perbaikan protokol dynamic manet on · pdf filehandal. nilai pet diperoleh dari nilai minimum...

378

PERBAIKAN PROTOKOL DYNAMIC MANET ON

DEMAND BERDASARKAN BOBOT KEHANDALAN

RUTE

Kun Nursyaiful Priyo Pamungkas1)

, Supeno Djanali2)

1,2)

Jurusan Teknik Informatika,Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi

Sepuluh Nopember

Email: 1)

[email protected]

ABSTRAK

Mobile Ad Hoc Networks (MANET) merupakan sekumulan perangkat bergerak

nirkabel yang memiliki kemampuan untuk saling berkomunikasi tanpa memerlukan

infrastruktur atau kontrol terpusat. Pada MANET, setiap node tidak hanya mengirim dan/atau

menerima paket data. Setiap node memiliki tanggung jawab untuk meneruskan paket data ke

node tujuan. Sehingga, setiap node juga berperan sebagai router.Routing protocol pada

MANET harus mampu mengatasi beberapa keterbatasan, yaitu : perubahan topologi jaringan

yang dinamis, keterbatasan energi, interferensi sinyal, dan keterbatasn bandwidth. Dynamic

MANET on Demand (DYMO) adalah routing protocol baru yang sedang dikembangkan

sebagai penerus AODV. Algoritma routing pada DYMO didasarkan pada jumlah hop yang

diperlukan untuk mencapai node tujuan. Hal ini bisa menyebabkan ketidakstabilan rute ketika

node bergerak dengan cepat tinggi dan acak.Pada penelitian ini, protokol Weight of Route

Reliablity – DYMO (WR-DYMO) diusulkan yang mempertimbangkan path lifetime dan

jumlah hop untuk mendapatkan jalur yang handal. WR-DYMO mengkombinasikan bobot Path

Expiration Time (PET) dan bobot jumlah hop. Nilai PET diperoleh dengan melakukan invers

nilai Link Expiration Time (LET).Hasil penelitian menunjukkan bahwa WR-DYMO

meningkatkan kinerja untuk parameter packet delivery ratio, overhead, dan throughput.

Kata kunci: MANET, path lifetime, path expiration time, link expiration time,jumlah hop.

ABSTRACT

Mobile Ad Hoc Networks (MANET) is a collection of wireless mobile device that is

forming temporary network without fixed infrastructure. In MANET, every node is not just

sending and/or receiving data packet. Every node has responsibility to forward the data

packet to proper destination node. Thus, each node is also a router. A routing protocol for

MANET must be able to overcome some limitations in mobile ad hoc networks such as dynamic

topology change, energy constraint, signal interference, and bandwidth limitation. Dynamic

Manet on Demand (DYMO) is a new routing protocol that has been developed as the successor

of AODV. Routing algorithm in DYMO is based on number of hops needed to reach destination

node. This will lead unstable route if each node is moving in high speed and random. In this

paper, Weight of Route Reliability-DYMO (WR-DYMO) protocol proposed that consider path

lifetime and number of hops to obtain reliable route. WR-DYMO combines the weight of Path

Expiration Time (PET) and the weight of number of hops. PET value obtained by invers Link

Expiration Time (LET). Experiment’s results show that WR-DYMO improves performance in

terms of packet delivery ratio, overhead, and throughput.

Keywords: MANET, path lifetime, path expiration time, link expiration time, number of hop.

Vol 2, No 3 Juni 2012 ISSN 2088-2130

379

PENDAHULUAN

Mobile Ad Hoc Network merupakan

alternatif baru pada komunikasi bergerak, yang

mana sekumpulan perangkat bergerak atau yang

juga disebut dengan mobile node membentuk

jaringan secara spontan, dinamis dan

desentralisasi. Proses pertukaran data antar

mobile node terjadi melalui media transmisi

wireless. Jika suatu mobile node mengirimkan

paket data ke mobile node lain dalam satu

jangkauan transmisi, maka mobile node sumber

bisa langsung mengirimkan paket data ke mobile

node lain tanpa melibatkan mobile node

perantara. Tetapi bila mobile node tujuan berada

di luar jangkauan transmisi mobile nodesumber,

maka nodesumber akan melibatkan mobile node

perantara untuk mengirimkan paket data ke node

tujuan. Sehingga setiap mobile node dapat

berperan sebagai bridge atau router.

Sejumlah penelitian dilakukan untuk

mengklasifikasikan algoritma routing protocol.

Secara umum, algoritma routing protocol dapat

diklasifikasikan ke dalam sebelas kategori, yaitu

: proaktif, reaktif, multipath, geographical, flow-

aware, power-aware, multicasting, hierarchical,

hybrid, geocast, dan wireless-mesh. Algoritma

routing kategori proaktif dan reaktif termasuk

algoritma routing pertama yang diadopsi pada

awal perkembangan Mobile Ad Hoc Networks.

Pada algoritma routing proaktif, setiap mobile

node dapat membuat tabel routing berdasarkan

pertukaran informasi di antara mobile node.

Pertukaran informasi di antar node terjadi

melalui pesan-pesan broadcast secara periodik.

Algoritma routing yang termasuk kategori

proaktif adalah Dynamic Destination-Sequenced

Distance Vector (DSDV) dan Optimized Link

State Routing (OLSR). Algoritma routing

reaktif, informasi routing diperoleh ketika suatu

mobile node perlu mengirimkan paket data ke

mobile node tujuan. Sehingga proses route

discoveryterjadi lebih sering pada MANET

yang menggunakan routing protocol kategori

reaktif daripada kategori proaktif. Tetapi

routing protocol pada kategori reaktif

menghasilkan overhead yang rendah.Routing

protocol yang termasuk dalam kategori reaktif

adalah Ad Hoc on Demand Distance Vector

(AODV), Dynamic Source Routing (DSR),

Temporally-Ordered Routing Algorithm

(TORA), dan Dynamic Manet on Demand

(DYMO)[1].

DYMO adalah protokol routingbaru

yang sedang dikembangkan oleh Mobile Ad-hoc

Jaringan Kelompok Kerja Internet Engineering

Task Force (IETF) sebagai penerus AODV

[2].DYMO menyediakan fitur yang

disempurnakan baru seperti MANET-internet

gateway dan akumulasi jalan. DYMO terdiri dari

dua mekanisme dasar untuk menyebarkan

informasi routing: route discovery dan route

discovery. Route discoveryakan dilakukan jika

sebuah simpul memiliki untuk mengirim paket

data. Node sumber menciptakan pesan RREQ

dan dikirim ke node tetangga dalam jangkauan

transmisi. Setiap node perantara yang menerima

pesan RREQ akan menyimpan rute node yang

mengirimkan RREQ dan meneruskan kembali

ke node tetangganya. Proses penyebaran pesan

RREQ berlangsung hingga pesan RREQ

mencapai node tujuan. Ketika node tujuan

menerima pesan RREQ, node tujuan memeriksa

nomor urut dan menghitung jumlah hop untuk

menentukan informasi routing. Setelah itu, node

tujuan membuat pesan RREP dan

mengirimkannya ke node sumber hop by hop.

Prose penyampaian pesan RREP tidak berbeda

dengan pengiriman pesan RREQ. Setelah node

sumber menerima pesan RREP, node sumber

membangun koneksi dan mengirim paket data

ke node tujuan.

Berbagai penelitian tentang kinerja

protokol DYMO dengan beragam kondisi

dilakukan.Pada [3], penelitimenguji kinerja

algoritma routing DSR, AODV, dan DYMO

terhadap pause time. Parameter yang digunakan

adalah throughput, packet delivery ratio, drop

packet ratio, average jitter, dan average end-to-

end delay. Hasil penelitian menyebutkan bahwa

protokol DYMO memiliki kinerja paling buruk

untuk parameter throughput, packet delivery

ratio, drop packet ratio dan average end-to-end

delay. Studi perbandingan kinerja dua protocol,

yaitu AODV dan DYMO terhadap jumlah node

dan kecepatan dilakukan oleh [4]. Parameter

untuk mengukur kinerja adalah throughput,

relative routing overhead, dan average packet

size of packet routing. Hasil penelitian

menyebutkan bahwa DYMO memiliki kinerja

yang buruk untuk parameter throughput ketika

node bergerak dengan kecepatan tinggi.Peneliti

pada [5] melakukan studi evaluasi terhadap

kinerja routing protocol LANMAR, LAR1,

DYMO dan ZRP menggunakan model random

waypoint mobility.Evaluasi kinerja dilakukan

dengan memvariasikan pause time.Average end-

Vol 2, No 3 Juni 2012

380

to-end delay, packet delivery ratio, throughput

dan average jitter digunakan sebagai metrik

parameter. Hasil uji coba menunjukkan bahwa

kinerja routing protocol DYMO kurang baik

untuk parameter average end-to-end delay,

packet delivery ratio, dan throughput dan paling

buruk untuk parameter average jitter ketika

pause time semakin besar. Pada [6], peneliti

melakukan analisa efek kecepatan terhadap

kinerja routing protocol DYMO, AODV, dan

DSR.Metrik parameter untuk menilai kinerja

routing protocol terdiri atas throughput, packet

delivery ratio, average end-to-end delay, dan

average jitter.Hasil percobaan menunjukkan

bahwa ketika node bergerak dengan kecepatan

tinggi, DYMO memiliki kinerja paling buruk

untuk parameter throughput, packet delivery

ratio, dan average jitter.Berdasarkan penelitian-

penelitian tersebut routing protocol DYMO

memiliki kinerja yang rendah ketika mobilitas

node meningkat dan acak.

Pada MANET, pergerakan node yang

tinggi dan acak menyebabkan perubahan

topologi yang dinamis [7]. Perubahan topologi

ini berdampak pula pada kinerja jaringan seperti

packet delivery ratio yang rendah, overhead

yang tinggi, dan konektivitas antar node yang

rentan putus.Untuk mengurangi dampak

perubahan topologi, metode routing protocol

yang handal merupakan isu pokok pada

MANET. Ada tiga kategori utama routing

berbasis kestabilan, yaitu : kestabilan topologi,

kestabilan komunikasi, dan kestabilan energi.

Routing protocol berbasis kestabilan topologi

dapat diklasifikasikan ke dalam routing stabil

jalur tunggal dan backup routing[8].Penelitian

ini fokus pada routing stabil jalur tunggal.

Routing stabil jalur tunggal menentukan

rute berdasarkan jangka waktu kedua node tetap

terhubung[9]. Metode untuk memprediksi

jangka waktu kedua node untuk tetap saling

terhubung diusulkan oleh [10], dengan

namaLink Expiration Time (LET). Untuk

menerapkan metode LET, setiap node perlu

dilengkapi dengan perangkat Global Positioning

System (GPS) agar dapat mengetahui informasi

posisi, arah pergerakan, dan kecepatan node.

Metode LET ini juga diadopsi pada Flow-

Oriented Routing Protocol (FORP) oleh

[10].Heading Angel Direction Routing Protocol

(HARP) diusulkan oleh [9] dengan mengadopsi

LET berdasarkan zona untuk menentukan

ketetanggaan. Adapun ukuran setiap zona adalah

45°, jika dalam zona tersebut sebuah node tidak

memiliki tetangga, maka node akan mencari ke

zona berikutnya. Meskipun LET dapat

menentukan rute yang stabil, penelitian lain

menunjukkan bahwa metode LET menghasilkan

jumlah hop yang besar [11].Selain

mempertimbangkan konektifitas dua node,

protokol Greedy Perimeter Stateless Routing

(GPSR) diusulkan oleh [12], dengan

menawarkan pendekatan bahwa kestabilan rute

dapat ditentukan dari panjang

rute.Bagaimanapun, protokol GPSR memiliki

kelemahan ketika jarak antar node semakin jauh

dan pergerakan node tinggi. Penelitian lain

menunjukkan bahwa untuk mendapatkan rute

yang handal dipengaruhi oleh dua faktor secara

bersamaan, yaitu jangka waktu konektifitas antar

node dan panjang rute [13]. Pada penelitian ini, Weight of Route

Reliability-Dynamic Manet On Demand (WR-

DYMO) protokol diusulkan untuk memperbaikai

protokol DYMO berdasarkan bobot keandalan rute.

Bobot keandalan rute merupakan kombinasi bobot

PET dan bobot jumlah hop untuk menentukan rute

handal. Nilai PET diperoleh dari nilai minimum

invers LET. Perbaikan diharapkan untuk

meningkatkan kinerja protokol DYMO meskipun

topologi berubah dinamis di MANET.

Penelitian Terkait Peneliti pada [14] mengusulkan

pendekatan baru pada DYMO.Routing protocol

ini bernama Delay Tolerance DYMO (DT-

DYMO).Mekanisme route discovery pada DT-

DYMO mirip dengan DYMO.Tetapi ketika node

tujuan tidak ditemukan, node terdekat atau node

yang sering terhubung ke node tujuan

bertanggung jawab untuk menyimpan paket data

terlebih dahulu sebelum node tujuan

ditemukan.Prosedur pencarian node terdekat

dengan node tujuan ini disebut dengan message

carrier discovery. Sedangkan mekanisme

penyimpanan paket data sementara di

nodeterdekat disebut dengan store and forward

routing. Untuk mendukung mekanisme tersebut,

pesan routing RREQ dan RREP pada DT-

DYMO dimodifikasi. Parameter

minDeliveryProb ditambahkan pada pesan

RREQ. Pesan RREP juga dimodifikasi dengan

menambahkan dua parameter, yaitu

deliveryProb dan SearchedNode. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa DT-DYMO

memiliki delivery ratio yang paling tinggi

daripada DYMO dan PRoPHET meskipun

densitas node meningkat.

Kun Nursyaiful dkk, Perbaikan Protokol...

381

Pendekatan algoritma Ant Colony

Metaheuristic (ACO) diusulkan oleh [15] untuk

mencari jalur terpendek pada DYMO.Routing

protocol ini dinamakan Ant-DYMO.Pencarian

jalur terpendek ini mengadopsi perilaku koloni

semut dalam mencari jalur terpendek antara

sarang koloni semut dengan sumber

makanan.Setiap jalur antara node sumber

dengan node tujuan dihitung berdasarkan nilai

pheromone.Sehingga pada Ant-DYMO,

parameter hop count pada routing table

digantikan dengan parameter pheromone.Hasil

penelitian menunjukkan bahwa Ant-DYMO

memiliki packet delivery ratio yang lebih baik

daripada DYMO dan mampu mengirim data

lebih cepat.Tetapi mekanisme route discovery

pada Ant-DYMO menghasilkan overhead yang

lebih tinggi daripada DYMO.

Pada [3], peneliti mempelajari efek dari

peningkatan pause time terhadap routing

protocol DSR, AODV, dan DYMO. Evaluasi

dilakukan dengan menggunakan parameter total

packet received, packet drop ratio, throughput,

average jitter, dan average end-to-end delay.

Pause time divariasikan dari 30 sampai 110 detik

dengan jumlah node 30 dan ukuran jaringan

1500 meter x 1500 meter. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kinerja routing protocol

DYMO paling rendah daripada DSR dan AODV

pada parameter total packet received, packet

drop ratio, throughput dan average end-to-end

delay.

Peneliti pada [5] melakukan penelitian

mengenai efek peningkatan pause time terhadap

kinerja routing protocol LANMAR, LAR1,

DYMO dan ZRP.Parameter yang digunakan

pada evaluasi adalah average jitter, packet

delivery ratio, average end-to-end delay dan

throughput.Pause time divariasikan mulai dari

15 detik sampai 75 detik. Hasil penelitian

menunjukkan performa DYMO paling rendah

pada parameter average jitter dan average end-

to-end delay.

Pada [6], peneliti melakukan studi

komparatif secara detil mengenai efek

peningkatan kecepatan pada routing protocol

DYMO, AODV, dan DSR. Evaluasi dilakukan

berdasarkan empat parameter, yaitu throughput,

packet delivery ratio, average end-to-end delay

dan average jitter. Kecepatan divariasikan mulai

dari 10 m/s sampai 40 m/s dengan jumlah node

50 dan ukuran jaringan 1500 meter x 1500

meter. Hasil penelitian menunjunkkan bahwa

kinerja routing protocol DYMO paling rendah

daripada AODV dan DSR untuk parameter

throughput dan packet delivery ratio.

METODE

Algoritma Link Expiration Time (LET) Metode Link Expiration Time (LET)

merupakan mekanisme untuk memprediksi

berapa lama dua node saling terhubung.

Berdasarkan nilai LET, node bisa menentukan

kualitas link dengan node tetangganya. Rute

yang handal dapat dicari berdasarkan himpunan

nilai LET setiap node-node yang bertetangga.

Asumsikan ada dua mobile node, yaitu i

dan j dalam jangkauan sinyal transmisi r.

Anggap koordinat mobile node dapat diketahui,

yaitu (xi,yi) adalah koordinat mobile node i dan

(xj,yj) adalah koordinat mobile node j. Masing-

masing mobile node memiliki kecepatan υi dan

υj dengan sudut pergerakan θi dan θj. Gambar 1

menunjukkan asumsi yang digunakan. Maka

lama waktu dua mobile node tetap terkoneksi

(LET) dapat diprediksi berdasarkan rumus :

( ) √( ) ( )

(1)

dengan : (2)

(3)

(4)

(5)

Penentuan Stabilitas Modifikasi tidak mencakup keseluruhan

routing protocol DYMO, melainkan pada

prosedur route discovery. Pada routing protocol

DYMO yang orisinil, keputusan routing

ditentukan berdasarkan jarak tempuh node

sumber ke node tujuan. Jarak tempuh ini

dinyatakan dengan berapa banyak hop yang

dilalui.Keputusan routing yang berdasarkan

jumlah hop bisa menyebabkan link antar node

mudah terputus jika mobilitas mobile node

sangat tinggi.Untuk mendapatkan rute yang

handal meskipun mobilitas node tinggi,

keputusan routing juga ditentukan berdasarkan

nilai bobot kehandalan rute. Tetapi ketika

koneksi pada rute yang dipilih putus, maka

prosedur route discovery dilakukan kembali


382

karena penelitian ini fokus pada routing stabil

jalur tunggal.

Agar router WR-DYMO mampu

menghitung PET, setiap router WR-DYMO juga

mengetahui informasi posisi, posisi berikutnya,

kecepatan, dan sudut pergerakan. Keempat

informasi ini diperoleh dari perangkat GPS.

Gambar 1.Ilustrasi Posisi dan Kecepatan Dua Mobile

Node

Berdasarkan informasi perangkat GPS tersebut,

setiap node mampu menghitung LET dengan

node tetangganya. Kemudian nilai LET ini di-

inverse dan disimpan ke dalam routing table.

Agar nilai inverse LET (iLET) dapat disimpan,

maka routing table dan routing message (RM)

harus dimodifikasi dengan cara menambahkan

kolom iLET.

Prosedur route discovery di WR-DYMO

berbeda dengan DYMO. Pada WR-DYMO,

setiap node tetangga yang menerima pesan

RREQ dari node sumber akan menghitung nilai

LET dan inverse LET kedua node. Nilai iLET

ditujukan pada persamaan (6) :

( )

( )

(6)

Setelah itu, node tetangga akan

memeriksa apakah memiliki informasi routing

ke node tujuan dan node sumber. Jika node

penerima pesan RREQ belum memiliki

informasi routingnode sumber, maka node

penerima akan menyimpannya ke routing table

beserta nilai iLET dan selanjutnya meneruskan

pesan RREQ ke tetangga berikutnya. Setiap

pesan RREQ melewati node-node perantara,

nilai iLET akan dimasukkan ke dalam routing

table. Jika pesan RREQ diterima oleh node

tujuan, maka node tujuan akan menentukan rute

yang paling handal.

Pada mekanisme route discovery WR-

DYMO, setelah node tujuan menerima pesan

RREQ yang berisi nilai iLET dari setiap node

perantara, node tujuan akan memilih satu rute

yang memiliki hasil penjumlahan bobot nilai

Path Expiration Time (PET) dan bobot jumlah

hop paling besar. PET merupakan nilai

minimum dari himpunan nilai iLET pada setiap

rute. PET dan fungsi pembobotan

diformulasikan pada persamaan 7 dan 8 :

( )

[ ( )] (7)

[ ( ) ( )] (8)

C1 dan C2 adalah faktor pembobotan

yang mana penjumlahan | C1 + C2| = 1. Besaran

nilai C1 dan C2 ditentukan secara manual. Pada

penelitian ini nilai C1 adalah 0,6 sedangkan nilai

C2 adalah 0,4.

UJI COBA Pada penelitian ini, diasumsikan bahwa

semua node terdistribusi secara acak pada ruang dua

dimensi. Setiap node memiliki jarak jangkau

transmisi yang sama dan satu kanal. Perangkat GPS

terpasang di semua node, agar setiap node dapat

mengetahui posisi, kecepatan, dan arah pergerakan.

Skenario Uji Coba Untuk membuktikan kebenaran metode

dan mengetahui kinerja metode pada routing

protocol DYMO yang telah dimodifikasi, yaitu

WR-DYMO dilakukan beberapa skenario uji

coba. Adapun skenario uji coba adalah sebagai

berikut :

a. Uji Coba 1: bertujuan untuk menguji

kinerja dan skalabilitas WR-DYMO

terhadap tingkat kepadatan node. Jumlah

node akan divariasikan mulai lima puluh

hingga dua ratus node. Node-node terus

bergerak tanpa berhenti dengan kecepatan

maksimum 10 m/s.

b. Uji Coba 2: bertujuan untuk menguji

kemampuan adaptasi WR-DYMO terhadap

tingkat perubahan topologi. Node-node

akan terus bergerak tanpa henti dengan

variasi kecepatan maksimum mulai 5 m/s

hingga 40 m/s.

c. Uji Coba 3 : bertujuan untuk menguji

kemampuan WR-DYMO terhadap



383

perubahan pause time node. Node-node

bergerak kemudian berhenti dalam rentang

waktu tertentu dan bergerak kembali

dengan kecepatan maksimum 10 ms/s. Pada

percobaan ini waktu berhenti (pause time)

adalah 0 detik, 50 detik, 100 detik, 150

detik, dan 200 detik.

Simulasi Percobaan Percobaan dilakukan dengan

menggunakan perangkat lunak Network

Simulator 2 versi 2.34 (NS-2.34) [16], yang

diinstall pada sistem operasi GNU/Linux Ubuntu

12.10. Model DYMO yang digunakan adalah

DYMO-UM [17].Model DYMOUM bisa

diimplementasikan pada sistem operasi

GNU/Linux dan lingkungan simulator NS-2.

Pada ns-2, ketiga skenario uji coba ini

diimplementasikan dengan antarmuka TCL.

Agar uji coba mendekati kondisi nyata, simulasi

dijalankan dalam wilayah yang luas. Ukuran

jaringan simulasi pada penelitian ini adalah 1500

meter x 1500 meter. Pemilihan dimensi wilayah

simulasi yang luas dan berbentuk segi empat

dapat menghindari kongesti jaringan, meskipun

pergerakan node lebih bebas dan rute yang

ditempuh bisa lebih panjang.

Protokol lapisan MAC yang digunakan

adalah IEEE 802.11b Distributed Coordination

Function (DCF). DCF didesain dengan

menggunakan mekanisme CSMA/CA dan

algoritma binary exponential backoff untuk

mengurangi kemungkinan terjadinya collision.

Selain itu, DCF juga menerapkan skema positive

acknowledge, yang mana jika sebuah frame telah

diterima dengan benar oleh node tujuan, node

tujuan harus mengirimkan frame ACK kepada

node sumber.

Model propagasi radio adalah Two Ray

Ground. Model ini mempertimbangkan dua

aspek, yaitu lintasan lurus antara transmitter

node dengan receiver node dan pantulan

permukaan bumi. Lintasan antara transmitter

node dengan receiver node diasumsikan

memenuhi kondisi line of sight. Model Two Ray

Ground menggunakan model rumus redaman

daya sinyal sebagai 41 d

dengan d adalah

jarak antara transmitter node dengan receiver

node. Sehingga sesuai untuk simulasi yang

memerlukan jangkauan transmitter yang jauh.

Pada penelitian ini jangkauan transmisi adalah

250 meter, tinggi antena adalah 1.5 meter yang

ditempatkan sedemikian rupa tepat di tengah

mobile node.

Untuk melakukan uji stressing terhadap

kemampuan routing protocol ketika melakukan

prosedur route discovery dan route

maintenancetanpa menimbulkan kongesti yang

berlebihan, Constant Bit Rate (CBR) dipilih

sebagai model komunikasi antar node yang

uniform. CBR merupakan aplikasi yang berjalan

di atas transport UDP. Node sumber akan

mengirim trafik CBR dalam paket-paket data

sebesar 512 bytes dengan kecepatan 4 paket per

detik. Selama simulasi berlangsung, maksimum

jumlah koneksi setiap node adalah sepuluh.

Model mobilitas menggambarkan

bagaimana node-node bergerak pada area

simulasi. Model mobilitas yang digunakan pada

penelitian ini adalah random waypoint. Model

mobilitas random waypoint dipilih karena

mayoritas simulasi menggunakan model ini.

Pada model random waypoint, posisi awal setiap

mobile node dipilih secara acak pada area

simulasi. Kecepatan mobile node dipilih secara

acak di antara Vmin dan Vmax. Vmin diberi

nilai 1 m/s agar kecepatan mobile node dapat

mencapai kondisi stabil dan konvergen dengan

cepat [18].

Parameter Kinerja Parameter kinerja yang digunakan untuk

mengukur kinerja dan skalabilitas DYMO yang

dimodifikasi adalah sebagai berikut :

a. Packet delivery ratio

Packet delivery ratio (PDR) dapat

didefinisikan sebagai perbandingan jumlah

paket data yang diterima node tujuan

dengan jumlah paket data yang dikirim oleh

node sumber.

b. Overhead

Overhead diformulasikan sebagai rasio

total jumlah paket routing (termasuk Hello

message) yang dikirim dengan total jumlah

paket data yang diterima.

c. Throughput

Throughput didefinisikan sebagai jumlah

paket data yang berhasil diterima oleh node

penerima per detik melalui sistem atau

media komunikasi. Throughput dinyatakan

dalam satuan bits per second (bps).

d. Average end-to-end delay

Waktu tunda rata-rata yang diperlukan oleh

paket data ketika masih dalam router buffer

hingga paket data mencapai node tujuan.

Faktor yang turut diperhitungkan adalah


384

tunda ketika prosedure route discovery,

dalam antrian, dan transmisi ulang. Lost

packets tidak diperhitungkan.Average end

to end delay dinyatakan dalam satuan mili

detik.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Efek Peningkatan Jumlah Node Pada skenario uji coba 1, jumlah node

divariasikan mulai 50 sampai 200 node yang

menggambarkan tingkat kepadatan node

Kecepatan maksimum node Vmax adalah 10 m/s

dan jarak transmisi adalah 250 meter.

Gambar 2 menunjukkan bahwa WR-

DYMO memiliki kecenderungan mengalami

penurunan PDR secara perlahan seiring

peningkatan jumlah node. Berbeda dengan

DYMO yang cenderung mengalami peningkatan

nilai PDR tetapi kemudian mulai turun ketika

jumlah node lebih dari 1500. Dengan luas

wilayah yang tetap, peningkatan jumlah node

memungkinkan sebuah node memiliki banyak

tetangga dan jarak tetangga yang dekat. Hal ini

menguntungkan untuk routing protocol yang

hanya memperhitungkan jumlah hop untuk

memutuskan jalur terbaik. Tetapi dengan jarak

antar tetangga yang dekat, interferensi juga

meningkat sehingga menyebabkan kongesti.

Kongesti inilah yang menyebabkan terjadinya

penurunan PDR.

Gambar 3 menunjukkan adanya

kecenderungan DYMO dan WR-DYMO

mengalami peningkatan overhead seiring

dengan meningkatnya jumlah node. Peningkatan

jumlah node ini memicu peningkatan Hello

messages dan paket-paket RREQ yang disebar

ke banyak node. Untuk jumlah node yang sama,

WR-DYMO memiliki overhead yang relatif

lebih rendah daripada DYMO karena WR-

DYMO memiliki prosentase PDR yang lebih

tinggi sehingga melakukan prosedur route

discovery lebih sedikit dibandingkan DYMO.

Gambar 4 memperlihatkan adanya

kecenderungan routing protocol DYMO

mengalami penurunan throughput secara

perlahan ketika jumlah node lebih dari 100.

Sedangkan routing protocol WR-DYMO

mengalami penurunan secara perlahan ketika

jumlah node lebih dari 50, tetapi WR-DYMO

masih lebih baik daripada DYMO. Penurunan

throughput ini dipengaruhi oleh interferensi dan

kongesti yang terjadi ketika jumlah node

semakin bertambah.

Gambar 5 menggambarkan adanya

peningkatan average end-to-end delay pada

kedua routing protocol, yaitu WR-DYMO dan

DYMO. Pada routing protocol DYMO, average

end-to-end delay terendah adalah pada jumlah

node 50. Kenaikan terjadi secara perlahan

ketika jumlah node berkisar dari 50 hingga 150.

Kenaikan tajam terjadi jika jumlah node lebih

dari 150. Sedangkan pada WR-DYMO, average

end-to-end delay mengalami kenaikan yang

tinggi seiring kenaikan jumlah node. Tetapi WR-

DYMO masih memiliki nilai average end-to-end

delay yang lebih rendah daripada DYMO pada

jumlah node 200.

Gambar 2 Grafik Variasi Jumlah Node terhadap PDR

Gambar 3 Grafik Variasi Jumlah Node terhadap

Overhead


385

Gambar 4. Grafik Variasi Jumlah Node

terhadap Throughput

Gambar 5. Grafik Variasi Jumlah Node

terhadap Average End-to-End Delay

Efek Peningkatan Kecepatan Node Pada skenario uji coba 2,

kecepatan maksimum node divariasikan

mulai dari 5 m/s hingga 40 m/s dengan

jumlah node sebesar 50, jarak antara

transmitter dengan receiver adalah 250

meter.

Gambar 6 menunjukkan bahwa,

WR-DYMO mengalami penurunan PDR

secara perlahan tetapi nilainya masih

lebih tinggi daripada DYMO.

Sedangkan pada DYMO, nilai PDR

berubah secara fluktuatif dan mengalami

penurunan yang tajam pada saat

kecepatan maksimum node adalah 20

m/s. Hal ini menunjukkan bahwa

DYMO tidak mampu beradaptasi ketika

node bergerak dengan cepat, berbeda

dengan WR-DYMO yang cenderung

stabil.

Gambar 7 menampilkan

overhead pada kedua routing protocol,

yaitu DYMO dan WR-DYMO. Hasilnya

menunjukkan bahwa WR-DYMO

memiliki overhead yang lebih rendah

daripada DYMO. Pada WR-DYMO,

overhead naik secara perlahan seiring

kenaikan kecepatan maksimum node.

Sedangkan pada DYMO, overhead naik

secara fluktuatif dan lebih tinggi

daripada WR-DYMO. Hal ini

disebabkan DYMO tidak bisa

menghadapi peningkatan kecepatan

node. Ketika node bergerak semakin

cepat, konektifitas antar node menjadi

mudah putus, sehingga harus dilakukan

prosedur route discovery kembali.

Prosedur route discovery yang berulang

kali akan meningkatkan paket RREQ.


penurunan throughput pada kedua

routing protocol, yaitu DYMO dan WR-

DYMO. Penurunan yang fluktuatif

tejadi pada DYMO, sedangkan pada

WR-DYMO penurunan terjadi secara

perlahan tetapi masih lebih tinggi

daripada DYMO. Ini menunjukkan

bahwa WR-DYMO masih stabil

meskipun node-node bergerak dengan

cepat.


peningkatan average end-to-end delay

secara signifikan pada routing protocol

WR-DYMO. Keputusan routing pada

WR-DYMO lebih didasarkan pada

tingkat kehandalan rute. Sehingga rute

yang dilalui untuk mengirim paket data

bisa lebih panjang. Sedangkan DYMO

hanya mempertimbangkan jumlah hop,

yaitu jalur mana yang jumlah hop-nya

lebih sedikit. Sehingga average end to

end delay pada DYMO cenderung lebih

rendah.

Gambar 6. Grafik Variasi Kecepatan Node

terhadap PDR


386


terhadap Overhead


terhadap Throughput



Efek Peningkatan Pause Time Untuk mengetahui efek pause

time terhadap kinerja DYMO dan WR-

DYMO, pause time divariasikan mulai

dari 0 detik hingga 200 detik dengan

jumlah node 50, kecepatan maksimum

node 10 m/s, dan waktu simulasi 250

detik.

Gambar 10 menunjukkan bahwa

kinerja terbaik kedua routing protocol,

yaitu WR-DYMO dan DYMO WR-

DYMO untuk parameter PDR adalah

pada pause time 0 detik. WR-DYMO

mengalami penurunan nilai PDR secara

perlahan seiring peningkatan pause time.

Sedangkan pada DYMO , nilai PDR

mengalami penurunan secara fluktuatif

dan mencapai nilai terendah ketika

pause time 200 detik. Ini menunjukkan

bahwa WR-DYMO masih handal ketika

node berhenti dalam waktu yang lama

kemudian harus bergerak kembali dalam

waktu yang cepat. Penurunan nilai PDR

pada pause time 200 detik karena node

memerlukan waktu yang lama untuk

mencapai kecepatan yang stabil setelah

node berhenti dalam waktu 200 detik.

Gambar 11 menunjukkan bahwa

routing protocol DYMO mengalami

kenaikan overhead secara fluktuatif dan

naik dengan tajam pada pause time 200

detik. Sedangkan routing protocol WR-

DYMO justru turun secara perlahan

seiring kenaikan pause time. Ini berarti

node yang menggunakan DYMO

sebagai routing protocol melakukan

route discovery seiring peningkatan

pause time. Hal yang berbeda terjadi

ketika node mengimplementasikan WR-

DYMO sebagai routing protocol.

Gambar 12 menunjukkan

DYMO mengalami perubahan secara

fluktuatif dan turun dengan tajam pada

pause time 200 detik. Sedangkan WR-

DYMO, nilai throughput turun secara

perlahan. Ini menunjukkan WR-DYMO

cenderung stabil meskipun pause time

naik.

Gambar 13 menunjukkan nilai

average end-to-end delay untuk WR-

DYMO naik secara tajam pada pause

time 150 detik dan turun tajam pada

pause time 200 detik. Nilai average end-

to-end delay pada DYMO cenderung

lebih rendah karena jumlah hop yang

dilalui lebih sedikit.

Gambar 10. Grafik Variasi Pause Time

terhadap PDR


387


terhadap Overhead


terhadap Throughput



SIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian dan

pembahasan,maka dapat ditarik

beberapa simpulan:

a. Pada skenario uji coba 1, WR-

DYMO menunjukkan kinerja

terbaik untuk parameter PDR,

overhead, dan throughput pada

kondisi jumlah node 50. Meskipun

peningkatan jumlah node

menurunkan kinerja WR-DYMO,

tetapi kinerja WR-DYMO masih

lebih baik daripada DYMO untuk

ketiga parameter tersebut.

Sedangkan untuk parameter

average end-to-end delay, kinerja

DYMO lebih baik daripada WR-

DYMO.

b. Pada skenario uji coba 2, WR-


terbaik untuk parameter PDR,

overhead dan throughput pada

kondisi kecepatan maksimum 5

m/s. WR-DYMO juga memiliki

toleransi yang lebih baik terhadap

peningkatan kecepatan node

daripada DYMO. Kinerja WR-

DYMO lebih rendah daripada

DYMO untuk parameter average

end-to-end delay.

c. Pada skenario uji coba 3, WR-


terbaik untuk parameter PDR dan

throughput pada pause time 0 detik.

Sedangkan untuk parameter

overhead, kinerja terbaik WR-

DYMO pada kondisi pause time

150 detik. Kinerja WR-DYMO

lebih rendah daripada DYMO

untuk parameter average end-to-

end delay.

d. Kombinasi bobot invers LET dan

bobot jumlah hop dapat

meningkatkan kinerja routing

protocol dalam mengirim data.

e. WR-DYMO lebih sesuai untuk

aplikasi data dengan toleransi tunda

yang tinggi, sedangkan DYMO

sesuai untuk aplikai data dengan

toleransi tunda yang rendah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Alotaibi, E., Mukerjee,B., ”A

Survey on Routing Algorithms

for Wireless Ad-Hoc and Mesh

Networks”, Computer Networks,

56:940-965, 2012.

[2] Chakeres,I., Perkins, C., Dynamic

MANET On-demand (DYMO)

Routing. IETF Internet Draft,

2011.

[3] Bisen,D., Suman, P., Sharma, S.,

Shukla,R., “Effect of Pause Time

on DSR, AODV and DYMO

Routing Protocols in MANET”,


388

International Journal of IT &

Knowledge Management, 3,

2010.

[4] Kum, D.W., Park,J.S.,Cho,

Y.Z.,Cheon, B.Y., "Performance

Evaluation of AODV and DYMO

Routing Protocols in MANET",

In Proceeding of IEEE Consumer

Communications and Networking

Conference, 1-2, 2010.

[5] Singh,D., Maurya, A.K., Sarje,

A.K., “Comparative Performance

Analysis of LANMAR, LAR1,

DYMO and ZRP Routing

Protocols in MANET using

Random Waypoint Mobility

Model”, Third International

Conference on Electronics

Computer Technology, 6: 62-66.

2011.

[6] Sharma,D., Roberts, N., ”Effects

of Velocity on Performance of

DYMO, AODV and DSR

Routing Protocols in Mobile Ad-

hoc Networks”, Procedia

Technology, 4:727-731, 2012.

[7] Corson,J., Macker, J., "Routing

Protocol Performance Issues and

Evaluation Considerations", RFC

2501. 1999.

[8] Yang,W., Yang, X., Yang,

S.,Yang, D.,“A Greedy-Based

Stable Multi-path Routing

Protocol in Mobile Ad Hoc

Networks”, Ad Hoc Networks,

9:662-674, 2011.

[9] Al-Kaidi,M., Alchaita,M., “Link

Stability and Mobility in Ad Hoc

Wireless Networks”, IET

Communication, 1:173-178,

2007.

[10] Su,W., Lee, S.J., Gerla, M.,

“Mobility Prediction in Wireless

Networks”, Proceeding of IEEE

MILCOM, 1:1312-1321, 2000.

[11] Meghanathan,N., “Exploring the

Stability-Energy Consumption-

Delay-Network Lifetime Tradeoff

of Mobile Ad Hoc Network

Routing Protocols,” Journal of

Networks, 3:17-28, 2008.

[12] Karp,B., Kung, H.T.,“GPSR:

Greedy perimeter stateless

routing for wireless networks”,

Proceedings of the 6th Annual

International Conference on

Mobile Computing and

Networking,243–254, 2000.

[13] La,R. J., Han, Y.,“Distribution of

path durations in mobile ad hoc

networks and path selection”,

IEEE/ACM Transactions on

Networking, 15:993-1006, 2007.

[14] Kretschmer, C.,Ruhrup, S.,

Schindelhauer, C., "DT-DYMO:

Delay-Tolerant Dynamic

MANET On-demand Routing ",

29th IEEE International

Conference on Distributed

Computing Systems Workshops,

493-498, 2009.

[15] Martins, J.A.P.,Correia,S.L.O.B.,

J´unior,J.C, "Ant-DYMO: A Bio-

Inspired Algorithm for

MANETS",17th International

Conference on Telcomunications,

748 – 754, 2010.

[16] http://www.isi.edu/nsnam/ns/ns-

uild.html, diakses 12 Juli 2012.

[17] Ros, J.F, DYMOUM, November

2011, URL:

http://masimum.inf.um.es/fjrm/?page_id=126 diakses 12 Juli

2012.

[18] Yoon, J., Liu, M., Noble, B.,

“Random Waypoint Considered

Harmful”, Twenty-Second Annual

Joint Conference of the IEEE

Computer and Communications,

2:1312-1321, 2003.


perbaikan protokol dynamic manet on · pdf filehandal. nilai pet diperoleh dari nilai minimum...

Documents