6

BAB 2

LANDASAN TEORI

Bab ini berisi mengenai teori-teori yang berhubungan dengan jaringan komputer,

khususnya NS-3 serta mobile ad-hoc network, sehingga penulis membagi bab ini dalam 2

bagian, yaitu teori umum dan teori khusus. Teori-teori ini dipilih oleh penulis berdasarkan

atas keterkaitan teori tersebut pada ruang lingkup topik yang disajikan secara lengkap dan

menyeluruh, sehingga dapat mendukung akan masalah penelitian yang dihadapi. Baik

teori umum maupun teori khusus, penulis menuliskan penjelasan serta mengutip definisi-

definisi teori berdasarkan pengertian para ahli dari berbagai sumber, baik melalui tinjauan

pustaka maupun dari Internet.

Teori umum merupakan penjelasan dari hal-hal yang berkaitan secara mendasar

dengan ilmu jaringan komputer. Dalam penjelasan teori umum, penulis memilih teori-

teori yang berhubungan dengan jaringan, diantaranya adalah pengenalan jaringan

komputer, klasifikasi jaringan, topologi jaringan, protokol jaringan, perangkat jaringan

komputer, flowchart, beserta bahasa pemrograman.

Sedangkan teori khusus merupakan penjelasan dari hal-hal yang berkaitan secara

khusus mengenai ruang lingkup dari permasalahan yang dihadapi, sehingga penulis

memilih teori-teori yang dapat mendukung dalam penyelesaian skripsi ini, diantaranya

adalah penjelasan jaringan nirkabel atau wireless, mobile ad-hoc network, protokol

routing, simulasi jaringan, serta penjelasan mengenai simulator yang digunakan untuk

penelitian, yaitu NS-3.

7

2.1 Teori Umum

2.1.1 Pengertian Jaringan (Network)

Menurut Norton (1995), jaringan komputer adalah kumpulan dua atau lebih

komputer beserta perangkat-perangkat lain yang dihubungkan agar dapat saling

berkomunikasi dan bertukar informasi, sehingga membantu menciptakan efisiensi

dan optimasi dalam bekerja.

Sedangkan menurut Turban (2003), jaringan komputer adalah rangkaian

yang terdiri dari media komunikasi, peralatan, dan perangkat lunak yang dibutuhkan

untuk menghubungkan dua atau lebih sistem komputer. Tujuan dari pembuatan

jaringan komputer adalah:

1. Dapat menghemat hardware seperti membagi sumber daya: pemakaian

harddisk, memori, CPU, juga printer;

2. Memperlancar komunikasi data: e-mail, instant messaging, chatting;

3. Akses informasi: web browsing.

Setiap komputer, printer, atau peripheral yang terhubung dengan jaringan

disebut dengan node. Dalam suatu jaringan komputer dibutuhkan sekurang-

kurangnya 2 unit komputer atau lebih, jumlah komputer yang terhubung bisa sampai

ratusan, ribuan, bahkan jutaan node yang saling terhubung. Hubungan antar

komputer tidak terbatas hanya berupa kabel tembaga, namun dapat melalui fiber

optic, gelombang microwave, infrared, bahkan melalui satelit.

2.1.2 Klasifikasi Jaringan

Berdasarkan jangkauan ruang lingkupnya, jaringan komputer dapat dibagi

menjadi tiga bagian, yaitu:

8

1. Local Area Network (LAN);

2. Metropolitan Area Network (MAN);

3. Wide Area Network (WAN).

2.1.2.1 Local Area Network

Menurut Miller & Cummins (2000, p.4), Local Area Network

(LAN) adalah kumpulan perangkat yang saling terhubung melalui media

transportasi umum, untuk keperluan transfer data.

LAN adalah jaringan komunikasi yang dapat menghubungkan

berbagai jenis perangkat dan menyediakan pertukaran data antara perangkat-

perangkat tersebut, jaringan komputernya memiliki cakupan terbatas pada

suatu lokasi kecil, misalnya dalam suatu rumah, gedung, atau kantor. LAN

merupakan jaringan yang paling sering digunakan dalam suatu perusahaan

terutama perusahaan kecil.

LAN dirancang untuk tujuan berikut:

1. Beroperasi dalam area geografis yang terbatas;

2. Memungkinkan multi-access terhadap media dengan bandwidth yang

besar;

3. Mengatur jaringan secara private dalam kendali administrasi lokal;

4. Menyediakan konektifitas fulltime pada servis lokal;

5. Secara fisik menghubungkan device yang berdekatan.

Kecepatan pada jaringan lokal relatif tinggi, mulai dari 1, 10, 100

sampai 1000 Mbps. Jika dilihat dari segi kecepatan ini, tidak hanya transfer

teks saja yang didukungnya, transfer data berupa grafis, audio, dan video

9

pun sangatlah memungkinkan. LAN yang umumnya menggunakan switch,

akan mengikuti prinsip kerja switch itu sendiri. Dalam hal ini adalah bahwa

switch tidak memiliki pengetahuan tentang alamat tujuan sehingga

penyampaian data dilakukan secara broadcast.

Gambar 2.1 Contoh Topologi LAN

2.1.2.2 Metropolitan Area Network

Menurut Miller & Cummins (2000, p.5), Metropolitan Area

Network (MAN) adalah jaringan yang secara khas meliputi area-area seperti

kampus atau komunitas-komunitas kecil.

Menurut Freeman (2005, p.341), MAN adalah jaringan untuk

menghubungkan kumpulan tempat kerja dan jaringan individual, contohnya

LAN yang terletak di daerah perkotaan yang sama. MAN adalah jaringan

komputer yang saling terkoneksi dalam satu kawasan kota yang jaraknya

bisa lebih dari 1 kilometer, ini merupakan pilihan untuk membangun

jaringan kantor dalam suatu kota.

10

Gambar 2.2 Contoh Topologi MAN

2.1.2.3 Wide Area Network

Menurut Ciccarelli dan Faulkner (2004, p.5), Wide Area Network

(WAN) adalah jaringan yang menghubungkan dua atau lebih LAN (atau

MAN) melalui koneksi yang biasanya disewa dari perusahaan

telekomunikasi. WAN juga bisa dihubungkan melalui jaringan fiber optik

atau bahkan teknologi wireless. WAN biasanya dihubungkan melalui kabel-

kabel telepon karena WAN meliputi sebuah wilayah geografis yang luas,

biasanya terbentang antar kota, negara bagian atau bahkan negara.

WAN digunakan untuk menghubungkan jaringan lokal yang satu

dengan jaringan lokal yang lain, sehingga pengguna atau komputer di lokasi

yang satu dapat berkomunikasi dengan pengguna dan komputer di lokasi

yang lain.

11

Gambar 2.3 Contoh Topologi WAN

2.1.3 Topologi Jaringan

Topologi adalah suatu aturan atau rules bagaimana menghubungkan

komputer (node) satu sama lain secara fisik dan pola hubungan antar komponen-

komponen yang berkomunikasi melalui media/peralatan jaringan, seperti: server,

workstation, hub/switch, dan pengabelannya (media transmisi data).

Ada dua jenis topologi, yaitu physical topology (topologi fisik) dan logical

topology (topologi logika). Topologi fisik berkaitan dengan layout atau bentuk

jaringan, susunan peletakan device pada suatu jaringan. Sedangkan topologi logika

berkaitan dengan bagaimana cara mengakses data pada jaringan.

2.1.3.1 Physical Topology

Menurut Dube dan Gulati (2008, p.249), physical topology atau

topologi fisik merupakan struktur fisik dari sebuah jaringan, contohnya cara

dari workstation terhubung pada jaringan, melalui kabel yang mengirimkan

data. Jadi topologi fisik adalah gambaran secara fisik dari pola hubungan

antara komponen-komponen jaringan, yang meliputi server, workstation,

12

hub, switch, pengkabelan, dll. Bentuk umum yang biasa digunakan adalah

Bus, Star, dan Ring.

2.1.3.1.1 Bus Topology

Pada topologi ini, terdapat suatu kabel tunggal atau kabel

pusat dimana seluruh komputer dan server dihubungkan (Rizky,

Microsoft Windows Server 2003, p. 18).

Gambar 2.4 Bus Topology

2.1.3.1.2 Star Topology

Setiap komputer pada jaringan terhubung secara langsung

dengan switch atau hub (Rizky, Microsoft Windows Server 2003, p.

18).

Gambar 2.5 Star Topology

13

2.1.3.1.3 Ring Topology

Pada topologi ini, semua komputer dan server

dihubungkan sehingga terbentuk pola cincin atau loop tertutup

(Rizky, Microsoft Windows Server 2003, p. 18).

Gambar 2.6 Ring Topology

2.1.3.1.4 Mesh Topology

Menurut Reynders dan Wright (2003, p.39), mesh

topology adalah topologi yang dimana terdapat sedikitnya dua jalur

ke dan dari tiap node. Tipe dari topologi ini bersifat

menguntungkan di lingkungan yang sedang berseteru, yaitu pada

saat koneksi terputus. Pada saat koneksi terputus, setidaknya satu

jalur pengganti dapat selalu tersedia.

Jaringan dengan topologi mesh mempunyai jalur ganda

dari setiap perangkat pada jaringan seperti pada gambar di bawah

(Gambar 2.7). Semakin banyak jumlah komputer pada jaringan,

semakin sulit cara pemasangan kabel-kabel pada jaringan tersebut

14

karena jumlah kabel-kabel yang harus dipasang menjadi berlipat

ganda. Oleh karena itu, pada jaringan mesh yang murni, setiap

perangkat jaringan dihubungkan satu sama lain menggunakan jalur

ganda untuk hub-hub utama sebagai jalur cadangan jika terjadi

masalah di jalur utama.

Gambar 2.7 Mesh Topology

2.1.3.1.5 Hybrid Topology

Menurut Bhatia, Madhulika dan Bhatia, Madhurima

(2009, p.14), hybrid topology adalah kombinasi dari dua topologi

atau lebih yang menghasilkan sebuah jaringan yang tidak memiliki

sebuah format standar.

Topologi yang berupa gabungan dari beberapa topologi

ini (bus, ring, star, dan mesh) mengombinasikan keunggulan-

keunggulan dari setiap topologi dan meminimalisir kelemahan.

Contoh dari topologi ini adalah Topologi Pohon, yang merupakan

gabungan antara Topologi Bus dan Topologi Star.

15

Gambar 2.8 Tree Topology

2.1.3.2 Logical Topology

Menurut Bhatia, Madhulika dan Bhatia, Madhurima (2009, p.20),

logical topology adalah pemetaan koneksi yang jelas antara node-node pada

suatu jaringan seperti yang dibuktikan melalui jalur yang tampak untuk

mengambil data saat bepergian antara node. Terdapat dua macam topologi

logika yang paling umum digunakan, yaitu:

1. Broadcast

Topologi dimana setiap host mengirimkan data ke semua host lain dalam

jaringan.

2. Token Passing

Topologi dimana setiap host dalam jaringan akan menerima suatu token

elektronik. Jika suatu host menerima token, maka host tersebut dapat

16

mengirimkan data. Jika host tidak memiliki data yang bisa dikirimkan, maka

host akan mengirimkan token ke host selanjutnya, dan begitu seterusnya.

2.1.4 Protokol Jaringan

Menurut Steinke (2003, p. 3), agar dapat saling berkomunikasi satu sama

lain, komputer-komputer yang terhubung dalam suatu jaringan harus mempunyai

satu set peraturan yang sama. Peraturan-peraturan tersebut, disebut dengan protokol.

Seperti halnya dua orang yang berlainan bangsa, maka untuk berkomunikasi

diperlukan penerjemah (interpreter) atau satu bahasa yang dimengerti kedua belah

pihak. Untuk itu, maka badan dunia yang menangani masalah standarisasi ISO

(International Standardization Organization) membuat aturan baku yang dikenal

dengan nama model referensi OSI (Open System Interconnection).

2.1.4.1 OSI Reference Model

OSI Reference Model adalah model konseptual yang terdiri dari

tujuh lapisan, masing-masing menetapkan fungsi jaringan tertentu. OSI

Reference Model menggambarkan bagaimana informasi dari satu aplikasi

komputer diangkut melintasi jaringan ke aplikasi yang sama (atau serupa) di

komputer lain. (Castelli, 2003, p. 5)

Menurut Dean (2010, p. 45), pada awal 1980-an, ISO mulai

mengerjakan satu kumpulan spesifikasi universal yang dapat memungkinkan

platform komputer di seluruh dunia untuk berkomunikasi secara terbuka.

Hasilnya adalah model yang membantu untuk memahami dan

mengembangkan komunikasi komputer-ke-komputer melalui jaringan.

17

Model ini, yang disebut model OSI (Open System Interconnection),

membagi komunikasi jaringan menjadi tujuh lapisan/layer. Ketujuh layer

dari model OSI dimulai dari layer 7 sampai layer 1 adalah:

1. Application Layer (layer 7 )

2. Presentation Layer (layer 6)

3. Session Layer (layer 5)

4. Transport Layer (layer 4)

5. Network Layer (layer 3)

6. Data Link Layer (layer 2)

7. Physical Layer (layer 1)

Ketujuh lapisan dari model referensi OSI dapat dibagi ke dalam dua

kategori, yaitu lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas dari model OSI,

yang terdiri dari Application Layer, Presentation Layer, Session Layer,

Transport Layer; berurusan dengan persoalan aplikasi dan pada umumnya

diimplementasi hanya pada perangkat lunak. Application Layer adalah

lapisan penutup sebelum ke pengguna. Keduanya, pengguna dan lapisan

aplikasi saling berinteraksi proses dengan perangkat lunak aplikasi yang

berisi sebuah komponen komunikasi.

Lapisan bawah dari model OSI, yang terdiri dari Network Layer,

Data Link Layer, Physical Layer; mengendalikan persoalan pengiriman data.

Lapisan bawah tersebut diimplementasikan ke dalam perangkat keras.

Lapisan terbawah, yaitu lapisan fisik adalah lapisan penutup bagi media

jaringan fisik (misalnya jaringan kabel) dan sebagai penanggung jawab bagi

penempatan informasi pada media jaringan.

18

Gambar 2.9 Seven OSI Layers

Berikut merupakan penjelasan ketujuh layer dalam bentuk tabel:

Tabel 2.1 OSI Layer

Layer Keterangan

Application Membuka komunikasi dengan user lain dan memberikan

layanan seperti file transfer ataupun e-mail ke user lain

dalam suatu jaringan.

Presentation Berhubungan dengan perintah dari application layer dan

melakukan penterjemahan antara tipe data yang berbeda

jika diperlukan.

Session Membuka, mengatur dan mematikan sesi antar aplikasi

Transport Menyediakan mekanisme untuk pembukaan, pengaturan,

dan penutupan jika ada permintaan dari sirkuit virtual

19

pada data. Membuka end-to-end connection, dan menjaga

keamanan data.

Network Menyediakan routing paket yang melalui router dari

sumber ke tujuan.

Data Link Menjaga sinkronisasi dan kontrol kesalahan antara 2

pihak.

Physical Menyediakan transmisi berbentuk bit melewati channel

komunikasi secara elektrik, mekanisme, dan spesifikasi

prosedur.

2.1.4.2 TCP/IP

Menurut Kozierok (2005), Transmission Control Protocol/Internet

Protocol (TCP/IP) adalah satu set standar aturan komunikasi data yang

digunakan dalam proses transfer data dari satu komputer ke komputer lain di

dalam jaringan komputer tanpa melihat perbedaan jenis hardware. Model

TCP/IP merupakan hasil eksperimen dan pengembangan terhadap

ARPANET, sebuah packet-switching network milik Departemen Pertahanan

Amerika Serikat. Model ini biasa disebut sebagai Internet Protocol suite.

Protocol suite ini terdiri atas banyak protokol dan telah ditetapkan

sebagai standar bagi Internet oleh International Architecture Board (IAB).

Model TCP/IP digambarkan seperti gambar berikut:

20

Gambar 2.10 Model TCP/IP

Model TCP/IP membagi tugas–tugas komunikasi ke dalam 4

lapisan sebagai berikut (http://cisco.netacad.net semester 1, modul 9.1):

1. Network access layer

Network access layer memungkinkan link fisik ke media jaringan. Di

dalamnya, termasuk detil teknologi LAN dan WAN dan semua detil yang

terdapat di dalam physical layer dan data link layer pada model OSI.

2. Internet layer

Internet layer bertujuan memilih jalur terbaik pada jaringan yang dapat

dilewati oleh paket. Protokol utama yang berfungsi pada layer ini adalah

Internet Protocol.

3. Transport layer

Transport layer menyediakan koneksi logikal antara host sumber dan tujuan.

Ada dua macam protokol yang bekerja pada lapisan ini, yaitu Transport

Layer Protocol dan User Datagram Protocol.

21

a. Transport Layer Protocol (TCP) adalah protokol yang menyediakan

layanan connection-oriented atau handal, yang menjamin data sampai

dalam keadaan bebas kesalahan, dengan urutan yang benar, dan tanpa

duplikasi, dengan menggunakan:

1. Acknowledgement (ack): Jika data sudah tiba pada suatu alamat

tujuan, maka komputer tujuan akan memberitahu (ack) bahwa

data telah tiba.

2. Sequence Number: Penomoran yang diberikan kepada setiap

paket data yang dikirimkan, sehingga bisa diketahui data mana

yang tidak sampai ke tujuan.

3. Windowing: Ukuran window yang mempengaruhi berapa besar

paket data yang bisa dikirimkan dalam satu kali pengiriman

paket sebelum menerima acknowledgement.

b. User Datagram Protocol (UDP) adalah protokol pada transport layer

yang menyediakan layanan connectionless atau tidak handal.

4. Application layer

Application layer menangani representasi, encoding serta kontrol dialog.

Model TCP/IP menggabungkan semua masalah yang berhubungan dengan

aplikasi ke dalam satu lapisan, yaitu application layer.

22

2.1.4.3 Perbandingan Umum Model OSI dengan TCP/IP

Perbedaan antara model OSI dengan model TCP/IP:

1. Implementasi model OSI menekankan pada penyediaan layanan transfer

data yang reliable, sementara TCP/IP memperlakukan reliability

sebagai masalah end-to-end;

2. Setiap layer pada OSI mendeteksi dan menangani kesalahan pada semua

data yang dikirimkan. Layer Transport pada OSI memeriksa reliability

di source-to-destination;

3. Pada TCP/IP, kontrol reliability dikonsentrasikan pada Layer Transport.

Layer Transport menangani semua kesalahan yang terdeteksi dan

memulihkannya. Layer Transport TCP/IP menggunakan checksum,

acknowledgment, dan timeout untuk mengontrol transmisi dan

menyediakan verifikasi end-to-end.

Gambar 2.11 Tabel Perbandingan OSI dan TCP/IP

23

2.1.5 Perangkat Jaringan Komputer

Berdasarkan Cisco Certified Network Associate Curriculum (2008), terdapat

tujuh peralatan utama yang umum digunakan dalam jaringan, yaitu:

1. Modem

Modem digunakan untuk mengubah informasi digital menjadi sinyal analog.

Modem mengubah tegangan bernilai biner menjadi sinyal analog dengan melakukan

encoding data digital ke dalam frekuensi carrier. Modem yang umum digunakan

dihubungkan pada jalur telepon, oleh karena itu modem ini mampu memodulasi

data digital ke dalam sinyal berspektrum suara. Proses tersebut disebut modulasi.

Modem juga dapat mengubah kembali sinyal analog yang termodulasi menjadi data

digital, sehingga informasi yang terdapat di dalamnya dapat dimengerti oleh

komputer. Proses ini disebut demodulasi.

2. Repeater

Repeater merupakan network device yang digunakan untuk memperkuat kembali

sinyal komunikasi jaringan. Setelah melalui media transmisi, sinyal dapat

mengalami atenuasi. Repeater bertugas untuk memperkuat kembali sinyal tersebut

sehingga dapat ditransmisikan lebih jauh. Repeater tidak melakukan pengambilan

keputusan apapun mengenai pengiriman sinyal.

3. Hub

Hub menghubungkan semua komputer yang terhubung ke LAN. Hub tidak mampu

menentukan tujuan, hanya mentransmisikan sinyal ke setiap line yang terkoneksi

dengannya dengan menggunakan mode half-duplex.

24

4. Bridge

Bridge mengatur transmisi data dalam jaringan berdasarkan Media Access Control

(MAC) address yang berada pada layer 2 model OSI, yaitu data link layer. Bridge

harus meneruskan broadcast frame. Bridge membagi collision domain tetapi tidak

membagi broadcast domain.

5. Switch

Switch menghubungkan semua komputer yang terhubung ke LAN, sama seperti

hub. Perbedaannya adalah switch dapat beroperasi dengan mode full-duplex dan

mampu mengalihkan jalur dan memfilter informasi ke dan dari tujuan yang spesifik.

Switch jaringan dapat digunakan sebagai penghubung komputer atau router pada

satu area yang terbatas, switch juga bekerja pada lapisan data link, cara kerja switch

hampir sama seperti bridge, tetapi switch memiliki sejumlah port sehingga sering

dinamakan multi-port bridge.

6. Router

Router menggunakan protokol routing untuk menentukan jalan yang terbaik untuk

paket-paket (berdasarkan alamat Internet Protocol). Sehingga di setiap port yang

dimiliki sebuah router harus memiliki alamat IP yang berbeda jaringan. Router

bekerja pada layer ketiga model OSI. Router membagi collision domain dan

broadcast domain.

7. Communication Server

Communication server mengkonsentrasikan komunikasi pengguna dial-in dan

remote access.

25

2.1.6 Flowchart/Diagram Alir

Diagram alir adalah sebuah representasi grafis dari sebuah sistem, termasuk

di dalamnya adalah proses informasi (input, pemrosesan data, penyimpanan data,

dan output) dan proses operasi yang berhubungan (orang, peralatan, organisasi, dan

aktivitas kerja). Diagram alir ini menggambarkan urutan dari aktivitas yang

dilakukan di dalam sebuah sistem. Karena mengandung aktivitas komputer dan

yang manual, diagram alir sistem menyajikan terjemahan fisik dan logik dari siapa,

apa, bagaimana, dan di mana dari informasi dan proses operasi. (Gelinas, 2008, p.

104)

Diagram alir adalah sarana yang biasa digunakan untuk menggambarkan

suatu sistem. Manfaat dari diagram alir:

1. Memberikan gambaran sistem secara menyeluruh dengan mengkombinasikan

aspek fisik dan logik;

2. Perubahan sistem yang terjadi dapat lebih mudah digambarkan;

3. Lebih mudah menemukan kelemahan-kelemahan dalam sistem dan

mengidentifikasi bidang-bidang yang membutuhkan perbaikan.

Beberapa simbol yang sering digunakan dalam diagram alir:

• Arus

Simbol ini menyatakan arus dari suatu proses.

• Mulai/Selesai (terminal)

26

Simbol ini digunakan untuk menggambarkan awal dan akhir dari suatu sistem.

• Manual Keying (typing, verifying)

Simbol ini menggambarkan pemasukan data ke dalam komputer melalui online

terminal.

• Online computer process

Simbol ini menggambarkan pengolahan data dengan komputer secara online.

• Keputusan

Simbol ini menggambarkan keputusan yang harus dibuat dalam proses

pengolahan data. Keputusan yang dibuat dituliskan di dalam simbol.

• Disk Storage

Simbol ini menggambarkan penyimpanan output ke dalam disk.

• Disk

Simbol ini menggambarkan disk sebagai tempat penyimpanan.

27

2.1.7 Bahasa Pemrograman

Menurut Watt dan William (2004, p.4), sebuah bahasa pemrograman harus

bersifat universal. Setiap masalah harus memiliki solusi yang dapat diprogram

dalam bahasa, jika masalah tersebut dapat diselesaikan oleh komputer. Bahasa

pemrograman juga harus cukup alami untuk memecahkan masalah, setidaknya di

wilayah aplikasi yang diinginkan. Bahasa pemrograman juga harus

diimplementasikan pada komputer untuk menjalankan setiap program yang

dilakukan dalam suatu bahasa. Dalam prakteknya, sebuah bahasa pemrograman

harus mampu diimplementasi untuk dapat diterima.

2.1.7.1 C++

C++ bukanlah versi berikut dari bahasa C, tetapi merupakan

bahasa terpisah yang telah dikembangkan dengan menggunakan C sebagai

dasar sintaks. C++ dapat digunakan untuk menulis kode prosedural seperti

C, tetapi nilainya terletak pada kemampuan untuk menulis program

berorientasi objek. (Parsons, 1997, p. 13)

Sedangkan menurut Oualline (2003, p.3), C++ adalah bahasa

pemrograman tingkat tinggi yang memungkinkan seorang software engineer

untuk berkomunikasi secara efisien dengan komputer. C++ adalah bahasa

yang sangat fleksibel dan mudah beradaptasi. Sejak diciptakannya pada

tahun 1980, C++ telah digunakan untuk berbagai program termasuk

firmware untuk mikrokontroler, sistem operasi, aplikasi, dan pemrograman

grafik.

28

2.2 Teori Khusus

2.2.1 Jaringan Nirkabel (Wireless)

Jaringan nirkabel merupakan jaringan yang terkoneksi dengan menggunakan

gelombang udara atau nirkabel (wireless). Teknologi ini terkoneksi tanpa

menggunakan kabel atau perangkat elektronika lainnya sebagai media transmisi.

Jaringan nirkabel biasanya digunakan dalam perangkat seperti telepon selular,

personal digital assistant, GPS, pembuka pintu garasi, wireless network, mouse

wireless, keyboard wireless, headset, televisi satelit, telpon tanpa kabel, dan lainnya.

Jaringan nirkabel merupakan sebuah jaringan yang menggunakan gelombang

radio untuk menghubungkan perangkat seperti laptop ke Internet. Jaringan nirkabel

mengacu pada semua jenis jaringan komputer yang tidak terhubung dengan kabel

apapun. Jaringan telekomunikasi nirkabel umumnya dilaksanakan dan dikelola

dengan menggunakan sistem transmisi disebut gelombang radio. Implementasi ini

berlangsung di tingkat physical layer pada struktur jaringan.

(http://www.cisco.com/cisco/web/solutions/small_business/resource_center/articles/

work_ from_ anywhere/what_is_a_wireless_network/index.html, 18 April, 2011)

Menurut Geier, J. T. dan Geier, J. (2005, p.4), jaringan nirkabel memiliki

beberapa kategori, berdasarkan dari besarnya ukuran fisik dari suatu area yang dapat

di-cover. Berikut merupakan tipe-tipe jaringan nirkabel:

1. Wireless Personal Area Network;

2. Wireless Local Area Network;

3. Wireless Metropolitan Area Network;

4. Wireless Wide Area Network;

5. Jaringan Peer-to-Peer/Ad Hoc Wireless LAN

29

6. Jaringan Server Based/Wireless Infrastructure

2.2.1.1 Wireless Personal Area Network

Wireless Personal Area Network (WPAN), merupakan koneksi

jarak pendek, juga jaringan ad hoc yang menyediakan koneksi instan untuk

pengguna. (EC-Council, 2011, p.6)

WPAN dapat terhubung dengan bus komputer seperti USB dan

FireWire. Namun, WPAN ini dapat dimungkinkan dengan teknologi

jaringan seperti Infrared (IrDA) dan Bluetooth. (http://www.rfidc.com/docs/

introductiontowireless_standards.htm)

1. Bluetooth

Bluetooth merupakan sebuah spesifikasi industri untuk WPAN, juga dikenal

sebagai IEEE 802.15.1. Bluetooth menyediakan cara untuk terhubung dan

bertukar informasi antar perangkat seperti personal digital assistant (PDA),

handphone, laptop, PC, printer, kamera digital dan video game konsol

melalui sebuah frekuensi radio jarak pendek yang aman.

2. Infrared (IrDA)

Infrared Data Association (IrDA) mendefinisikannya sebagai alat fisik

dengan standar protokol komunikasi untuk pertukaran data jarak dekat

melalui cahaya inframerah, untuk digunakan khas dalam WPAN.

30

Gambar 2.12 Wireless Personal Area Network

2.2.1.2 Wireless Local Area Network

Teknologi Wireless Local Area Network (WLAN) dapat terhubung

dengan pengguna dalam area lokal. Daerah tersebut dapat berupa

perkantoran atau kampus, atau ruang publik, seperti bandara. (EC-Council,

2011, p.6)

1. IEEE 802.11

IEEE 802.11, standar Wi-Fi, menunjukkan satu set Wireless LAN / standar

WLAN yang dikembangkan oleh kelompok kerja 11 dari IEEE LAN / MAN

Standards Committee (IEEE 802). Keluarga 802.11 saat ini meliputi teknik

modulasi empat over the air yang semuanya menggunakan protokol yang

sama. Teknik modulasi yang saat ini paling banyak digunakan adalah b dan

g. Tabel di bawah ini adalah kesimpulan dari macam-macam standar 802.11:

31

Tabel 2.2 Standar 802.11

Protokol Tanggal Rilis

Frekuensi Data Rate (Typical)

Data Rate (Max.)

Jarak

Legacy 1997 2.4-2.5 GHz 1 Mbit/s 2 Mbit/s ?

802.11a 1999 5.15-5.35 /

5.47-5.725 /

5.725-5.875

GHz

25 Mbit/ 54 Mbit/s ~30 m

802.11b 1999 2.4-2.5 GHz 6.5 Mbit/s 11 Mbit/s ~50 m

802.11g 2003 2.4-2.5 GHz 11 Mbit/s 54 Mbit/s ~30 m

802.11n 2006 2.4 GHz atau

5 GHz bands

200 Mbit/s 540 Mbit/s ~50 m

Gambar 2.13 Wireless Local Area Network

2.2.1.3 Wireless Metropolitan Area Network

Teknologi Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

memungkinkan pengguna untuk berkomunikasi secara wireless antar lokasi

yang berbeda dalam suatu area metropolitan. Areanya dapat meliputi

32

kampus-kampus perguruan tinggi atau beberapa kantor di sebuah kota. (EC-

Council, 2011, p.6)

Gambar 2.14 Wireless Metropolitan Area Network

2.2.1.4 Wireless Wide Area Network

Teknologi Wireless Wide Area Network (WAN) dapat

menghubungkan notebook dan komputer genggam ke Internet dengan

menggunakan jaringan selular digital melintasi wilayah geografis yang luas.

(EC-Council, 2011, p.6)

Gambar 2.15 Wireless Wide Area Network

2.2.1.5 Jaringan Peer-to-Peer/Ad Hoc Wireless LAN

Pada tipe jaringan ini, dua atau lebih client atau wireless device

berkomunikasi secara langsung dalam radius 300 kaki. Device ini dapat

33

saling berhubungan berdasarkan nama Service Set Identifier (SSID). SSID

adalah nama identitas komputer yang memiliki kompenen nirkabel.

Konfigurasi seperti ini akan sangat cocok diterapkan di suatu pertemuan

yang temporer. Jadi misalkan pada suatu waktu di pertemuan itu

memerlukan adanya jaringan komputer, dan hanya digunakan pada saat itu,

tidak perlu repot lagi untuk mengurusi kabel-kabel untuk menghubungkan

masing-masing komputer dan jika sudah tidak diperlukan lagi, tidak perlu

repot untuk membongkar kabel-kabel tersebut. Yang diperlukan hanya

sebuah wireless LAN card untuk masing-masing komputer. (http://www.

vicomsoft.com/knowledge/reference/wireless1.html, 19 April 2011)

Gambar 2.16 Ad-hoc Wireless LAN

2.2.1.6 Jaringan Server Based/Wireless Infrastructure

Jaringan server based memerlukan sebuah komponen khusus yang

berfungsi sebagai Access Point (AP). Masing-masing client akan

mengirimkannya datanya ke AP. AP merupakan sebuah alat yang berbentuk

seperti kotak kecil berantena yang biasanya dipasang di langit-langit atau

dinding. Pada saat AP menerima data, ia akan mengirimkan kembali sinyal

radio tersebut ke client yang berada di area cakupannya, atau dapat

34

mentransfer data melalui ethernet. Pada tipe wireless infrastructure ini,

untuk melakukan komunikasi data, antara client dan access point harus

membangun sebuah hubungan yang disebut dengan association. Proses ini

meliputi tiga tahapan, yaitu:

1. Unauthenticated dan unassociated

Pada tahapan ini, client akan melakukan identifikasi untuk mencari AP yang

ada. Client dan AP pada tahap ini belum melakukan proses authentikasi dan

asosiasi.

2. Authenticated dan unassociated

Pada tahapan ini, client dan AP akan melakukan proses authentikasi dan

belum melakukan proses asosiasi.

3. Authenticated dan associated

Pada tahapan ini, client dan AP telah melakukan proses authentikasi dan

juga proses asosiasi. Client mengirimkan request frame dan AP merespon

dengan mengirim response frame. (http://www.vicomsoft.com/knowledge/

reference/wireless1.html, 19 April 2011)

Gambar 2.17 Wireless Infrastructure

35

2.2.2 Mobile Ad-hoc Network

Mobile Ad-hoc network (MANET) merupakan sebuah jaringan yang terdiri

dari gabungan perangkat-perangkat bergerak (mobile) tanpa infrastruktur, sehingga

membentuk jaringan yang bersifat sementara. Tiap perangkat memiliki antarmuka

nirkabel dan saling berkomunikasi melalui gelombang radio, kemudian tiap

perangkat tersebut dinamakan node. Beberapa contoh ad-hoc node yaitu laptop dan

personal digital assistants (PDA) yang saling berkomunikasi secara langsung satu

sama lain. (Larsson dan Hedman, 1998).

MANET diharapkan menjadi lebih besar lagi. Diperlukan router yang tetap

(fixed-router) maupun lokasi yang tetap (fixed-location) pada infrastruktur jaringan,

seperti terlihat pada Gambar 2.18a. Sedangkan pada MANET hal ini tidak

diperlukan, seperti terlihat pada Gambar 2.18b. Contoh infrastruktur jaringan adalah

jaringan selular, Local Area Network (LAN) atau Wireless Local Area Network

(WLAN).

(a) Infrastruktur Jaringan (b) MANET

Gambar 2.18 Struktur Jaringan Nirkabel

36

Karena peralatan ad-hoc bisa bermacam–macam, maka pada Gambar 2.19

memperlihatkan kemungkinan topologi pada jaringan ad-hoc, yaitu terdiri dari

perangkat yang berbeda–beda (heterogen) atau sejenis (homogen).

(a) Perangkat Heterogen (b) Perangkat Homogen

Gambar 2.19 Perangkat MANET

Dalam jaringan ini, node juga berfungsi sebagai router yang meneruskan

paket ke node lainnya. Node dapat bergerak secara bebas, tidak tergantung satu

sama lain, topologi pada jaringan ini terus berganti secara dinamis yang membuat

routing semakin susah. Oleh karena itu, routing merupakan salah satu hal yang

paling diperhatikan dalam jaringan ini. Protokol routing normal yang bekerja

dengan baik pada jaringan tetap tidak memperlihatkan performa yang sama pada

MANET. Pada jaringan ini protokol routing harus selalu dinamis sehingga dapat

menanggapi pergantian topologi. (Vaidya, 2004)

37

Gambar 2.20 Jaringan Ad-hoc 3 Node

Jaringan ad-hoc dikategorikan termasuk jaringan nirkabel yang memiliki

kemampuan multi-hop dan mampu beroperasi tanpa dukungan infrastruktur apapun.

Ketidakhadiran infrastruktur atau pusat koordinator komunikasi atau base station

menjadikan routing sangat kompleks jika dibandingkan pada jaringan seluler.

Perbedaan utama jaringan selular (infrastructure network) dengan jaringan

ad-hoc (infrastructure-less network) dapat disimpulkan di Tabel 2.3. Adanya base

station menjadikan routing lebih mudah dan juga management sumber daya di

dalam jaringan selular. Hal ini disebabkan pada jaringan selular, keputusan routing

dibuat terpusat. Tetapi di jaringan ad-hoc, routing dan management sumber daya

dikerjakan secara terdistribusi oleh semua node. Routing ini dibutuhkan oleh setiap

node agar setiap node dapat berfungsi ganda yaitu sebagai host, untuk

mentransmisikan dan menerima data, dan sebagai router, untuk mengarahkan data

dari node lain (Murty & Manoj, 2004, p.192)

Tabel 2.3 Perbedaan Antara Jaringan Selular dan Jaringan Ad-hoc

Jaringan Selular Jaringan Ad-hoc

Berbasis fixed infrastructure Infrastructure-less

38

Single-hop Multi-hop

Bandwidth dijamin (dirancang untuk

voice traffic)

Berbagi kanal radio (lebih cocok untuk

lalulintas data best-effort)

Routing dipusatkan Routing terdistribusi

Circuit-switched Packet-switched

Konektifitas tanpa terputus Konektifitas sering terputus karena

bersifat mobile

Biaya dan waktu yang tinggi Cepat dan biaya lebih efektif

Lebih mudah untuk mencapai

sinkronisasi waktu

Sinkronisasi yang sulit dan memakan

bandwidth

Lebih mudah untuk pemesanan

bandwidth

Pemesanan bandwidth memerlukan

protocol MAC yang kompleks

Domain aplikasi pada sektor sipil

dan komersil

Domain aplikasi pada sektor yang belum

memiliki infrasturktur tertap

Biaya tinggi untuk pemeliharaan

jaringan

Self-orginazation dan pemeliharaan

dibangun pada jaringan

Mobile host relatif lebih kecil

kompleksitasnya

Mobile host memerlikan kecerdasan yang

lebih

Tujuan utama routing adalah untuk

memaksimalkan rasio call

acceptance dan meminimalkan rasio

call drop

Tujuan utama routing adalah untuk

menentukan jalur (path) dengan overhead

yang minim dan juga pemulihan

konfigurasi dari broken path

Sudah luas penggunaanya dan Penggunan masih sedikit meskipun telah

39

sekarang sudah masuk pada evolusi

generasi ketiga

dikembangkan isu untuk meningkatkan

pemakaiannya.

2.2.2.1 Karakteristik Ad-hoc

Karakteristik jaringan ad-hoc (digilib.ittelkom.ac.id, Juni 2011)::

1. Secara mendasar tidak memerlukan infrastruktur (infrastructure-less);

2. Self-orginizing dan self-managing. Dikarenakan dukungan infrastruktur

yang minim atau bahkan tidak ada, sehingga node harus bisa mengelola

dan memelihara sendiri;

3. Multiple wireless link. Setiap node yang mempunyai sifat mobility dapat

memiliki beberapa interface yang terhubung ke beberapa node lainnya;

4. Topologi jaringan yang berubah-ubah, dikarenakan node yang terus

bergerak. Kehilangan konektifitas adalah hal umum yang sering terjadi;

5. Nirkabel (wireless), node yang mobile maka koneksinya pasti berupa

wireless;

6. Semua node bisa berupa host atau router, disaat sebuah node ingin

menghubungi sebuah node lain yang melebihi single-hopnya maka

diperlukan sebuah node lain untuk yang berfungsi menjadi router;

7. Multi-hop, diperlukan karena cakupan area single-hop dalam jaringan

ad-hoc tidak cukup luas. Hal ini membatasi komunikasi antar node;

8. Limited resources, jaringan ad-hoc dibatasi oleh masalah daya (power)

dan kapasitas memori. Disaat node berpindah, node tidak mendapatkan

konsumsi daya listrik sehingga menggunakan baterai yang memiliki

keterbatasan;

40

9. Heterogenitas. Setiap node boleh saja memiliki kemampuan yang

berbeda antara node yang satu dengan yang lainnya.

2.2.3 Protokol Routing

Protokol adalah seperangkat aturan yang mengatur setiap komputer untuk

saling bertukar informasi melalui media jaringan, sedangkan routing adalah proses

memindahkan informasi dari pengirim ke penerima melalui sebuah jaringan (Cisco,

2004).

Routing adalah mekanisme penentuan link dari node pengirim ke node

penerima yang bekerja pada layer 3 OSI (Layer Network). Protokol routing

diperlukan karena untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke node

penerima akan melewati beberapa node penghubung (intermediate node), dimana

protokol routing berfungsi untuk mencarikan route link yang terbaik dari link yang

akan dilalui melalui mekanisme pembentukan tabel routing. Pemilihan route terbaik

tersebut didasarkan atas beberapa pertimbangan seperti bandwith link dan jaraknya.

Pada umumnya protokol untuk jaringan ad hoc terbagi dua tipe, yaitu

proaktif dan reaktif. Protokol routing reaktif bersifat on-demand, artinya

membentuk sebuah rute dari satu node sumber ke node tujuan hanya berdasarkan

pada permintaan node sumber tersebut. Kedua, protokol routing proaktif bersifat

table driven, dimana setiap node menyimpan tabel yang berisi informasi rute ke

setiap node yang diketahuinya. Informasi rute diperbaharui secara berkala jika

terjadi perubahan link. Penggunaan protokol routing proaktif secara mendasar

memberikan solusi terpendek end-to-end delay, karena informasi routing selalu

tersedia dan diperbaharui secara berkala dibandingkan protokol routing reaktif.

41

Kekurangan dari protokol routing proaktif adalah terlalu banyak penggunaan

sumber daya seperti overhead saat memperbaharui informasi routing.

Gambar 2.21 Karakteristik Protokol Routing

Sebuah jaringan nirkabel ad-hoc terdiri dari sekumpulan node yang saling

terhubung melalui saluran nirkabel. Topologi jaringan pada jaringan nirkabel

tersebut dapat berganti secara random, oleh karena itu protokol routing memiliki

tugas untuk mencari jalur untuk diikuti oleh paket data dari node awal ke node

tujuan, pemilihan jalur yang ditempuh oleh paket data ditentukan oleh algoritma

routing.

Berikut merupakan pengertian dari protokol routing yang penulis uji ,yaitu

Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV), Optimized Link State Protocol

(OLSR), dan Destination Sequenced Distance Vector (DSDV).

42

2.2.3.1 AODV

Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 320), algoritma routing Ad-

hoc On Demand Distance Vector (AODV) adalah protokol routing yang

dirancang untuk jaringan ad hoc mobile. AODV mampu baik unicast dan

multicast routing. AODV adalah salah satu protokol routing reaktif. Selama

koneksi rute dari pengirim ke penerima telah valid, AODV tidak melakukan

pencarian lagi. AODV memelihara rute ini selama mereka dibutuhkan oleh

sumber. AODV juga merupakan loop-free, self-starting, dan untuk sejumlah

besar node mobile.

Route request (RREQ), route reply (RREP) dan route error

(RERR) merupakan jenis-jenis pesan yang ditentukan oleh AODV. Pesan-

pesan tersebut dikirim menggunakan pengalamatan IP. Dalam pengalamatan

IP, pesan tersebut ditambahkan header yang berfungsi untuk menentukan

alamat yang akan dituju. Setelah sampai di penerima, IP header tersebut

akan dipecah untuk mengetahui isi pesan yang dikirim. Pesan yang disebar

memiliki waktu hidup (time to live) yang dibawa oleh header pada IP.

(Perkins, Belding-Royer, Das., 2003)

Apabila koneksi rute dari pengirim ke penerima telah valid, maka

AODV tidak melakukan pencarian rute lagi. Sebaliknya ketika diperlukan

rute ke penerima yang baru, maka pengirim akan menyebarkan pesan route

request (RREQ) secara broadcast ke semua node tetangga. Node tetangga

yang menerima RREQ akan mengirim pesan balasan berupa RREP jika node

tersebut adalah penerima atau memiliki rute ke penerima. Node yang

mengetahui rute ke penerima disebut node penghubung. Baik node

43

penghubung dan penerima akan menyimpan informasi baru yang dibawa

oleh RREQ, kemudian mengirim RREP ke pengirim. Setiap node yang

dilewati RREP akan membentuk suatu rute sendiri menuju pengirim. Jadi

melalui pesan RREP inilah rute end-to-end antara pengirim ke penerima

terbentuk. Pengirim akan menerima pesan RREP yang berisi informasi

tentang alamat pengirim, alamat penerima, nomor urutan dari penerima, hop

count dan waktu hidup pesan. Sumber akan mengganti rute apabila rute yang

baru memiliki nomor urutan yang lebih besar dan hop count yang lebih

sedikit dari rute yang ada saat ini. Selama rute terbentuk, setiap node dalam

jaringan memantau kondisi link di depannya untuk mengantisipasi adanya

kerusakan. Apabila sebuah rute mengalami kerusakan atau terputus, maka

node yang terhubung pada link tersebut akan memberitahukan ke seluruh

node bahwa rute tersebut rusak. Kemudian node yang bersangkutan akan

menyebarkan RERR ke seluruh node tetangga hingga ke pengirim. RERR

mengindikasikan bahwa penerima tidak dapat dicapai melalui rute yang

rusak. Oleh karena itu pengirim harus menyebarkan RREQ secara ulang.

(a) Pencarian Rute (b) Rute AODV

Gambar 2.22 Routing AODV

44

2.2.3.2 OLSR

Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 349), Optimized Link State

Protocol (OLSR) adalah sebuah protokol routing proaktif, jadi rutenya

selalu secara cepat tersedia ketika dibutuhkan. OLSR adalah sebuah versi

optimisasi dari sebuah protokol kondisi link murni (pure link state protocol).

Perubahan secara topologi mengakibatkan luapan (flooding) informasi

topologikal terhadap seluruh node/host yang berada di dalam jaringan.

Untuk mengurangi jumlah overhead dalam jaringan digunakan sebuah

teknik yaitu, dengan menggunakan teknik Multi Point Relays (MPR). Tujuan

utama dari MPR, yaitu mengurangi luapan dengan cara memilih beberapa

node untuk bertindak sebagai MPR, sehingga hanya node-node MPR saja

yang dapat meneruskan paket kontrol yang diterima. Upaya ini juga dapat

digunakan protokol untuk menyediakan rute terpendek.

(a) Flooding Biasa (b) Flooding MPR

Gambar 2.23 Routing OSLR

45

OLSR menggunakan 2 jenis pesan kontrol, yaitu pesan hello dan

Topology Control (TC). Pesan hello digunakan untuk menemukan informasi

tentang kondisi link dan node tetangga. Selain itu pesan hello juga digunakan

untuk memilih multi point relay (MPR) Selector Set. Tugas dari MPR

selector set yaitu memilih node tetangga untuk bertindak sebagai node MPR.

Melalui pesan hello ini, node pengirim dapat menentukan node MPR-nya.

Pesan hello hanya dikirim sejauh 1 hop, tetapi pesan TC dikirim secara

broadcast ke seluruh jaringan. Kegunaan pesan TC yaitu untuk

menyebarkan informasi tentang node tetangga yang telah ditetapkan sebagai

MPR tak terkecuali MPR selector. Pesan TC disebarkan secara periodik dan

hanya node MPR yang dapat meneruskan pesan TC.

2.2.3.3 DSDV

Menurut Murthy dan Manoj (2004, p. 308), Routing protocol

Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) adalah salah satu protokol

awal yang diusulkan pada jaringan nirkabel ad-hoc. DSDV termasuk salah

satu protokol proaktif. DSDV juga merupakan salah satu protokol yang

menjaga informasi dari topologi global dalam bentuk tabel pada setiap node.

Tabel-tabel ini di-update secara berkala untuk menjaga kekonsistenan dan

keakurasian informasi keadaan jaringan.

DSDV merupakan versi lebih baik dari algoritma Bellman-Ford

dimana setiap node menjaga sebuah tabel yang berisi jarak terpendek dan

node pertama pada jarak terpendek dari setiap node lainnya yang berada di

dalam jaringan. DSDV menyatukan update dari tabel dengan meningkatnya

46

urutan nomor untuk mencegah looping, untuk melawan masalah menghitung

yang tak terbatas, dan untuk mempercepat pertemuan pada satu titik. DSDV

memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut penjelasannya di bawah ini.

Tabel 2.4 DSDV

Kelebihan Kekurangan

DSDV adalah protokol yang

efisien untuk pencarian rute.

Ketika sebuah rute ke sebuah

tujuan diperlukan, rute tersebut

sudah ada pada source.

DSDV perlu mengirim banyak pesan

kontrol. Pesan ini penting untuk

menjaga topologi jaringan pada

setiap node.

Latensi untuk penemuan rute

sangat rendah.

Akibat dari terlalu sering mengirim

pesan ini dapat menghasilkan

volume lalu lintas yang tinggi untuk

jaringan yang padat dan sangat

mobile.

DSDV juga menjamin jalur bebas

loop.

Perhatian khusus harus diambil

untuk mengurangi jumlah pesan

kontrol.

47

2.2.4 Faktor-faktor Performa Protokol Routing

Berikut merupakan faktor-faktor penentu dari performa protokol routing menurut

beberapa ahli:

1. Packet Delivery Ratio

Total paket yang diterima berbanding total paket yang dikirim. Rasio dari angka

paket data yang berhasil terkirim ke tujuan yang di-generate oleh sumber CBR

(Constant Bit Rate). Rasio paket yang dikirim menjelaskan tingkat kehilangan

(loss rate). Itu menunjukkan kelengkapan dan akurasi dari protokol routing.

(Sachan P. & Khilar, P. M., 2011)

2. Normalized Control Packet Overhead

Jumlah dari paket routing yang ditransmisikan per data paket yang terkirim ke

tujuan. Setiap pengiriman melalui 1 hop oleh protokol routing dihitung sebagai 1

paket routing. Overhead meningkat seiring dengan meningkatnya pergerakan

semenjak kecepatan node bertambah menyebabkan lebih banyak kegagalan link

yang berakibat pada lebih banyak penemuan rute sehingga meningkatkan

overhead paket routing. (Sachan P. & Khilar, P. M., 2011)

3. Throughput

Throughput atau throughput jaringan adalah nilai rata-rata pada pengiriman pesan

yang sukses melalui sebuah kanal komunikasi. Data ini dapat dikirim melalui

sebuah link physical maupun logical, atau lewat melalui sebuah network node

tertentu. Throughput biasanya diukur dalam bit per detik (bit/s atau bps), dan

terkadang dalam paket data per detik atau paket data per satuan waktu. Semakin

tinggi nilai throughput, maka jaringan memiliki performa yang lebih baik. (Sudha,

M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)

48

4. Average Delay

Average delay dapat didefinisikan sebagai rata-rata waktu antara pada saat sebuah

paket data dikirim oleh sumber data dan pada saat paket data diterima oleh

penerima data. (Sudha, M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)

5. Packet Loss

Packet loss terjadi ketika satu paket data atau lebih yang melintasi sebuah jaringan

komputer gagal mencapai tujuannya. Packet loss dibedakan sebagai salah satu dari

tiga tipe error yang dihadapi dalam komunikasi digital; dua yang lain adalah bit

error dan paket yang bersifat seperti tiruan oleh karena noise. Pecahan dari paket

yang hilang bertambah sebagaimana intensitas lalu lintas jaringan bertambah.

(Sudha, M. N., John, S. E. & Valarmathi, M. L., 2011)

2.2.5 Simulasi Jaringan

Menurut Teerawat dan Hossain (2009, p. 7), sebuah simulasi dapat dianggap

sebagai suatu proses aliran entities (entitas) jaringan (contoh: node, paket). Ketika

entitas-entitas tersebut bergerak melalui sistem, mereka berinteraksi dengan entitas

lain, bergabung dalam kegiatan tertentu, memicu peristiwa, menyebabkan beberapa

perubahan keadaan pada sistem, dan meninggalkan proses. Dari waktu ke waktu,

mereka bersaing atau menunggu untuk beberapa jenis sumber daya. Ini berarti

bahwa harus ada urutan eksekusi logis untuk menyebabkan semua tindakan ini

terjadi dengan cara yang dapat dipahami dan dikelola. Sebuah urutan eksekusi

memainkan peran penting dalam mengawasi simulasi dan kadang-kadang

digunakan untuk mencirikan jenis simulasi.

49

Dalam komunikasi dan penelitian jaringan komputer, simulasi jaringan

adalah sebuah teknik di mana sebuah program memeragakan perilaku jaringan baik

dengan menghitung interaksi antara entitas jaringan yang berbeda (host/router, link

data, paket, dll) dengan menggunakan rumus matematika, atau sebenarnya

menangkap dan memutar kembali pengamatan dari produksi jaringan.

Keuntungan utama dari simulasi jaringan adalah simulasi yang dilakukan

tidak menyebabkan permasalahan atau bahkan membahayakan pada jaringan yang

sesungguhnya atau setidaknya membutuhkan inisialisasi baru pada model element

dan traffic. Oleh karena itu perilaku jaringan dan berbagai aplikasi dan layanan yang

mendukung dapat diamati secara leluasa di laboratorium penguji; berbagai atribut

lingkungan juga dapat dimodifikasi dengan cara yang terkontrol untuk menilai

bagaimana jaringan akan berperilaku di bawah kondisi yang berbeda. (Braun and

Staub, 2008, p. 186)

2.2.5.1 Faktor-faktor Simulasi

Menurut Teerawat dan Hossain (2009, p. 7), komponen struktural

simulasi terdiri dari:

1. Entities

Entitas adalah objek yang berinteraksi dengan satu sama lain dalam sebuah

program simulasi untuk menyebabkan beberapa perubahan pada keadaan

dari sistem. Dalam konteks jaringan komputer, entitas mungkin termasuk

node komputer, paket, aliran paket, atau objek non-fisik seperti jam simulasi.

Untuk membedakan entitas yang berbeda, atribut yang unik ditugaskan

50

untuk masing-masing entitas. Sebagai contoh, sebuah entitas paket mungkin

memiliki atribut seperti panjang paket, nomor urut, prioritas, dan header.

2. Resources

Sumber daya merupakan bagian dari sistem yang kompleks. Secara umum,

persediaan sumber daya yang terbatas harus dibagi di antara kumpulan

entitas tertentu. Hal ini biasanya terjadi untuk jaringan komputer, dimana

bandwidth, air time, jumlah server, misalnya, mewakili sumber daya

jaringan yang harus dibagi di antara entitas jaringan.

3. Activities and Events

Dari waktu ke waktu, entitas terlibat dalam beberapa kegiatan. Keterlibatan

akan hal ini menciptakan peristiwa dan memicu perubahan dalam keadaan

sistem. Contoh umum kegiatan meliputi delay dan queueing. Ketika

komputer membutuhkan untuk mengirimkan paket tetapi menemukan

medium sibuk, maka harus menunggu sampai medium bebas. Dalam hal ini,

paket yang akan dikirim melalui udara tapi medium sibuk, paket dikatakan

terlibat dalam aktivitas menunggu.

4. Scheduler

Scheduler memelihara daftar kejadian dan waktu eksekusi mereka. Selama

simulasi, scheduler menjalankan jam simulasi menciptakan peristiwa, dan

mengeksekusi mereka.

5. Global Varieties

Dalam simulasi, variabel global dapat diakses oleh fungsi atau entitas apa

saja dalam sistem, dan pada dasarnya melacak beberapa nilai umum simulasi

tersebut. Dalam konteks jaringan komputer, variabel seperti itu mungkin

51

mewakili, misalnya, panjang dari antrian paket dalam jaringan server

tunggal, total sibuk air time dari jaringan nirkabel, atau jumlah paket yang

ditransmisikan.

6. Random Number Generator

Sebuah Random Number Generator (RNG) diperlukan untuk

memperkenalkan keacakan dalam model simulasi. Nomor acak dihasilkan

oleh mengambil nomor secara berurutan dari urutan deterministik nomor

psudo-random, namun nomor diambil dari urutan ini secara acak. Dalam

kebanyakan kasus, urutan psudo-random telah ditetapkan dan digunakan

oleh semua RNG. Dalam pelaksanaannya, RNG diinisialisasi dengan seed.

Seed mengidentifikasi lokasi awal dalam urutan psudo-random, di mana

sebuah RNG mulai memilih angka. Simulasi berbeda diinisialisasi dengan

seed yang berbeda sehingga menghasilkan hasil yang berbeda (tapi secara

statistik identik). Dalam simulasi jaringan komputer, misalnya, proses

kedatangan paket, proses menunggu, dan proses layanan biasanya

dimodelkan sebagai proses acak. Sebuah proses acak dinyatakan oleh urutan

variabel acak. Proses acak ini biasanya dilaksanakan dengan bantuan dari

suatu RNG.

7. Statistics Gatherer

Tanggung jawab utama dari seorang pengumpul statistik adalah untuk

mengumpulkan data yang dihasilkan oleh simulasi sehingga kesimpulan

yang berarti dapat ditarik dari data tersebut.

52

2.2.5 Simulator Jaringan

Sebuah simulator jaringan adalah sebuah program perangkat lunak yang

meniru kerja jaringan komputer. Dalam simulator, jaringan komputer biasanya

dimodelkan dengan perangkat, lalu lintas dll dan kinerjanya dianalisa. Umumnya,

pengguna dapat menyesuaikan simulator untuk memenuhi kebutuhan spesifik

analisa mereka. Simulator biasanya datang dengan dukungan protokol paling

populer yang digunakan saat ini, seperti WLAN, Wi-Max, UDP, dan TCP.

2.2.5.1 NS-3

Simulator NS-3 adalah sebuah network simulator peristiwa yang

memiliki ciri tersendiri yang ditargetkan secara utama untuk tujuan riset dan

pendidikan. Proyek NS-3, dimulai pada tahun 2006, adalah sebuah proyek

open source yang diatur oleh komunitas peneliti dan pengembang. NS-3

bukan extention dari NS-2, melainkan sebuah simulator yang baru. Kedua

simulator ditulis menggunakan bahasa pemrograman C++, tetapi NS-3 tidak

menyokong API milik NS-2. NS-3 membolehkan peneliti untuk mempelajari

protokol-protokol Internet dan sistem berskala besar dalam lingkungan yang

terkontrol.

NS-3 merupakan sebuah simulator jaringan yang sering digunakan

untuk simulasi protokol routing diantara yang simulator lainnya, dan juga

sering digunakan untuk riset mengenai ad-hoc networking, dan mendukung

protokol jaringan yang populer, serta menyediakan hasil simulasi untuk

jaringan kabel maupun nirkabel. NS-3 juga cukup populer di kalangan

peneliti karena berbasis open source serta menyediakan dokumentasi

53

penelitian dari penelitian sebelumnya secara online pada website

pengembang NS-3.

Fitur-fitur NS-3, antara lain:

1. Ditulis dalam C++ dengan antarmuka Python (opsional);

2. Sistem atribut NS-3 terdokumentasi dengan baik. Setiap objek NS-3

memiliki seperangkat atribut (name, type, initial value);

3. NS-3 selaras dengan sistem nyata. Model node yang lebih seperti

komputer nyata. Dukungan utama antarmuka seperti soket API dan IP

atau perangkat driver antarmuka (di Linux);

4. NS-3 telah meng-update model-model (memuat campuran model baru

dan ported model);

5. Terintegrasi dengan software/tools lain seperti Wireshark untuk melihat

trace output;

Gambar 2.24 Tampilan Wireshark

54

6. NS-3 mengembangkan 2 mode integrasi dengan sistem nyata:

a. Mesin virtual yang berjalan di atas perangkat dan channel NS-3

Gambar 2.25 Ilustrasi NS-3 I

b. NS-3 berjalan dalam mode emulasi dan mengeluarkan

mengkonsumsi paket melalui perangkat nyata

Gambar 2.26 Ilustrasi NS-3 II

Istilah yang biasa terdapat pada networking, namun memiliki arti

yang spesifik pada NS-3, antara lain:

55

1. Node

Dalam jargon internet, perangkat komputer yang terhubung ke jaringan

disebut host atau terkadang end-system. Dalam NS-3 abstraksi perangkat

komputasi dasar atau komputer disebut node. Abstraksi ini diwakili dalam

C++ oleh kelas Node. Kelas Node menyediakan metode untuk mengelola

representasi perangkat komputasi di simulasi.

2. Application

Dalam NS-3 abstraksi dasar untuk program pengguna yang menghasilkan

beberapa kegiatan yang akan disimulasikan adalah aplikasi. Abstraksi ini

diwakili dalam C++ oleh kelas Application. Kelas Application menyediakan

metode untuk mengelola representasi versi NS-3 pada aplikasi-aplikasi level

user dalam simulasi. Pengembang diharapkan untuk mengkhususkan kelas

Application dalam pengertian pemrograman berorientasi obyek untuk

membuat aplikasi baru.

3. Channel

Seringkali media dimana aliran data dalam jaringan

disebut channel. Dalam dunia simulasi NS-3, seseorang menghubungkan

sebuah Node ke objek yang mewakili sebuah saluran komunikasi. Di NS-3

abstraksi komunikasi dasar subnetwork disebut channel dan diwakili di C++

oleh kelas Channel.

4. Net Device

Untuk terhubung dengan jaringan, komputer harus memiliki perangkat keras

yang disebut dengan peripheral card. Peripheral card tersebut

diimplementasikan beberapa fungsi jaringan, sehingga disebut Network

56

Interface Cards (NICs). NIC tidak akan berfungsi tanpa sebuah software

driver untuk mengontrol perangkat keras tersebut. Pada Unix (atau Linux),

sebuah peripheral hardware disebut sebagai device. Device dikontrol

menggunakan device driver, dan NIC dikontrol menggunakan network

device driver yang disebut dengan net device. Di NS-3 net device meliputi

baik software driver dan simulasi hardware. Sebuah net device 'di-instalasi'

pada sebuah Node agar memungkinkan Node untuk berkomunikasi dengan

Node lainnya dengan simulasi melalui Channels. Abstraksi net device

direpresentasikan dengan C++ oleh kelas NetDevice. Kelas NetDevice

menyediakan metode untuk mengatur koneksi ke objek Node dan Channel.

5. Topology Helpers

Dalam sebuah jaringan simulasi besar akan diperlukan banyak koneksi untuk

mengatur antara Node, NetDevice serta Channel. NS-3 menyediakan apa

yang disebut objek Topology Helpers untuk mengatur simulasi–simulasi

jaringan semudah mungkin.