KINERJA JARINGANKINERJA JARINGAN

Ridwansyah  ST MT.

Ridwansyah, ST MTJurusan Pendidikan Teknik Elektronika Fakultas Teknik UNM

Tolok ukur kinerja jaringanThroughput

Data yang dikirimkan per satuan waktuLatency (delay)

W k  dib hk   k b j l d i d iWaktu yang dibutuhkan message untuk berjalan dari darisatu node ke node yang lainSatu arah atau bolak balik (round‐trip time (RTT))

JitterJPerbedaan delay yang dialami paket‐paket pada kanalyang sama

Collisions dan Packet LossUkuran dari kongesti jaringanUkuran dari kongesti jaringan

Transmission ErrorsUkuran kualitas hardware dan saluran

ThroughputThroughputData yang dapat dikirimkan per satuan waktu

link throughput versus end to end throughputlink throughput versus end‐to‐end throughputLink speeds terus naik

10Mbps ethernet100Mbps fast ethernet1000Mbps gigabit ethernet

End‐to‐end throughput dibatasi oleh faktor lainEnd‐to‐end throughput dibatasi oleh faktor lainKecepatan host mengopi data dari/ke jaringanDelay proses dan antrian di jaringan

k k k l dWaktu untuk menunggu acknowledgementsContoh : Ethernet 10Mbps (bps = bits per second) throughput teoritisnya adalah 1.25 megabytes/detik, atau 1 bit per 10‐7detikdetikThroughput maximum sebenarnya jauh lebih kecil

Latency (Delay)k k d d kWaktu untuk mengirim message dari satu node ke

node lainnyaSatu arah atau bolak balik (round trip time (RTT))Satu arah atau bolak‐balik (round‐trip time (RTT))

Latency = TransmitTime + PropagationTime + QueueTime

TransmitTime = Ukuran data/ Kecepatan transmisi

PropagationTime = Jarak /Kecepatan propagasi

QueueTime = Waktu tunggu paket pada setiapintermediate nodes sebelum di forward

Kecepatan PropagasiCahaya dalam vacuum c = 3 x 108 m/s

Sinyal listrik pd coaxial  0.77c (2.3 x 108 m/s)Sinyal listrik pd twisted pair  0.60c (1.8 x 108 m/s)Cahaya pd serat optik  0.67c (2.0 x 108 m/s)

C h   d   di  d  i d k  bi   /Cahaya pada media dengan indeks bias n : c / nCahaya dalam berlian (n = 2.4)  1.25 x 108 m/s 

Contoh LatencyLatency untuk message sebesar 1KB yang dikirimkanmenggunakan Ethernet 10Mbps dan melalui serat optik sepanjang 0.6 kmp j g

Transmit Time:Untuk Ethernet 10Mbps (overhead paket diabaikan) :Untuk Ethernet 10Mbps (overhead paket diabaikan) :T(transmit) = 1KB x (8 bits/byte) / 107 bits/sec = 0.8 ms

Propagation Time:Propagation Time: T(propagate) = jarak/ kecepatan propagasi

 600  / (2  108 / )   3  10-6   (3 )= 600 m / (2 x 108 m/s) = 3 x 10 6 s  (3 μs)

Contoh Latency (cont.)Queuing Delay:

Misalkan paket tersebut melalui switch 3Com Cellplex, t  Ci  2514 d   b h X l  O i it h  router Cisco 2514, dan sebuah Xylan Omniswitch. 

Diasumsikan bahwa setiap switch menambah delay sebesar 0.5 ms dan router menambah delay 2 ms, maka

Queuing Delay = 0.5 + 0.5 + 2 = 3 msHasil :

Latency = 0.8 ms + 3 μs + 3 ms = 3.8 ms

Bandwidth versus LatencyMana yang lebih baik ?

Link 1 Link 2256 kb  li k 1 b  li k256 kbps link 1 Mbps link5 ms delay 100 ms delay(slow but short) (fast but long)(slow but short) (fast but long)

bandwidth

delay

Bandwidth versus LatencyLink 1: 256 kbps, 5 ms  Link 2: 1 Mbps, 100 msKasus 1:  Short message ( 512B)

4096bd

d

1

2

4096b256

5 21

40961000

100 104

= + =

= + =

b msms ms

bb

ms ms

/

/1000b ms/

Kasus 2: Long message ( 1MB)

d18000000256

5 31 255

8000000

= + =bb ms

ms ms

b/

.

d280000001000

100 8 100= + =bb ms

ms ms/

.

Bandwidth versus LatencyUntuk transfer paket berukuran kecil Untuk transfer paket berukuran kecil :

latency mendominasi, bandwidth tidak terlalu pentingbandwidth tidak terlalu penting

Untuk transfer paket berukuran besar:  bandwidth mendominasi  bandwidth mendominasi, latency tidak terlalu penting

Bandwidth dan LatencyHere are some transmission times and latencies:

Transmission TimesFile Size 64Kbps 1Mbps 100Mbps1‐byte file 0.125 ms 0.008 ms 0.00008 ms1KB file 125 ms 8 ms 0 08 ms1KB file 125 ms 8 ms 0.08 ms1MB file 12500 ms 8000 ms 80 ms

Network size: LAN WAN Intern’lNetwork size: LAN WAN Intern lLatency:  0.2‐5.0 ms 10‐500 ms 0.1‐5.0 sec

Queuing DelayKomponen queuing delay (delay antrian)

Delay akibat kongesti pada switch (paket di‐buffer Delay akibat kongesti pada switch (paket di buffer menunggu untuk di forward)Delay akibat mode switching/routingy g gDelay prosesing pada switch/router

Queuing Delay

Switch

Packets inBuffer

D l kib S i hi /R iDelay akibat Switching/Routing

Sender ReceiverEthernet

Ethernet

Ethernet

Switch/Router Switch/RouterPacket

Berapa lama waktu yang diperlukan untuk memforward paket? Menggunakan mode store-and-forward, router memerlukan waktu 8Kb/10Mbps = 0.8 ms untuk menerima paket 1KB; selama waktu p pini paket dibuffer. Pada link 512Kbps, delay store-and-forward dapat mencapai 16ms.

Routing ModesRouting ModesEthernet Packet

Destination eth_address

8 byte 6 byte 4 byte

CRCPreambleSource

eth_address Type Body

4 byte6 byte

4 b t4 b t12 b t iIP Packet

Header Fields

Source IP_address

OptionsDestination IP_address

Body

4 byte4 byte12 byte varies

Sebuah Switch Layer 2 dapat memulai memforward packet segera setelah destination ethernet address diketahui; Suatu Switch Layer 3 atau sebuah Router dapat memulai memforward packet segera setelahatau sebuah Router dapat memulai memforward packet segera setelah destination IP address diketahui (ditambah waktu proses).

Routing ModesCut through:  forward packet sesegera  FastestCut‐through:  forward packet sesegera mungkin (segera setelah destination address diketahui)diketahui)

Fragment‐free: simpan lalu cek header packet sebelum memforward.

Store‐and‐forward:  Terima seluruh paket sebelum memforward Slowest

Cut‐through Routing/SwitchingS i h     Switch atau router segera memforwards 

Sender Router

memforwards setelah alamat tujuan diketahui

Time j

TransmissionTransmission

Fragment‐free Routing/SwitchingS it h  t   t  Switch atau router memforward paket setelah menerima 

Sender Router

dan mencek header.  Time

TransmissionTransmission

Store‐and‐forward Routing/SwitchingS i h     Switch atau router menerima keseluruhan paket sebelum 

Sender Routersebelum memforwardnya.Mode ini dapat mencegah 

f d   k  g

terforwardnya paket rusak. Kadang‐kadang diperlukan apabila kecepatan 

Time

apabila kecepatan port input dan output berbeda.

Transmission

Perbandingan Routing ModesU k li k  Mb   d I l  T S i h/R  Untuk link 10Mbps pada Intel 550T Switch/Router :

DelayDelayCut‐through mode 0.03 msFragment‐free 0.08 msgStore‐and‐forward (1KB packet) >0.80 ms

*Delay Store and forward tergantung pada ukuran paket.Untuk fast ethernet, latency pada cut‐through mode adalah0 007 ms0.007 ms.

Delays pada InternetworksP d i t t k   k t d t d l   t iPada internetwork, akan terdapat delay antrian(queuing) dan prosesing pada setiap nodeDelay transmisi dan propagasi bervariasi untukDelay transmisi dan propagasi bervariasi untuksetiap link

delay delay delay delay delayA B A B− − − − −= + + +1 1 2 2 3 3

Memperkirakan RTT dengan pingdocsavage$ ping www.inet.co.th64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=0 ttl=59 time=258.2 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=1 ttl=59 time=97.8 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=2 ttl=59 time=160.9 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=3 ttl=59 time=78.3 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=4 ttl=59 time=162.2 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=5 ttl=59 time=44.5 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=6 ttl=59 time=100.8 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=7 ttl=59 time=49.6 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=8 ttl=59 time=521.7 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=9 ttl=59 time=496.3 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=10 ttl=59 time=1468.4 ms64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=11 ttl=59 time=619.6 ms. . .--- www.inet.co.th ping statistics ---41 packets transmitted, 41 packets received, 0% packet lossround trip min/avg/max = 24 4/165 0/1468 4 msround-trip min/avg/max = 24.4/165.0/1468.4 ms

Delay x Bandwidth Product

Bandwidth

Delay

Jumlah data yang sedang dikirimkan (data in pipe)Contoh : 100ms x 45Mbps = 560KBGambaran mengenai efisiensi atau utilisasi

Latency pada High Speed Networks

Latency pada jaringan berkecepatan tinggi menjadi sangat pentingMisalkan suatu link mempunyai tipikal RTT Misalkan suatu link mempunyai tipikal RTT sekitar 100msUntuk jaringan 1 Mbps  ukuran “pipa” jaringan j g p p p j gadalah

100ms x 1 Mbps = 0.1 Mb = 12.5 KBk 1 b k “ ” Untuk jaringan 1 Gbps  ukuran “pipa” jaringan 

adalah100ms   1 Gbps   100 Mb   12 5 MB100ms x 1 Gbps = 100 Mb = 12.5 MB

Latency pada High Speed Networks (cont.)Untuk mentransfer file MB pada jaringan Mbps

Source1-Mbps cross-country link

Destination0 1 Mb

p j g pmembutuhkan 80 RTT dari bandwidth.

0.1 Mb

0.1 Mb0.1 Mb

… 80 RTT of data

0.1 Mb

Untuk mentransfer file yang sama pada jaringan 1Gbps membutuhkan hanya 0 08 RTT dari bandwidth

Source1-Gbps cross-country link

Destination1

MB

membutuhkan hanya 0.08 RTT dari bandwidth.

MB

Ukuran kinerja yang lainJitterJitter

Variasi delayPenting untuk aplikasi real‐time seperti teleconferencing  internet telephonyteleconferencing, internet telephony

Packet LossProsentase paket yang gagal sampai di tujuank  Packet Errors

Collisions and CongestionPada shared access media seperti ethernet, collisions p ,meningkat seiring dengan naiknya trafikErrors, loss, dan collisions memerlukan retransmisi, yang pada akhirnya akan menurunkan throughput dan menaikkan delay dan menaikkan delay 

JittJitterSenderSender

Network

Receiver

Jitter terjadi bila paket‐paket mengalami delay yang berbeda‐beda sehingga waktu sampainya setiap paket b i ibervariasiJitter menurunkan mutu aplikasi seperti video‐conferencing dan internet telephone.