analisis perbandingan unjuk kerja tcp new reno dan...

i

ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA TCP NEW RENO

DAN WESTWOOD PADA JARINGAN KABEL

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Informatika

Disusun Oleh:

Vinsensius Verdianto Putra

145314011

PRODI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

PERFORMANCE EVALUATION BETWEEN TCP NEW RENO AND

WESTWOOD IN WIRED NETWORK

A THESIS

Presented as Partial Fulfillment of Requirements to Obtain

Sarjana Komputer Degree in Informatics Engineering Department

By :


145314011

INFORMTICS ENGINEERING STUDY PROGRAM

INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT

FACULITY SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019


v

MOTTO

“Jika orang lain bisa, maka aku juga bisa”

(Mick Mohede)

“Lebih baik terlambat daripada tidak wisuda sama sekali”

(Fajar)

“Anda harus belajar dari saingan Anda,tetapi jangan pernah meniru apa yang

sudah dilakukannya”

(Jacky Chan)


viii

ABSTRAK

Tugas akhir ini akan membahas tentang perbandingan unjuk kerja protokol

TCP New Reno dan Westwood. Parameter jaringan yang diukur adalah

troughput,delay dan paket loss. Parameter dan skenario berdasarkan topologi dan

jenis trafik yang tetap dengan penambahan besar packet error probability dan

penggunaan kapasitas buffer yang berbeda pada router.

Hasil pengujian menunjukan TCP westwood dapat mengungguli TCP New

Reno ketika jaringan menyebabkan paket loss.TCP New Reno merupakan

perbaikan dari TCP Reno yang memungkinkan deteksi paket loss lebih dari satu

kali dalam satu windows.

Sementara nilai end to end delay dan paket loss lebih tinggi ketika berada

pada paket loss karena pengaruh paket loss untuk TCP Westwood tidak sebesar

TCP New Renosehingga menyebabkan jumlah paket yang dikirim lebih besar.Di

sisi lain,TCP Westwood lebih berhati-hati dalam pengiriman paket data dan tetap

berada pada link sharing agar tidak terjadi kongesti.

Kata Kunci : TCP New Reno,TCP Westwood,Simulator,troughput,delay,paket

drop,congestion window.


ix

ABSTRACT

This final project will discuss the comparison of the performance of the

TCP protocol New Reno and Westwood. The network parameters measured are

throughput, delay and packet loss. Parameters and scenarios are based on

topology and the type of traffic that remains with the addition of a large

probability error packet and the use of different buffer capacities on the router.

The test results show that TCP westwood can outperform TCP New Reno

when the network causes a packet loss. The New Reno is an improvement over

TCP Reno that allows packet loss detection more than once in one window.

While the end to end delay and packet loss values are higher when in

packet loss because the effect of packet loss for Westwood TCP is not as large as

TCP New Renose so that the number of packets sent is greater. On the other hand,

TCP Westwood is more careful in sending data packets and stay on the sharing

link to prevent congestion.

Kata Kunci : TCP New Reno,TCP Westwood,Simulator,troughput,delay,paket

drop,congestion window.


x

KATA PEGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan

karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas ini yang berjudul

“ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA TCP NEW RENO DAN

WESTWOOD DI JARINGAN KABEL “ ini dengan baik.

Penulis menyadari bahwa selama proses penelitian ini banyak pihak yang

telah memberikan bantuan baik berupa dukungan,perhatian,semngat,kritik dan

saran yang sangat penulis butuhkan dan pada kesempatan ini pula penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya,Antara lain kepada :

1. Tuhan Yesus Kristus,yang telah memberikan pertolongan dan kekuatan

selama proses penyelesaian tugas ini.

2. Kedua orang tua saya Melanius Lianto Millo dan Agnes Sudarsih dan semu

keluarga yang telah memberikan dukungan spiritual dan materi.

3. . H.Agung Hermawan, S.T.,M.Kom. selaku dosen pembimbing tugas

akhir,atas kesabaran dalam membimbing,memberikan semangat,waktu dan

saran yang telah diberikan kepada penulis.

4. Bambang Soelistijanto,S.T.,M.Sc.,Ph.D selaku dosen pembimbing akademik

dan atas bimbingan,kritik dan saran yng telah diberikan kepada penulis.

5. Dr.Anastasia Rita Widiarti,M.Kom selaku ketua Program Studi Teknik

Informatika,atas bimbingan kritik dan saran yang telah diberikan kepada

penulis

6. Selruh dosen Teknik Informatika atas ilmu yang telah diberikan semasa kuliah

dan sangat membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.


xi

7. Emarensia Somy Pacar sekaligus teman dan sahabat,yang telah memberikan

motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan tugas ini.

8. Teman-teman

seperjuangan(Dicky,Nano,Wido,Roni,Nemby,Ganang,Tio,Marcel)

9. Keluarga Lobak Family yang selalu memberikan dukungan candaan dan

semangat dalam memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas ini.

10. Teman-teman asrama PBS-KK yang selalu memotivasi penulis agar cepat

menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam menyusun

tugas akhir ini. Saran dan kritik sangat diharapkan untuk pernaikan yang akan

datang. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan

perkembangan ilmu pengetahuan.

Yogyakarta, …………………

Penulis



xii

DAFTAR ISI

SKRIPSI .......................................................................................................... i

A THESIS ....................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iv

MOTTO .......................................................................................................... v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................... vi

LEMBARAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS ....................................................................... vii

ABSTRAK ...................................................................................................... viii

ABSTRACK ................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR .................................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah.......................................................................... 3

1.5 Metodologi Penelitian ................................................................. 4

1. Studi Literatur ........................................................................ 4


xiii

2. Perancangan ........................................................................... 4

3. Pembangunan Simulasi dan Pengumpulan Data ................... 5

4. Analisis Data Simulasi........................................................... 5

5. Penarikan Kesimpulan ........................................................... 5

1.6 Sistematika Penulisan.................................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 7

2.1 Jaringan Kabel (Wired Network) ................................................ 7

2.2 Congestion Control .................................................................... 7

2.2.1 Congestion Advoidance ..................................................... 8

2.2.2 Congestion Control ............................................................ 8

2.3 TCP New Reno ........................................................................... 8

2.3.1 Slow-Start ........................................................................... 9

2.3.2 Congestion Advoidance ..................................................... 9

2.3.3 Fast Retransmit ................................................................... 10

2.3.4 Fast Recovery ..................................................................... 10

2.4 Westwood .................................................................................... 10

2.5 Network Simulator NS2 .............................................................. 12

BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN .................................... 13

3.1 Parameter Simulasi...................................................................... 13

3.2 Parameter Kinerja........................................................................ 16

3.2.1 Toughput ............................................................................ 16

3.2.2 Lost Paket ........................................................................... 16

3.2.3 Delay (End-to-End delay .................................................... 17


xiv

BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA .................................. 18

4.1 TCP New Reno dan TCP Westwood .......................................... 18

4.1.1 Troughput ........................................................................... 18

4.1.2 Droptail .............................................................................. 19

4.1.3 Delay ................................................................................. 21

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 28

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 28

5.2 Saran ............................................................................................ 29

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 30

LAMPIRAN ..................................................................................................... 31


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Parameter tetap skenario 1 ............................................................... 14

Tabel 3.3 Parameter tetap pada skenario 2 ...................................................... 16

Tabel Hasil pengujian kapasitas buffer ............................................................ 18


xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.3.1 Slow Start .................................................................................. 9

Gambar 3.1 Topologi skenario 1 ..................................................................... 13

Gambar 3.3 Topologi Skenario 2 ..................................................................... 15

Gambar Troughput pada antrian Droptail ....................................................... 19

Gambar 4.1.2. Grafik TCP New Reno ............................................................. 20

Gambar Tabel hasil pengujian kapasitas Delay ............................................... 21

Gambar :Grafik congestion window dengan buffer 50.................................... 22

Gambar : Grafik congestion window dengan buffer 50 ................................... 23

Gambar: Tcp New Reno dan Tcp westwood dengan buffer 75 ....................... 24

Gambar: Grafik congestion window dengan buffer 75.................................... 25

Gambar: Tcp New Reno dan Tcp Westwood dengan buffer 100 .................... 26

Gambar:Tcp New Reno dan Tcp Westwood dengan buffer 100 ..................... 27


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi informasi masa ini berkembang dengan

sangat pesat, Pada Jaringan kabel telah menjadi pusat perhatian dari semua

pihak yang berkaitan dengan teleknologi telekomunikasi pada saat ini. Hal

tersebut terjadi diakibatkan adanya suatu ekspansi peralatan kabel dalam

komunikasi internet, sehingga layanan kabel menjadi semakin bervariasi dan

berkembang sesuai kebutuhan dan harapan konsumen. Teknologi

telekomunikasi bergerak merupakan teknologi yang berkembang sangat cepat,

akibat dari penggunaan telekomunikasi yang sangat besar ini akan

berpengaruh terhadap bandwidth yang tersedia semakin tidak mencukupi.

Pada komunikasi wired,sinyal yang dipancarkan dipengaruhi oleh fenomena

lintasan jamak (multipath) yang dapat menyebabkan terjadinya fading.

Perkembangan ini merupakan tuntutan dari kebutuhan masyarakat akan

akses informaasi dan data yang cepat. Jaringan nirkabel dengan infrastruktur

merupakan perluasan dari jaringan LAN. Karena hal itulah muncul ilmu

pengetahuan baru yang berkembang tiada batas dan juga memunculkan

berbagai macam teori dan penemuan-peemuan baru.Salah satu dari teori yang

akan dibahas adalah tentang Protokol Internet.yaitu TCP (Transmission

Control Protokol).


2

TCP (Transmission Control Protokol).adalah suatu transport yang

mengatur komunikasi data dalam proses tukar menukar data dari komputer

yang satu ke komputer yang lainnya dalam jaringan internet yang akan

memastikan pengirim data sampai ke alamat yang akan dituju.Protokol ini

merupakan protokol yang saat ini dalam pengembangan ke arah yang lebih

baik.Kemudian,protokol ini juga mampu bekeja ddan diimplementasikan pada

lintas perangkat lunak (software) di berbagai sistem operasi.

TCP diciptakan untuk jaringan berbasis wired (kabel),dimana fluktuasi

gangguannya sangat kecil.Penyebab terjadinya paket yang hilang bukan

disebabkan oleh Congestion,melainkan dikarenakan karena menrima 3

duplikat ACK saat mendeteksi paket yang hilang,TCP akan

mengimplementasikan fase fast restransmit.Apabila terjadi timeout,maka akan

mengimplementasikan fase slow start.Hal ini membuat TCP menjadi tidak

efisien dan akan menyebabkan delay pada ranah pengguna.Sedangkan

Congestion sendiri bisa diartikan sebagai kemacetan yang terjadi pada jalur

paket-paket data sehingga menimbulkan antrian yang menumpuk.

Meskipun paket error pada kabel sangat kecil,transmisi kabel memiliki

masalah tersendiri,yaitu pada kapasitas buffer pada router dan juga

kongesti.Dari kedua masalah ini akan menjadi masalah ketika router

mengalami kelebihan beban(overload) data pada storage yang akan

menyebabkan transmisi akan semakon besar dan juga cepat.TCP yang akan

diuji dalam penelitian ini adalah TCP New Reno dan Westwood.Selain itu

modul TCP New Reno dan TCP Westwood sudah tersedia di perangkat lunak


3

Omnet++. Pada TCP New Reno, apabila terjadi congestion maka akan

mengimplementasikan slow start, kemudian congestion advoidance dan

melakukan algoritma fast restransmit dan fast recovery.

Dari dua jenis algoritma TCP itu sendiri,mekanisme dalam

menghadapi kongesti dan drop paket juga berbeda satu sama lain.Dengan

karakteristik yang berbeda itu, suatu algoritma TCP dikembangkan untuk

mengatasi keadaan jaringan tertentu. Dengan penggunaan mekanisme yang

berbeda maka semakin luas algoritma yang digunakan maka pekerjaan TCP

akan menjadi semakin berat.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang ada,rumusan masalah yang

dihasilkan adalah hasil dari TCP New Reno dan TCP Westwood pada jaringan

yang mengalami buffer dan delay maupun paket error karena paket error.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui perbandingan unjuk

kerja antara TCP New Reno dan TCP Westwood pada jaringan Kabel.

1.4 Batasan Masalah

Dalam melaksanakan penelitian ini,masalah yang dibatasi sebagai

berikut :

1. Penulis melakukan penelitian pada TCP New Reno dan TCP Westwood


4

2. Metrik unjuk kerja yang digunakan adalah troughput, delay dan paket loss.

3. Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan simulator Network

Simulator (NS2)

4. Menggunakan trafik pengganggu berupa UDP

5. Manajemen antrian yang digunakan adalah Drop tail.

6. Penelitian dilakukan pada jaringan kabel.

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi dan langkah-langkah yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Mengumpulkan informasi dari buku-buku atau jurnal dan paper

yang membahas tentang hal yang diperlukan dalam penelitian seperti :

a. Teori TCP New Reno dan TCP Westwood

b. Teori troughput,delay,dan paket loss

c. Teori NS2

d. Tahapan –tahapan dalam membangun simulasi

2. Perancangan

Dalam tahap ini penulis merancang skenario sebagai berikut:

a. Penambahan besar packet error probability dalam persen (%) pada

skenario 1

b. Mengunakan kapasitas buffer yang berbeda pada skenario 2

c. Kapasitas datarate dan delay pada link (tetap)


5

3. Pembangunan simulasi dan pengumpulan data

Pada tahap ini dilaksanakan pemasangan perangkat-perangkat yang

sudah dibuat sebelumnya. Pemasangan ini jugameliputi konfigurasi yang

dibuat. Pemasangan konfigurasi meliputi drop pada router,TCP yang akan

digunakan pada sender dan receiver dan juga pemasangan trafik

pengganggu (UDP)

4. Analisis Data Simulasi

Pada tahapan analisis,output hasil simulasi dan revisi-revisinya

yang telah terkumpul digunakan untuk menghitung parameter yang diukur

dalam penelitian ini.

5. Penarikan kesimpulan

Penarikan kesimpulan dan saran didasarkan pada perrformance

metric yang didapat dari proses simulasi dan analisis yang telah dilakukan.

1.6 Sistematika Penulisan

Struktur penulisan ini dibagi menjadi beberapa bagian dengan susunan

sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Pada Bab ini berisi latar belakang yang mendasari penulisan tugas ini,

rumusan masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan penulisan, metodologi

penelitian dan sistematika penulisan.


6

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan tentang teori yang akan menjadi acuan dalam penulisan

penelitian ini.

BAB III PERANCANGAN TUGAS AKHIR

Bab ini berisi tentang rancangan pelaksanaan simulasi dan analisi data hasil

simulasi.

BAB IV ANALISIS HASIL PENGAMBILAN DATA

Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan hasil analisis jaringan

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan yang didapat selama penelitian dan hasil analisis

dari penelitian ini, dan saraan untuk penelitian yang dapat dilakukan

selanjutnya.


7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Jaringan Kabel (wired)

Jaringan kabel merupakan tipe jaringan yang dikembangkn pertama

kali untuk membantu aktivitas transmisi data. Jaringan kabel melibatkan

beberapa router atau switch dan kabel ethernet dan konektor untuk

menghubungkan antar komputer yang satu dengan yang lainnya. Dalam hal

ini, jaringan kabel memiliki beberapa karakteristik seperti dibawah ini :

a. Bandwidth pada jaringan kabel sangat besar sehingga transfer data melalui

kabel memiliki kecepatan yang tinggi.

b. Transmisi kabel memiliki paket error yang sangat kecil dibandingkan

dengan transmisi nirkabel karena tidak ada terpengaruh oleh interfrensi.

Dalam Prakterknya, jaringan kabel memiliki beberapa tipe yang

disesuaikan dengan kebutuhan jaringan tertentu. Setiap kabel memiliki

karakteristik yang erbeda antara satu dengan yang lainnya.

2.2. Congestion Control

Kongesti terjadi karena adanya penggunaan pada jaringan yang

melebihi kapasitas yang tersedia, hal tersebut akan menyebabkan buffer pada

router dan mengalami kelebihan beban (overload). Dengan penuhnya buffer

ini maka paket yang akan datang ketika kongesti akan di drop dan


8

menyebabkan turunnya nilai dari troughput dan juga delay yang tidak dapat

diprediksikan.

Mekanisme yang digunakan untuk mengatasi kongesti ini adalah

sebagai berikut :

2.2.1 Congesti Avoidance

Congesti Avoidance merupakan mekanisme yang digunakan untuk

mencegah terjadinya kengesti.Pada TCP menggunkan loss paket sebagai

indikator adanya congesti, di sisi lain juga ada yang menggunakan

perhitungan dengan RTT sebagai indikator terjadinya kongesti.

2.2.2 Congestion Control

Merupakan mekanisme yang digunakan ketika kongesti telah

terjadi.

Meskipun sudah mengimplementasikan dan berjalan,congestion

control masih memiliki tantangan tersendiri. Dengan adanya pengiriman

paket dari berbagai sisi host dan dengan waktu yang tidak teratur maka

perubahan kecepatan pengirim paket dilakukan melalui congestion control

dalam penyesuaian dengan kapasitas jaringan yang tersedi menjadi akurat.

2.3 TCP New Reno

TCP New Reno merupakan variansi TCP setelah TCP Reno.TCP New

Reno masih mengimplementasikan mekanisme TCP Reno dan Tahoe yaitu

slow-start,congestion avoidance,fast-retranmission dsn menambahkan satu

mekanisme yaitu fast recovery.


9

2.3.1 Slow-start

Slow start merupakan fase dimana sebuah TCP mencari tahu tetang

kapasitas jaringan yang ada.Pertama-tama TCP akan mengirimkan 1

paket,dan kemudian 2 paket,lalu 4 paket dan seterusnya naik secara

eksponensial.Kenaikan secara eksponensial ini akan berhenti ketika

terdeteksi adanya paket loss karena tidak dierimanya ACK,pada titik ini

berarti kenaikan CWDN sudah mencapai titik sstheshold.setelah mencapai

titik tersebut maka kenaikan akan berubag menjadi kenaikan secara linear.

Gambar 2.3.1 Slow Start

2.3.2 Congestion Avoidance

Merupakan fase dimana TCP berusaha menghindari congestion.

Dalam fase ini,CWND akan naik secara linear(bertambah 1) dan ketika

terjadi 3 duplikasi ACK maka nilai sstreshold akan diturunkan setengah

nilai CWND dan nilai CWND sendirisebesar nilai sstreshold.


10

2.3.3 Fast Restransmit

Pada fase ini terjadi retransmisi pada paket yang hilang.ketika

menerima 3 duplikasi ACK maka akan dilakukan retransmit pada paket

yang hilang.

2.3.4 Fast recovery

Pada fase fast recovery,ketika terjadi 3 duplikasi ACK dan telah

melakukan fast retransmission,TCP tidak masuk ke fase slow start,tetapi

langsung masuk pada fase congestion avoidance.

2.4 Weestwood

Algoritma Westwood didasarkan pada estimasi end-to-end dari

bandwidth yang tersedia di sepanjang jalur koneksi TCP. Perkiraan ini

diperoleh dengan menyaring aliran paket ACK kembali dan digunakan untuk

secara adaptif mengatur jendela kontrol ketika kemacetan jaringan dialami.

Secara khusus, ketika tiga DUPACK diterima, baik jendela kemacetan (cwnd)

dan ambang mulai lambat (ssthresh) diatur sama dengan perkiraan bandwidth

(BWE) kali waktu perjalanan putaran minimum yang diukur (RTTmin); ketika

batas waktu kasar berakhir, ssthresh diatur seperti sebelumnya sementara

cwnd diatur sama dengan satu.

Adapun Kode pseudo dari algoritma Westwood dapat dilihat dibawah

ini:

a) Pada penerimaan ACK: cwnd dinaikkan sesuai dengan algoritma Reno;

perkiraan bandwidth end-to-end BWE dihitung;


11

b) Ketika 3 DUPACK diterima: ssthresh = max (2, (BWE * RTTmin) /

seg_size); cwnd = ssthresh;

c) Ketika timeout kasar berakhir: ssthresh = max (2, (BWE * RTTmin) /

seg_size);

cwnd = 1;

TCP Westwood secara cepat meningkatkan cwnd sebagai Reno, ketika

ACK diterima. Di sisi lain, ketika kemacetan terjadi, Westwood menggunakan

pengaturan adaptif dari cwnd dan ssthresh sehingga dapat dikatakan bahwa

Westwood mengikuti paradigma Additive-Increase / Adaptive-Decrease Perlu

dicatat bahwa mekanisme penurunan adaptif yang digunakan oleh Westwood,

TCP akan meningkatkan stabilitas dari algoritma penurunan multiplikatif TCP

standar. Bahkan, jendela adaptif yang mengecil memberikan jendela

kemacetan yang cukup berkurang di hadapan kemacetan berat dan tidak

terlalu banyak di hadapan kemacetan ringan atau kerugian yang bukan karena

kemacetan, seperti dalam kasus sambungan radio yang tidak dapat diandalkan.

Selain itu, pengaturan adaptif dari jendela kontrol meningkatkan alokasi yang

wajar dari bandwidth yang tersedia untuk aliran TCP yang berbeda.Hasilnya

dapat dijelaskan secara intuitif dengan mempertimbangkan bahwa pengaturan

jendela Westwood TCP akan melacak perkiraan bandwidth sehingga, jika

perkiraan ini merupakan pengukuran yang baik dari bagian yang adil, maka

keadilan ditingkatkan. Alternatifnya, dapat dicatat bahwa pengaturan cwnd =

B × RTTmin mendukung laju transmisi (cwnd / RTT) = (B × RTTmin) / RTT

yang lebih kecil dari bandwidth B yang diperkirakan pada saat kemacetan:


12

sebagai konsekuensinya, Aliran TCP Westwood akan membersihkan backlog

jalannya setelah pengaturan sehingga meninggalkan ruang di buffer untuk

hidup bersama, yang meningkatkan multiplexing statistik dan kestabilan.

2.5 Network simulator2

Ns 2 merupakan simulator jaringan yang dapat digunakan untuk

mensimulasikan jaringan komputer dan telekomunikasi. Ns bersifat open

source dan dikembangkan dengan menggunakan bahasa C++. Ns banyak

digunakan sebagai media pengajaran protokol jaringan. Ada beberapa

keunggulan yang dimiliki aplikasi ini, yaitu Network Simulator dilengkapi

dengan tools validasi, pembuatan simulasi dengan menggunakan Network

Simulator jauh lebih mudah daripada menggunakan software developer seperti

Dhelpi atau C++.


13

BAB III

RANCANGAN SIMULASI JARINGAN

3.1 Parameter Simulasi

Pada simulasi ini terdiri dari dua skenario yaitu penggunaan packet

error probability dan link sharing.

a. Skenario 1 : Efek paket error

Pada skenario drop paket yang terjadi disebabkan oleh packet

error probability (bukan kongesti).

Pada skenario pertama,simulasi yang dijalankan pada protokol

transport baik TCP New Reno dan TCP Westwood+ yaitu dengan jaringan

kabel yang menggunakan datarate pada link sebesar 2 Mbps,delay yang

digunakan untuk semua link adalah 2 ms. Untuk setiap simulasi yang

dijalankan akan digunakan pakket error probability sebesar 5%,10%, dan

15%.

1. Topologi

2 Mbps 2 Mbps 2 Mbps

Gambar 3.1 Topologi skenario 1

TCP Sink TCP

Sender


14

1. Parameter tetap

Parameter

Jumlah Host

Nilai

2 host

Waktu simulasi 200 s

Banyak koneksi TCP

TCP pake size

Delay

1 TCP

1024 B

2 ms

Datarate 2 Mbps

Queque

Packet error probability

Droptail

5,10,15 (%)

Tabel 3.1 Parameter tetap skenario 1

b. Skenario 2 : Efek Buffer size

Pada skenario ini drop paket yang terjadi karena adanya kongesti

akan berdampak pada delay.

Pada skenario kedua ini, simulasi yang dijalankan pada kedua

protokol tranport baik TCP New Reno dan Westwood yaitu skenario

dengan jaringan kabel berbentuk topologi Dumbell dengan datarate setiap

link adalahg 10 Mbps dan link bagian tengah adalah 1.5 Mbps,delay untuk

link TCP dan bottleneck adalah 2 ms sedangkan link UDP adalah 1

ms,untuk setiap simulasi yang akan dijalankan akan digunakan buffer size

sebesar 20 dan 60 paket,kemudian aliran data TCP akan saling ditabrakan


15

dengan aliran data UDP.Hasil dari simulasi ini akan ditampilkan dalam

suatu table grafik.

2. Topologi

10 Mbps 2 ms 10 Mbps

10 Mbps

10 Mbps 10 Mbps

Gambar 3.3 Topologi Skenario 2

2. Parameter Tetap

Parameter

Jumlah Host

Nilai

4 host

Waktu simulasi 200 s

Banyak koneksi TCP

TCP pake size

Banyak Koneksi UDP

1 TCP

1024 B

1 UDP

UDP pecket size 2048 B

UDP

Sender

TCP

Sink

TCP

Sender

UDP

Sink


16

Traffic source

Delay

TCP vs UDP

1 dan 2 ms

Datarate 10 Mbps dan 1.5 Mbps

Queque

Buffer size

Droptail

20 dan 60 paket

Tabel 3.3 Parameter tetap pada skenario 2

3.2 Parameter Kinerja

Pada penelitian ini telah dipilih beberapa parameter kinerja yang dapat

digunakan untuk mengukur unjuk kerja dari TCP New Reno dan Westwood.

Parameter kinerja yang menjadi fokus dalam setiap pengujian yang dilakukan.

3.2.1 Troughput

Troughput adalah jumlah bit data persatu waktu yang dikirim ke

suatu destinasi melalui jaringan. Semakin besar nilai troughput maka akan

semakin baik. Kualitas protokol troughput dapat dilihat melalui besarnya

troughput yang dihasilkan. Hal tersebut dapat menjadi tolak ukur protokol

transport yang akan diuji.Berikut adalah rumus untuk menghitung

troughput.

Troughput =

3.2.2 Loss Paket

Loss paket merupakan suatu kegagalan pada suatu paket atau lebih

dikarenakan transmisi untuk mencapai suatu destinasi tidak tercapai.


17

Semakin tinggi loss paket maka akan menunjukan suatu keadaan jaringan

yang memiliki masalah. Loss paket sendiri terjadi dikarenakan buffer

overlow(congestion) dan juga bit error (pada jaringan wireless).

Paket loss = X 100%

3.2.3 Delay (End toDe End delay)

End to end delay merupakan suatu waktu yang ditempuh oleh paket

ketika suatu paket itu dikirim hingga mencapai destinasi. Nilai delay dapat

dipengaruhi oleh cara kerja dari protokol transport,sehingga menyebabkan

nilai delay dapat dijadikan parameter pembeda antara protokol transport.

Rumus End to End delay adalah sebagai berikut :

Rata-rata Delay = Total Delay/Total paket yang diterima


18

BAB IV

HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA

Setelah melakukan pengujian beberapa kali maka didapatlah data yang

akan dianalisis, adapun data yang diperoleh didapat melalui fitur filter “awk” dan

perintah pada network simulator untuk menghasilkan output data yang diinginkan.

Analisis data pada penelitian diperlukan guna untuk mengukur karakteristik atau

pola pada setiap data yang diperoleh melalui beberapa pengujian, sehingga pada

akhirnya data tersebut dapat ditarik kesimpulan dan dapat menjadi refrensi untuk

penelitian selanjutnya dan menjadi bahan revisi untuk peneliti sebelumnya.

4.1 TCP New Reno dan TCP Westwood

4.1.1 Troughput

Buffer

Tcp New

Reno

Tcp

Westwood

15 4.0763 4.42302

50 4.77644 4.68597

75 4.80875 4.67034

100 4.86233 4.62981

Tabel Hasil pengujian kapasitas buffer


19

Gambar Troughput pada antrian Droptail

Pada gambar tabel menunjukan bahwa TCP New Reno dan TCP

Westwood mengalami peningkatan pada saat memulai start hal ini

disebabkan pengingkatan buffer yang diberikan pada masing-masing TCP

semakin besar buffer yang diberikan maka semakin banyak juga paket

yang akan diterima. pada congestion window dapat dilihat pada grafik

bahwa mekanisme antrian pada masing=masing buffer akan berpengaruh

pada kecilnya kegagalan dari masing-masing TCP.

4.1.2. Droptail

Buffer Tcp New Reno

15 331

50 344

75 325

100 317


20

Gambar 4.1.2. Grafik TCP New Reno

Pada Tabel 4.1.2 diatas ketika dilakukan uji simulasi dengan

menggunakan buffer 15,50,75,100 menggunakan antrian Droptail terlihat

bahwa Tcp New Reno pada awal memulai start mengalami peningkatan

kemudian perlahan menurunkan kecepatannya ini dikarenakan TCP New

Reno mengalami peningkatan nilai troughput saat memulai start. Karena

proses peningkatan pengiriman paket ini berpengaruh terhadap troughput

TCP New Reno sendiri dan akan mengalami penurunan secara

perlahan.Nilai troughput ini didasari oleh kondisi jaringan yang sedang

mengalami keadaan macet dan TCP New Reno mempunyai fitur

congestion control untuk managemen kondisi ini.


21

4.1.3 Delay

Buffer Tcp New Reno Tcp Westwood

15 0.124822 0.115038

50 0.201198 0.205082

75 0.273019 0.281109

100 0.340096 0.357176

Gambar Tabel hasil pengujian kapasitas Delay

Paket Delay pada antrian RED

Pada Gambar menunjukan bahwa TCP New Reno dan TCP

Westwood mengalami peningkatan pada troughput, hal ini disebabkan

karena kapasitas buffer yang di tingkatan pada setip TCP menyebabkan

peningkatan pada paket yang diterima akan semakin besar juga. TCP

Westwood lebih diunggulakan pada sisi troughput karena pad tipe antrian

ini kemungkinan untuk multiple error lebih kecil/sedikit,oleh karena itu


22

TCP Westwood kemungkinan untuk masuk ke fase slowstart ketika terjadi

paket drop pun juga semakin sedikit dan paket yang dapat dikirim juga

lebih banyak dari TCP New Reno sehingga pengiriman paet dengan TCP

Westwood akan lebih baik.

Gambar :Grafik congestion window dengan buffer 50

Grafik diatas adalah hasil pengujian menggunakan antrian Droptail

dengan ukuran buffer 50,

Terlihat pada gambar diatas tcp westwood lebih mendominasi hal

ini dikarenakan Tcp westwood yang sangat adaptif dengan buffer

berukuran kecil dan menganggap jaringan sedang mengalami kemacetan

dan menghasilkan nilai troughput yang kecil. ruang buffer yang hanya

menampung 50 paket membuat TCP Westeood yang adaptif dengan

kondisi jaringan lebih unggul dibandingkan dengan TCP New Reno dan

hal ini membuat TCP New Reno sering masuk ke fase timeout sehingga

berpengaruh kepada delay pada TCP yang semakin meningkat.


23

Gambar : Grafik congestion window dengan buffer 50

Pada gambar diatas menggunakan antrian Random Early Detection

dengan buffer 50 terlihat bahwa kedua TCP saling berimbang satu sama

lainnya dengan masih menggunakan buffer 50 terlihat bahwa congestion

window TCP New Reno mampu mengimbagi congestion window TCP

Westood,meskipun demikian TCP Westwood meningkatkan ukuran

congestion window nya sehingga lebih mendominasi pada saat pengiriman

paket dan pada waktu tertentu TCP New Reno menjatuhkan nilai

trouputnya dikarenakan TCP Westwood meningkatkan antrian DRED

(detection Random Early Detection) dengan stabil.


24

Gambar: Tcp New Reno dan Tcp westwood dengan buffer 75

Pada skenario ini uji simulasi dengan ukuran buffer 75 terlihat TCP

Westwood pada pada awal saat setelah burs time TCP Westwood perlahan

menjatuhkan congestion window karena pada saat bersamaan TCP New

Reno mulai meningkatkan transmisi paket,namun pada detik berikutnya

TCP Westwood mampu mengimbangi congestion window dari TCP New

Reno.Hal ini menunjukan dengan imbangnya buffer membuat paket lebih

bisa ditampung pada ruang buffe.Karakteristik antrean Droptail ini

membuat TCP Westwood lebih unggul dibandingkan dengan TCP New

Reno sehingga menghasilkan congestio window lebih stabil.


25

Gambar: Grafik congestion window dengan buffer 75

Pada skenario ini manajemen antrian menggunakan antrean

Random Early Detection(RED) dengan ukuran buffer 75,terlihat pada

grafik TCP Westwood mampu meningkatkan nilai troughput di awal saat

setelah burst time kemudian mengimbangi trouhput dengan TCP New

Reno yang sesekali menjatuhkan paket pada manajemen antrean RED dan

dikarenakan adanya paket yang di drop akan membuat antrean manajemen

RED berpotensi mengalami paket loss dengan ditandai diterimanya

dupklikat ACK hal ini di respon oleh TCP New Reno untuk menurunkan

troughput hingga simulasi berakhir, TCP Westwood dirancang untuk lebih

adaptif dalam kondisi jaringan meski memiliki fitur congestion control

yang tidak dimiliki oleh TCP New Reno. Meskipun TCP Westwood

memiliki fitur Bandwith Estimate yang mampu memaksimalkan

pengiriman paket pada antrian RED.


26

Gambar: Tcp New Reno dan Tcp Westwood dengan buffer 100

Pada grafik diatas dilakukan uji simulasi dengan penambahan

buffer menjadi 100 sama seperti sebelumnya pada awal memulai fase burst

time TCP Westwood menjatuhkan congestion window dan TCP New Reno

menaikan congestion window yang membuat TCP New Reno sedikit

unggul pada saat memulai fase ini.Akan tetapi setelah pada waktu

berikutnya terlihat TCP Westwood secara adptif mampu mengimbangi

TCO New Reno yang mana membuat TCP Westwood mengimbangi

congestion window sampai simulasi berskhir. Pada grafik dengan nilai

buffer 100 ini terlihat TCP New Reno pada awal memulai start mampu

mengungguli TCP Westwood pada saat memuai start ini yang kemudian

langsung diimbangi oleh TCP Westwood di waktu berikutnya.


27

Gambar:Tcp New Reno dan Tcp Westwood dengan buffer 100

Pada skenario ini dilakukan pengujian dengan buffer 100 dengan

menggunakan antrean Random Early Detection(RED),sepeeti yang terlihat

pada grafik di waktu awal setelah melewati fase burst time kedua protokol

masing-masing menjatuhkan congestion window setelah ruang buffer

dipenuhi oleh paket yang akan dikirim kedua protokol, manajamen RED

yang begitu aktif mendrop paket pada antrean memberi pengaruh pada

tampilan grafik,grafik terlihat begitu padat memvisualisasikan betapa

aktifnya manajemen RED yang mengantisipasi ruang buffer teteap

memiliki ruang untuk penampungan paket,pada rafik juga menunjukkan

kedua protokol memiliki sifat yang fainess satu sama lainnya,terlihat

kedua protokol sama mengalami jatuhnya congestion window tetapi tidak

sampai mengalami congestion collaps dikarenakan kedua protokol TCP

Westwood menjalankan algoritma Additive increase additive decrease

yang tidak secara ekstrem menjatuhkan congestion window hal ini

meggambarkan sifat adaptif yang dimiliki TCP Westwood.


28

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan juga analisis yang telah dilakukan dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

a. Pada buffer size yang kecil dan packet error nilai troughput TCP

Westwood lebih unggul dibandingkan TCP New Reno dikarenakan packet

loss yang terjadi menyebabkan TCP New Reno sering menjatuhkan

congestion windows nya dan berdampak pada pengiriman paket yang kecil

dan menyebabkan nilai troughput menjadi kecil. Apabila buffer size

besar,troughput TCP New Reno lebih besar dibandingkan dengan TCP

Weswood ini dikarenakan packet loss yang kecil dan ditambah buffer size

yang besar akan berdampak pada turunya hasil unjuk kerja TCP

Westwood.

b. Pada skenario buffer size,nilai packet loss dan paket drop pada TCP

Westwood lebih baik dibandingkan TCP New Reno,hal ini terjadi karena

cara kerja TCP Westwood yang berusaha mengurangi kongesti melalui

pengiriman paket dalam jumlah kecil sehingga menghasilkan suatu antrian

yang lebih pendek dan paket drop yang lebih kecil pula sedangkan TCP

New Reno sebaliknya.


29

5.2 Saran

a. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan adalah TCP Westwood pada

asymetric network


30

DAFTAR PUSTAKA

Analisis Perbandingan Kinerja Protokol TCP New Reno dan Westwood pada

jaringan WiMAX IEEE 802.16

https://repository.widyatama.ac.id/xmlui/handle/123456789/3467

Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol diakses

tanggal 22 November 2018 jam 13.00

Skripsi Theo Mahardian :http://repository.usd.ac.id/9042/2/125314061_full.pdf

Wirawan, A. B., & Indarto, E. (2004). Mudah Membangun Simulasi dengan

Network Simulator-2. Yogyakarta: Andi.

Stevens, W., 2011, TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and

Fast Recovery Algorithms, RFC.


31

LAMPIRAN

#Declare New Simulator

set ns [new Simulator]

#Setting output file

set tr [open CCID3vsTCPWDT.tr w]

$ns trace-all $tr

set nf [open CCID3vsTCPW.nam w]

$ns namtrace-all $nf

#Node Sender

set S1 [$ns node]

set S2 [$ns node]

#router

set R1 [$ns node]

set R2 [$ns node]

#Node Receiver

set D1 [$ns node]

set D2 [$ns node]


32

# Link Node Sender 1 & 2 ke Router 1

$ns duplex-link $S1 $R1 12Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $S2 $R1 12Mb 10ms DropTail

# Link Antar Router

$ns duplex-link $R1 $R2 12Mb 10ms DropTail

# Link Router 2 ke Node Receiver 1 & 2

$ns duplex-link $R2 $D1 12Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $R2 $D2 12Mb 10ms DropTail

# Setting Node Position

$ns duplex-link-op $S1 $R1 orient right-down

$ns duplex-link-op $S2 $R1 orient right-up

$ns duplex-link-op $R1 $R2 orient right

$ns duplex-link-op $R2 $D1 orient right-up

$ns duplex-link-op $R2 $D2 orient right-down

# Setting Queue Length

$ns queue-limit $R1 $R2 50 #mainkan buffer

# Setting error rate

set err [new ErrorModel]


33

$ns lossmodel $err $R1 $R2

$err set rate_ 0.0001 #mainkan error rate per interval sampai dengan 0.01

#setting antrian RED

Queue/RED set thresh_ 10

Queue/RED set maxthresh_ 50

#Monitor the queue for link (r1-r2). (for NAM)

$ns duplex-link-op $R1 $R2 queuePos 0.5

# Setting TCP Agent

set tcp1 [new Agent/TCP/Linux]

set tcpsink1 [new Agent/TCPSink]

$ns at 0 "$tcp1 select_ca westwood"

$ns attach-agent $S1 $tcp1

$ns attach-agent $D1 $tcpsink1

$ns connect $tcp1 $tcpsink1

$tcp1 set window_ 1000

$tcp1 set packetSize_ 1500

$tcp1 set fid_ 1

$ns color 1 Red

# Setting DCCP Agent


34

set dccp1 [new Agent/DCCP/TFRC]

set dccpsink1 [new Agent/DCCP/TFRC]

$ns attach-agent $S2 $dccp1

$ns attach-agent $D2 $dccpsink1

$ns connect $dccp1 $dccpsink1

$dccp1 set fid_ 2

#$dccp1 set packetSize_ 1500

$ns color 2 Blue

# CBR #1 (DCCP1)

set cbr1 [new Application/Traffic/CBR]

$cbr1 attach-agent $dccp1

$cbr1 set type_ CBR

$cbr1 set mtu_ 1500

$cbr1 set packet_size_ 1500

$cbr1 set rate_ 5Mb

$cbr1 set random_ false

#FTP

set ftp1 [new Application/FTP]

$ftp1 attach-agent $tcp1

$ftp1 set type_ FTP


35

#tcp trace

$tcp1 attach $tr

$tcp1 tracevar cwnd_

$dccp1 attach $tr

$dccp1 tracevar cwnd_

$dccp1 trace cwnd_

$ns at 0.0 "$dccpsink1 listen"

$ns at 0.1 "$ftp1 start"

$ns at 0.1 "$cbr1 start"

$ns at 200.0 "$cbr1 stop"

$ns at 200.0 "$ftp1 stop"

$ns at 200.0 "finish"

#Setting Procedure Finish

proc finish {} {

global ns tr nf

$ns flush-trace

close $nf

close $tr

exec awk -f Hasil_TCP.awk CCID3vsTCPWDT.tr &

exec awk -f Hasil_DCCP.awk CCID3vsTCPWDT.tr &

exit 0


36

}

# Plot RTT sample TCP

proc plotrtt {tcpSource output} {

global ns tcp1

set rttSample [$tcpSource set rtt_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $rttSample"

$ns at [expr $now+1] "plotrtt $tcpSource $output"

}

set output [open "RTTsampleDT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotrtt $tcp1 $output"

# Plot Congestion Window

proc plotWindow {tcpSource output} {

global ns tcp1

set cwnd [$tcpSource set cwnd_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $cwnd"

$ns at [expr $now+0.1] "plotWindow $tcpSource $output"

}

set output [open "cwnd_TCP_DT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotWindow $tcp1 $output"


37

# Plot Sending Rate DCCP CCID 3

proc plotSendingRate {dccpSource output} {

global ns dccp1

set tx [$dccpSource set s_x_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $tx"

$ns at [expr $now+1] "plotSendingRate $dccpSource $output"

}

set output [open "SendingRate_CCID3_DT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotSendingRate $dccp1 $output"

# Plot sample RTT DCCP CCID 3

proc plotDCCPrtt {dccpSource output} {

global ns dccp1

set rtt [$dccpSource set s_r_sample_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $rtt"

$ns at [expr $now+1] "plotDCCPrtt $dccpSource $output"

}

set output [open "sampleRTT_CCID3_DT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotDCCPrtt $dccp1 $output"

# Plot srtt DCCP CCID 3


38

proc plotDCCPsrtt {dccpSource output} {

global ns dccp1

set srtt [$dccpSource set s_rtt_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $srtt"

$ns at [expr $now+1] "plotDCCPsrtt $dccpSource $output"

}

set output [open "srtt_CCID3_DT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotDCCPsrtt $dccp1 $output"

# Plot loss event rate DCCP CCID 3

proc plotDCCPloss {dccpSource output} {

global ns dccp1

set loss [$dccpSource set s_p_ ]

set now [$ns now]

puts $output "$now $loss"

$ns at [expr $now+1] "plotDCCPloss $dccpSource $output"

}

set output [open "loss_CCID3_DT.xg" w]

$ns at 0.0 "plotDCCPloss $dccp1 $output"

#run simulasi

$ns run


analisis perbandingan unjuk kerja tcp new reno dan...

Documents