Rekayasa Trafik - ocw.stikom.eduocw.stikom.edu/course/download/2014/07/Pertemuan-Traffic-1.2.pdf ·...

36
REKAYASA TRAFIK Bab 1. Pengantar Rekayasa Trafik Dr. Jusak STIKOM Surabaya

Transcript of Rekayasa Trafik - ocw.stikom.eduocw.stikom.edu/course/download/2014/07/Pertemuan-Traffic-1.2.pdf ·...

REKAYASA TRAFIK Bab 1. Pengantar Rekayasa Trafik

Dr. Jusak

STIKOM Surabaya

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 2

Tugas Pendahuluan

1. Apa yang dimaksud dengan rekayasa trafik?

2. Apa kegunaan/fungsi mempelajari rekayasa trafik?

3. Berikan contoh-contoh aplikasi tentang rekayasa trafik?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 3

Pengantar Barangkali kejadian seperti ini sering anda temui!!!!!

what the ...

*$^#@???

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 4

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 5

Solution

what the ...

*$^#@???

Rekayasa Trafik

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 6

• Trafik dibangkitkan oleh pengguna sistem

• Sistem melayani (mengolah) trafik yang masuk

• Trafik dapat berupa panggilan yang harus disambungkan pada jaringan telepon, paket yang harus dirutekan pada jaringan data, request untuk web server dsb.

Sistem Incoming traffic Outgoing traffic

Pengguna

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 7

Definisi

Teletraffic theory :

The application of probability theory to the solution of problems concerning planning, performance evaluation, operation, and maintenance of telecommunication systems. (Iversen, 2002)

Tujuan teori teletraffic adalah : to make the traffic measurable in well defined units, through mathematical models derive the relationship between grade-of-service (GoS) and system capacity in such a way that theory becomes a tool by which investments can be planned (Iversen, 2002)

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 8

Beberapa Terminologi

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 9

Klasifikasi Tugas Rekayasa Trafik

Menurut Rekomendasi ITU tentang rekayasa trafik terdapat

4 klasifikasi tugas, yaitu:

• Traffic demand characterisation,

• Grade of Service (GoS) objectives,

• Traffic control and dimensioning,

• Performance monitoring.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 10

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 11

Traffic Demand Charaterisation

Karakterisasi trafik dilakukan dengan menggunakan model

yang mendekati perilaku statistik dari trafik jaringan dengan

jumlah populasi yang besar. Karakterisasi trafik meliputi:

• Traffic Modelling: model dibangun untuk

menyederhanakan karakteristik trafik yang sangat

kompleks ke dalam seperangkat parameter, misalnya:

mean, standard-deviation, index of dispersion counts,

dsb).

• Traffic Measurement: pengukuran terhadap trafik

dilakukan untuk melakukan validasi terhadap model dan

untuk melakukan estimasi terhadap parameter-parameter

yang didefiniskan dalam model..

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 12

Traffic Demand Charaterisation (2)

• Traffic forecasting: dibutuhkan

untuk tujuan planning and

dimensioning. Dalam proses

perencanaan seringkali

dibutuhkan bukan hanya data

permintaan trafik saat ini saja

melainkan juga ramalan akan

permintaan trafik yang akan

datang.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 13

Grade of Service Objectives

• Grade of Service (GoS) adalah seperangkat parameter

dalam rekayasa trafik untuk memberikan pengukuran

tingkat kelayakan sistem telekomunikasi pada kondisi

tertentu. Misalnya, probabilitas blocking, probabilitas

delay dan sebagainya.

• GoS sangat berkaitan erat dengan unjuk kerja jaringan

(Network Performance) yang didefinisikan sebagai

kemampuan jaringan untuk memberikan fungsi

komunikasi antar pengguna.

• Quality of Service (QoS) dalam jaringan komunikasi

berperan besar dalam menjamin GoS secara end-to-end.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 14

Traffic Controls and Dimensioning

• Setelah karakteristik permintaan trafik diketahui dan GoS

objectives ditentukan, maka selanjutnya rekayasa trafik

bertugas untuk memberikan desain dan operasi jaringan

dengan biaya memadai sambil menjaga agar permintaan

trafik dapat dipenuhi dan GoS tercapai.

• Network dimensioning bertugas untuk menjaga agar

jaringan memiliki kemampuan yang cukup agar

permintaan trafik dapat terenuhi. Di dalamnya termasuk

fungsi menentukan dimensi dari jaringan fisik atau logika,

desain topologi, perencanaan trafik pada saat jam sibuk,

dsb.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 15

Traffic Controls and Dimensioning

• Traffic control adalah kontrol terhadap jaringan agar GoS

tercapai. Traffic control meliputi:

• Traffic routing,

• Network traffic management controls,

• Service protection methods,

• Packet-level traffic controls,

• Signalling and intelligent network (IN) controls.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 16

Performance Monitoring

• Pada saat jaringan telah beroperasi

dengan baik, diperlukan

pengawasan terus-menerus

terhadap GoS yang dibutuhkan.

• Sekalipun dimensi jaringan telah

direncanakan dan diatur dengan

baik, kondisi-kondisi seperti overload

traffic, failure situations dsb yang

tidak dihitung dalam proses network

dimensioning perlu diwaspadai.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 17

Beberapa Pertanyaan Menarik

• Bila diketahui kondisi sistem tertentu dan trafik yang masuk Bagaimana Quality of Service (QoS) yang dialami pengguna?

• Bila diketahui trafik yang masuk dengan QoS yang dipersyaratkan Bagaimana suatu sistem di-dimensioning (ditentukan dimensinya)?

• Bila diketahui kondisi sistem dan QoS tertentu Berapa beban trafik maksimum yang dapat dilayani sistem dengan

baik?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 18

Hubungan Antar Ketiga Faktor Rekayasa Trafik menentukan hubungan antara ketiga

faktor:

1. Quality of Service (QoS)

2. Traffic load (beban trafik),

3. Sistem capacity (kapasitas sistem).

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 19

Hubungan Antar Ketiga Faktor (2)

• Sistem dapat berupa

• Perangkat tunggal (link dalam jaringan IP, packet processor, dll)

• Seluruh atau sebagaian jaringan.

• Trafik terdiri atas:

• Bits, packets, burst, flow, calls, connections.

• Tergantung pada sistem dan skala waktu yang digunakan.

• Quality of Service:

• Seperangkat parameter untuk mendefinisikan kinerja layanan yang

menentukan tingkat kepuasan user.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 20

Hubungan Antar Ketiga Faktor (3)

• Hubungan kualitatif:

• Untuk menyatakan hubungan antara ketiga faktor secara kuantitatif,diperlukan model matematis

20

Dengan QoS tertentu Dengan

Kapasitas sistem tertentu

Dengan Beban trafik tertentu

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 21

Model dalam Rekayasa Trafik

• Model rekayasa trafik adalah model stokastik (probabilistik) • Sistem biasanya bersifat deterministik, sedangkan trafik bersofat

stokastik.

• “You never know, who calls you and when”.

• Variabel dalam model ini adalah viariabel acak, misalnya: • Jumlah panggilan,

• Waktu kedatangan panggilan.

• Variabel acak biasanya didefinisikan oleh fungsi distribusi, misalnya: • Probabilitas terdapat n panggilan.

• Proses stokastik mendeskripsikan pergerakan waktu dari variabel acak.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 22

Teletraffic Models

Dalam rekayasa trafik terdapat tiga tipe model:

• Loss systems,

• Queueing systems,

• Sharing systems.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 23

Simple Teletraffic Model

• Customers arrive at rate 𝜆 (customers per time unit).

• 1/𝜆=average inter-arrival time (waktu antar kedatangan).

• Customers are served by 𝑛 parallel servers.

• In the busy time, a server serves at rate 𝜇 (customers per time unit)

• There are at least 𝑛 service places and at most 𝑚 waiting places.

• It is assumed that block customers (arriving in full system) are lost.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 24

Pure Loss System

• Finite number of servers (𝑛 < ∞), 𝑛 service places, no

waiting places (𝑚 = 0).

• If the system is full (with all 𝑛 servers occupied) when a customer

arrives,

• it is not served at all but lost

• Some customers may be lost

• From the customer’s point of view, it is interesting to know

e.g.

• What is the probability that the system is full when it arrives?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 25

Infinite System • Infinite number of servers (𝑛 = ∞), no waiting places

(𝑚 = 0)

• No customers are lost or even have to wait before getting served

• Sometimes,

• this hypothetical model can be used to get some approximate

results for a real system (with finite system capacity)

• Always,

• it gives bounds for the performance of a real system (with finite

system capacity)

• it is much easier to analyze than the corresponding finite capacity

models

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 26

Pure Queueing System

• Finite number of servers (𝑛 < ∞), 𝑛 service places, infinite

number of waiting places (𝑚 = ∞)

• If all 𝑛 servers are occupied when a customer arrives, it occupies

one of the waiting places.

• No customers are lost but some of them have to wait before getting

served

• From the customer’s point of view, it is interesting to know

e.g.

• what is the probability that it has to wait “too long”?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 27

Lossy Queueing System

• Finite number of servers (𝑛 < ∞), 𝑛 service places, finite

number of waiting places (0 < 𝑚 < ∞)

• If all 𝑛 servers are occupied but there are free waiting places when

a customer arrives, it occupies one of the waiting places.

• If all 𝑛 servers and all 𝑚 waiting places are occupied when a

customer arrives, it is not served at all but lost.

• Some customers are lost and some customers have to wait before

getting served.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 28

Pure Sharing System

• Finite number of servers (𝑛 < ∞), infinite number of

service places (𝑛 +𝑚 = ∞), no waiting places.

• If there are at most 𝑛 customers in the system (𝑥 ≤ 𝑛), each

customer has its own server. Otherwise (𝑥 > 𝑛), the total service

rate (𝑛𝜇) is shared fairly among all customers.

• Thus, the rate at which a customer is served equals 𝑚𝑖𝑛 𝜇, 𝑛𝜇/𝑥 .

• No customers are lost, and no one needs to wait before the

service.

• But the delay is the greater, the more there are customers in the

system. Thus, delay is an interesting measure from the customer’s

point of view.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 29

Lossy Sharing System

• Finite number of servers (𝑛 < ∞), finite number of service

places (𝑛 +𝑚 < ∞), no waiting places

• If there are at most 𝑛 customers in the system (𝑥 ≤ 𝑛), each

customer has its own server. Otherwise (𝑥 > 𝑛), the total service

rate (𝑛𝜇) is shared fairly among all customers.

• Thus, the rate at which a customer is served equals 𝑚𝑖𝑛 𝜇, 𝑛𝜇/𝑥 .

• Some customers are lost, but no one needs to wait before the

service.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 30

Little’s Law

• Consider a system where

• new customers arrive at rate 𝜆.

• Assume stability:

• Every now and then, the system is empty

• Consequence:

• Customers depart from the system at rate 𝜆.

• Let

• 𝑁 = average number of customers in the system

• 𝑇= average time a customer spends in the system = average delay

• The Little’s formula

𝑁 = 𝜆. 𝑇

𝜆 𝜆

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 31

Little’s Law (2)

• Rumusan Little’s Law adalah sebagai berikut:

the average number of customers in a queueing system is

equal to the average arrival rate of customers to that

system, times the average time spent in that system.

• Little’s law juga dapat diperluas untuk menghitung jumlah

pelanggan dalam antrian sebagai berikut:

𝑁 𝑞 = 𝜆.𝑊

𝑁 𝑞 is the average number of customers in the queue,

𝑊 refers to the average time spent waiting in the queue.

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 32

Little’s Law (3)

• Little’s Law juga dapat digunakan untuk menghitung jumlah pelanggan yang sedang menerima layanan dengan rumusan:

𝑁 𝑠 = 𝜆. 𝑠

𝑁 𝑠 refers to the average number of customers in the service facility (or facilities),

𝑠 refers to the average time spent in the service box.

Note:

Perlu diketahui bahwa:

𝑁 = 𝑁𝑞 +𝑁𝑠

𝑇 = 𝑊 + 𝑠

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 33

Latihan

1. Di dalam sebuah pure loss system telekomunikasi,

panggilan datang dengan laju 20 panggilan per menit.

Apabila waktu rata-rata sebuah panggilan

menggunakan sistem adalah 30 detik. Berapa jumlah

rata-rata panggilan yang dapat dilayani oleh sistem?

2. Di dalam ruang antrian sebuah rumah sakit, setelah di

lakukan survey didapatkan fakta bahwa rata-rata selisih

waktu kedatangan antar passien adalah 2,5 menit.

Apabila seorang pasien rata-rata mendapatkan layanan

konsultasi selama 12 menit. Berapa rata-rata jumlah

pasien di dalam rumah sakit tersebut dalam 10 menit?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 34

Latihan

3. Anggaplah sebuah link sistem telekomunikasi sebagai

sebuah pure loss system. Rata-rata sebuah panggilan

menggunakan link adalah 50 detik, sedangkan laju

kedatangan jumlah panggilan ke dalam link adalah 1,2

panggilan per detik. Apabila link hanya mampu

menampung sebanyak 45 panggilan setiap waktu

berapa jumlah panggilan yang tidak dapat

menggunakan link tersebut (loss)?

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 35

Latihan Perhatikan histori

pemrosesan paket data

oleh router ditunjukkan

dalam tabel. Tentukan:

1. Laju kedatangan

paket data.

2. Jumlah paket data di

dalam sistem

menurut Little’s Law.

Detik ke-t

(ms)

Jumlah

paket

datang

Waktu

proses oleh

router (ms)

1 80 5

3 85 7

7 100 10

8 75 4

12 82 5

15 110 12

16 90 8

18 95 8

23 92 7

25 85 6

Rekayasa Trafik, Jusak STIKOM Surabaya 36

Short History

• Ilmu rekayasa trafik dan teori

antrian digagas pertama kali oleh

seorang ahli matematika dari

Denmark bernama A.K. Erlang.

• Selanjutnya namanya digunakan

sebagai satuan ukuran statistik

dari trafik yang ditawarkan atau

trafik yang dapat dibawa pada

sebuah layanan telepon.