan kenaikan yang linier, yaitu : 23
1. Node 5, 2. Node 10, 3. Node 15, 4. Node 20, 5. Node 25, 6. Node 30. Tabel 3.1. Parameter Perancangan 1 Parameter Nilai Jangkauan Node 250 m Waktu Simulasi 3600 s Mac Type 802.11p Data rates 600 Mbps Jumlah Node DTN 5,10,15,20,25,30 Node Sumber Node 0 Node Tujuan Node 4 Model Mobilitas Map Based Movement Ukuran Data 500 KB Buffer 5 MB, 10 MB, 15 MB Kecepatan Minimum 0 km/jam Kecepatan Maksimum 113 km/jam Router Maxprop 3.3.3. Mobiilitas VANET memiliki karakteristik yang membedakan dengan MANET [12] : Highly Dynamic Topology: Topologi yang dibentuk oleh VANET selalu berubah dengan kecepatan tinggi. Pada highway, kendaraan bergerak dengan kecepatan 60-70 mph (25 m / detik) dan setiap kendaraan mempunyai kecepatan yang berbeda. Jika range radio antara dua kendaraan adalah 125 m maka hubungan antara dua kendaraan akan bertahan selama 10 detik. Frequently Disconnected Network (Intermittent Connectivity): Topologi yang sangat dinamis menghasilkan jaringan yang sering terputus karena hubungan antara dua kendaraan dapat dengan cepat menghilang 24
saat dua node mengirim informasi. Masalah ini lebih diperparah dengan banyaknya jumlah node yang berbeda pada setiap jalan raya. Selain itu, kepadatan node yang berbeda selama bukan jam sibuk yang sering menghasilkan disconnectivity node. Diperlukan routing protocol yang dapat mengenali disconnectivity dan memberikan link alternatif dengan cepat untuk menjamin komunikasi tidak terganggu. Patterned Mobility: Kendaraan mengikuti jalan raya atau pola mobilitas tertentu yang merupakan fungsi dari jalan raya, lampu lalu lintas, batas kecepatan, kondisi lalu lintas dan perilaku pengemudi. Karena pola mobilitas tertentu, evaluasi protokol routing VANET hanya dari jejak yang diperoleh dari pola tertentu. Untuk model yang lebih baik sesuai dengan mobilitas pada keadaan aslinya, mobilitas berdasarkan map based movement dengan membatasi gerakan node pada jalur yang telah ditetapkan dimana rute ditentukan berasal dari peta. Map based movement bergerak sesuai dengan jalur yang sudah ditentukan. Digunakan map based movement dikarenakan node yang digunakan adalah angkot, sehingga sesuai dengan jalur yang ada. 3.3.4. Kecepatan Node Pada tugas akhir ini digunakan angkot sebagai node dengan berpacu pada patterned mobility. Tetapi menggunakan kecepatan maksimal 70 mph sesuai dengan highly dynamic topology. Kecepatan angkot bergantung kepadatan kendaraan di jalan. Sehingga untuk kecepatan minimum digunakan 0 km/jam dan kecepatan maksimum 113 km/jam sesuai dengan kecepatan pada VANET. 25
3.3.5. Tipe MAC [13] Tabel 3.2. IEEE 802.11 Spesifikasi 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 802.11p Standard approved July 1999 July 1999 June 2003 Oct 2009 July 2010 Maximum data rate 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 100 Mbps 100 Mbps Modulation OFDM DSSS OFDM & DSSS OFDM OFDM DSSS : 1,2,5.5, 15,30,45, Data rates 6,9,12,18, 11 Mbps 60,90,120, 1,2,5.5, 24,36,48, OFDM : 135,150, 11 Mbps 54 Mbps 6,9,12, up to 600 600 Mbps 18,24,36, Mbps 48,54 Mbps 5.15-5.35 GHz Frequencies 5.425-5.675 2.4 2.497 2.4 2.497 5.470-5.925 2.4 2.5 GHz GHz GHz GHz GHz 5.725-5.875 GHz Approximate Range (m) 120 140 140 250 250 IEEE 802.11p merupakan satu-satunya standar untuk MAC dalam komunikasi V2V. Maka pada simulasi VANET berbasis DTN digunakan tipe MAC 802.11p dengan jangkauan node 250 m dan data rate 600 Mbps. 3.3.6. Buffer Router MaxProp mempunyai performansi yang baik saat nilai buffer-nya tinggi. Dengan nilai buffer yang tinggi maka akan menaikkan delivery rate dan 26
menurunkan latency. [3] Oleh karena itu, Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi dengan perubahan nilai buffer secara linier untuk melihat pengaruh perubahan nilai buffer terhadap nilai latency, packetloss, packet delivery ratio. Adapun besar buffer yang digunakan sebagai berikut : 1. 5 MB, 2. 10 MB, 3. 15 MB. 3.3.7. Packet Size Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi dengan perubahan nilai packet size secara linier dengan kenaikan 1 MB. Selanjutnya dianalisis pengaruh perubahan nilai packet size terhadap nilai latency, packetloss, packet delivery ratio. Adapun besar packet size yang digunakan sebagai berikut : 1. 1 MB, 2. 2 MB, 3. 3 MB, 4. 4 MB. Tabel 3.3. Parameter Perancangan 2 Parameter Nilai Jangkauan Node 250 m Waktu Simulasi 3600 s Mac Type 802.11p Data rates 600 Mbps Jumlah Node DTN 5,10,15,20,25,30 Node Sumber Node 0 Node Tujuan Node 4 Model Mobilitas Map Based Movement Ukuran Data 1 MB, 2 MB, 3 MB, 4 MB Buffer 15 MB Kecepatan Minimum 0 km/jam Kecepatan Maksimum 113 km/jam Router Maxprop 27
3.4 Parameter Pengukuran Pengukuran performansi merupakan salah satu upaya dalam peningkatan efisiensi dan efektifitas kerja suatu jaringan guna meningkatkan produktifitas kerja pada jaringan. Performansi jaringan identik dengan Quality of Service (QOS) yang didalamnya terdiri dari: a. Latency Waktu tunda merupakan selang waktu yang dibutuhkan oleh suatu paket data saat data mulai dikirim dan keluar dari proses antrian sampai mencapai titik tujuan. Rata-rata waktu tunda merupakan waktu yang diperlukan oleh suatu paket data untuk melakukan pengiriman dari sumber sampai ke tujuan. b. Packet Loss Packet loss adalah banyaknya paket yang hilang selama proses transmisi ke tujuan. Misal dalam perjalanan paket tersebut mengalami tabrakan atau antrian penuh c. Packet Delivery Ratio Packet delivery ratio adalah rasio yang digunakan untuk menghitung jumlah paket data yang dikirimkan oleh node sumber terhadap data yang hilang. Hal ini digunakan untuk menghitung tingkat kehilangan paket data sementara selama transmisi data dalam jaringan. Mengevaluasi tingkat kerugian dan mengukur keberhasilan dan efisiensi routing protokol ad-hoc. 28
BAB IV ANALISIS Bab ini menyajikan hasil simulasi komunikasi antar angkot pada VANET berbasis Delay Tolerant Network dengan menggunakan router Maxprop, berdasarkan data hasil simulasi yang telah dilakukan. Data hasil simulasi ditunjukkan dengan tabel dan grafik dari parameter keluaran yang digunakan, yaitu latency, packetloss, dan packet delivery ratio. 4.1 Analisa Performansi Router Maxprop Terhadap Besar Buffer Skenario yang digunakan pada simulasi menggunakan parameter pada tabel 3.1 dengan waktu simulasi selama 1 jam. 4.1.1 Latency Berdasarkan skenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi paket yang dikirimkan sebesar 500 KB, didapatkan nilai latency pada router Maxprop sebagai berikut. Tabel 4.1. Latency Terhadap Perubahan Buffer Latency Average Buffer Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 5 MB 311.6153 585.21104 387.0863 345.565 402.0728 471.3284 10 MB 504.1675 639.87998 364.3565 289.268 367.33198 435.9847 15 MB 526.5854 588.92508 350.0939 262.172 316.96042 398.6775 29
Latency Average (ms) Latency Average 700 600 500 400 300 200 100 0 5 10 15 20 25 30 Number of Node 5 MB 10 MB 15 MB Gambar 4.1. Pengaruh Perubahan Besar Buffer Terhadap Nilai Latency Berdasarkan data hasil simulasi pada gambar 4.1, terlihat bahwa router Maxprop memiliki nilai latency yang cenderung turun ketika ukuran buffer semakin besar. Latency dengan nilai terkecil didapat pada ukuran buffer 15 M. Pada jumlah node 5 nilai latency cenderung naik dan pada jumlah node 10 nilai latency naik saat ukuran buffer 10 MB dan turun saat nilai buffer 15 MB. Latency dipengaruhi besarnya ukuran buffer. Pada Maxprop penentuan prioritas pesan yang dikirim tergantung pada nilai threshold pada buffer. Buffer dibagi menjadi dua bagian, jika nilai hopcount < threshold maka paket akan diprioritaskan untuk dikirim terlebih dulu dengan diurutkan menurut nilai hopcount-nya. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold maka akan diurutkan menurut scoring mechanism untuk dibuang apabila buffer penuh. Umumnya semakin besar ukuran buffer maka nilai latency-nya semakin kecil. Karena dengan besarnya ukuran buffer maka paket yang dapat ditampung akan semakin banyak sehingga kemungkinan paket dibuang kecil. Saat node bertemu dengan node lain akan terjadi pertukaran informasi melalui acknowledgment yang di-broadcast ke node tetangga. Acknowledgment berisi tentang informasi pesan, baik sumber, isi, dan tujuan. Ketika pesan tersebut diterima oleh node tetangga maka nilai hopcount paket tersebut ditambah satu. 30
Sehingga dapat dilihat sudah berapa banyak node yang sudah dilewati paket tersebut. Pada tahap pengiriman, threshold bekerja untuk menentukan paket yang akan dikirim terlebih dahulu. Saat kedua node bertemu, paket dengan nilai hopcount < threshold akan dikirimkan terlebih dahulu dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold akan disimpan. Dengan ukuran buffer yang besar maka paket dengan nilai hopcount threshold kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Ketika paket dengan nilai hopcount < threshold sudah dikirimkan semua, maka paket dengan hopcount threshold menjadi prioritas pengiriman dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sehingga kemungkinan paket terkirim dengan tujuan yang jauh bertambah. Dengan ukuran buffer yang besar, paket dengan tujuan yang jauh akan tetap terkirim karena kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Nilai latency-nya pun menjadi lebih kecil karena tidak perlu mengirim ulang paket ketika paket dibuang dari buffer. Dilihat pada gambar 4.1, nilai latency pada jumlah node 5 cenderung naik karena probabilitas bertemunya dengan node kecil. Ketika node mempunyai kesempatan untuk mengirim paket, paket akan dikirimkan sesuai dengan prioritasnya. Dengan jarangnya node bertemu dengan node lain, saat ada kesempatan transfer maka paket akan dikirimkan karena sedikitnya paket dalam daftar antrian dan nilai hopcount setiap paket kecil. Nilai latency mengalami kenaikan karena dengan semakin besar ukuran buffer maka paket yang ditampung akan semakin banyak. Sehingga daftar antrian pada buffer menjadi semakin banyak. Sedangkan dengan jumlah node yang sedikit pada jaringan, terjadinya kesempatan pengiriman sedikit dan paket yang dikirimkan dilihat dari prioritas nilai hopcount terkecil. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai latency yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai latency tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan 31
Packetloss (%) banyaknya node, nilai latency tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap node dalam jaringan. Nilai latency kecil apabila node sumber dengan node tujuan sering bertemu secara langsung. Akan tetapi nilai latency tetap cenderung turun ketika nilai buffer dinaikkan. 4.1.2 Packetloss Berdasarkan skenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi paket yang dikirimkan sebesar 500 KB, didapatkan nilai packetloss pada router Maxprop sebagai berikut. Tabel 4.2. Packetloss Terhadap Perubahan Buffer Packetloss Buffer Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 5 MB 0.3780 0.7265 0.3829 0.3388 0.4253 0.4571 10 MB 0.1935 0.6253 0.1061 0.1682 0.2612 0.2506 15 MB 0.0735 0.5143 0.0653 0.1429 0.2327 0.1910 0.8000 0.7000 0.6000 0.5000 Packetloss 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 5 MB 10 MB 15 MB 0.0000 5 10 15 20 25 30 Number of Node Gambar 4 2. Pengaruh Perubahan Besar Buffer Terhadap Nilai Packetloss Packetloss merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi dimana jumlah total paket yang hilang terhadap paket yang dikirim. Dapat 32
terjadi karena paket yang di drop, aborsi, atau dihapus pada saat transmisi sehingga tidak sampai ke tujuan. Berdasarkan data hasil simulasi pada gambar 4.2, terlihat bahwa router Maxprop memiliki nilai packetloss yang cenderung turun ketika ukuran buffer semakin besar. Packetloss dengan nilai terkecil didapat pada ukuran buffer 15 M. Pada Maxprop penentuan prioritas pesan yang dikirim tergantung pada nilai threshold pada buffer. Buffer dibagi menjadi dua bagian, jika nilai hopcount < threshold maka paket akan diprioritaskan untuk dikirim terlebih dulu dengan diurutkan menurut nilai hopcount-nya. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold maka akan diurutkan menurut scoring mechanism untuk dibuang apabila buffer penuh. Umumnya semakin besar ukuran buffer maka nilai packetloss-nya semakin kecil. Karena dengan besarnya ukuran buffer maka paket yang dapat ditampung akan semakin banyak sehingga kemungkinan paket dibuang kecil. Pada tahap pengiriman, threshold bekerja untuk menentukan paket yang akan dikirim terlebih dahulu. Saat kedua node bertemu, paket dengan nilai hopcount < threshold akan dikirimkan terlebih dahulu dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold akan disimpan. Dengan ukuran buffer yang besar maka paket dengan nilai hopcount threshold kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Ketika paket dengan nilai hopcount < threshold sudah dikirimkan semua, maka paket dengan hopcount threshold menjadi prioritas pengiriman dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sehingga dengan ukuran buffer yang besar nilai packetloss-nya pun menjadi lebih kecil. Karena paket dengan tujuan yang jauh akan tetap terkirim karena kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai packetloss yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai packetloss tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan banyaknya node, nilai packetloss tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap 33
Packet Delivery Ratio (%) node dalam jaringan. Nilai packetloss kecil apabila node sumber dengan node tujuan sering bertemu secara langsung. Akan tetapi nilai packetloss tetap cenderung turun ketika nilai buffer dinaikkan. 4.1.3 Packet Delivery Ratio Berdasarkan scenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi paket yang dikirimkan sebesar 500 KB, didapatkan nilai packet delivery ratio pada router Maxprop sebagai berikut. Tabel 4.3. Packet Delivery Ratio Terhadap Perubahan Buffer Packet Delivery Ratio Buffer Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 5 MB 0.62204 0.27346 0.61716 0.66124 0.57468 0.5429 10 MB 0.80654 0.37468 0.8939 0.83186 0.7388 0.7494 15 MB 0.9265 0.48568 0.9347 0.8571 0.7673 0.8090 Packet Delivery Ratio 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 5 10 15 20 25 30 Number of Node 5 MB 10 MB 15 MB Gambar 4.3. Pengaruh Perubahan Besar Buffer Terhadap Nilai Packet Delivery Ratio Packet delivery ratio merupakan suatu parameter yang menggambarkan tingkat keberhasilan paket yang dikirimkan. Berdasarkan data hasil simulasi pada gambar 4.3, terlihat bahwa router Maxprop memiliki nilai packet delivery ratio 34
yang cenderung naik ketika ukuran buffer semakin besar. Packet delivery ratio dengan nilai terbesar didapat pada ukuran buffer 15 M. Pada Maxprop penentuan prioritas pesan yang dikirim tergantung pada nilai threshold pada buffer. Buffer dibagi menjadi dua bagian, jika nilai hopcount < threshold maka paket akan diprioritaskan untuk dikirim terlebih dulu dengan diurutkan menurut nilai hopcount-nya. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold maka akan diurutkan menurut scoring mechanism untuk dibuang apabila buffer penuh. Umumnya semakin besar ukuran buffer maka nilai packet delivery rationya semakin kecil. Karena dengan besarnya ukuran buffer maka paket yang dapat ditampung akan semakin banyak sehingga kemungkinan paket dibuang kecil. Pada tahap pengiriman, threshold bekerja untuk menentukan paket yang akan dikirim terlebih dahulu. Saat kedua node bertemu, paket dengan nilai hopcount < threshold akan dikirimkan terlebih dahulu dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sedangkan paket dengan nilai hopcount threshold akan disimpan. Dengan ukuran buffer yang besar maka paket dengan nilai hopcount threshold kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Ketika paket dengan nilai hopcount < threshold sudah dikirimkan semua, maka paket dengan hopcount threshold menjadi prioritas pengiriman dengan melihat nilai hopcount terkecil. Sehingga dengan ukuran buffer yang besar nilai packet delivery ratio-nya pun menjadi lebih besar. Karena paket dengan tujuan yang jauh akan tetap terkirim karena kemungkinan paket dibuang lebih kecil. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai packet delivery ratio yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai packet delivery ratio tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan banyaknya node, nilai packet delivery ratio tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap node dalam jaringan. Nilai packet delivery ratio besar apabila node sumber dengan node tujuan sering bertemu secara langsung. Akan 35
Latency Average (ms) tetapi nilai packet delivery ratio tetap cenderung naik ketika nilai buffer dinaikkan. 4.2 Analisa Performansi Router Maxprop Terhadap Besar Paket Skenario yang digunakan pada simulasi menggunakan parameter pada tabel 3.3 dengan waktu simulasi selama 1 jam. 4.2.1 Latency Berdasarkan skenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi buffer yang digunakan sebesar 15 MB, didapatkan nilai latency pada router Maxprop sebagai berikut. Packet Size Tabel 4.4..Latency Terhadap Perubahan Paket Latency Average Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 1 MB 353.5351 639.0192 388.5034 364.8407 439.7980 485.0429 2 MB 256.9040 542.0750 322.9627 332.4448 354.5582 460.7962 3 MB 199.0059 450.9023 290.0998 283.5447 293.5658 425.5653 4 MB 107.7645 234.6212 245.5187 234.8676 217.4403 338.2457 700.0000 600.0000 500.0000 Latency Average 400.0000 300.0000 200.0000 100.0000 1 MB 2 MB 3 MB 4 MB 0.0000 5 10 15 20 25 30 Number of Node Gambar 4.4. Pengaruh Perubahan Besar Paket Terhadap Nilai Latency 36
Dilihat dari gambar 4.4, semakin besar paket yang dikirimkan nilai latency cenderung semakin kecil. Karena dengan ukuran paket yang kecil maka pada buffer akan terjadi penumpukan antrian. Sehingga paket akan dikirimkan bergantung pada daftar antriannya berdasarkan hopcount < threshold. Sedangkan semakin besar ukuran paket maka buffer hanya akan menampung sedikit jumlah paket. Saat bertemu dengan node lain kemungkinan paket dikirimkan terlebih dahulu lebih besar karena hanya ada sedikit paket dalam daftar antrian. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai latency yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai latency tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan banyaknya node, nilai latency tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap node dalam jaringan. Nilai latency kecil apabila node sumber dengan node tujuan sering bertemu secara langsung. Akan tetapi nilai latency tetap cenderung naik ketika ukuran paket data yang dikirimkan semakin besar. 4.2.2 Packetloss Berdasarkan skenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi buffer yang digunakan sebesar 15 MB, didapatkan nilai packetloss pada router Maxprop sebagai berikut. Packet Size Tabel 4.5. Packetloss Terhadap Perubahan Paket Packetloss Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 1 MB 0.2506 0.6882 0.2082 0.2327 0.3208 0.3127 2 MB 0.4784 0.7943 0.4808 0.4318 0.5437 0.5445 3 MB 0.5510 0.8449 0.5869 0.5135 0.6131 0.6327 4 MB 0.6376 0.8727 0.7184 0.6253 0.6743 0.7347 37
Packetloss (%) 1.0000 0.9000 0.8000 0.7000 0.6000 0.5000 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0.0000 Packetloss 5 10 15 20 25 30 Number of Node 1 MB 2 MB 3 MB 4 MB Gambar 4.5. Pengaruh Perubahan Besar Paket Terhadap Nilai Packetloss Pada gambar 4.5 didapat bahwa nilai packetloss cenderung naik ketika ukuran paket semakin besar. Dalam buffer, diprioritaskan paket dengan hopcount < threshold yang akan dikirim terlebih dahulu. Dengan ukuran paket yang besar, maka daftar antrian pada buffer menjadi sedikit. Paket akan mempunyai prioritas dikirim lebih besar. Akan tetapi saat node mempunyai kesempatan mengirim, buffer penerima hanya bisa menampung sedikit dari jumlah paket. Dengan sedikitnya paket yang dapat ditampung oleh buffer, maka buffer akan sering penuh. Oleh karena itu banyak paket yang tidak diterima (aborted) oleh penerima karena sudah tidak ada kapasitas yang dapat menampung paket tersebut. Dengan begitu paket harus dikirim ulang melalui node lain yang masih mempunyai kapasitas lebih. Dengan begitu semakin besar ukuran paket maka nilai packetloss akan semakin besar. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai packetloss yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai packetloss tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan banyaknya node, nilai packetloss tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap node dalam jaringan. Nilai packetloss kecil apabila node sumber dengan node 38
Packet Delivery Ratio (%) tujuan sering bertemu secara langsung. Akan tetapi nilai packetloss tetap cenderung naik ketika ukuran paket data yang dikirimkan semakin besar. 4.2.3 Packet Delivery Ratio Berdasarkan skenario pada kecepatan node mencapai 113 km/jam dengan jumlah node sebanyak 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 node. Digunakan asumsi buffer yang digunakan sebesar 15 MB, didapatkan nilai packet delivery ratio pada router Maxprop sebagai berikut. Packet Size Tabel 4.6. Packet Delivery Ratio Terhadap Perubahan Paket Packet Delivery Ratio Jumlah Node 5 node 10 node 15 node 20 node 25 node 30 node 1 MB 0.7494 0.3118 0.7918 0.7673 0.6792 0.6874 2 MB 0.5216 0.2057 0.5192 0.5682 0.4563 0.4555 3 MB 0.4490 0.1551 0.4131 0.4865 0.3869 0.3673 4 MB 0.3625 0.1274 0.2817 0.3747 0.3257 0.2653 Packet Delivery Ratio 0.9000 0.8000 0.7000 0.6000 0.5000 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000 0.0000 5 10 15 20 25 30 Number of Node 1 MB 2 MB 3 MB 4 MB Gambar 4.6. Pengaruh Perubahan Besar Paket Terhadap Nilai Packet Delivery Ratio Pada gambar 4.6 didapat bahwa nilai packet delivery ratio cenderung turun ketika ukuran paket semakin besar. Dengan ukuran paket yang besar, maka daftar antrian pada buffer menjadi sedikit. Paket akan mempunyai prioritas 39
dikirim lebih besar. Akan tetapi saat node mempunyai kesempatan mengirim, buffer penerima hanya bisa menampung sedikit dari jumlah paket. Dengan sedikitnya paket yang dapat ditampung oleh buffer, maka buffer akan sering penuh. Oleh karena itu banyak paket yang tidak diterima (aborted) oleh penerima karena sudah tidak ada kapasitas yang dapat menampung paket tersebut. Sehingga paket harus dikirim ulang melalui node lain yang masih mempunyai kapasitas lebih. Sedikit dari jumlah paket yang dapat sampai ke tujuan, dengan begitu semakin besar ukuran paket maka nilai packet delivery ratio akan semakin kecil. Semakin banyak node yang digunakan dalam simulasi menghasilkan nilai packet delivery ratio yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai packet delivery ratio tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. Pada Maxprop pengiriman paket dipengaruhi oleh hopcount, tetapi dipengaruhi juga oleh pergerakan node. Walaupun jumlah hopcount-nya sudah bervariasi dengan banyaknya node, nilai packet delivery ratio tetap dipengaruhi oleh pergerakan dari setiap node dalam jaringan. Nilai packet delivery ratio besar apabila node sumber dengan node tujuan sering bertemu secara langsung. Akan tetapi nilai packet delivery ratio tetap cenderung turun ketika ukuran paket data yang dikirimkan semakin besar. 40
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Setelah dilakukan analisa terhadap hasil simulasi, maka kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut. 1. Router Maxprop memiliki nilai latency dan packetloss semakin kecil ketika ukuran buffer diperbesar. Karena semakin besar buffer maka dapat menampung banyak jumlah paket yang memungkinkan sedikit paket yang dibuang. 2. Semakin besar ukuran buffer maka nilai packet delivery ratio semakin besar. Kemungkinan paket dibuang kecil karena paket masih disimpan pada buffer, sehingga meningkatkan probabilitas paket sampai ke tujuan. 3. Semakin besar ukuran paket, nilai latency dan packetloss semakin besar. Karena semakin besar paket maka paket yang dapat ditampung oleh buffer semakin sedikit. Sehingga probabilitas diaborsinya paket lebih besar karena buffer node tetangga yang sudah penuh. 4. Semakin besar ukuran paket, nilai packet delivery ratio semakin kecil. Karena semakin besar paket maka paket yang dapat ditampung oleh buffer semakin sedikit. Probabilitas diaborsinya paket lebih besar karena buffer node tetangga yang sudah penuh. Sehingga menurunkan probabilitas paket sampai ke tujuan. 5. Semakin banyak node menghasilkan nilai latency, packetloss, dan packet delivery ratio yang naik turun. Ini diakibatkan pergerakan node yang acak sehingga nilai latency, packetloss, dan packet delivery ratio tidak bisa diprediksi berdasarkan perbedaan jumlah node. 41
5.2 SARAN Saran yang dapat disampaikan penulis untuk penelitian selanjutnya adalah: 1. Perlu diperhitungkan obstacles yang lebih nyata yang dapat menyebabkan void communication seperti gedung-gedung dalam penerapan skenario perkotaan agar simulasi mobilitas dalam jaringan dapat lebih real. 2. Penambahan skenario model trafik agar simulasi lebih sesuai dengan kondisi lapangan. 3. Penambahan parameter pengukuran performansi disamping latency, packet loss dan packet delivery ratio. 4. Keamanan jaringan perlu dibahas lebih lanjut dalam melakukan simulasi di jaringan. 42
DAFTAR PUSTAKA [1] Warthman, Forest et al, 2003, Delay-Tolerant Networks (DTNs) A Tutorial, DTN Research Group Internet Draft. [2] C. E. Palazzi, A. Bujari, S. Bonetta, G. Marfia, M. Roccetti, A. Amoroso, 2011, MDTN: Mobile Delay/Disruption Tolerant Network, IEEE. [3] Ari Keranen, Jorg Ott, Teemu Karkkainen, 2009, The ONE Simulator for DTN Protocol Evaluation. [4] J. Burgess, B. Gallagher, D. Jensen, and B. N. Levine, 2006, Max-prop: Routing for vehicle-based disruption tolerant networks, in Proc, 25th IEEE Int. Conf. on Computer Communications, (April 2006), pp. 1 11. [5] Faikah, Alif, Dr. Rendy Munadi,Ir., MT., Leanna Vidya Yovita, ST., MT, 2014, Analisis Performansi Routing Protokol GPSR, GyTAR, dan B-MFR pada VANET untuk Inter Vehicle Communication, Universitas Telkom. [6] Ahmad, A, 2005, Wireless and Mobile Data Networks. [7] Emir M. Husni, Ari Rinaldi Sumarmo, 2010, Delay Tolerant Network Utilizing Train for News Portal and Email Services, 2010 3 rd International Conference on ICT4M [8] K. Fall, 2003, A Delay-Tolerant Network Architecture for Challenged Internets, Intel Research Technical Report IRB TR-03-003. [9] L. Peltola, 2008, Enabling DTN-based Web Access: the Server Side, Helsinki University of Technology. [10] S. Farrell, V. Cahill, D. Geraghty, I. Humphreys, dan P. McDonald, 2006, When TCP Breaks Delay-and Disruption- Tolerant Networking, Trinity Collage. 43
[11] T. Jonson, J. Pezeshki, V. Chao, K. Smith, dan J. Hamilton, 2008, Application Of Delay Tolerant Networking (DTN) In Airborne Networks, IEEE. [12] Kevin C. Lee, Uichin Lee, Mario Gerla, 2009, Survey of Routing Protocols in Vehicular Ad Hoc Networks, Advances in Vehicular Ad-Hoc Networks: Developments and Challenges, IGI Global, Oct, 2009. [13] Jamel Elias, Shamsul, Mohd Nazri Bin Mohd Warip, R Badlishah Ahmad, Aznor Hanah Abdul Halim. 2014. A Comparative Study of IEEE 802.11 Standards for Non-Safety Applications on Vehicular Ad Hoc Networks: A Congestion Control Perspective, Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2014 Vol II. 44