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.