ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN … · (wire) atau nirkabel (wireless). Media...

ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET

DI JARINGAN OPORTUNISTIK

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Program Studi Teknik Informatika

Oleh:

Parta Adi Putra

125314111

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET

DI JARINGAN OPORTUNISTIK

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Program Studi Teknik Informatika

Oleh:

Parta Adi Putra

125314111

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016


ii

ENERGY ANALYSIS ON PROPHET PROTOCOL

IN OPPORTUNISTIC NETWORK

A THESIS

Presented as Partial Fulfillment of Requirements

To Obtain Sarjana Komputer Degree

In Informatics Engineering Department

By:

Parta Adi Putra

125314111

INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


v

MOTTO

“He gives strength to the weary and increases the power of the weak.”

Isaiah 40:29


viii

ABSTRAK

Jaringan Oportunistik merupakan kondisi jaringan yang berbeda dengan

jaringan infrastruktur pada umumnya. Jaringan memiliki karakter media transmisi

nirkabel (wireless), node yang bergerak (mobile), resource atau energy yang

terbatas, dan konektivitas yang berubah-ubah atau tidak dapat diperkirakan.

Tantangan dalam jaringan ini adalah bagaimana strategi yang digunakan untuk

menyampaikan pesan dari asal (source) ke tujuan (destination) dengan

mempertimbangkan karakter jaringan. Pada penelitian ini penulis akan menguji

kinerja Protokol PROPHET ditinjau dari sisi energi. Parameter yang akan

digunakan dalam penelitian ini antara lain overhead ratio, delivery ratio, latency,

serta energy consumption. Untuk mengevaluasi kinerja menggunakan Simulator

ONE (Opportunistic Network Environment).

Sebuah node memiliki probabilitas bertemu dengan node lain yang tinggi

akan dipercaya untuk menjadi relay pesan (hub-node). Hub-node dengan beban

kerja lebih tinggi akan berdampak pada energi baterai yang dimilikinya, terlebih

Protokol PROPHET tidak memiliki control message yang ketat dalam melakukan

pengiriman pesan. Ketika energi (baterai) yang dimiliki hub node habis, maka akan

berdampak pada delivery performance. Untuk itu, diperlukan strategi untuk

melakukan control message dengan menambahkan algoritma menjadi Protokol

PROPHET EA (Energy Aware). Dari hasil penelitian diketahui bahwa Protokol

PROPHET EA mampu mengungguli delivery performance pada Protokol

PROPHET karena dapat melakukan control message dan menjaga energi baterai

yang dimiliki sehingga lebih menjamin sampainya pesan ke tujuan.

Kata Kunci: Jaringan Oportunistik, PROPHET, PROPHET EA, The ONE

Simulator, overhead ratio, delivery ratio, latency, energy consumption.


ix

ABSTRACT

Opportunistic Network is network condition which differ from

infrastructure network. This network has characteristics such as wireless

transmission media, mobile node, limited resource, and intermittent connectivity.

The challenge in Opportunistic Network is determining best strategy to send

messages from source to destination in regard of those characteristics. This

experiment analyze PROPHET routing protocol performance especially in terms of

the energy. The parameter used are overhead ratio, delivery ratio, latency, and

energy consumption. We use The ONE Simulator to evaluate PROPHET's

performance.

If a node has high probability to meet other nodes will become a relay to

deliver messages (hub-node). Hub-node with higher workload will affect to its

energy resource, moreover PROPHET has no strict control message when sending

messages. Delivery performance will affected when hub-node's energy drained.

Therefore, new strategy needed to control message and to hold up rate of battery

reduction.

Keywords : Opportunistic Network, PROPHET, PROPHET EA, The ONE

Simulator, overhead ratio, delivery ratio, latency, energy consumption.


x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Analisis Energi Protokol

PROPHET di Jaringan Oportunistik”. Tugas akhir ini merupakan salah satu mata

kuliah wajib dan sebagai syarat akademik untuk memperoleh gelar sarjana

komputer program studi Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada

pihak-pihak yang telah membantu penulis baik selama penelitian maupun saat

mengerjakan tugas akhir ini. Ucapan terima kasih sebesar-besarnya penulis

sampaikan kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria yang senantiasa melimpahkan berkat

hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Ibu Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku Ketua Jurusan Teknik

Informatika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

4. Bapak Eko Hari selaku Dosen Pembimbing Akademik, terima kasih atas

bimbingan, kritik dan saran yang telah diberikan kepada penulis.

5. Bapak Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing

tugas akhir, atas kesabarannya dalam membimbing penulis, meluangkan

waktunya, memberi dukungan, motivasi, serta saran yang sangat membantu

penulis.

6. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom. dan Bapak Iwan Binanto,

S.Si., M.Cs. selaku dosen penguji skripsi.

7. Seluruh staf dosen Teknik Informatika Universitas Sanata Dharma yang

telah memberikan bekal ilmu, arahan dan pengalaman selama penulis

menempuh studi.

8. Seluruh staf Sekretariat Jurusan Teknik Informatika atas segala informasi

dan pelayanan yang diberikan.


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

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

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

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

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

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

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

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

ABSTRACT ........................................................................................................... ix

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

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

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv

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

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

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

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

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

1.5. Metodologi Penelitian .............................................................................. 3

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

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 6

2.1. Jaringan Nirkabel (Wireless) .................................................................... 6

2.2. Mobile Ad Hoc Network (MANET) ......................................................... 8

2.3. Jaringan Oportunistik ............................................................................... 9

2.4. Protokol Routing PROPHET .................................................................. 11

2.5. Protokol Routing PROPHET Energy Aware (PROPHET EA) .............. 13

2.6. Pergerakan Random Waypoint ............................................................... 15

2.7. Pergerakan Manusia ............................................................................... 15

2.8. Simulator ONE ....................................................................................... 16

BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN ......................................... 18


xiii

3.1. Parameter Simulasi ................................................................................. 18

3.2. Skenario Simulasi ................................................................................... 19

3.3. Parameter Kinerja ................................................................................... 21

3.4. Topologi Jaringan ................................................................................... 22

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................. 23

4.1. Pergerakan Random Waypoint ............................................................... 23

4.1.1. Penambahan Jumlah Node .............................................................. 23

4.1.2. Penambahan Kecepatan Node ......................................................... 27

4.2. Pergerakan Manusia ............................................................................... 31

4.2.1. Pergerakan Manusia dengan Penambahan TTL Pesan ................... 34

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 39

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 39

5.2. Saran ....................................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 40

LAMPIRAN .......................................................................................................... 42


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Parameter utama simulasi. .................................................................... 18

Tabel 3.2 Parameter utama energi baterai. ............................................................ 18

Tabel 3.3 Skenario penambahan jumlah node pada Pergerakan Random

Waypoint. .............................................................................................................. 19

Tabel 3.4 Skenario penambahan kecepatan node pada Pergerakan Random

Waypoint. .............................................................................................................. 19

Tabel 3.5 Skenario Pergerakan Manusia. .............................................................. 20

Tabel 3.6 Skenario Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan. ......... 20

Tabel 4.1 Hasil perbandingan penambahan jumlah node pada pergerakan Random

Waypoint. .............................................................................................................. 23

Tabel 4.2 Hasil perbandingan penambahan kecepatan node pada pergerakan

Random Waypoint. ............................................................................................... 27

Tabel 4.3 Hasil perbandingan pada pergerakan manusia. ..................................... 31

Tabel 4.4 Hasil perbandingan penambahan TTL pesan pada pergerakan manusia.

............................................................................................................................... 34


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jaringan Nirkabel berbasis infrastruktur. ........................................... 7

Gambar 2.2 Jaringan MANET ............................................................................... 8

Gambar 2.3 Jaringan Oportunistik ....................................................................... 10

Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan Oportunistik. ...................................................... 11

Gambar 2.5 Ilustrasi dari history of node encounter dan transitivity pada Protokol

PROPHET. ............................................................................................................ 13

Gambar 2.6 Ilustrasi pergerakan Random Waypoint............................................ 17

Gambar 2.6 Snapshoot Simulator ONE. .............................................................. 17

Gambar 3.1 Snapshoot model Jaringan Oportunistik. ......................................... 22

Gambar 4.1 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio

pada pergerakan Random Waypoint. ..................................................................... 24

Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada

pergerakan Random Waypoint. ............................................................................. 24

Gambar 4.3 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delivery ratio


Gambar 4.4 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap jumlah node

yang mati pada pergerakan Random Waypoint. .................................................... 26

Gambar 4.5 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap delivery ratio


Gambar 4.6 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead ratio


Gambar 4.7 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency pada

pergerakan Random Waypoint. ............................................................................. 28

Gambar 4.8 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap jumlah node

yang mati pada pergerakan Random Waypoint. .................................................... 30

Gambar 4.9 Grafik laju pengurangan energi hub-node pada Protokol PROPHET

dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia. ................................................... 31

Gambar 4.10 Grafik laju pengurangan energi non hub-node pada Protokol

PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia. ................................ 32


xvi

Gambar 4.11 Grafik node yang mati pada pergerakan manusia untuk Protokol

PROPHET dan PROPHET EA. ............................................................................ 32

Gambar 4.12 Grafik perbandingan overhead ratio pada pergerakan manusia. .... 33

Gambar 4.13 Grafik perbandingan delivery ratio pada pergerakan manusia. ...... 33

Gambar 4.14 Grafik perbandingan latency pada pergerakan manusia. ................ 34

Gambar 4.15 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap delivery ratio

pada pergerakan manusia. ..................................................................................... 35

Gambar 4.16 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap overhead ratio

pada pergerakan manusia. ..................................................................................... 35

Gambar 4.17 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap latency pada

pergerakan manusia. .............................................................................................. 36

Gambar 4.18 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap jumlah node

yang mati pada pergerakan manusia. .................................................................... 38


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Teknologi jaringan komputer yang dimanfaatkan ketika dalam kondisi

normal adalah jaringan bersifat tetap (fixed) menggunakan infrastruktur

sebagai pendukung. Infrastruktur adalah jaringan yang menggunakan

perangkat tetap (access point, router) dan bisa dikategorikan dalam kabel

(wire) atau nirkabel (wireless). Media transmisi kabel merupakan teknologi

yang pertama ditemukan untuk menyampaikan data antar perangkat.

Sedangkan untuk media transmisi nirkabel merupakan terobosan yang

memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media untuk mengirim

data melalui udara [6].

Realitas dari penggunaan jaringan yang menggunakan media transmisi

nirkabel adalah bahwa kebiasaan pengguna tidak lagi seperti ketika

menggunakan perangkat dalam jaringan kabel. Pengguna akan berpindah

tempat (mobile) dan jaringan nirkabel mampu mengatasinya selama perangkat

masih berada dalam jangkauan.

Sejauh ini, infrastruktur jaringan baik kabel atau nirkabel, masih

dibutuhkan dalam kondisi normal. Tantangan yang selanjutnya muncul adalah

bagaimana jika infrastruktur tidak lagi tersedia dan komunikasi harus tetap

berjalan? Tentunya dalam hal ini mobilitas pengguna masih diperhitungkan.

Jika masih menggunakan kabel tentunya hal tersebut tidak lagi menjadi

masalah, lalu bagaimana jika media transmisi berbasis nirkabel dan perangkat

yang mobile mengikuti penggunanya?

Untuk mengatasi permasalahan yang ada, terdapat inovasi berupa

jaringan ad hoc dimana infrastruktur jaringan sudah tidak lagi dibutuhkan dan

menggunakan media transmisi nirkabel dalam proses komunikasi. Tantangan

selanjutnya adalah mobilitas pengguna dan perangkatnya (node) yang harus

diatasi. Pada kondisi ini disebut dengan Mobile Ad Hoc Network (MANET)

[11]. Strategi yang digunakan dalam MANET adalah melibatkan setiap node


2

agar mampu berperan sebagai pengirim pesan, router (relay), maupun

penerima pesan.

Jaringan MANET dapat terpenuhi jika antar node masih terhubung atau

koneksi tiap node terjamin tanpa adanya gangguan. Akan tetapi kondisi

sebenarnya adalah bahwa setiap node terkadang terlepas/keluar dari jangkauan

transmisi node lain sehingga terjadi link failure [1]. Permasalahan ini

memerlukan strategi untuk menyempurnakan MANET. Kini berkembang

jaringan yang disebut dengan Opportunistic Network (Jaringan Oportunistik).

Hal yang membedakan dengan MANET adalah jaringan ini mentolerir adanya

jeda waktu sampainya data ke penerima/tujuan. Kunci keberhasilan arsitektur

Jaringan Oportunistik terletak pada protokol routing yang akan melakukan

forwarding message atau penyampaian pesan dengan berbagai macam metode

atau strategi pendekatan [5].

Metode yang selalu digunakan adalah pada setiap node, ketia ia

menerima pesan maka pesan tersebut disimpan dan dibawa sampai

menemukan node lain untuk diberikan copy-nya. Protokol routing PROPHET

(Probabilistic ROuting Protocol using History of Encounters and Transitivity)

merupakan protokol probabilistik berdasar metrik probabilitas bertemu dengan

node yang ditemui serta transitivity-nya [2]. Ketika sebuah node memiliki

probabilitas bertemu dengan node lain tinggi maka ia akan dipercaya untuk

menjadi relay atau menyampaikan pesan ke tujuan dan selanjutnya pesan

dititipkan ke node tersebut. Node yang populer karena dipercaya untuk

menyampaikan pesan oleh node lain disebut juga dengan nama hub-node.

Tentu saja hub-node akan memiliki beban kerja yang lebih tinggi dibandingkan

dengan node lainnya. Beban kerja dari hub-node akan berdampak pada

resource yang dimiliki karena menangani banyak pesan dari berbagai node.

Dalam tugas akhir ini, penulis akan melakukan unjuk kerja protokol

routing PROPHET dan terhadap kaitan antar parameter kinerja (delivery ratio,

overhead ratio, latency, dan energy consumption) pada pergerakan manusia

dan Random Waypoint.


3

1.2. Rumusan Masalah

Berdasar pada latar belakang masalah, rumusan masalah yang didapat

adalah bagaimana akibat atau dampak dari konsumsi energi node populer (hub-

node) dalam protokol routing PROPHET terhadap parameter kinerja

prngiriman (delivery performance).

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan yang akan dicapai dalam tugas akhir ini adalah untuk

mengetahui serta menganalisis kelebihan maupun kekurangan protokol routing

PROPHET dan protokol routing PROPHET EA yang memperhitungkan energi

berdasar pada konsep protokol routing PROPHET.

1.4. Batasan Masalah

Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tugas akhir ini, batasan

masalah meliputi :

1. Protokol routing yang digunakan adalah protokol PROPHET dan protokol

PROPHET Energy Aware (PROPHET EA).

2. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Simulator ONE.

3. Unjuk kerja atau metrik yang digunakan adalah delivery ratio, overhead

ratio, latency, dan energy consumption.

1.5. Metodologi Penelitian

Metodologi dan langkah-langkah dalam mengerjakan tugas akhir ini

antara lain :

1. Studi literatur

Mempelajari teori-teori pendukung dari referensi yang dikumpulkan

meliputi :

a. Teori Jaringan Oportunistik dan model pergerakan.

b. Teori protokol routing PROPHET.

c. Teori parameter kinerja (delivery ratio, overhead ratio, latency, dan

energi).

d. Teori Simulator ONE dan dokumentasinya.

e. Tahap-tahap membangun simulasi.


4

2. Perancangan

Tahapan ini merupakan rancangan skenario yang digunakan dalam

melakukan penelitian yang terdiri dari :

a. Menggunakan pergerakan Random Waypoint dan pergerakan manusia

encounter trace (Haggle 4 – Cambridge Imotes).

b. Jumlah node dan kecepatan node bervariasi pada pergerakan Random

Waypoint.

c. Inisialisasi nilai energi yang tetap untuk setiap node pada kedua

pergerakan.

d. Sumber (source) dan tujuan (destination) pesan masing-masing hanya

satu dan telah ditentukan.

3. Pembangunan simulasi dan pengumpulan data

Simulasi pengujian pada tugas akhir ini menggunakan Simulator

ONE dan membangkitkan report untuk mengumpulkan data sesuai dengan

parameter kinerja.

4. Analisis data simulasi

Dari data yang telah dikumpulkan setelah proses simulasi, untuk

selanjutnya data diproses dan diamati untuk kemudian dianalisis

berdasarkan parameter kinerja.

5. Penarikan kesimpulan

Penarikan kesimpulan terhadap data yang telah dianalisis mengacu

pada parameter kinerja yang telah ditentukan.


5

1.6. Sistematika Penulisan

Berikut adalah sistematika penulisan tugas akhir yang dibagi dalam

beberapa bab dengan susunan :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini memberikan penjelasan secara umum tentang latar belakang penulisan

tugas akhir, rumusan masalah, batasan, dan sistematika penulisan tugas akhir.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisi tentang penjelasan teori sebagai acuan atau landasan yang

dibutuhkan dalam melakukan penelitian sesuai dengan permasalahan.

BAB III PERENCANAAN SIMULASI JARINGAN

Bab ini memuat deskripsi secara teknis mengenai perencanaan dari simulasi

yang akan dikerjakan dalam tugas akhir.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini berisi pelaksanaan simulasi dan analisis data hasil simulasi.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari analisis data simulasi berdasar pada parameter

kinerja.


6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Jaringan Nirkabel (Wireless)

Pada awal mula komputer ditemukan, dari segi dimensi atau ukuran,

komputer memiliki ukuran yang sangat besar dan terus berkembang hingga

kini. Dari sebuah komputer yang dahulu hanya dipergunakan sebagai mesin

hitung mulai berevolusi untuk memenuhi segala kebutuhan manusia. Kini yang

dinamakan komputer mampu masuk ke dalam saku dengan berbagai fiturnya.

Tentunya segala perkembangan komputer didasari oleh kebutuhan akan

penggunanya seperti berkomunikasi.

Setiap komunikasi yang dilakukan oleh perangkat komputer,

membutuhkan infrastruktur pendukung. Infrastruktur yang dibutuhkan untuk

perangkat komputer bersifat fix berupa media transmisi. Media transmisi dapat

berupa kabel (wired) atau nirkabel (wireless). Media transmisi yang

menggunakan kabel dapat merupakan teknologi pendahulu yang kini mulai

tergantikan oleh teknologi wireless. Berbeda dengan kabel, pada teknologi

wireless menggunakan udara sebagai media transmisi gelombang

elektromagnetik [6].

Menurut Jochen Schiller dalam bukunya yang berjudul Mobile

Communication [6], sebuah perangkat dapat disebut sebagai perangkat

komunikasi apabila memenuhi kategori sebagai berikut :

a. Fixed dan wired : perangkat ini dapat digambarkan seperti komputer

desktop di kantor. Menggunakan jaringan yang bersifat fix untuk alasan

menunjang kinerja.

b. Mobile dan wired : pada kategori ini perangkat yang dimaksudkan adalah

laptop, laptop memungkinkan untuk dapat berpindah tempat secara

fleksibel namun masih juga dapat menggunakan media jaringan kabel

seperti komputer desktop.

c. Fixed dan wireless : model yang ketiga ini merupakan sebuah terobosan

untuk menunjang komunikasi dalam kondisi yang tidak memungkinkan


7

menggunakan media kabel. Contoh dari penerapan model ini ialah seperti

sebuah institusi yang terletak di tempat berbeda dan harus tetap dapat

terhubung.

d. Mobile dan wireless : ini merupakan kasus yang sangat menantang, tidak

ada kabel yang membatasi mobilitas pengguna dan perangkat yang tetap

dapat berkomunikasi meskipun berada dalam area jaringan wireless

berbeda. Dapat dicontohkan dalam kasus ini adalah GSM [6].

Dari keempat kategori perangkat komunikasi di atas, juga

dipertimbangkan dari user behaviour (kebiasaan pengguna). GSM

memfasilitasi pengguna yang menggunakan perangkat mobile dan aktivitas

pengguna yang turut berpindah tempat tanpa adanya pemutusan komunikasi.

Tentunya permasalahan ini masih dalam lingkup jaringan ber-infrastruktur.

Dalam kondisi dengan tidak adanya infrastruktur, tantangan yang muncul

adalah bagaimana perangkat komunikasi dapat saling berkomunikasi tanpa

adanya infrastruktur seperti yang disebutkan sebelumnya.

Gambar 2.1 Jaringan Nirkabel berbasis infrastruktur.

Penerapan jaringan nirkabel tanpa infrastruktur untuk menunjang

komunikasi ketika infrastruktur yang ada rusak oleh bencana ataupun kondisi

daruat seperti peperangan. Aplikasi dari jaringan nirkabel tersebut antara lain

adalah jaringan ad hoc atau biasa disebut dengan MANET (Mobile Ad-hoc

Network) dan jaringan oportunistik (Opportunistic Network).


8

2.2. Mobile Ad Hoc Network (MANET)

MANET adalah jaringan yang tidak menggunakan infrastruktur dan

setiap node dalam jaringan selalu bergerak. Pada MANET, setiap node secara

langsung dapat berkomunikasi dengan node lain apabila masuk ke dalam

jangkauan komunikasi mereka. Sebuah node dapat menghapus atau

meneruskan (forward) paket (bertindak sebagai relay). Dengan demikian, paket

melewati jaringan ad hoc dengan cara diteruskan dari satu node ke node lainnya

sampai ke tujuannya. Dikarenakan node-node yang ada bergerak maka ini akan

menantang, karena topologi jaringan berubah secara terus menerus. Bagaimana

menemukan tujuan, mencari jalur ke tujuan, dan memastikan komunikasi tetap

berlangsung ketika topologi berubah secara terus-menerus adalah tantangan

utama dalam MANET [10].

Gambar 2.2 Jaringan MANET

a. Protokol routing proactive (proaktif).

Setiap protokol routing proaktif harus selalu menjaga menjaga

keakurasian informasi pada tabel routing dengan mengevaluasi secara

periodik dari semua rute dalam jaringan. Protokol routing menjaga jalur ke

host tujuan dan rutenya dengan mendistribusikan tabel routing secara

periodik di jaringan. Jedi ketika paket harus segera di-forward, jalur sudah

diketahui dan segera digunakan. Akan tetapi dibutuhkan overhead yang

tinggi untuk menjaga tabel routing di MANET ini [4].


9

Kelemahan yang dimiliki protokol routing proaktif adalah :

1. Menggunakan data untuk menjaga informasi routing.

2. Reaksi atau respon yang lambat ketika jaringan berubah dan

kegagalan dari individual nodes.

b. Protokol routing reactive (reaktif).

Berbeda dengan protokol routing proaktif, protokol routing reaktif

tidak menjaga rute akan tetapi tabel routing dibuat ketika dibutuhkan saja.

Protokol routing reaktif mencari rute yang dibutuhkan dengan melakukan

flooding ke jaringan menggunakan paket Route Request [4]. Protokol reaktif

ini memiliki beberapa keuntungan antara lain :

1. Tidak membutuhkan overhead yang besar untuk menjaga tabel

routing seperti pada protokol routing proaktif.

2. Reaksi atau respon yang cepat untuk perubahan jaringan dan

kegagalan node.

c. Protokol routing hybrid.

Tipe dari protokol routing ini adalah menggabungkan beberapa

kelebihan dari protokol routing proktif dan reaktif. Pada awalnya routing

dibangun dari beberapa rute secara proaktif dan kemudian melayani

permintaan dari node tambahan melalui flooding reaktif. Kelemahan dari

algoritma ini antara lain :

1. Keuntungan/kelebihan berdasar pada node yang aktif.

2. Reaksi terhadap permintaan traffic tergantung pada laju dari traffic

volume [4].

2.3. Jaringan Oportunistik

Kondisi yang dialami pada MANET adalah hal yang melatar belakangi

Jaringan Oportunistik, akan tetapi terdapat kondisi dimana setiap node tidak

terhubung secara terus menerus dengan node lain dan atas hal ini tantangan pada

jaringan MANET berkembang menjadi Jaringan Oportunistik. Dengan karakter

Jaringan Opportunistik yang setiap node tidak selalu terhubung maka model


10

jaringan ini toleran terhadap delay sehingga pada perkembangan ilmunya

jaringan ini juga disebut sebagai Delay Tolerant Network (DTN).

Gambar 2.3 Jaringan Oportunistik

Arsitektur jaringan pada Jaringan Opportunistik berbeda dengan

arsitektur jaringan yang lainnya. Pada jaringan lain dapat memastikan bahwa

pesan dapat sampai ke tujuan karena koneksi dari source ke destination

terjamin. Jaringan Oportunistik memiliki sifat yang berbeda dimana jalur antara

source ke destination tidak tersedia karena jangkauan dan bergeraknya tiap

node serta koneksi jaringan yang bersifat intermitten (kadang terputus dan

terhubung kembali). Jaringan Oportunistik memperkenalkan layer baru untuk

menangani kondisi jaringan yang disebut dengan bundle layer.

Bundle layer mengimplementasikan mekanisme store-and-forward

dimana setiap node dapat store (menyimpan) dan carry (membawa) pesan

dalam buffer-nya (memori) serta dapat meneruskan pesan tersebut ke node lain

yang terkoneksi [8]. Berikut adalah arsitektur yang dipakai dalam Jaringan

Opportunistik atau DTN.


11

Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan Oportunistik.

Metode-metode penanganan pesan dalam Jaringan Opportunistik yaitu :

a. Message-ferry-based

Dalam metode ini, sistem biasanya menggunakan node lain sebagai

pembawa pesan untuk disampaikan ke tujuan. Cara ini bertujuan untuk

meningkatkan delivery performance dengan melakukan tahap store

(menyimpan) dan kemudian carry (membawa) pesan sampai dengan

bertemu ke tujuan dan mengirimkannya.

b. Opportunity-based

Skema ini setiap node mem-forward pesan secara acak (random) dari hop

ke hop sampai ke akhir tujuannya tetapi tidak menggaransi pesan dapat

tersampaikan. Pada umumnya pesan akan ditukarkan hanya ketika dua node

bertemu pada lokasi yang sama dan copy message yang sama membanjiri

jaringan untuk meningkatkan jumlah pesan terkirim.

c. Prediction-based

Pada skema prediction-based ini, protokol routing menentukan relay

(perantara) dengan mengestimasi node yang dapat dipercaya

menyampaikan pesan ke tujuan.

2.4. Protokol Routing PROPHET

Pada Jaringan Oportunistik pergerakan yang populer adalah random,

akan tetapi pada faktanya pergerakan tidaklah random tetapi bergerak dengan

pola pergerakan yang dapat diprediksi seperti ketika sebuah node mengunjungi


12

suatu lokasi maka dapat diprediksi bahwa node tersebut nantinya akan berada

di lokasi itu lagi. Hal itulah yang mendasari gagasan untuk menciptakan sebuah

protokol yang dapat memprediksi probabilitas bertemu node akan bertemu

kembali, yaitu Protokol Routing PROPHET (Probabilistic ROuting Protocol

using History of Encounters and Transitivity). Protokol ini merupakan protokol

probabilistik yang berdasarkan pada metrik probabilitas bertemu dengan node

lain serta transitivity-nya. Sedangkan untuk transitivity adalah kondisi dimana

sebuah node dapat menjadi relay atau node perantara untuk menyampaikan

pesan dari node lain [2]. Untuk menghitung probabilitas bertemunya dengan

node lain maka diperlukan parameter yang didefinisikan sebagai delivery

predictability.

a. Penghitungan delivery predictability

Penghitungan delivery predictability memiliki tiga bagian. Hal

pertama yang harus dilakukan adalah melakukan update terhadap metric

ketika node bertemu, sehingga apabila node sering bertemu maka memiliki

delivery predictability yang tinggi. Rumus penghitungan ditunjukkan pada

Rumus Eq. 2.1 di mana Pinit [0,1].

P(a,b) = P(a,b)old + (1 - P(a,b)old

) × Pinit .............................. Eq. 2.1

Jika node yang pernah bertemu dan tidak bertemu kembali satu sama lain

maka mereka tidak lagi menjadi node yang baik untuk meneruskan pesan,

dengan demikian nilai delivery predictability harus berkurang (age,

menua). Rumus aging (pengurangan) ditunjukkan pada Rumus Eq. 2.2 di

mana [0,1] merupakan aging constant dan k adalah jumlah unit waktu

yang telah berjalan sejak terakhir kali metrik itu berkurang.

P(a,b) = P(a,b)old × k ......................................................... Eq. 2.2

Delivery predictability juga memiliki ciri transitive. Apabila node

A sering bertemu dengan node B, dan node B sering bertemu dengan node

C maka kemungkinan node C akan menjadi node yang baik untuk

menyampaikan pesan ke node A. Rumus Eq. 2.3 menunjukkan bagaimana

efek dari transitivity terhadap delivery predictability dimana β [0,1]


13

merupakan scaling constant yang menentukan seberapa besar dampak

transitivity yang akan terjadi terhadap delivery predictability.

P(a,c) = P(a,c)old + (1 - P(a,c)old

) × P(a,b) × P(b,c) × β ............ Eq. 2.3

Gambar 2.5 Ilustrasi dari metrik transitivity pada Protokol PROPHET.

Transitivity pada Protokol PROPHET, seperti yang digambarka

pada Gambar 2.5, mengukur kedekatan node a terhadap node c secara

langsung maupun melalui node b.

b. Strategi pengiriman pesan

Strategi pengiriman pesan yang digunakan dalam protokol

PROPHET adalah ketika dua node bertemu maka pesan dikirimkan ke node

lain jika delivery predictability dari tujuan pesan lebih tinggi dari node

yang lain [2].

2.5. Protokol Routing PROPHET Energy Aware (PROPHET EA)

Protokol PROPHET EA merupakan pengembangan dari Protokol

PROPHET dengan penambahan pada strategi pengiriman. Jika pada Protokol

PROPHET akan memilih node dengan probabilitas bertemu yang tinggi untuk

diberikan pesan, maka Protokol PROPHET EA memiliki kesamaan

memperhitungkan probabilitas bertemu node. Perbedaan yang dimiliki

Protokol PROPHET EA dibandingkan Protokol PROPHET adalah bahwa

Protokol PROPHET EA memperhitungkan laju pengurangan energi baterai

dari node yang terpilih.

Laju pengurangan baterai pada node ditentukan menggunakan teknik

perhitungan statistik EWMA (Exponentially Weighted Moving Average)

dengan rumus perhitungan sebagai berikut :


14

EWMA𝑡 = λ𝑌𝑡 + (1 − λ)EWMA𝑡−1 untuk t = 1, 2, ..., n. .. Eq. 2.4

Dimana EWMA0 merupakan rata-rata rekaman data terdahulu dan Yt waktu

observasi pada saat waktu t. Sedangkan n adalah jumlah observasi yang

dipantau termasuk EWMA0. Untuk λ diinisialisasikan dengan nilai rentang

antara 0 sampai dengan 1 (0 < λ ≤ 1).

Implementasi dari Rumus Eq. 2.4 terhadap laju pengurangan energi

adalah sebagai berikut :

power(t) = a

power(t+t) = b

diff_power(t+t) = |b – a|

diff_power(t) = ∑ 𝑑𝑖𝑓𝑓_𝑝𝑜𝑤𝑒𝑟(𝑡+∆𝑡)

𝑡𝑡=0

𝑡

decreasing_power_rate = diff_power(t+t) + (1) diff_power(t) ...Eq. 2.5

dimana 0 < ≤ 1 dengan inisialisasi nilai = 0,4 , t = waktu observasi, dan t

= interval waktu observasi.

Algoritma PROPHET EA (Nj)

delivery_preds ← 0

while Ni is in contact with node Nj do

send summary_vector(Nj)

send decreasing_power_rate(Nj)

receive summary_vector(Ni)

update delivery_preds(Ni) → Eq. 2.1 and Eq. 2.2

update transitive_preds(Ni) → Eq. 2.3

receive decreasing_power_rate(Ni)

calculate decreasing_power_rate(Nj) → Eq. 2.5

while ∃ m buffer(Nj) do

if delivery_preds(Ni) delivery_preds(Nj)

if decreasing_power_rate (Nj) decreasing_power_rate (Ni)

then forward(m,Ni)

end if

end if

end while

end while


15

Strategi pengiriman dengan metode jika node penerima, dengan

probabilitas bertemu tinggi yang terpilih, memiliki laju pengurangan energi

lebih besar dari dirinya (node pengirim) maka pengiriman akan dibatalkan.

Apabila node pengirim menemukan node lain dengan probabilitas bertemu

lebih tinggi dan laju pengurangan energi baterai lebih kecil untuk selanjutnya

pesan akan dikirim ke node tersebut.

2.6. Pergerakan Random Waypoint

Konektivitas pada Jaringan Oportunistik tergantung pada pergerakan

yang digunakan. Model pergerakan random berjalan pada area yang fixed.

Setiap node (yang menggunakan model pergerakan Random Waypoint) akan

memilih tujuan secara acak, kemudian bergerak lurus pada kecepatan yang

telah ditentukan. Setelah sampai pada tujuan, node akan berhenti selama waktu

yang ditentukan (pause time) [9, 10].

Gambar 2.6 Ilustrasi pergerakan Random Waypoint.

2.7. Pergerakan Manusia

Model pergerakan random merupakan model pergerakan yang ideal

dan umumnya digunakan untuk mengevaluasi kinerja protokol routing. Tapi,

pergerakan yang sebenarnya adalah bahwa setiap node (manusia yang

membawa perangkat) tidak bergerak secara random (acak) melainkan node

akan mengikuti pergerakan manusia yang menuju titik tertentu (point of

interest) [2]. Simulator ONE memungkinkan untuk menggunakan pergerakan


16

eksternal dari set data, dalam hal ini set data yang digunakan adalah Haggle4-

Cam-Imote [7].

Spesifikasi dari Haggle4-Cam-Imote yaitu data set pertemuan/kontak

node dari sebuah konferensi yang diselenggarakan di Cambridge dengan

sebuah alat bernama iMotes dan menggunakan interface bluetooth. Lama

waktu simulasi yang dibutuhkan untuk menjalankan sampai akhir sesuai

dengan set data adalah 11 hari waktu simulasi. Banyaknya node dari set data

ini adalah 36 node [7].

Pada pergerakan manusia, nilai probabilitas bertemu dengan node lain

berbeda-beda. Terdapat beberapa node dengan probabilitas bertemu node lain

yang tinggi, node ini dinamakan dengan hub-node dimana node-node dapat

menitipkan pesan untuk disampaikan ke tujuan.

2.8. Simulator ONE

Simulator ONE (Opportunistic Network Environment) secara spesifik

adalah simulator untuk mengevaluasi routing pada Jaringan Oportunistik atau

DTN. Fungsi utama dari Simulator ONE adalah pemodelan dari node

movement, inter-node contacts, routing, dan message handling. Hasil dan

analisis yang didapat dilakukan melalui visualization, reports, dan post-

processing tools.

Simulator dibangun dalam bahasa pemrograman Java, simulator ini

juga mampu melakukan import terhadap eksternal mobility meskipun di

dalamnya sudah tersedia seperti ketika akan mengunakan pergerakan real

human trace [3].


17

Gambar 2.7 Snapshoot Simulator ONE.


18

BAB III

PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN

3.1. Parameter Simulasi

Pada penelitian yang dilaksanakan, telah ditentukan parameter-

parameter dari simulasi yang bersifat tetap dan dipakai dengan nilai sama pada

simulasi berbeda. Parameter-parameter tersebut adalah :

Tabel 3.1 Parameter utama simulasi.

Parameter Nilai

Waktu simulasi 950400 detik (11 hari)

Ukuran buffer 64 MB

Jangkauan transmisi radio 10 m

Ukuran Pesan 500 kB – 1 MB

Node mobility (pergerakan node)

Random Waypoint;

Pergerakan manusia

(Haggle4-Cam-Imote)

Selain parameter utama simulasi, Tabel 3.2 merupakan parameter inisialisasi

energi baterai yang dipakai untuk tiap node-nya.

Tabel 3.2 Parameter utama energi baterai.

Parameter Energi Nilai (unit)

Initial Energy 48300

Scan Energy 0,05

Transmit Energy 2

Scan Response Energy 0,05

Energi dalam setiap node akan berkurang setiap melakukan operasi

scanning, scan response, transmit, dan receive sesuai dengan nilai yang telah

diterapkan. Nilai pengurangan dihitung dengan mengalikan nilai energi

terhadap lama waktu setiap melakukan operasi.


19

3.2. Skenario Simulasi

Dalam pelaksanaan penelitian, skenario awal menggunakan model

pergerakan Random Waypoint dengan penambahan jumlah node dan kecepatan

node untuk mengevaluasi protokol PROPHET maupun PROPHET EA.

Tabel 3.3 Skenario penambahan jumlah node pada Pergerakan Random

Waypoint.

Protokol Routing Jumlah Node Area Simulasi

(m)

R.A.1 PROPHET 25; 50; 75; 100 1000 × 1000

R.A.2 PROPHET EA 25; 50; 75; 100 1000 × 1000

Tabel 3.4 Skenario penambahan kecepatan node pada Pergerakan Random

Waypoint.

Protokol Routing Kecepatan

Node (m/s)

Jumlah

Node

Area

Simulasi (m)

R.B.1 PROPHET

0.02 – 0.55;

0.58 – 1.11;

1.13 – 1.67;

1.69 – 2.22

50 1000 × 1000

R.B.2 PROPHET EA

0.02 – 0.55;

0.58 – 1.11;

1.13 – 1.67;

1.69 – 2.22

50 1000 × 1000

Setelah skenario awal yang menggunakan pergerakan random, maka

untuk selanjutnya model pergerakan yang digunakan adalah pergerakan real

atau pergerakan manusia untuk kedua protokol.


20

Tabel 3.5 Skenario Pergerakan Manusia.

Protokol Routing Model Pergerakan

H.A.1 PROPHET Haggle 4 – Cambridge Imotes

H.A.2 PROPHET EA Haggle 4 – Cambridge Imotes

Tabel 3.6 Skenario Pergerakan Manusia dengan penambahan TTL pesan.

Protokol Routing TTL Pesan

(menit) Model Pergerakan

H.B.1 PROPHET 2; 5; 30; 60;

180; 360;

1440

Haggle 4 – Cambridge

Imotes

H.B.2 PROPHET EA 2; 5; 30; 60;

180; 360;

1440

Haggle 4 – Cambridge

Imotes


21

3.3. Parameter Kinerja

Terdapat empat parameter kinerja yang digunakan untuk mengevaluasi

protokol PROPHET dan PROPHET EA dalam penelitian antara lain [3]:

a. Delivery ratio

Parameter untuk mengetahui seberapa banyak jumlah message yang

dibuat (generate) oleh tiap node. Parameter ini hasil yang didapat akan

sama-sama berpengaruh terhadap kedua parameter lainnya. Aktivitas

pembuatan message baru serta forwarding message tentunya menggunakan

resource dari node.

𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑦 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

b. Overhead ratio

Merupakan parameter untuk mengetahui banyaknya copy pesan

yang sampai ke tujuan dari pesan yang dibuat/dibangkitkan (generate).

Parameter ini akan berpengaruh terhadap overhead ratio karena dilihat dari

perilaku protokol routing yang berbeda. Apabila terlalu banyak copy

message yang berada dalam jaringan maka hal itu mengakibatkan

penggunaan resource tiap node juga meningkat.

𝑂𝑣𝑒𝑟ℎ𝑒𝑎𝑑 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 =𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑦𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠 − 𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

c. Average Latency

Parameter Average Latency digunakan untuk mengetahui waktu

yang dibutuhkan pesan dari source (asal) untuk sampai ke destination

(tujuan).

𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 =𝑆𝑢𝑚 𝑜𝑓 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 𝑜𝑓 𝐷𝑒𝑙𝑖𝑣𝑒𝑟𝑒𝑑 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑁𝑒𝑤 𝑀𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑠

d. Energy Consumption

Energy consumption (konsumsi energi) node diamati untuk

mengetahui seberapa efektifkah penggunaan energi pada protokol

PROPHET maupun PROPHET EA. Pada parameter ini data yang

ditampilkan meliputi jumlah node yang mati (number of dead nodes) dan

sisa energi (remaining energy) dari hub node pada protokol PROPHET.


22

3.4. Topologi Jaringan

Jaringan Oportunistik memiliki ciri node yang bergerak dan jaringan

yang tidak dapat dipastikan keberadaannya. Oleh karena itu topologi dari

model jaringan ini tidak dapat digambarkan secara spesifik tau pasti seperti

pada jaringan menggunakan infrastruktur.

Pada pergerakan Random Waypoint, node-node yang ada tersebar serta

berjalan ke arah yang random (acak). Sedangkan untuk model pergerakan yang

sesungguhnya, node tersebar secara random dan berjalan menuju tempat-

tempat yang telah ditentukan. Berikut merupakan snapshoot atau gambaran

dari jaringan pada pergerakan Random Waypoint dan pergerakan

sesungguhnya (real movement).

Gambar 3.1 Snapshoot model Jaringan Oportunistik.


23

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Untuk mengetahui dan mengevaluasi unjuk kerja Protokol PROPHET dan

PROPHET EA maka dilaksanakan simulasi menurut perancangan simulasi yang

dijelaskan pada Bab III. Data hasil simulasi diperoleh dari report yang

dibangkitkan.

4.1. Pergerakan Random Waypoint

4.1.1. Penambahan Jumlah Node

Tabel 4.1 Hasil perbandingan penambahan jumlah node pada pergerakan

Random Waypoint.

Jumlah

Node

PROPHET PROPHET EA

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

25 0,73 20,47658 25341,83 0,32332 6,46636 41527,45

50 0,74036 47,803 8820,062 0,53852 31,83774 32650,62

75 0,69886 73 5352,61 0,6748 61,03568 26298,68

100 0,66928 98 3954,605 0,72372 91,80194 18342,36

Pola pergerakan random mengasumsikan bahwa semua node

memiliki probabilitas yang sama dalam pengiriman pesan. Dengan nilai

probabilitas bertemu yang sama, maka beban tiap node tidak jauh berbeda

dengan node lain. Pertambahan node dalam jaringan akan berdampak pada

jumlah copy pesan yang dimiliki oleh masing-masing node.


24

Gambar 4.1 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead

ratio pada pergerakan Random Waypoint.

Gambar 4.2 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency

pada pergerakan Random Waypoint.

Protokol PROPHET yang tidak mempertimbangkan laju

pengurangan energi pada node penerima, akan sangat leluasa untuk

mengirim pesan ke node yang ditemuinya berbeda dengan Protokol

PROPHET EA yang dibatasi dalam melakukan pengiriman. Nilai overhead

ratio yang mampu dikontrol oleh Protokol PROPHET EA (lihat Gambar

4.1) berdampak pada waktu sampai pesan (latency) ke tujuan. Gambar 4.1

menunjukkan bahwa Protokol PROPHET EA memiliki nilai latency yang

lebih tinggi dalam menyampaikan pesan ke tujuan dikarenakan

keterbatasannya dalam melakukan forwarding pesan.

0

20

40

60

80

100

120

25 50 75 100

Ove

rhea

d r

ati

o

Jumlah Node

PROPHET PROPHET EA

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

25 50 75 100

Late

ncy

(det

ik)

Jumlah Node

PROPHET PROPHET EA


25

Gambar 4.3 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap delivery


Keberhasilan pesan untuk sampai ke tujuan cenderung lebih unggul

untuk Protokol PROPHET, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3,

hanya saja konsumsi energi pada Protokol PROPHET lebih banyak

berkurang dikarenakan dalam melakukan pengiriman pesan tidak

mempertimbangkan laju pengurangan energi pada node penerima. Gambar

4.4 menunjukkan Protokol PROPHET yang memiliki node mati lebih

banyak dibandingkan dengan Protokol PROPHET EA dikarenakan beban

setiap node tidak diperhitungkan berdasar laju pengurangan energinya.

Dengan bertambahnya node, maka jumlah node yang kehabisan energi

dengan cepat juga meningkat karena interaksi tiap node akan semakin

sering.

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

25 50 75 100

Del

iver

y ra

tio

Jumlah Node

PROPHET PROPHET EA

0

5

10

15

20

25

9 10 11

Num

ber

of

Dea

d N

od

es

Waktu (hari)

25 Node

PROPHET PROPHET EA


26

Gambar 4.4 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap jumlah

node yang mati pada pergerakan Random Waypoint.

0

10

20

30

40

50

9 10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

50 Node

PROPHET PROPHET EA

0

15

30

45

60

75

9 10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

75 Node

PROPHET PROPHET EA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

8 9 10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

100 Node

PROPHET PROPHET EA


27

4.1.2. Penambahan Kecepatan Node

Tabel 4.2 Hasil perbandingan penambahan kecepatan node pada

pergerakan Random Waypoint.

Kecepatan

Node

(m/s)

PROPHET PROPHET EA

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

0.02 – 0.55 0,75074 43,8992 32097,5 0,23888 3,36984 42138,1

0.58 – 1.11 0,7463 47,9699 9378,41 0,53334 25,6743 35597,8

1.13 – 1.67 0,73814 47,8785 7925,22 0,57298 34,7589 31877,2

1.69 – 2.22 0,7296 47,5301 8536,37 0,54258 35,2981 30665,2

Gambar 4.5 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap

delivery ratio pada pergerakan Random Waypoint.

Dengan bertambahnya kecepatan pada tiap node, maka setiap pesan

tidak terlampau lama disimpan dan akan segera dikirimkan ke node lain

yang ditemuinya. Semakin cepat pergerakan maka semakin cepat pula

sebuah node bertemu dengan node lain. Gambar 4.5 menunjukkan bahwa

tingkat keberhasilan pesan sampai ke tujuan pada kedua protokol semakin

tinggi.

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0.02 – 0.55 0.58 – 1.11 1.13 – 1.67 1.69 – 2.22

Del

iver

y ra

tio

Kecepatan Node (m/s)

PROPHET PROPHET EA


28

Gambar 4.6 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap overhead


Nilai delivery ratio pada Protokol PROPHET cenderung lebih tinggi

atau unggul, hal tersebut terjadi karena jumlah copy pesan dalam jaringan

pada Protokol PROPHET EA terbatas (lihat Gambar 4.6). Rendahnya

overhead ratio yang dikarenakan jumlah copy pesan terbatas, tentunya

hanya sebagian kecil node yang memiliki pesan yang sama. Akibat dari

rendahnya jumlah copy pesan dalam jaringan maka semakin lama pesan

untuk sampai pada tujuan (Gambar 4.7).

Gambar 4.7 Grafik pengaruh penambahan jumlah node terhadap latency

pada pergerakan Random Waypoint.

Semakin cepat node akan bertemu dengan node lain, maka node tersebut

akan semakin sering melakukan operasi scanning, scan response, transmit,

0

10

20

30

40

50

60

0.02 – 0.55 0.58 – 1.11 1.13 – 1.67 1.69 – 2.22

Ove

rhea

d r

ati

o


PROPHET PROPHET EA

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0.02 – 0.55 0.58 – 1.11 1.13 – 1.67 1.69 – 2.22

Late

ncy

(det

ik)


PROPHET EA PROPHET


29

dan receive. Dari setiap operasi-operasi yang dilakukan oleh setiap node

akan mengurangi energi baterai untuk masing-masing operasi [11]. Protokol

PROPHET lebih banyak mengkonsumsi energi dikarenakan tidak

mempertimbangkan laju pengurangan energi serta memberi beban untuk

node dengan sisa energi bervariasi. Tentunya dengan mekanisme yang

dimiliki Protokol PROPHET EA akan memperpanjang waktu hidup node

dengan konsekuensi delivery ratio lebih rendah dan latency yang lebih

tinggi. Gambar 4.8 menunjukkan perbandingan banyaknya node yang mati

antara kedua protokol. Bertambahnya kecepatan node diikuti dengan

bertambahnya bnode yang mati. Dengan bertambahnya kecepatan, maka

jumlah node dalam berinteraksi dengan node lain akan bertambah.

0

10

20

30

40

50

9 10 11

Nu

mb

er o

f D

ead

No

des

Waktu (hari)

0.02 – 0.55 m/s

PROPHET PROPHET EA

0

10

20

30

40

50

9 10 11Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

0.58 – 1.11 m/s

PROPHET PROPHET EA


30

Gambar 4.8 Grafik pengaruh penambahan kecepatan node terhadap jumlah

node yang mati pada pergerakan Random Waypoint.

0

10

20

30

40

50

9 10 11Num

ber

of

Dea

d N

od

es

Waktu (hari)

1.13 – 1.67 m/s

PROPHET PROPHET EA

0

10

20

30

40

50

9 10 11Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

1.69 – 2.22 m/s

PROPHET PROPHET EA

0

10

20

30

40

50

9 10 11Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

5 – 6.11 m/s

PROPHET PROPHET EA


31

4.2. Pergerakan Manusia

Tabel 4.3 Hasil perbandingan pada pergerakan manusia.

Protokol Routing Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

PROPHET 0,75074 43,8992 32097,5

PROPHET EA 0,7463 47,9699 9378,41

Dalam pergerakan ini menggunakan data set Haggle4-Cam-Imote

dengan waktu simulasi 11 hari dan jumlah node sebanyak 36 node [7].

Pergerakan ini terdapat beberapa node yang memiliki popularitas tinggi

terhadap node lain atau biasa disebut sebagai hub-node. Hub-node melakukan

penyampaian pesan yang lebih banyak dikarenakan terdapat banyak node yang

menitipkan pesan. Dikarenakan hub-node melakukan aktivitas pengiriman

pesan yang lebih banyak, maka akan berdampak pada energi yang dimilikinya.

Seperti pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10, energi pada hub-node akan lebih

cepat berkurang dibandingkan dengan node lain. Pada node yang tidak

bertindak sebagai hub-node, laju pengurangan energi tidak signifikan dan pada

Protokol PROPHET EA node tersebut mendapatkan beban yang lebih.

Gambar 4.9 Grafik laju pengurangan energi hub-node pada Protokol

PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Rem

ain

ing E

ner

gy

(unit

s)

Waktu (hari)

Hub Node at PROPHET Hub Node at PROPHET EA


32

Gambar 4.10 Grafik laju pengurangan energi non hub-node pada Protokol

PROPHET dan PROPHET EA dalam pergerakan manusia.

Gambar 4.11 Grafik node yang mati pada pergerakan manusia untuk Protokol

PROPHET dan PROPHET EA.

Gambar 4.11 merupakan peningkatan jumlah node yang mati pada

kedua protokol. Pada Protokol PROPHET memiliki jumlah lebih besar

dikarenakan node melibatkan hub-node secara terus menerus dan tidak

melakukan pencarian terhadap node lain yang memiliki probabilitas bertemu

dan laju pengurangan energi yang lebih kecil. Banyak node pada protokol

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Rem

ain

ing

En

ergy

(un

its)

Waktu (hari)

Node at PROPHET Node at PROPHET EA

0

5

10

15

20

25

30

35

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

PROPHET PROPHET EA


33

PROPHET yang lebih dahulu mati dikarenakan beban node yang kurang

merata dan secara terus menerus melibatkan hub-node.

Untuk mengatasi permasalahan hub-node pada protokol PROPHET,

Protokol PROPHET EA lebih mempertimbangkan laju pengurangan energi

dari node lain yang akan menerima pesan. Dengan mengetahui informasi laju

pengurangan energi, maka semakin banyak node yang dilibatkan untuk

menghindari cepatnya laju pengurangan energi pada hub-node. Overhead ratio

dapat berkurang karena mekanisme pengiriman yang berubah (lihat Gambar

4.12).

Gambar 4.12 Grafik perbandingan overhead ratio pada pergerakan manusia.

Gambar 4.13 Grafik perbandingan delivery ratio pada pergerakan manusia.

Pada Gambar 4.13 menunjukkan tingkat keberhasilan pesan sampai ke

tujuan memiliki nilai rasio yang tidak jauh berbeda. Tingginya latency pada

78,17972

29,93012

0

10

20

30

40

50

60

70

80

PROPHET PROPHET EA

Ove

rhea

d r

ati

o

0,2546

0,36472

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

PROPHET PROPHET EA

Del

iver

y ra

tio


34

Protokol PROPHET dikarenakan beberapa hub-node kehabisan energi lebih

awal dan tidak mampu mengirim pesan. Akibat dari matinya hub-node, copy

pesan yang seharusnya dapat disampaikan tidak terlaksana karena tidak cukup

energi.

Gambar 4.14 Grafik perbandingan latency pada pergerakan manusia.

4.2.1. Pergerakan Manusia dengan Penambahan TTL Pesan

Tabel 4.4 Hasil perbandingan penambahan TTL pesan pada pergerakan

manusia.

TTL

(menit)

PROPHET PROPHET EA

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

Delivery

ratio

Overhead

ratio Latency

2 0,0093 34,4 34,544 0,00152 33 15,3999

5 0,0148 30,875 86,825 0,0037 37 105,6

30 0,04962 25,30426 648,22438 0,01408 32,08928 983,565

60 0,07742 22,7769 1378,04902 0,02742 27,06858 2070,4707

180 0,1259 22,45296 3663,18792 0,07852 21,03088 5278,93158

360 0,20076 22,07678 8364,96644 0,137 21,14596 10025,2327

1440 0,5593 22,00066 36087,5263 0,43076 22,38852 39451,0949

Keberhasilan dari pesan untuk dapat sampai ke tujuan turut

ditentukan oleh TTL (Time To Live) dari pesan tersebut. Gambar 4.15

menunjukkan bahwa penambahan TTL pada pesan meningkatkan nilai rasio

atau kemungkinan pesan sampai ke tujuan. Semakin lama TTL yang

dimiliki oleh pesan maka semakin tinggi kemungkinan pesan dapat

39450,07856

37539,74736

36500

37000

37500

38000

38500

39000

39500

40000

PROPHET PROPHET EA

Late

ncy

(det

ik)


35

mencapai tujuan, hal tersebut dapat terjadi karena kemungkinan pesan di-

drop karena TTL kecil kecuali pesan di-drop karena buffer yang tidak

mencukupi.

Gambar 4.15 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap delivery

ratio pada pergerakan manusia.

Nilai dari overhead ratio pada kedua protokol sama-sama turun

disebabkan oleh jumlah copy pesan yag terbatas (lihat Gambar 4.16). Setiap

pesan yang memiliki TTL lebih lama, maka node tidak akan lagi mengirim

pesan yang sama karena node penerima masih memiliki pesan tersebut.

Gambar 4.16 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap overhead

ratio pada pergerakan manusia.

Dengan terbatasnya jumlah copy pesan dalam jaringan mengindikasikan

bahwa pesan yang beredar bersifat unik dan belum tentu semua node

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

2 5 30 60 180 360 1440

Del

iver

y ra

tio

TTL (menit)

PROPHET PROPHET EA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2 5 30 60 180 360 1440

Ove

rhea

d r

ati

o

TTL (menit)

PROPHET PROPHET EA


36

memilikinya. Ketika pesan yang bersifat unik tersebut telah habis masa

hidupnya, maka jumlah copy pesan berkurang terlebih jika pesan tersebut

berada pada hub-node sehingga semakin lama node tujuan menerima pesan

dari node selain hub-node seperti digambarkan pada Gambar 4.17.

Gambar 4.17 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap latency

pada pergerakan manusia.

Faktor energi sama pentingnya sebagai penentu keberhasilan dari

ketiga metrik pesan. Semakin banyak node yang mati maka semakin banyak

pula pesan yang tidak berhasil sampai ke tujuan. Apabila semakin banyak

pesan yang dikirim ke node lain maka setiap node akan mengurangi

energinya untuk beroperasi. Gambar 4.18 menerangkan bahwa setiap

bertambahnya TTL pesan, jumlah node yang mati atau kehabisan energi

semakin meningkat. Banyaknya node yang mati pada TTL pesan tertinggi

tentu disebabkan oleh banyaknya operasi transmit terhadap pesan yang

masih memiliki masa hidup. Berbeda jika pesan memiliki masa hidup yang

singkat, pesan akan banyak di-drop sebelum dikirimkan ke node lain seiring

berjalannya operasi-operasi yang mengakibatkan energi terkuras.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2 5 30 60 180 360 1440

Late

ncy

(det

ik)

TTL (menit)

PROPHET PROPHET EA


37

0

6

12

18

24

30

36

10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

TTL = 180 menit

PROPHET PROPHET EA

0

6

12

18

24

30

36

10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

TTL = 360 menit

PROPHET PROPHET EA


38

Gambar 4.18 Grafik pengaruh penambahan TTL pesan terhadap jumlah

node yang mati pada pergerakan manusia.

0

6

12

18

24

30

36

10 11

Num

ber

of

Dea

d N

odes

Waktu (hari)

TTL = 1440 menit

PROPHET PROPHET EA


39

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Pada pergerakan Random Waypoint, Protokol PROPHET maupun

PROPHET EA, tidak bekerja dengan baik. Metrik transitivity tidak dapat

bekerja secara maksimal dalam pergerakan random karena nilai probabilitas

node bertemu dengan node lain sama. Pergerakan manusia memiliki nilai

probabilitas node bertemu node lain berbeda-beda, terdapat beberapa node

dengan nilai probabilitas bertemu node lain yang tinggi (hub-node). Metrik

transitivity pada Protokol PROPHET maupun PROPHET EA mampu bekerja

pada pergerakan manusia yang menunjang keberhasilan kedua protokol dengan

menghitung metrik probabilitas bertemu node lain.

Keunggulan yang dimiliki Protokol PROPHET EA, dibandingkan

dengan Protokol PROPHET, pada pergerakan manusia adalah kemampuan

melakukan control message dan menjaga energi baterai yang dimiliki sehingga

lebih menjamin sampainya pesan ke tujuan. Dengan sisa energi baterai dalam

sebuah node yang cukup, maka semakin besar kemungkinan sebuah node

tersebut menyampaikan pesan ke node lain.

5.2. Saran

Algoritma yang terdapat dalam Protokol PROPHET mampu berjalan

atau bekerja secara efektif jika dijalankan pada pergerakan manusia. Untuk

penelitian yang dapat dilakukan selanjutnya, algoritma dapat dikembangkan

lebih luas mencakup resource dari node. Algoritma dapat digunakan untuk

memanajemen resource yang dimiliki setiap node seperti efisiensi buffer

occupancy. Dengan demikian kedepannya mampu mengembangkan protokol

yang secara optimal dapat meningkatkan kinerja tanpa mengabaikan resource

yang dimiliki.


40

DAFTAR PUSTAKA

[1] Vahdat, Amin & Becker, David. “Epidemic Routing for Partially-connected

Ad Hoc Networks”. Technical Report CS-200006, Duke University, April

2000. Diakses dari http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/, diunduh pada Oktober

2015.

[2] Lindgren, A., Doria, A. & Schelen, O., “Probabilistic Routing in Intermittenly

Connected Networks”. Mobile Computing and Commun. Review, vol. 7, no.

3, Juli 2003.

[3] Keränen, A., Ott, J. & Kärkkäinen, T., “The ONE Simulator for DTN Protocol

Evaluation”, Computer Communication Networks.

[4] Lee, Fenglien. (2011). “Routing in Mobile Ad hoc Networks, Mobile Ad-Hoc

Networks: Protocol Design”, Prof. Xin Wang (Ed.), ISBN: 978-953-307-402-

3, InTech, diakses di: http://www.intechopen.com/books/mobile-adhoc-

networks-protocol-design/routing-in-mobile-ad-hoc-networks

[5] Cabacas, R. A., Nakamura, H. & Ra, I-H., “Energy Consumption Analysis of

Delay Tolerant Network Routing Protocols,” International Journal of

Software Engineering and Its Applications, vol. 8, no. 2, pp. 1-10, 2010.

[6] Schiller, J., “Mobile Communication”, Great Britain: Biddles, 2003.

[7] Scott, J., Gass, R., Crowcroft, J., Hui, P., Diot C., Chaintreau A., CRAWDAD

dataset cambridge/haggle (v. 2009‑05‑29), diakses dari

http://crawdad.org/cambridge/haggle/20090529, doi:10.15783/C70011, Mei

2009.

[8] Puri, P., Singh, M.P. (2013) “A Survey Paper on Routing in Delay-tolerant

Networks”, International Conference on Information Systems and Computer

Networks, pp. 215-220.

[9] Pramanik, A., et al. (2015). “Simulative Study of Random Waypoint Mobility

Model for Mobile Ad hoc Networks”, Proceedings of 2015 Global

Conference on Communication Technologies (GCCT 2015. pp. 112-116.


41

[10] Zhang, Z. (2006). “Routing in Intermittenly Connected Mobile Ad Hoc

Networks and Delay Tolerant Networks: Overview and Challenges”, 8 (1),

pp. 24-37.

[11] Zhang, Z. (2014) “Energy Consumption Analysis of Delay Tolerant Network

Routing Protocols”, International Journal of Software Engineering and Its

Applications, 8 (2), pp. 1-10.


42

LAMPIRAN

A. Listing Program PROPHET EA

ProphetEA.java

/* * author Anders Lindgern et al. * modified by Parta Adi Putra */

package routing; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Collections; import java.util.Comparator; import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.Map; import routing.util.RoutingInfo; import util.Tuple; import core.Connection; import core.DTNHost; import core.Message; import core.Settings; import core.SimClock; /** * Implementation of PRoPHET router as described in * <I>Probabilistic routing in intermittently connected networks</I> by * Anders Lindgren et al. */ public class ProphetEA extends ActiveRouter { /** delivery predictability initialization constant*/ public static final double P_INIT = 0.75; /** delivery predictability transitivity scaling constant default value */ public static final double DEFAULT_BETA = 0.25; /** delivery predictability aging constant */ public static final double GAMMA = 0.98; /** Prophet router's setting namespace ({@value})*/ public static final String PROPHET_NS = "ProphetRouter"; /** * Number of seconds in time unit -setting id ({@value}). * How many seconds one time unit is when calculating aging of * delivery predictions. Should be tweaked for the scenario.*/ public static final String SECONDS_IN_UNIT_S ="secondsInTimeUnit"; /**


43

* Transitivity scaling constant (beta) -setting id ({@value}). * Default value for setting is {@link #DEFAULT_BETA}. */ public static final String BETA_S = "beta"; /** the value of nrof seconds in time unit -setting */ private int secondsInTimeUnit; /** value of beta setting */ private double beta; /** delivery predictabilities */ private Map<DTNHost, Double> preds; /** last delivery predictability update (sim)time */ private double lastAgeUpdate; private double interval = 300; private double lastUpdate = 0; List<Point> listPoint = new ArrayList<>(); List<Double> listHitungLaju = new ArrayList<>(); /** * Constructor. Creates a new message router based on the settings in * the given Settings object. * @param s The settings object */ public ProphetEA(Settings s) { super(s); Settings prophetSettings = new Settings(PROPHET_NS); secondsInTimeUnit = prophetSettings.getInt(SECONDS_IN_UNIT_S); if (prophetSettings.contains(BETA_S)) { beta = prophetSettings.getDouble(BETA_S); } else { beta = DEFAULT_BETA; } System.setProperty("java.util.Arrays.useLegacyMergeSort", "true"); initPreds(); } /** * Copyconstructor. * @param r The router prototype where setting values are copied from */ protected ProphetEA(ProphetEA r) { super(r); this.secondsInTimeUnit = r.secondsInTimeUnit; this.beta = r.beta;


44

initPreds(); } /** * Initializes predictability hash */ private void initPreds() { this.preds = new HashMap<DTNHost, Double>(); } @Override public void changedConnection(Connection con) { super.changedConnection(con); if (con.isUp()) { DTNHost otherHost = con.getOtherNode(getHost()); updateDeliveryPredFor(otherHost); updateTransitivePreds(otherHost); } } /** * Updates delivery predictions for a host. * <CODE>P(a,b) = P(a,b)_old + (1 - P(a,b)_old) * P_INIT</CODE> * @param host The host we just met */ private void updateDeliveryPredFor(DTNHost host) { double oldValue = getPredFor(host); double newValue = oldValue + (1 - oldValue) * P_INIT; preds.put(host, newValue); } /** * Returns the current prediction (P) value for a host or 0 if entry for * the host doesn't exist. * @param host The host to look the P for * @return the current P value */ public double getPredFor(DTNHost host) { ageDeliveryPreds(); // make sure preds are updated before getting if (preds.containsKey(host)) { return preds.get(host); } else { return 0; } } /** * Updates transitive (A->B->C) delivery predictions. * <CODE>P(a,c) = P(a,c)_old + (1 - P(a,c)_old) * P(a,b) * P(b,c) * BETA


45

* </CODE> * @param host The B host who we just met */ private void updateTransitivePreds(DTNHost host) { MessageRouter otherRouter = host.getRouter(); assert otherRouter instanceof ProphetEA : "PRoPHET only works " + " with other routers of same type"; double pForHost = getPredFor(host); // P(a,b) Map<DTNHost, Double> othersPreds = ((ProphetEA)otherRouter).getDeliveryPreds(); for (Map.Entry<DTNHost, Double> e : othersPreds.entrySet()) { if (e.getKey() == getHost()) { continue; // don't add yourself } double pOld = getPredFor(e.getKey()); // P(a,c)_old double pNew = pOld + ( 1 - pOld) * pForHost * e.getValue() * beta; preds.put(e.getKey(), pNew); } } /** * Ages all entries in the delivery predictions. * <CODE>P(a,b) = P(a,b)_old * (GAMMA ^ k)</CODE>, where k is number of * time units that have elapsed since the last time the metric was aged. * @see #SECONDS_IN_UNIT_S */ private void ageDeliveryPreds() { double timeDiff = (SimClock.getTime() - this.lastAgeUpdate) / secondsInTimeUnit; if (timeDiff == 0) { return; } double mult = Math.pow(GAMMA, timeDiff); for (Map.Entry<DTNHost, Double> e : preds.entrySet()) { e.setValue(e.getValue()*mult); } this.lastAgeUpdate = SimClock.getTime(); } /** * Returns a map of this router's delivery predictions * @return a map of this router's delivery predictions


46

*/ private Map<DTNHost, Double> getDeliveryPreds() { ageDeliveryPreds(); // make sure the aging is done return this.preds; } @Override public void update() { super.update(); if (SimClock.getTime() - interval >= lastUpdate) { lastUpdate = SimClock.getTime(); kumpulEnergy(); } // laju(); if (!canStartTransfer() ||isTransferring()) { return; // nothing to transfer or is currently transferring } // try messages that could be delivered to final recipient if (exchangeDeliverableMessages() != null) { return; } tryOtherMessages(); } public double getEnergy(){ return energy.getEnergy(); } private void kumpulEnergy() { double simTime = SimClock.getTime(); if (simTime == 0) { listPoint.add(new Point(0, getEnergy())); lastUpdate = simTime; } // if (simTime - interval >= lastUpdate) { lastUpdate = simTime; listPoint.add(new Point(lastUpdate, getEnergy())); // } cariLaju(); } private double cariLaju () { double hasilLaju = 0; if(listPoint.size()>1){ int indexenergiTerakhir = listPoint.size()-1; hasilLaju = listPoint.get(indexenergiTerakhir).energi - listPoint.get(indexenergiTerakhir - 1).energi; listHitungLaju.add(hasilLaju);


47

} return Math.abs(hasilLaju); } public double getLaju() { double alfa = 0.4; double beta = 1 - alfa; double laju = 0; if(listHitungLaju.size() > 1){ int indexTerakhir = listHitungLaju.size()-1; double l2 = listHitungLaju.get(indexTerakhir); double l1 = 0; for(int i = 0; i < indexTerakhir; i++) { l1 += listHitungLaju.get(indexTerakhir-1); } l1 = l1 / indexTerakhir; laju = alfa * l2 + beta * l1; } return laju; } /** * Tries to send all other messages to all connected hosts ordered by * their delivery probability * @return The return value of {@link #tryMessagesForConnected(List)} */ private Tuple<Message, Connection> tryOtherMessages() { List<Tuple<Message, Connection>> messages = new ArrayList<Tuple<Message, Connection>>(); Collection<Message> msgCollection = getMessageCollection(); /* for all connected hosts collect all messages that have a higher probability of delivery by the other host */ for (Connection con : getConnections()) { DTNHost other = con.getOtherNode(getHost()); ProphetEA othRouter = (ProphetEA)other.getRouter(); if (othRouter.isTransferring()) { continue; // skip hosts that are transferring } for (Message m : msgCollection) { ProphetEA othPair = (ProphetEA)m.getTo().getRouter(); if (othRouter.hasMessage(m.getId())) { continue; // skip messages that the other one has }


48

if (othRouter.getPredFor(m.getTo()) > getPredFor(m.getTo())) { // the other node has higher probability of delivery if (othPair.getLaju() < this.getLaju()){ messages.add(new Tuple<Message, Connection>(m,con)); } } } } if (messages.size() == 0) { return null; } // sort the message-connection tuples Collections.sort(messages, new TupleComparator()); return tryMessagesForConnected(messages); // try to send messages } /** * Comparator for Message-Connection-Tuples that orders the tuples by * their delivery probability by the host on the other side of the * connection (GRTRMax) */ private class TupleComparator implements Comparator <Tuple<Message, Connection>> { public int compare(Tuple<Message, Connection> tuple1, Tuple<Message, Connection> tuple2) { // delivery probability of tuple1's message with tuple1's connection double p1 = ((ProphetEA)tuple1.getValue(). getOtherNode(getHost()).getRouter()).getPredFor( tuple1.getKey().getTo()); // -"- tuple2... double p2 = ((ProphetEA)tuple2.getValue(). getOtherNode(getHost()).getRouter()).getPredFor( tuple2.getKey().getTo()); // bigger probability should come first if (p2-p1 == 0) { /* equal probabilities -> let queue mode decide */ return compareByQueueMode(tuple1.getKey(), tuple2.getKey()); }


49

else if (p2-p1 < 0) { return -1; } else { return 1; } } } @Override public RoutingInfo getRoutingInfo() { ageDeliveryPreds(); RoutingInfo top = super.getRoutingInfo(); RoutingInfo ri = new RoutingInfo(preds.size() + " delivery prediction(s)"); for (Map.Entry<DTNHost, Double> e : preds.entrySet()) { DTNHost host = e.getKey(); Double value = e.getValue(); ri.addMoreInfo(new RoutingInfo(String.format("%s : %.6f", host, value))); } top.addMoreInfo(ri); return top; } @Override public MessageRouter replicate() { ProphetEA r = new ProphetEA(this); return r; } }

Point.java

package routing; public class Point { public double waktu; public double energi; public Point(double x, double y) { this.waktu = x; this.energi = y; } }


50

B. Listing Program Report Remaining Energy

package report; import java.util.*; import core.DTNHost; import core.Settings; import core.SimClock; import core.UpdateListener; public class EnergyEvolution extends Report implements UpdateListener { public static final String ENERGY_REPORT_INTERVAL = "occupancyInterval"; /** Default value for the snapshot interval */ public static final int DEFAULT_ENERGY_REPORT_INTERVAL = 3600; private double lastRecord = Double.MIN_VALUE; private int interval; private Map<DTNHost, List<Double>> energyVal = new HashMap<DTNHost, List<Double>>(); public EnergyEvolution() { super(); Settings settings = getSettings(); if (settings.contains(ENERGY_REPORT_INTERVAL)) { interval = settings.getInt(ENERGY_REPORT_INTERVAL); } else { interval = -1; /* not found; use default */ } if (interval < 0) { /* not found or invalid value -> use default */ interval = DEFAULT_ENERGY_REPORT_INTERVAL; } } public void updated(List<DTNHost> hosts) { if (isWarmup()) { return; } if (SimClock.getTime() - lastRecord >= interval) { lastRecord = SimClock.getTime(); printLine(hosts); } } /** * Prints a snapshot of the remaining energy


51

* @param hosts The list of hosts in the simulation */ private void printLine(List<DTNHost> hosts) { for (DTNHost h : hosts ) { double value = (Double)h.getComBus(). getProperty(routing.util.EnergyModel.ENERGY_VALUE_ID); if (energyVal.containsKey(h)){ List<Double> li = energyVal.get(h); li.add(value); energyVal.put(h, li); } else { List<Double> li = new ArrayList<>(); li.add(value); energyVal.put(h, li); } } } @Override public void done(){ int waktuInterval = 0; for (int i = waktuInterval; waktuInterval < getSimTime()/60; i++) { writeInLine("Menit "+Integer.toString(waktuInterval) + ','); waktuInterval+=60; } write(""); for (Map.Entry<DTNHost, List<Double>> entry : energyVal.entrySet()) { DTNHost a = entry.getKey(); Integer b = a.getAddress(); write("Node" + b + ' ' + entry.getValue()); } } }


52

C. Skenario Simulasi

Pergerakan Random

Scenario.name =

%%Group.router%%_%%Group.movementModel%%_%%Group.nrofHosts%%

Scenario.simulateConnections = true

Scenario.updateInterval = 0.1

Scenario.endTime = 950400

btInterface.type = SimpleBroadcastInterface

btInterface.transmitSpeed = 250k

btInterface.transmitRange = 10

Scenario.nrofHostGroups = 1

Group.movementModel = RandomWaypoint

Group.router = [ProphetRouter; ProphetEA]

Group.bufferSize = 64M

Group.waitTime = 0, 120

Group.nrofInterfaces = 1

Group.interface1 = btInterface

Group.speed = 0.4, 1.8

Group.msgTtl = 1440

Group.groupID = n

Group.nrofHosts = 25

Group.initialEnergy = 48300

Group.scanEnergy = 0.05

Group.transmitEnergy = 2

Group.scanResponseEnergy = 0.05

Events.nrof = 1

Events1.class = MessageEventGenerator

Events1.interval = 900, 2700

Events1.size = 500k,1M

Events1.hosts = 0,0

Events1.tohosts = 24,24

Events1.prefix = M

MovementModel.rngSeed = [179426123 ; 179426111; 179425335;

179424691; 179425033]

MovementModel.worldSize = 1000, 1000

MovementModel.warmup = 1000

Report.nrofReports = 4

Report.warmup = 0Report.report1 = MessageStatsReport


53

Report.report2 = TrafficReport

Report.report3 = NodeContactReport

Report.report4 = EnergyEvolution

ProphetRouter.secondsInTimeUnit = 30

Pergerakan Manusia

Scenario.name = 2_%%Group.router%%_%%Group.movementModel%%_%%Group.nrofHosts%% Scenario.simulateConnections = false Scenario.updateInterval = 0.1 Scenario.endTime = 950400 btInterface.type = SimpleBroadcastInterface btInterface.transmitSpeed = 250k btInterface.transmitRange = 10 Scenario.nrofHostGroups = 1 Group.movementModel = StationaryMovement Group.nodeLocation = 0,1 Group.router = [ProphetRouter; ProphetEA] Group.bufferSize = 64M Group.waitTime = 0, 120 Group.nrofInterfaces = 1 Group.interface1 = btInterface Group.speed = 0.4, 1.8 Group.msgTtl = 1440 Group.groupID = n Group.nrofHosts = 36 Group.initialEnergy = 48300 Group.scanEnergy = 0.05 Group.transmitEnergy = 2 Group.scanResponseEnergy = 0.05 Events.nrof = 2 Events1.class = StandardEventReader Events1.filePath = Haggle4-Cam-Imote.csv Events2.class = MessageEventGenerator Events2.interval = 900, 915 Events2.size = 500k,1M Events2.hosts = 1,1 Events2.tohosts = 35,35 Events2.prefix = M MovementModel.rngSeed = [179424691 ; 179425033; 179425335; 179426111; 179426123] MovementModel.worldSize = 4500, 3400 MovementModel.warmup = 1000


54

Report.nrofReports = 4 Report.warmup = 0 Report.reportDir = [reports/Energy/Uji2/Take 1; reports/Energy/Uji2/Take 2; reports/Energy/Uji2/Take 3; reports/Energy/Uji2/Take 4; reports/Energy/Uji2/Take 5] Report.report1 = MessageStatsReport Report.report2 = TrafficReport Report.report3 = NodeContactReport Report.report4 = EnergyEvolution ProphetRouter.secondsInTimeUnit = 30


ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN … · (wire) atau nirkabel (wireless). Media...

Documents

Transcript of ANALISIS ENERGI PROTOKOL PROPHET DI JARINGAN … · (wire) atau nirkabel (wireless). Media...