ANALISIS PENGARUH CONGESTION CONTROL TERHADAP … · penelitian ini digunakan algoritma TCP-Vegas,...

ANALISIS PENGARUH CONGESTION CONTROL TERHADAP PERFORMANSIJARINGAN METRO ETHERNET

Lina Afifatul Hamdiah¹, Sofia Naning Hertiana², Ida Wahidah³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

AbstrakTeknologi telekomunikasi berkembang pesat seiring dengan kebutuhan masyarakat terhadapinteraksi sosialnya dengan orang lain. Jaringan telekomunikasi pun semakin berkembang dandiperluas untuk memenuhi kebutuhan masyarakat tersebut, khususnya jaringan metro ethernetyang sedang dikembangkan.

Berangkat dari hal tersebut, performansi jaringan dengan teknologi metro ethernet perludianalisis. Salah satunya analisis pengaruh congestion control pada jaringan tersebut.

Data jaringan yang menggunakan teknologi metro ethernet harus diperoleh untuk menganalisispengaruhnya terhadap performansi jaringan. Parameter QoS (Quality of Service) dan FairnessIndex dianalisis untuk melihat performansi dari pengaruh algoritma kontrol tersebut. Dalampenelitian ini digunakan algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.

Pada tugas akhir ini secara keseluruhan, perubahan jumlah node mempengaruhi nilai QoS danFairness Index karena masing-masing TCP dengan algoritmanya melalui mekanisme congestioncontrol mengatur window, flow, slow start, congestion avoidance, dan fast recovery pada saatterjadi kongesti dalam jaringan. Nilai delay yang dicapai oleh ketiga TCP masih dapat ditoleransikarena nilai standar ITU-T G.114 adalah di bawah 150ms. Nilai ekstrim diperoleh pada saatbackground traffic sebesar 80%. Indikasi ekstrim terlihat pada parameter packet loss. Untuk TCPVegas nilainya 69,7479%, TCP Hybla sebesar 71,4829%, dan TCP New Reno adalah 71,6842%.

Kata Kunci : jaringan, metro ethernet, performansi, congestion control, QoS, fairness index

AbstractTelecommunication technology has developed rapidly as the society’s need of social interactionwith each others. Telecommunication network is also developing and it is enlarged to fulfill thissociety’s need, especially metro ethernet network which is being developed.

Therefore, network performance with metro ethernet technology is necessity to be analyzed. Oneof them is congestion control impact analysis of that network.

Network data which use metro ethernet technology have to be obtained for analyzing its effect ofnetwork performance. QoS (Quality of Service) parameter and Fairness Index are analyzed toobserve performance of this control algorithm impact. In this research it is used TCP-Vegas, TCP-Hybla and TCP-New Reno algorithms.

In this final task overall, node changing affects QoS value and Fairness Index because each TCPby its algorithm with congestion control mechanism managing window, flow, slow start,congestion avoidance, and fast recovery when the congestion is conducted. Delay values which isreached by three of TCP are still be tolerated because standard value of ITU-T G.114 is less than150ms. Extreme value is obtained when background traffic is 80%. Extreme indication could beseen at packet loss. For TCP Vegas its value is 69.7479%, TCP Hybla is 71.4829%, and TCP NewReno is 71.6842%.

Keywords : network, metro ethernet, performance, congestion control, QoS, fairness index

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2011

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam beberapa tahun ini, jaringan telepon yang membawa sinyal-sinyal

suara sudah mulai banyak menjangkau masyarakat.Dengan infrastruktur yang semakin

murah pembangunannya, jaringan telepon mulai menjamur di berbagai daerah.Saat itu

masyarakat tidak lagi kesulitan untuk berkomunikasi dalam bentuk suara. Di rumah, di

kantor, di tempat-tempat umum sudah cukup mudah untuk mendapatkan koneksi

telepon.

Kini, seiring dengan perkembangan jaman, berkembang pula kebutuhan

akan sarana komunikasi. Para pengguna tidak puas hanya berkomunikasi suara dan

faks, tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan komunikasi pada waktu itu.Gambar dan

suara serta teks yang panjanglah yang menjadi titik penting dan kebutuhan informasi

saat itu.Gambar suara dan teks tersebut juga harus dapat dikirimkan dengan cepat dan

akurat ke berbagai tujuan, hingga akhirnya dapat menjangkau ke seluruh penjuru

dunia.Saat inilah era Internet dan komunikasi data melonjak permintaannya dan

menjadi solusi untuk memenuhi kebutuhan komunikasi seperti itu.

Demi memenuhi kebutuhan tersebut teknologi komunikasi data mulai

dikembangkan oleh banyak pihak.Pada awalnya dan hingga kini pun di beberapa

tempat, komunikasi data turut ditumpangkan pada infrastruktur komunikasi suarayang

sudah eksis sejak lama. Seperti contohnya teknologi komunikasi data melalui dial-up

dan ISDN masih menggunakan media kabel telepon untuk ditumpangi data yang ingin

lalu-lalang. Kecepatan untuk transportasi data dengan menggunakan media ini tidaklah

masalah pada awalnya.

Namun seiring berjalannya waktu, media ini juga sudah tidak mencukupi

lagi. Kebutuhan akan komunikasi meningkat pesat, sepesat perkembangan teknologi

pendukung lainnya. Perangkat video conference, perangkat telepon IP atau perangkat

VoIP, video streaming, ukuran data yang semakin besar, dan banyak lagi

perkembangan komunikasi membuat infrastruktur dan servis-servis yang tersedia tidak

mencukupi lagi.

Tugas Akhir - 2011


BAB I PENDAHULUAN 2

Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro Ethernet

Dunia semakin membutuhkan komunikasi yang cepat dan tepat, namun

tidak harus menjadi repot dan mahal. Semua jenis komunikasi dapat dibawa dalam satu

media pembawa, tidak peduli apakah itu suara, video, teks, grafik, data, dan lainnya

(kebutuhan seperti ini sering disebut dengan istilah Triple Play).Media yang mampu

melayani kebutuhan seperti inilah yang disebut Next Generation Network atau sering

disingkat NGN.

Untuk menjawab kebutuhan Triple Play tersebut, para perancang teknologi

komunikasi telah menciptakan berbagai teknologi yang mampu memenuhi kebutuhan

tersebut.Aplikasi Next Generation Network sangat membutuhkan sebuah jaringan yang

dapat dilewati data dalam jumlah yang sangat besar, dapat melakukan transfer data

dengan sangat cepat, lebih kebal terhadap masalah-masalah komunikasi, dan yang

terpenting haruslah murah dan mudah dalam implementasinya.Salah satu teknologi

yang mampu melayani kebutuhan ini adalah teknologi Metro Ethernet.

1.2. Maksud dan Tujuan

Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah:

a. Memodelkan jaringan Metro Ethernet berdasarkan jaringan sebenarnya di

lapangan.

b. Mensimulasikan kendali kongesti pada jaringan Metro Ethernet dengan

menggunakan Algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.

c. Mengetahui kinerja jaringan Metro Ethernet yang meliputi Delay,

Throughput, Packet Loss, Jitter, dan Fairness Index.

1.3. Rumusan Masalah

Semakin beragamnya layanan yang disediakan di internet menjadikan perlu

adanya sebuah metode untuk dapat mengoptimalkan pelayanan dan penggunaan

bandwidth yang ada.

Tugas Akhir - 2011


BAB I PENDAHULUAN 3


Untuk mencapai maksud dan tujuan di atas, terdapat berbagai masalah yang

dirumuskan, diantaranya:

a. Formulasi memodelkan jaringan Metro Ethernet sesuai dengan real

networknya?

b. Bagaimana melakukan simulasi kendali kontrol pada jaringan Metro

Ethernet dengan menggunakan Algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-

NewReno?

c. Bagaimana menentukan performasi sebuah jaringan Metro Ethernet yang

meliputi Delay, Throughput, Packet Loss, Jitter, dan Fairness Index?

1.4. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Pembahasan tugas akhir ini ditujukan untuk perancangan, pemodelan

sistem, simulasi dan analisis performansi jaringan metro Ethernet dengan tiga

algoritma TCP-Vegas, TCP-Hybla, dan TCP-New Reno.

b. Pelaksanaan simulasi ini tidak membahas aspek keamanan sistem.

c. Parameter-parameter yang dianalisis adalah performansi dan utilitas

masing-masing algoritma dengan melihat QoS dan Fairness Index.

d. Tidak membahas secara rinci sisi komunikasi, transmisi, dan keamanan

pada jaringan metro ethernet yang digunakan.

Tugas Akhir - 2011


BAB I PENDAHULUAN 4


1.5. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah:

a. Tahap Studi Literatur

Pada tahap ini dilakukan pencarian dan pengumpulan literatur-literatur berupa

artikel, tutorial, jurnal, buku referensi, dan sumber lain untuk mendalami tentang

konsep-konsep TCP, congestion control, metro ethernet, dan simulator yang

digunakan, yaitu NS2.

b. Tahap Simulasi

Pada tahap ini dilakukan perancangan sistem dan simulasi system. Selanjutnya

dilakukan pengukuran dan pengumpulan data utilitas tiap algoritma dan utilitas rata-

rata semua algoritma dengan melihat QoS maksimum dan Fairness Index dari tiap

TCP.

Skenario pengambilan data adalah sebagai berikut:

1. Skenario pengambilan data, dilakukan sesuai arsitektur jaringan dengan

ukuran paket yang dinamis, penambahan node sebagai router, penambahan muatan

trafik, dan penambahan background traffic.

2. Performansi jaringan metro ethernet yang dianalisis dari PE (Provider

Edge) satu ke PE lainnya.

3. Parameter QoS yang dianalisis adalah Delay, Throughput, Packet Loss,

Jitter, dan Fairness Index tiap algoritma TCP.

4. Kendali kongesti yang diamati pada node dan link yang disimulasikan.

Tugas Akhir - 2011


BAB I PENDAHULUAN 5


c. Tahap Analisis

Dari tahapan perancangan sistem untuk congestion control, kemudian dilakukan

analisis untuk mengetahui performansi kinerja pada jaringan metro ethernet. Analisis

ini meliputi:

1. QoS dari jaringan metro Ethernet untuk setiap algoritma TCP yang

disimulasikan sehingga mengetahui pengaruh congestion control pada jaringan

tersebut.

2. Parameter fairness index yang dapat diketahui pada lapisan transport

sehingga nilai keadilan tersebut diperoleh dan dianalisis.

3. Pengaruh background traffic pada jaringan sehingga performansi jaringan

metro ethernet dapat dianalisis.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada tugas akhir ini dibagi menjadi beberapa bab

yang meliputi:

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini dibahas mengenai latar belakang, perumusan

masalah, pembatasan masalah, maksud dan tujuan, metode penelitian, dan

sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini memberikan gambaran tentang teori dan konsep Ethernet,

Metro Ethernet, Congestion Control, QoS, dan sekilas tentang software yang

digunakan.

Tugas Akhir - 2011


BAB I PENDAHULUAN 6


BAB III PERANCANGAN MODEL SIMULASI

Bab ini akan menjelaskan tentang proses pemodelan jaringan dan

simulasi yang dilakukan untuk ketiga algoritma TCP, yaitu TCP Vegas, TCP

Hybla, dan TCP NewReno.

BAB IV ANALISIS HASIL SIMULASI

Bab ini akan dilakukan analisis data-data yang telah diperoleh dari

hasil simulasi berupa QoS yang meliputi delay, throughput, packet loss, dan jitter

serta fairness index.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran yang berkaitan

dengan tugas akhir ini sehingga dapat digunakan untuk pengembangan tugas

akhir selanjutnya.


Tugas Akhir - 2011


51

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari hasil simulasi pada tugas akhir ini dan pengambilan data serta analisis

congestion control pada algoritma TCP Vegas, Hybla, dan NewReno dapat diambil

kesimpulan:

1. Perubahan jumlah node mempengaruhi nilai QoS dan Fairness Index karena

masing-masing TCP dengan algoritmanya dengan mekanisme congestion

control mengatur window, flow, slow start, congestion avoidance, dan fast

recovery pada saat terjadi kongesti dalam jaringan. Nilai delay yang dicapai

oleh ketiga TCP masih dapat ditoleransi karena nilai standar ITU-T G.114

adalah di bawah 150 ms. Nilai ekstrim diperoleh pada saat background

traffic sebesar 80%. Indikasi ekstrim terlihat pada parameter packet loss.

Untuk TCP Vegas nilainya 69,7479%, TCP Hybla sebesar 71,4829%, dan

TCP New Reno adalah 71,6842%.

2. Perubahan besarnya muatan trafik berpengaruh terhadap nilai QoS yang

dianalisis karena paket yang dikirimkan diberi background traffic dari 1%

hingga 80%. Jika terjadi kongesti, TCP akan bekerja sesuai dengan

karakternya masing-masing untuk memulihkan kembali atau fast recovery

dilakukan dengan re-transmit paket.

3. Dari perbandingan ketiga TCP yang diteliti dalam Tugas Akhir ini, TCP

Vegas memiliki performansi yang paling baik dibandingkan kedua TCP

lainnya karena packet loss yang terjadi minimum, fairness index yang

didapat proporsional, dan umpan balik yang dapat diterima dari jaringan

berupa nilai delay dan single-bit. Sedangkan TCP Hybla tidak stabil untuk

digunakan pada jaringan wired karena hasilnya tidak semua memenuhi

standardisasi. Untuk TCP New Reno, feedback yang diperoleh dari jaringan

berupa packet loss dan hasil fairness index kriterianya minimum potensial

delay.

Tugas Akhir - 2011


BAB V PENUTUP


4. Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penuruna

performansi pada jaringan metro ethernet

penambahan muatan

memanfaatkan sumber daya jaringan.

5.2. Saran

Topik mengenai mekanisme

dijadikan sebuah topik Tugas Akhir dengan memperhatikan beberapa hal berikut:

1. Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,

baik dari interface, topologi, maupun jenis koneksinya.

2. Algoritma yang digunakan bisa

dibangun untuk mendapatkan performansi yang optimal.

3. Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan

memiliki standardisasi Internasional.

4. Skenario simulasi yang dirancang tidak sama den

untuk dianalisis lebih dalam.

5. Parameter jitter sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya

karena pengaruhnya tidak terlihat signifikan.

Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro

Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penuruna

performansi pada jaringan metro ethernet akibat penambahan

penambahan muatan trafik akibat mekanisme TCP yang tidak cepat dalam

memanfaatkan sumber daya jaringan.

Topik mengenai mekanisme congestion control masih dapat dikembangkan untuk


Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,

, topologi, maupun jenis koneksinya.

Algoritma yang digunakan bisa dikembangkan dari karakter jaringan yang

dibangun untuk mendapatkan performansi yang optimal.

Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan

memiliki standardisasi Internasional.

Skenario simulasi yang dirancang tidak sama dengan penelitian sebelumnya

untuk dianalisis lebih dalam.

sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya

karena pengaruhnya tidak terlihat signifikan.

52

Analisis Pengaruh Congestion Control terhadap Performansi Jaringan Metro

Secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa TCP mengalami penurunan

akibat penambahan node dan

trafik akibat mekanisme TCP yang tidak cepat dalam

dikembangkan untuk


Penelitian selanjutnya dapat menggunakan jaringan yang dibangun berbeda,

dikembangkan dari karakter jaringan yang

Parameter input dan output yang ditentukan untuk penelitian dapat diukur dan

gan penelitian sebelumnya

sebaiknya tidak dipakai untuk analisis penelitiannya selanjutnya


Tugas Akhir - 2011


DAFTAR PUSTAKA

[1] Andi Bayu Wirawan & Eka Indarto, “Mudah Membangun Simulasi dengan

Network Simulator-2”, Penerbit Andi, 2004.

[2] Darren L. Spohn, “Data Network Design”, McGraw-Hill, Inc., 1993.

[3] Fang Lu, “ATM Congestion Control”, http://www.cse.ohio-

state.edu/~jain/cis788-95/ftp/atm_cong/index.htm, (Wikipedia 2006a last

accessed 13 Februari 2006).

[4] G. Chiruvolu, B. Krogfoss, A. G., “Schemes for Metro-Ethernet”, Alcatel

2004.

[5] Halabi, Sam, “Metro Ethernet”, Cisco Press, 2003.

[6] IEEE 802.1 D/Q/p Working Group, “Media Access Control (MAC) Bridges”,

IEEE 802.1D, 1998.

[7] Issues and Trends, 1990, “Congestion Control in Computer Networks”, IEEE

Network Magazine, 24-30, (Wikipedia2006a last accessed 13 Februari 2006).

[8] Lefteris Mamatas, Tobias Harks, and Vassilis Tsaoussidis, “Approaches to

Congestion Control in Packet Network”, Journal of Internet Engineering,

http://utopia.duth.gr/~emamatas/jie2007.pdf, 2007.

[9] Lynn A. Neir & David W. Petr, “Time-to-delivery queuing: A Multi Purpose

Resource Allocation and Congestion Control Technique”, IEEE 1993.

[10] Raj Jain, “Myths about Congestion Management in High Speed Networks,

http://www.cse.wustl.edu/~jain/papers/cong_myt.htm, (Wikipedia2006a last

accessed 13 Februari 2006).

[11] Yaw-Chung Chen, Yi-Cheng Chan, Cheng-Yun Ho, “Fast retransmit and fast

recovery schemes of transport protocols: A survey and taxonomy”, National

Changhua University of Education, Changhua City, Taiwan, 2007.

[12] Welzl, Michael, “Network congestion control: managing internet traffic”,

John Wiley&Sons, Ltd, England, 2005.

[13] http://wicaksana.net/.../11/metro-ethernet-pendahuluan/, (accessed in 2009).

[14] www.metroethernetforum.org, (accessed in 2010).

[15] www.ittelkom.ac.id, (accessed in 2009).


Tugas Akhir - 2011


ANALISIS PENGARUH CONGESTION CONTROL TERHADAP … · penelitian ini digunakan algoritma TCP-Vegas,...

Documents

Transcript of ANALISIS PENGARUH CONGESTION CONTROL TERHADAP … · penelitian ini digunakan algoritma TCP-Vegas,...