Analisis Roaming Jaringan Wireless

(Studi Kasus : Gedung Perkuliahan di UKSW Diponegoro)

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Alief Cahyono (672014263)

Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Agustus 2018

1

2

3

4

5

1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi jaringan terus-menerus berkembang seiring

berjalannya waktu, salah satunya adalah komunikasi tanpa kabel atau nirkabel.

LAN nirkabel lebih dikenal dengan sebutan jaringan WiFi . Jaringan WiFi menjadi

teknologi alternatif dan relatif lebih mudah untuk diimplementasikan terutama

dalam lingkungan kerja.

Lingkungan Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW) menggunakan

teknologi jaringan wireless untuk layanan akses internet bagi mahasiswa maupun

dosen dan staff. Masing-masing mahasiswa, dosen maupun staff diberikan

username dan password, yang kemudian dapat digunakan untuk mengakses internet

melalui WiFi yang sudah tersedia di berbagai tempat di lingkungan UKSW. Untuk

menunjang sistem pembelajaran dan mempercepat akses informasi maka UKSW

menyediakan layanan yang tersebar di seluruh fakultas dan gedungnya.

Penerapan WiFi di area kampus UKSW atau biasa disebut dengan Hotspot-

UKSW dikelola oleh PT Kreasi Sejahtera Teknologi. Hotspot UKSW dapat diakses

dengan menggunakan username berupa NIM (Nomor Induk Mahasiswa) dan

password yang diberikan oleh admin hotspot. Selain mahasiswa, staff maupun

dosen UKSW maka tidak akan diberikan akses memakai WiFi. Wireless roaming adalah keadaan dimana suatu Mobile Station (MS) dapat

berpindah dari satu Access Point ke Access Point yang lain, dan masih dalam subnet

yang sama tanpa harus melakukan koneksi ulang ke Access Point. Mobile Station

dapat menemukan Access Point yang memiliki sinyal terbaik, kemudian

memutuskan kapan untuk berpindah ke Access Point yang lain. Semua proses

tersebut membutuhkan waktu dalam pemilihan Access Point terbaik maupun

konfigurasi IP address.

Dari semua acces point yang berada pada gedung A sampai gedung CXY

akan dilakukan analisis Roaming Wireless karena letak gedung tersebut bertepatan

pada bagian belakang universitas dan merupakan satu block atau satu jalur dan

merupakan tempat yang paling banyak digunakan untuk kuliah. Antara gedung A

sampai CXY mempunyai open space yang luas sehingga ketika mahasiswa

melakukan akses internet menggunakan wifi dari gedung A sampai CXY ketika

user menjauhi akses point dan kehilangan signal maka user tidak harus melakukan

login ulang untuk dapat mengakses internet

Berdasarkan latar belakang di atas, pada penelitian ini akan dilakukan

analisis roaming jaringan WIFI UKSW di Universitas Kristen Satya Wacana

dengan menggunakan metode Network Analysis. Analisis ini berkaitan dengan

perpindahan akses poin saat menjauhi akses poin dari satu gedung ke gedung lain

apakah jika terputus akan melakukan relogin atau Automatically login.

2. Tinjauan Pustaka

Penelitian yang dilakukan sebagai acuan dalam penelitian ini terdapat tiga

penelitian. Penelitian petama dilakukan pada tahun 2014. Dalam penelitian ini

melakukan perancangan dan analisa wds berbasis openwrt dengan TL-MR3020

yang membahas mengenai Analisis perbandingan kualitas layanan (QoS) Wireless

6

Distribution System (WDS) menggunakan parameter jitter, througput, delay dan packet

loss. Dan hasil perancangan dan analisa menunjukan bahwa perancangan dan

analisa menggunakan WDS berbasis OPENWRT mengalami penurunan

throughput karena perbedaan jarak antar Access Point yang terpisah [6].

Penelitian kedua dilakukan pada tahun 2014. Dalam penelitian ini

melakukan peerancangan dan analisis Internal Wireless Roaming pada jaringan

Hotspot. Dan hasil akhir yang diperoleh adalah dengan menerapkan topologi

Extended Service Set yang memakai internal wireless roaming, jaringan hotspot

yang dibagun memiliki mobilitas serta reability yang lebih baik dibandingkan

dengan jaringan hotspot yang menggunakan topologi Basic Service Set [3].

Penelitian ketiga di lakukan pada tahun 2012. Dalam penelitian ini

melakukan perancangan dan analisis External Wireless Roaming pada jaringan

hotspot menggunakan dua jaringan mobile broadband. Hasil dari perancanan

external roaming menggunakan mobile broadband bahwa jangkauan dari suatu

jaringan hotspot bertambah luas dan dapat menampung lebih bayak user[4].

Mengacu pada penelitian terdahulu, maka akan dilakukan penelitian dengan

mengunakan software IPERF dan ICMP, survey dilakukan secara langsung yaitu

dengan melakukan perjalanan dari gedung A sampai gedung CXY. Penelitian ini

bertujuan untuk mendapatkan hasil dari analisis berapa banyak bandwidth,

throughput, ping time, delay, jitter, round trip time dan berapa lama waktu tempuh

dalam 1 kali jalan dan penelitian ini menggunakan parameter QoS.

WiFi atau Wireless Fidelity adalah satu standar Wireless Networking tanpa

kabel, hanya dengan komponen yang sesuai dapat terkoneksi ke jaringan. Komputer

dengan WiFi device dapat saling terhubung yang hanya membutuhkan ruang atau

space dengan syarat jarak jangkauan dibatasi kekuatan pancaran sinyal radio dari

masing-masing komputer. Teknologi WiFi telah memberikan kebebasan kepada

pemakainya untuk mengakses internet atau mentransfer data dari segala arah.

Kelebihan lain yang dimiliki oleh WiFi adalah kecepatannya yang beberapa kali

lebih cepat dari modem kabel yang tercepat. Kelebihan lain dari sistem WiFi adalah

pemakai tidak dibatasi ruang gerak dan hanya dibatasi pada jarak jangkauan dari

satu titik pemancar WiFi yang biasa disebut dengan Access Point (AP). AP adalah

sebuah perangkat jaringan yang berisi sebuah transceiver dan antena untuk

transmisi dan menerima sinyal ke dan dari clients remote. Dengan AP users bisa

dengan cepat dan mudah untuk terhubung kepada jaringan LAN kabel secara

wireless [1].

Wireless roaming adalah keadaan dimana suatu Mobile Station (MS) dapat

berpindah dari satu Access Point ke Access Point yang lain, dan masih dalam subnet

yang sama tanpa harus melakukan koneksi ulang ke Access Point. Mobile Station

dapat menemukan Access Point yang memiliki sinyal terbaik, kemudian

memutuskan kapan untuk berpindah ke Access Point yang lain. Semua proses

tersebut membutuhkan waktu dalam pemilihan Access Point terbaik maupun

konfigurasi IP address. Wireless roaming dapat membantu Mobile Station untuk

mendapatkan alamat IP yang baru tanpa mempengaruhi koneksi. Pemindaian dan

7

pengambilan keputusan adalah bagian dari proses roaming yang memungkinkan

Mobile Station menemukan Access Point baru pada saluran yang cocok ketika

pengguna berpindah tempat. [2]

Gambar 1 Komponen Nirkabel [2]

Roaming terdiri dari dua macam karakterisitik yaitu: (1) Seamless Roaming

– adalah kondisi di mana roaming terjadi pada saat transfer data sedang berjalan,

dan roaming yang terjadi tidak mengakitbatkan transfer data yang sedang

berlangsung terputus. (2) Nomadic Roaming – adalah roaming yang terjadi saat

tidak ada transfer data pada client.

Roaming dalam 802.11 memiliki suatu sifat yang sama yaitu “break before

make”. yang dimaksud dengan “break before make” adalah sebuah client yang

memutuskan koneksi dengan sebuah access point sebelum melakukan koneksi ke

access point yang baru. Hal ini kurang menguntungkan dari sisi client, tapi dengan

sifat roaming ini, bisa menyajikan protocol MAC yang lebih sederhana.

Ada beberapa alasan yang harus ada untuk mendukung terjadinya roaming,

yaitu: (1) Client harus memutuskan untuk melakukan roaming. Alasan roaming

terjadi itu bergantung sepenuhnya pada algoritma yang dibuat oleh vendor

hardware dan juga didasarkan oleh beberapa faktor lain seperti kekuatan sinyal,

frame acknowledgment, missing beacons, dan lain-lain. (2) Client harus

memutuskan untuk melakukan roaming ke AP yang mana. AP yang dipilih untuk

melakukan roaming dapat ditentukan sebelum melakukan roaming (yang disebut

dengan preemptive AP discovery), atau AP dipilih setelah melakukan roaming

(yang disebut dengan roam-time AP discovery).

8

Gambar 2 Preemptive AP Discovery [2]

Gambar 2 menunjukkan bagaimana preemptive AP discovery terjadi dalam sebuah

jaringan. Untuk menentukan AP mana yang akan di-roaming, client akan

melakukan scanning pada saat tidak terjadi roaming. Tapi terdapat kekurangan

dalam preemptive AP discovery ini, yaitu ketika client melakukan scanning AP,

client tidak bisa menerima data masuk karena client melakukan scanning dengan

berpindah channel dalam jaringan. Begitu juga data dari client keluar juga tidak

bisa dilakukan dalam preemptive AP discover. Oleh karena itu perlu dilakukan

retransmission data ketika client melakukan scanning.

Gambar 3 Roam-Time AP Discovery [2]

Gambar 3 menunjukkan bagaimana roam-time AP discovery terjadi. Data yang

dikirim dari client ke Access Point (AP) yang baru mengandung frame association.

Client melakukan roaming terlebih dahulu sebelum mendapatkan AP yang tepat,

kemungkinan besar akan terjadi delay waktu yang lumayan lama karena client harus

mencari AP yang baru.

Proses roaming bukan hanya cuma mencari Acces Point baru, ada beberapa hal lain

yang terjadi di layer 2, yaitu: (1) Access Point yang sebelumnya harus memutuskan

bahwa client sudah berpindah ke Access Point lain. (2) Access Point yang

sebelumnya harus mem-buffer data yang ditujukan ke client. (3) Access Point baru

9

harus memberitahukan ke AP lama bahwa client sudah berpindah ke AP baru

(biasanya melalui unicast atau multicast packet dari AP lama ke AP baru). (4) AP

yang sebelumnya harus mengirim data yang telah di-buffer ke AP baru. (5) AP

harus memperbaharui MAC address tablesdi switch pada infrastruktur untuk

mencegah kehilangan data dari client yang melakukan roaming.

3. Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode PPDIOO (Prepare,

Plan, Design, Implement, Operate, Optimize).

Gambar 1. Metode PPDIOO (Sumber: http://cisco.com)

Tahap PPDIOO dimulai dengan prepare yang merupakan tahapan persiapan

yang dibutuhkan untuk mendukung analisis roaming wireless. Pada tahap awal

(prepare) ini, akan dilakukan menetapkan kebutuhan yang digunakan untuk

mendukung untuk analisis, kemudian pengumpulan data dan informasi mengenai

roaming wireless kemudian akan melakukan observasi untuk mengetahui Coverage

Access Point pada wifi gedung A sampai gedung CXY, lalu setelah itu akan

dilakukan pengukuran dan analisis menggunakan iperf, icmp dan wireshark untuk

mendapatkan hasil yang optimal.

Plan merupakan tahapan rencana yang diperlukan untuk melakukan anasisis

roaming wireless seperti melakukan rancangan skenario pengujian. Skenario

pengujian pertama dilakukan dengan melakukan pemetaan topologi fisik yaitu

dengan menggambarkan infrastruktur topologi jaringan wireless di UKSW.

Design merupakan tahap awal dalam proses analisis data. Setelah melakukan

pemetaan topologi fisik dan survey maka dilakukan tahap awal analisis data.

Analisis pertama yaitu menguji waktu saat mengalami Request Time Out dengan

mengggukan icmp. Pengujian dilakukan dari gedung a – cxy dengan rata – rata

waktu 9 menit untuk 1 kali jalan. Analisis berikutnya dengan menggunakan

wireshark dan iperf untuk mengetahui nilai throughput, bandwidth, jitter, packet

loss.

10

Implement merupakan tahap lanjutan dari design dengan mengacu pada

design yang telah dirancang. Hasil dari tahap design akan digunakan sebagai acuan

dalam pemberian rekomendasi yang tepat bagi WiFi UKSW. Setelah dilakukan

analisis pengujian jaringan yaitu dengan mengukur Coverage area, time status,

packet loss, delay, blank spot, maka dilakukan implementasi pada sistem jaringan

WiFi UKSW.

Operate adalah langkah pengujian untuk analisis roaming wireless. Pada

tahap operate dilakukan pengujian pada sistem jaringan wireless dengan cara

pemantauan kembali kemudian mendeteksi kesalahan, perbaikan, dan pemantauan

kinerja sehingga dapat memberikan data untuk meningkatkan performa jaringan

WiFi UKSW. Dalam tahap ini dipaparkan mengenai saran pengembangan ke

depan. Meningkatkan kinerja jaringan agar dapat meningkatkan layanan terhadap

user untuk mengakses jaringan Hotspot UKSW. Itulah sebabnya perbaikan

berkelanjutan merupakan salah satu andalan dalam siklus hidup jaringan.

Optimize berarti mengevaluasi efektivitas yang bertujuan mengidentifikasi

dan memecahkan masalah sebelum masalah nyata timbul. Jika hasil dari pengujian

tidak sesuai maka akan di ubah desain pengujian dan scenario pengujian nya,

sehingga hasil atau output menjadi valid.

4. Hasil dan Pembahasan Dari hasil survey pada gedung A – CXY diperoleh hasil pada tabel 1.

Tabel 1 Hasil Pengujian Wifi Gedung A - CXY

Dari tabel 1 dapat diketahui perjalanan dari gedung A sampai gedung CXY

dalam kondisi jauh pada AP masing - masing memerlukan interval perjalanan 0 –

100/s, sedangkan transfer nya masing – masing 11.9 Mbytes, untuk segi bandwidth

masing – masing 1000kbits/s, untuk jitternya dapat dilihat pada tabel 2

Gedung A – E Gedung E - C Gedung C - CXY

ICMP 0.812538615 0.603987889 0.54590743

Rata - rata 0.654144645

tcp stream 0.192369848

Tabel 2 Jitter Pengukuran Wifi

Pada Tabel 2 dalam perjalanan dari gedung A – CXY menggunakan 2

metode pengukuran jitter yaitu melalui ping dan unduh file. Pada tabel 2 tidak

ditambahkan jitter untuk bagian dalam gedung, karena nilai jitter yang di hasilkan

mempunyai rata – rata yang sama karena tidak terjadi putus koneksi. Pada Gedung

A sampai gedung E menunjukan jitter yang tinggi karena antara gedung B sampai

gedung E mengalami koneksi internet tetapi tidak adanya transfer data sehingga

mengakibatkan variasi delay menjadi lama dan mengakibatkan nilai jitter nya

menjadi tinggi. Pada gedung E sampai C juga mengalami variasi delay. Pada

gedung C sampai CXY juga mengalami koneksi tetapi tidak terjadinya transfer

11

data sehingga waktu delay menjadi lama, karena waktu pengambilan sampel sedikit

sehingga jitter-nya menjadi sedikit lebih kecil. Jadi rata – rata jitter dengan ICMP

adalah 0. 654144645 second, sedangkan untuk jitter dengan follow tcp stream yaitu

0.192369848 second. Dari hasil pengukuran tersebut menunjukkan hasil yang

berbeda untuk pengukuran dengan ICMP terjadi banyak packet loss sehingga

mengakibatkan delay semakin lama sehingga nilai jitter lebih tinggi dari pada nilai

jitter unduh file.

Gambar 1 Hasil Pengujian Packet Loss Pada

WIFI Gedung A – CXY

Gambar 1 menunjukan dari 300 paket yang dikirim, paket yang berhasil di

terima 233 paket, sedangkan 77 paket hilang (25% packet loss) dengan cara ping

ke google.com –w 1 –t berbeda dari ping pada IPERF pada ping ICMP dapat diatur

timeout dalam milliseconds. Karena icmp merupakan tools yang diguakan untuk

melaporkan error-connection atau protokol yang digunakan untuk membantu

penanganan kesalahan (error handling) dan prosedur pengendalian (control

procedure) dan ICMP juga bisa digunakan untuk menstabilkan koneksi jaringan

yang terganggu yang tidak bisa dilakukan oleh IPERF karena iperf hanya

digunakan untuk mengecek peforma jaringan. Pada Gambar 1 ICMP melaporkan

perkiraan round trip time (RTT) adalah 90ms, Round Trip Time adalah waktu yang

dibutuhkan oleh client dalam mengirimkan suatu data menuju server kemudian

paket data tersebut dikembalikan oleh server kepada user. Untuk jitter dengan ICMP dapat dianalisa melalui wireshark sebagai berikut

12

Gambar 2 Jitter dari Wireshark

Dari Gambar 2 dapat dianalisa bahwa ping dari IP 10.0.48.150 ke

74.125.24.139 dan sebaliknya melalui protocol ICMP, dalam pengukuran

menggunakan ICMP mengalami waktu delay yang banyak karena tidak mengalami

transfer data tetapi tetap terhubung dengan wifi sehingga mempengaruhi nilai jitter

yang semakin tinggi yaitu 0.654144645 second.

Gambar 3 Hasil Pengukuran Dengan Unduhan File

Pada Gambar 3 dapat diketahui untuk mengetahui jitter pada saat

mengunduh file di wireshark dapat menggunakan follow tcp.stream dan dapat

memfilternya menggunakan tcp.stream eq 0 sehingga yang tampil pada

interfacenya hanya protocol TCP dengan IP 10.0.22.253 dan 8.255.130.126 pada

saat menggunduh. Dalam metode pengukuran dengan download tidak mengalami

delay sehingga nilai jitter-nya tidak berubah. Dari hasil pengukuran dapat diketahui

jitter memiliki rata – rata yaitu 0.192369848 second .

13

Gambar 4 Jitter untuk ICMP

Gambar 5 Jitter untuk ICMP

Pada Gambar 4 dan Gambar 5 merupakan hasil ping menggunakan icmp

yang terbaca di wireshark. pada IP 10.0.48.150 melakukan request kepada IP

74.125.24.139 namun IP 74.125.24.139 tidak dapat meneruskan karena tidak

adanya data dalam sinyal WIFI karena daerah blankspot sehingga menggangu

proses pengiriman data.

5. Simpulan

Kualitas layanan wifi UKSW sudah sangat baik namun penempatan Accesss Point

nya kurang efektif karena masih ada titik yang belum terjangkau dengan baik yaitu

perbatasan antara gedung B dengan gedung E, karena terjadinya koneksi tetapi

14

tidak ada transfer data sehingga mempengaruhi roaming yang terjadi. Dari hasil

penelitian roaming pada gedung A sampai gedung CXY mendapatkan hasil yang

berbeda pada setiap pengukuran menggunakan IPERF, ICMP dan Wireshark. Dari

data yang sudah dijelaskan dalam hasil dan pembahasan di atas memiliki

kesimpulan, peletakan akses point sudah tepat namun perlu adanya pembenahan

pada luar gedung, karena peletakan akses point hanya didalam gedung sehingga

jangkauan untuk bagian luar gedung kurang begitu jauh. Jika penempatan Access

Point (AP) yang tepat akan mempengaruhi Roaming Wireless sehingga roaming

nya lebih baik.

15

6. Daftar Pustaka

[1] Cahyaningtyas, Wulan,(Februari 2017). Analisis Radio Frequency Channel

Wireless Fidelity (WiFi) pada Performa Jaringan WiFi UKSW (Studi Kasus

Wifi UKSW). Propoosal penelitian Teknik Informatika, Salatiga

[2] Prasetyo, Audi Eka, dkk.(Desember 2014). Analisis dan Optimalisasi

Jaringan Nirkabel Dengan Minimalisasi Roaming Di BINUS SQUARE.

ComTech Vol. 5 No. 2

[3] Purwanto, Antonius Windy.(2014). Analisis Internal Wireless Roaming

Pada Jaringan Hotspot di UNIVERSITAS SANATA DHARMA.

Yogyakarta

[4] Sejati, Fra Arsandu Kusuma, Indrastanti Ratna Widiasari, Theophilus

Wellem, (Juni 2012). Perancangan Dan Analisis External Wireless Roaming

Pada Jaringan Hotspot Menggunakan Dua Jaringan Mobile Broadband.

Seminar Nasional Teknologi Informasi & Komunikasi Terapan (Semantik)

Semarang

[5] Sofyan, Muhammad, dkk.(Agustus 2015). Analisis dan Perancangan

Wireless Roaming (Studi Kasus Universitas Baturaja). Student Colloquium

Sistem Informasi & Teknik Informatika (SC-SITI) Palembang

[6] Wijaya, Christian.(2014). Perancangan Dan Analisa Wireless Distribution

System (Wds) Berbasis Openwrt Menggunakan Tl-Mr3020. Jurnal

Penelitian STMIK, Palembang