analisis pengaruh congestion control terhadap … · penelitian ini digunakan algoritma tcp-vegas,...
TRANSCRIPT
ANALISIS PENGARUH CONGESTION CONTROL TERHADAP PERFORMANSIJARINGAN METRO ETHERNET
Lina Afifatul Hamdiah¹, Sofia Naning Hertiana², Ida Wahidah³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
AbstrakTeknologi telekomunikasi berkembang pesat seiring dengan kebutuhan masyarakat terhadapinteraksi sosialnya dengan orang lain. Jaringan telekomunikasi pun semakin berkembang dandiperluas untuk memenuhi kebutuhan masyarakat tersebut, khususnya jaringan metro ethernetyang sedang dikembangkan.
Berangkat dari hal tersebut, performansi jaringan dengan teknologi metro ethernet perludianalisis. Salah satunya analisis pengaruh congestion control pada jaringan tersebut.
Data jaringan yang menggunakan teknologi metro ethernet harus diperoleh untuk menganalisispengaruhnya terhadap performansi jaringan. Parameter QoS (Quality of Service) dan FairnessIndex dianalisis untuk melihat performansi dari pengaruh algoritma kontrol tersebut. Dalampenelitian ini digunakan algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.
Pada tugas akhir ini secara keseluruhan, perubahan jumlah node mempengaruhi nilai QoS danFairness Index karena masing-masing TCP dengan algoritmanya melalui mekanisme congestioncontrol mengatur window, flow, slow start, congestion avoidance, dan fast recovery pada saatterjadi kongesti dalam jaringan. Nilai delay yang dicapai oleh ketiga TCP masih dapat ditoleransikarena nilai standar ITU-T G.114 adalah di bawah 150ms. Nilai ekstrim diperoleh pada saatbackground traffic sebesar 80%. Indikasi ekstrim terlihat pada parameter packet loss. Untuk TCPVegas nilainya 69,7479%, TCP Hybla sebesar 71,4829%, dan TCP New Reno adalah 71,6842%.
Kata Kunci : jaringan, metro ethernet, performansi, congestion control, QoS, fairness index
AbstractTelecommunication technology has developed rapidly as the society’s need of social interactionwith each others. Telecommunication network is also developing and it is enlarged to fulfill thissociety’s need, especially metro ethernet network which is being developed.
Therefore, network performance with metro ethernet technology is necessity to be analyzed. Oneof them is congestion control impact analysis of that network.
Network data which use metro ethernet technology have to be obtained for analyzing its effect ofnetwork performance. QoS (Quality of Service) parameter and Fairness Index are analyzed toobserve performance of this control algorithm impact. In this research it is used TCP-Vegas, TCP-Hybla and TCP-New Reno algorithms.
In this final task overall, node changing affects QoS value and Fairness Index because each TCPby its algorithm with congestion control mechanism managing window, flow, slow start,congestion avoidance, and fast recovery when the congestion is conducted. Delay values which isreached by three of TCP are still be tolerated because standard value of ITU-T G.114 is less than150ms. Extreme value is obtained when background traffic is 80%. Extreme indication could beseen at packet loss. For TCP Vegas its value is 69.7479%, TCP Hybla is 71.4829%, and TCP NewReno is 71.6842%.
Keywords : network, metro ethernet, performance, congestion control, QoS, fairness index
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam beberapa tahun ini, jaringan telepon yang membawa sinyal-sinyal
suara sudah mulai banyak menjangkau masyarakat.Dengan infrastruktur yang semakin
murah pembangunannya, jaringan telepon mulai menjamur di berbagai daerah.Saat itu
masyarakat tidak lagi kesulitan untuk berkomunikasi dalam bentuk suara. Di rumah, di
kantor, di tempat-tempat umum sudah cukup mudah untuk mendapatkan koneksi
telepon.
Kini, seiring dengan perkembangan jaman, berkembang pula kebutuhan
akan sarana komunikasi. Para pengguna tidak puas hanya berkomunikasi suara dan
faks, tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan komunikasi pada waktu itu.Gambar dan
suara serta teks yang panjanglah yang menjadi titik penting dan kebutuhan informasi
saat itu.Gambar suara dan teks tersebut juga harus dapat dikirimkan dengan cepat dan
akurat ke berbagai tujuan, hingga akhirnya dapat menjangkau ke seluruh penjuru
dunia.Saat inilah era Internet dan komunikasi data melonjak permintaannya dan
menjadi solusi untuk memenuhi kebutuhan komunikasi seperti itu.
Demi memenuhi kebutuhan tersebut teknologi komunikasi data mulai
dikembangkan oleh banyak pihak.Pada awalnya dan hingga kini pun di beberapa
tempat, komunikasi data turut ditumpangkan pada infrastruktur komunikasi suarayang
sudah eksis sejak lama. Seperti contohnya teknologi komunikasi data melalui dial-up
dan ISDN masih menggunakan media kabel telepon untuk ditumpangi data yang ingin
lalu-lalang. Kecepatan untuk transportasi data dengan menggunakan media ini tidaklah
masalah pada awalnya.
Namun seiring berjalannya waktu, media ini juga sudah tidak mencukupi
lagi. Kebutuhan akan komunikasi meningkat pesat, sepesat perkembangan teknologi
pendukung lainnya. Perangkat video conference, perangkat telepon IP atau perangkat
VoIP, video streaming, ukuran data yang semakin besar, dan banyak lagi
perkembangan komunikasi membuat infrastruktur dan servis-servis yang tersedia tidak
mencukupi lagi.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB I PENDAHULUAN 2
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
Dunia semakin membutuhkan komunikasi yang cepat dan tepat, namun
tidak harus menjadi repot dan mahal. Semua jenis komunikasi dapat dibawa dalam satu
media pembawa, tidak peduli apakah itu suara, video, teks, grafik, data, dan lainnya
(kebutuhan seperti ini sering disebut dengan istilah Triple Play).Media yang mampu
melayani kebutuhan seperti inilah yang disebut Next Generation Network atau sering
disingkat NGN.
Untuk menjawab kebutuhan Triple Play tersebut, para perancang teknologi
komunikasi telah menciptakan berbagai teknologi yang mampu memenuhi kebutuhan
tersebut.Aplikasi Next Generation Network sangat membutuhkan sebuah jaringan yang
dapat dilewati data dalam jumlah yang sangat besar, dapat melakukan transfer data
dengan sangat cepat, lebih kebal terhadap masalah-masalah komunikasi, dan yang
terpenting haruslah murah dan mudah dalam implementasinya.Salah satu teknologi
yang mampu melayani kebutuhan ini adalah teknologi Metro Ethernet.
1.2. Maksud dan Tujuan
Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah:
a. Memodelkan jaringan Metro Ethernet berdasarkan jaringan sebenarnya di
lapangan.
b. Mensimulasikan kendali kongesti pada jaringan Metro Ethernet dengan
menggunakan Algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.
c. Mengetahui kinerja jaringan Metro Ethernet yang meliputi Delay,
Throughput, Packet Loss, Jitter, dan Fairness Index.
1.3. Rumusan Masalah
Semakin beragamnya layanan yang disediakan di internet menjadikan perlu
adanya sebuah metode untuk dapat mengoptimalkan pelayanan dan penggunaan
bandwidth yang ada.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB I PENDAHULUAN 3
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
Untuk mencapai maksud dan tujuan di atas, terdapat berbagai masalah yang
dirumuskan, diantaranya:
a. Formulasi memodelkan jaringan Metro Ethernet sesuai dengan real
networknya?
b. Bagaimana melakukan simulasi kendali kontrol pada jaringan Metro
Ethernet dengan menggunakan Algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-
NewReno?
c. Bagaimana menentukan performasi sebuah jaringan Metro Ethernet yang
meliputi Delay, Throughput, Packet Loss, Jitter, dan Fairness Index?
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Pembahasan tugas akhir ini ditujukan untuk perancangan, pemodelan
sistem, simulasi dan analisis performansi jaringan metro Ethernet dengan tiga
algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.
b. Pelaksanaan simulasi ini tidak membahas aspek keamanan sistem.
c. Parameter-parameter yang dianalisis adalah performansi dan utilitas
masing-masing algoritma dengan melihat QoS dan Fairness Index.
d. Tidak membahas secara rinci sisi komunikasi, transmisi, dan keamanan
pada jaringan metro ethernet yang digunakan.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB I PENDAHULUAN 4
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
1.5. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah:
a. Tahap Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pencarian dan pengumpulan literatur-literatur berupa
artikel, tutorial, jurnal, buku referensi, dan sumber lain untuk mendalami tentang
konsep-konsep TCP, congestion control, metro ethernet, dan simulator yang
digunakan, yaitu NS2.
b. Tahap Simulasi
Pada tahap ini dilakukan perancangan sistem dan simulasi system. Selanjutnya
dilakukan pengukuran dan pengumpulan data utilitas tiap algoritma dan utilitas rata-
rata semua algoritma dengan melihat QoS maksimum dan Fairness Index dari tiap
TCP.
Skenario pengambilan data adalah sebagai berikut:
1. Skenario pengambilan data, dilakukan sesuai arsitektur jaringan dengan
ukuran paket yang dinamis, penambahan node sebagai router, penambahan muatan
trafik, dan penambahan background traffic.
2. Performansi jaringan metro ethernet yang dianalisis dari PE (Provider
Edge) satu ke PE lainnya.
3. Parameter QoS yang dianalisis adalah Delay, Throughput, Packet Loss,
Jitter, dan Fairness Index tiap algoritma TCP.
4. Kendali kongesti yang diamati pada node dan link yang disimulasikan.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB I PENDAHULUAN 5
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
c. Tahap Analisis
Dari tahapan perancangan sistem untuk congestion control, kemudian dilakukan
analisis untuk mengetahui performansi kinerja pada jaringan metro ethernet. Analisis
ini meliputi:
1. QoS dari jaringan metro Ethernet untuk setiap algoritma TCP yang
disimulasikan sehingga mengetahui pengaruh congestion control pada jaringan
tersebut.
2. Parameter fairness index yang dapat diketahui pada lapisan transport
sehingga nilai keadilan tersebut diperoleh dan dianalisis.
3. Pengaruh background traffic pada jaringan sehingga performansi jaringan
metro ethernet dapat dianalisis.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab
yang meliputi:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang, perumusan
masalah, pembatasan masalah, maksud dan tujuan, metode penelitian, dan
sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini memberikan gambaran tentang teori dan konsep Ethernet,
Metro Ethernet, Congestion Control, QoS, dan sekilas tentang software yang
digunakan.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB I PENDAHULUAN 6
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
BAB III PERANCANGAN MODEL SIMULASI
Bab ini akan menjelaskan tentang proses pemodelan jaringan dan
simulasi yang dilakukan untuk ketiga algoritma TCP, yaitu TCP Vegas, TCP
Hybla, dan TCP NewReno.
BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI
Bab ini akan dilakukan analisis data-data yang telah diperoleh dari
hasil simulasi berupa QoS yang meliputi delay, throughput, packet loss, dan jitter
serta fairness index.
BAB V PENUTUP
Bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran yang berkaitan
dengan tugas akhir ini sehingga dapat digunakan untuk pengembangan tugas
akhir selanjutnya.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
51
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari hasil simulasi pada tugas akhir ini dan pengambilan data serta analisis
congestion control pada algoritma TCP Vegas, Hybla, dan NewReno dapat diambil
kesimpulan:
1. Perubahan jumlah node mempengaruhi nilai QoS dan Fairness Index karena
masing-masing TCP dengan algoritmanya dengan mekanisme congestion
control mengatur window, flow, slow start, congestion avoidance, dan fast
recovery pada saat terjadi kongesti dalam jaringan. Nilai delay yang dicapai
oleh ketiga TCP masih dapat ditoleransi karena nilai standar ITU-T G.114
adalah di bawah 150 ms. Nilai ekstrim diperoleh pada saat background
traffic sebesar 80%. Indikasi ekstrim terlihat pada parameter packet loss.
Untuk TCP Vegas nilainya 69,7479%, TCP Hybla sebesar 71,4829%, dan
TCP New Reno adalah 71,6842%.
2. Perubahan besarnya muatan trafik berpengaruh terhadap nilai QoS yang
dianalisis karena paket yang dikirimkan diberi background traffic dari 1%
hingga 80%. Jika terjadi kongesti, TCP akan bekerja sesuai dengan
karakternya masing-masing untuk memulihkan kembali atau fast recovery
dilakukan dengan re-transmit paket.
3. Dari perbandingan ketiga TCP yang diteliti dalam Tugas Akhir ini, TCP
Vegas memiliki performansi yang paling baik dibandingkan kedua TCP
lainnya karena packet loss yang terjadi minimum, fairness index yang
didapat proporsional, dan umpan balik yang dapat diterima dari jaringan
berupa nilai delay dan single-bit. Sedangkan TCP Hybla tidak stabil untuk
digunakan pada jaringan wired karena hasilnya tidak semua memenuhi
standardisasi. Untuk TCP New Reno, feedback yang diperoleh dari jaringan
berupa packet loss dan hasil fairness index kriterianya minimum potensial
delay.
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
BAB V PENUTUP
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet
4. Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penuruna
performansi pada jaringan metro ethernet
penambahan muatan
memanfaatkan sumber daya jaringan.
5.2. Saran
Topik mengenai mekanisme
dijadikan sebuah topik Tugas Akhir dengan memperhatikan beberapa hal berikut:
1. Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,
baik dari interface, topologi, maupun jenis koneksinya.
2. Algoritma yang digunakan bisa
dibangun untuk mendapatkan performansi yang optimal.
3. Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan
memiliki standardisasi Internasional.
4. Skenario simulasi yang dirancang tidak sama den
untuk dianalisis lebih dalam.
5. Parameter jitter sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya
karena pengaruhnya tidak terlihat signifikan.
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro
Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penuruna
performansi pada jaringan metro ethernet akibat penambahan
penambahan muatan trafik akibat mekanisme TCP yang tidak cepat dalam
memanfaatkan sumber daya jaringan.
Topik mengenai mekanisme congestion control masih dapat dikembangkan untuk
dijadikan sebuah topik Tugas Akhir dengan memperhatikan beberapa hal berikut:
Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,
, topologi, maupun jenis koneksinya.
Algoritma yang digunakan bisa dikembangkan dari karakter jaringan yang
dibangun untuk mendapatkan performansi yang optimal.
Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan
memiliki standardisasi Internasional.
Skenario simulasi yang dirancang tidak sama dengan penelitian sebelumnya
untuk dianalisis lebih dalam.
sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya
karena pengaruhnya tidak terlihat signifikan.
52
Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro
Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penurunan
akibat penambahan node dan
trafik akibat mekanisme TCP yang tidak cepat dalam
dikembangkan untuk
dijadikan sebuah topik Tugas Akhir dengan memperhatikan beberapa hal berikut:
Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,
dikembangkan dari karakter jaringan yang
Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan
gan penelitian sebelumnya
sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
DAFTAR PUSTAKA
[1] Andi Bayu Wirawan & Eka Indarto, “Mudah Membangun Simulasi dengan
Network Simulator-2”, Penerbit Andi, 2004.
[2] Darren L. Spohn, “Data Network Design”, McGraw-Hill, Inc., 1993.
[3] Fang Lu, “ATM Congestion Control”, http://www.cse.ohio-
state.edu/~jain/cis788-95/ftp/atm_cong/index.htm, (Wikipedia 2006a last
accessed 13 Februari 2006).
[4] G. Chiruvolu, B. Krogfoss, A. G., “Schemes for Metro-Ethernet”, Alcatel
2004.
[5] Halabi, Sam, “Metro Ethernet”, Cisco Press, 2003.
[6] IEEE 802.1 D/Q/p Working Group, “Media Access Control (MAC) Bridges”,
IEEE 802.1D, 1998.
[7] Issues and Trends, 1990, “Congestion Control in Computer Networks”, IEEE
Network Magazine, 24-30, (Wikipedia2006a last accessed 13 Februari 2006).
[8] Lefteris Mamatas, Tobias Harks, and Vassilis Tsaoussidis, “Approaches to
Congestion Control in Packet Network”, Journal of Internet Engineering,
http://utopia.duth.gr/~emamatas/jie2007.pdf, 2007.
[9] Lynn A. Neir & David W. Petr, “Time-to-delivery queuing: A Multi Purpose
Resource Allocation and Congestion Control Technique”, IEEE 1993.
[10] Raj Jain, “Myths about Congestion Management in High Speed Networks,
http://www.cse.wustl.edu/~jain/papers/cong_myt.htm, (Wikipedia2006a last
accessed 13 Februari 2006).
[11] Yaw-Chung Chen, Yi-Cheng Chan, Cheng-Yun Ho, “Fast retransmit and fast
recovery schemes of transport protocols: A survey and taxonomy”, National
Changhua University of Education, Changhua City, Taiwan, 2007.
[12] Welzl, Michael, “Network congestion control: managing internet traffic”,
John Wiley&Sons, Ltd, England, 2005.
[13] http://wicaksana.net/.../11/metro-ethernet-pendahuluan/, (accessed in 2009).
[14] www.metroethernetforum.org, (accessed in 2010).
[15] www.ittelkom.ac.id, (accessed in 2009).
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Tugas Akhir - 2011
Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi