Upload
nguyenminh
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ANALISIS PERBANDINGAN UNJUK KERJA CONGESTION CONTROL
TCP TAHOE DAN TCP NEWRENO PADA ANTRIAN RANDOM EARLY
DETECTION DAN DROPTAIL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
DISUSUN OLEH :
ANTONIUS CAHYO GUMILANG
115314090
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
A COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PERFORMANCE OF
CONGESTION CONTROL TCP TAHOE AND TCP NEWRENO ON THE
QUEUE RANDOM EARLY DETECTION AND DROPTAIL
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
to Obtain Sarjana Komputer Degree
in Informatics Engineering Study Program
By :
ANTONIUS CAHYO GUMILANG
115314090
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM
INFORMATICS ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
MOTTO
“Karena itu Aku berkata kepadamu: apa saja yang kamu minta dan doakan,
percayalah bahwa kamu telah menerimanya, maka hal itu akan diberikan
kepadamu.”
(Markus 11:24)
“Keberhasilan adalah kemampuan untuk melewati dan mengatasi dari satu
kegagalan ke kegagalan berikutnya tanpa harus kehilangan semangat”
(Winston Chucill)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil perbandingan unjuk
kerja congestion control terbaik dari TCP Tahoe dan TCP NewReno pada antrian
Random Early Detection dan Droptail. Latar belakang penelitian ini adalah
semakin banyaknya pengguna internet sehingga berpengaruh pada kualitas
jaringan karena terjadi congestion atau kelebihan kapasitas pada jaringan.
Jenis penelitian adalah studi literatur, dengan menelusuri sumber – sumber
tulisan dan buku – buku yang pernah dibuat sebelumnya.
Hasil penelitian menunjukkan TCP Newreno memiliki packet drop yang
lebih besar daripada TCP Tahoe karena rata – rata antriannya lebih tinggi atau
banyak, TCP Newreno memilliki rata-rata end to end delay yang hampir sama
dengan TCP Tahoe karena paket yang dikirim lebih banyak, TCP Newreno
meliliki rata-rata congestion window yang lebih besar dan rata-rata throughput
juga lebih besar karena paket yang diterima lebih banyak. Dapat disimpulkan
bahwa TCP Newreno mempunyai penanganan congestion control lebih baik
daripada TCP Tahoe.
Kata Kunci : TCP Tahoe, TCP NewReno Random Early Detection, Droptail,
packet drop, end to end delay, congestion window, throughput, congestion
control.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
The purpose of this research is to discover comparison result and best work
method of TCP Tahoe and TCP NewReno in the Random Early Detection and
Droptail queue. The background research due to the increase of internet users
affecting the network quality to network congestion or overcapacity.
Literature study used within this research by searching through written
sources and selected books of topics.
The result indicate TCP NewReno possess bigger packed drop than TCP
Tahoe due to higher average queue, TCP NewReno averaged end to end delay
indifferent with TCP Tahoe in consideration of the more package sent. TCP
NewReno has bigger average congestion window and average throughput bigger
due to accepting bigger package. We could conclude TCP NewReno has better
congestion control handling than TCP Tahoe.
Keywords : TCP Tahoe, TCP NewReno, Random Early Detection, Droptail,
packet drop, end to end delay, congestion window, throughput, congestion
control.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatakan kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda
Maria atas kasih sayangnya dan penyertaan –Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Analisis Perbandingan Unjuk Kerja
Congestion Control TCP Tahoe Dan TCP Newreno Pada Antrian Random Early
Detection Dan Droptail“ sebagai salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar
Sarjana Komputer pada program studi Teknik Informatika Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih yang
sebesar – besarnya kepada pihak – pihak yang turut memberikan batuan,
semangat, dorongan, bimbingan dan motivasi hingga akhirnya Penulisan Skripsi
ini dapat selesai dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin
menyampaikan rasa terimakasih kepada :
1. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T, M.Kom., selaku dosen
pembimbing yang selalu siap dan sabar untuk membantu proses
pengerjaan skripsi ini.
2. Bapak Bambang Soelistijanto, S.T., M.Sc., Ph.D. dan Bapak
Puspaningtyas Sanjoyo Adi, S.T., M.T., selaku panitia penguji yang
memberikan saran dan masukan yang berguna dalam skripsi ini.
3. Dr. Anastasia Rita Widiarti, M.Kom. selaku Dosen Pembimbing
Akademik dan Ketua Program Studi Teknik Informatika, atas bimbingan,
kritik, saran dan kesabarannya kepada penulis.
4. Seluruh Dosen dan segenap karyawan Fakultas Sains dan Teknologi USD
yang telah membantu penulis dalam berdinamika di dalam kegiatan
perkuliahan dan penulisan skripsi ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
SKRIPSI ............................................................................................................... i
ATHESIS ............................................................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................. Error! Bookmark not defined.
HALAMAN PENGESAHAN .............................. Error! Bookmark not defined.
MOTTO............................................................................................................... v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS ............................ Error! Bookmark not defined.
ABSTRAK ....................................................................................................... viii
ABSTRACT ....................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ..................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xvi
BAB I .................................................................................................................. 1
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 4
1.6 Metodologi Penelitian ............................................................................ 4
1. Studi Literatur ........................................................................................ 4
2. Perancangan dan pembangunan simulasi ................................................ 4
3. Uji pengukuran data simulasi ................................................................. 5
4. Analisis Data Simulasi ........................................................................... 5
5. Kesimpulan............................................................................................ 5
1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................ 5
BAB II ................................................................................................................. 7
LANDASAN TEORI ........................................................................................... 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
2.1 Transmission Control Protokol............................................................... 7
2.2 TCP Tahoe........................................................................................... 11
2.3 TCP NewReno ..................................................................................... 11
2.4 Teori Antrian ....................................................................................... 12
2.5 Teknik Antrian..................................................................................... 13
2.6 Drop Tail ............................................................................................. 16
2.7 Random Early Detection ...................................................................... 17
2.8 Simulator Jaringan ............................................................................... 18
BAB III.............................................................................................................. 19
RANCANGAN SIMULASI JARINGAN .......................................................... 19
3.1 Diagram Alur Perancangan .................................................................. 19
3.2 Topologi Simulasi Jaringan .................................................................. 20
3.3 Parameter Simulasi Jaringan ................................................................ 21
3.4 Parameter Kinerja ................................................................................ 21
3.4.1 Packet Drop .................................................................................. 21
3.4.2 Rata-rata End to End Delay ........................................................... 22
3.4.3 Rata-rata Congestion Window ...................................................... 22
3.4.4 Rata-rata Throughput .................................................................... 22
3.5 Sekenario Pengujian ............................................................................ 22
BAB IV ............................................................................................................. 24
PENGUJIAN DAN ANALISIS ......................................................................... 24
4.1 Hasil Simulasi ...................................................................................... 24
4.1.1 Data Hasil Simulasi Droptail......................................................... 27
4.1.2 Data Hasil Simulasi Random Early Detection ............................... 27
4.2 Analisis Performance Metric ................................................................ 28
4.2.1 Packet Drop .................................................................................. 28
4.2.2 Rata-rata End to End Delay ........................................................... 35
4.2.3 Rata-rata Congestion Window ...................................................... 36
4.2.4 Rata-rata Throughput .................................................................... 38
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
BAB V ............................................................................................................... 40
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 40
5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 40
5.2 Saran ................................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 42
LAMPIRAN ...................................................................................................... 43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Parameter Simulasi
Tabel 4.1 Data Hasil Simulasi Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Tabel 4.2 Data Hasil Simulasi Tahoe dan Newreno Antrian RED
Tabel 4.3 Packet Sent Tahoe dan Newreno Antrian Droptail dan RED
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan protokol TCP
Gambar 2.2 Sistem Antrian Data
Gambar 2.3 Teknik antrian FIFO
Gambar 2.4 Teknik managemen antrian Droptail
Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan
Gambar 3.2 Topologi Simulasi Sederhana
Gambar 3.3 Topologi Sekenario Pengujian
Gambar 4.1 CWND Buffer 5 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.2 CWND Buffer 15 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.3 CWND Buffer 25 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.4 CWND Buffer 5 Tahoe dan Newreno Antrian RED
Gambar 4.5 CWND Buffer 15 Tahoe dan Newreno Antrian RED
Gambar 4.6 CWND Buffer 25 Tahoe dan Newreno Antrian RED
Gambar 4.7 Packet Drop Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.8 Packet Drop Tahoe dan Newreno Antrian RED
Gambar 4.9 Tahoe Buffer 5 pada Antrian Droptail
Gambar 4.10 Tahoe Buffer 15 pada Antrian Droptail
Gambar 4.11 Tahoe Buffer 25 pada Antrian Droptail
Gambar 4.12 Newreno Buffer 5 pada Antrian Droptail
Gambar 4.13 Newreno Buffer 15 pada Antrian Droptail
Gambar 4.14 Newreno Buffer 25 pada Antrian Droptail
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 4.15 Tahoe Buffer 5 pada Antrian RED
Gambar 4.16 Tahoe Buffer 15 pada Antrian RED
Gambar 4.17 Tahoe Buffer 25 pada Antrian RED
Gambar 4.18 Newreno Buffer 5 pada Antrian RED
Gambar 4.19 Newreno Buffer 15 pada Antrian RED
Gambar 4.20 Newreno Buffer 25 pada Antrian RED
Gambar 4.21 avg End to End Delay Tahoe dan Newreno Droptail
Gambar 4.22 avg End to End Delay Tahoe dan Newreno RED
Gambar 4.23 avg Byte perCWND Tahoe dan Newreno Droptail
Gambar 4.24 avg Byte perCWND Tahoe dan Newreno RED
Gambar 4.25 avg Throughput Tahoe dan Newreno Droptail
Gambar 4.26 avg Throughput Tahoe dan Newreno RED
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi yang sangat pesat maka
perkembangan jumlah pengguna internet juga semakin bertambah banyak.
Berdasarkan data dari Asosiasi Penyelenggara Jasa internet Indonesia (APJII) ,
pengguna internet di indonesia dari tahun 2005 sampai 2014 mengalami
peningkatan yang cukup banyak. Pada tahun 2005 pengguna internet di indonesia
adalah 16 juta dan pada tahun 2014 pengguna internet di indonesia mencapai
angka 88,1juta. Penggunaan smartphone sangat mempengaruhi pertambahan
pengguna internet saat ini. Dengan adanya smartphone tersebut kita dapat
berbubungan dengan kerabat atau teman yang jaraknya sangat jauh, dengan
aplikasi - aplikasi yang ada sekarang kita dapat bertukar gambar, video maupun
telepon vidio. Dengan adanya akses internet cepat saat ini maka pengguna lebih
nyaman dalam menggunanakan internet untuk browsing, chating, dan social
media menjadi lebih cepat.
Ada berbagai aspek dalam mendukung adanya internet cepat saat ini salah
satunya adalah TCP (Transmission Control Protocol) . Untuk mencapai tujuan
internet cepat maka dibutukan peningkatan kinerja protokol TCP tersebut. TCP
sangat berperan penting dalam jaringan komunikasi internet tersebut, dengan TCP
maka kita dapat bertukar infomasi secara tepat, cepat dan baik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Dalam suatu jaringan internet tentunya juga mempunyai banyak masalah
yang dihadapi seiring dengan banyaknya pengguna internet. Salah satu masalah
yang dihadapi yaitu tentang congestion atau kelebihan kapasitas. Dampak yang
terjadi akibat adanya kongesti menyebabkan menurunya perfomansi pada
jaringan. Semakin banyak pengguna yang mengakses jaringan internet sangat
memungkinkan adanya delay transfer yang semkain besar dan memungkinkan
hilangnya paket juga semakin besar. Untuk mengatasi hal tersebut diperlukan
suatu cara agar dapat mempertahankan paket dan mengurangi delay transfer
ketika terjadi kongesti yaitu dengan congestion control.
Ada beberapa paper yang melakukan penelitian terkait antara antrian
Random Early Detection dan Droptail pada TCP. Emanuel Prihmardoyo “Analisis
Unjiuk Kerja TCP Tahoe Congestion Control Pada Antrian RED dan Droptail“
menyimpulkann bahwa pada antrian Random Early Detection dan Droptail TCP
Tahoe mengalami congestion window yang tidak rata karena beberapa faktor
seperti RTT dan delay yang mengakibatkan terjadinya pembuangan paket. Selain
itu ada paper dari Shubhangi Rastogi dan Samir Srivastava “Comparison Analysis
of Differen Queuing Mechanisms Droptai, RED an NLRED in Dumb-bell
Topology” menyimpulkan bahwa Random Early Detection lebih baik daripada
Droptail, dan NLRED lebih baik baik daripada keduanya karena melakukan
pemanfaatan link yang tinggi dan antirannya tidak banyak.
Karena beberapa hal tersebut maka dalam tugas akhir ini penulis akan
melakukan analisis congestion control terhadap TCP Tahoe dan TCP NewReno
pada antrian Random Early Detection dan Droptail.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, maka
permasalahannya adalah :
Bagaimana perbandingan kinerja algoritma congestion control TCP
Tahoe dan TCP NewReno pada antrian Random Early Detection dan
Droptail.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
Memberikan hasil perbandingan unjuk kerja congestion control terbaik
dari TCP Tahoe dan TCP NewReno pada antrian Random Early
Detection dan Droptail.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi oleh batasan masalah dalam pengujiannya,
antara lain sebagai berikut :
Parameter yang diukur adalah packet drop, rata-rata end to end delay,
rata-rata congestion window, rata-rata throughput.
Manajemen antrian yang digunakan diaplikasikan pada router.
Pengujian dengan menggunakan satu host pengirim dan satu host
penerima diantara dua router.
Menggunakan UDP untuk trafik pengganggu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
Pengujian dilakukan menggunakan simulator Network Simulator 2
(NS2).
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
Memberikan solusi dalam menentukan TCP dan algoritma antrian yang
tepat dari kedua TCP dan algoritma antrian dalam mengatasi masalah
kongesti jaringan internet saat ini.
1.6 Metodologi Penelitian
Adapun metodologi dan langkah – langkah yang digunakan dalam
pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagi berikut :
1. Studi Literatur
Mengumpulkan berbagai macam refrensi yang mendukung tugas
akhir, seperti
a. Teori TCP
b. Teori TCP Tahoe
c. Teori TCP Newreno
d. Teori Network Simulator 2
2. Perancangan dan pembangunan simulasi
Dalam tahap ini penulis merancang skenario jaringan yaitu :
a. Kapasitas datarate, delay dan link (tetap).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
b. Penambahan kapasitas buffer pada Droptail dan Random Early
Detetion.
c. Pembangunan simulasi dengan NS2.
3. Uji pengukuran data simulasi
Dalam tahap ini penulis menguji data dengan :
a. Menggunakan AWK untuk menghitung hasil.
b. Menggunakan Xgraph untuk menampilkan graph hasil
4. Analisis Data Simulasi
Dalam tahap ini penulis menganalisa hasil sesuai dengan
parameter dan skenario yang sudah ditentukan, untuk menarik
kesimpulan dari unjuk kerja TCP Tahoe dan TCP Newreno. Dan
memberikan hasil sesuai dengan tujuan penelitian.
5. Kesimpulan
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan Tugas
Akhir ini adalah sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Pada bab ini menjelaskan mengenai teori yang berkaitan dengan judul
/ masalah dalam penelitian tugas akhir.
BAB III PERANCANGAN SIMULASI JARINGAN
Pada bab ini berisi tentang perancangan simulasi jaringan, yaitu
langkah – langkah yang akan dilakukan untuk mengimplementasi dan
menganalisis jaringan yang akan dibuat.
BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA SISTEM
Pada bab ini berisi tentang penerapan sistem.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi beberapa kesimpulan yang didapat dari hasil
analisa dan saran – saran untuk pengembangan lebih lanjut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Transmission Control Protokol
Transmission Control Protokol (TCP) adalah salah satu dari beberapa
jenis protokol yang berfungsi untuk pertukaran data antar komputer atau
beberapa komputer dalam suatu jaringan. TCP berada pada lapisan transpor
diantara lapisan aplikasi dan lapisan jaringan, berfungsi sebagai perantara
antara program aplikasi dan pengoperasian jaringan.
Gambar 2.1 Hubungan protokol TCP
TCP sangat bisa diandalkan sehingga aplikasi aplikasi yang
membutuhkan keandalan data menggunakan TCP.
2.1.1 Layana TCP
Layanan yang diberikan TCP pada lapisan transpor :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
a) Process to Process Communication
Process to Process Communication adalah suatu bentuk
layanan yang menggunakan nomor port dalam proses koneksi dan
komunikasi antar komputer didalam suatu jaringan komputer.
b) Stream Delivery Service
Stream Delivery Service adalah layanan TCP yang
mengantarkan paket data sebagai bentuk aliran byte didalam proses
pertukaran paket data antara pengirim dan penerima pada suatu
jaringan komputer.
c) Full Duplex Communication
Full Duplex Communication adalah layanan TCP yang
memungkinkan pengiriman aliran paket data secara dua arah pada
waktu yang sama. Layanan ini yang memungkinkan beberapa
pengiriman paket data sekaligus dari dan ke komputer melalui
suatu jaringan komputer.
d) Multiplexing dan Demultiplexing
Multiplexing dan Demultiplexing adalah layanan yang dapat
mengirimkan beberapa proses secara bersama–sama dalam satu
waktu dari sebuah host pengirim dengan cara encapsulasi. Dan
proses pembukaan encpsulasi dari beberapa proses dari pengirim
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
pada host penerima. Masing-masing proses tersebut dibedakan
berdasarkan dari nomor port.
e) Connection Oriented
Connection Oriented adalaha layanan TCP dalam pembuatan
koneksi virtual jaringan seperti client dan server sebelum
pertukaran paket data dan setelah pertukaran data koneksi tersebut
diakhiri.
f) Reliable
Reliable adalah layanan TCP yang menjamin paket terkirim
kepana penerima, dengan mengecek paket data yang telak dikirim
ke tujuan. Jika paket-paket data tersebut ada yang hilang, rusak
maupun mengalami kesalahan, paket tersebut akan dikirimkan
ulang ke tujuan dengan cara penerima mengirim ACK paket yang
mengalami kesalahan.
2.1.2 Fitur TCP
a. Numbering System
Dalam numbering system TCP memliki 2 dasar penomoran
yaitu sequence number dan acknowlege number yang merujuk pada
byte number. Byte number adalah nomor yang diberikan oleh TCP,
TCP menomori semua data byte yang dikirimkan dalam sebuah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
koneksi. Ketika sebuah proses memberikan data kepada TCP, maka
TCP akan menyimpan data pada sending buffer dan menomori data
tersebut. Sequence number akan diberikan setelah penomoran byte
selesai. TCP memberikan sequence number pada segmen yang
akan dikirim.
b. Flow Control
Flow control adalah proses pada TCP untuk mengkontrol
banyak data yang dikirim dan diterima untuk menghindari
hilangnya data atau pengiriman ulang data yang disebabkan karena
data yang dikirim lebih cepat daripada penerimaannya.
c. Error Control
Error control adalah proses pada TCP untuk mengkontrol
trasfer data agar terbebas dari kesalahan.
d. Congestion Control
Congestion control adalah proses pada TCP untuk
mengkontrol jumlah data yang dikirim maupun diterima
dengan memperhitungkan kemacetan dalam sebuah jaringan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
2.2 TCP Tahoe
TCP Tahoe adalah algoritma yang paling sederhana dari TCP varian
lainnya, TCP Tahoe mengacu pada algoritma congestion control TCP yang
disarankan oleh Van Jacobson. TCP Tahoe didasarkan pada tiga algoritma
congestion control, yaitu Slow Start (SS), Congestion Avoidance (CA), dan
fast retransmit. TCP Tahoe tidak menggunakan algoritma fast recovery.
Pada fase congestion avoidance, TCP Tahoe memperlakukan duplikat tiga
ACK sama dengan time-out. Ketika duplikat tiga ACK diterima, TCP Tahoe
akan menggunakan fast retransmit, menurunkan nilai CongWin menjadi 1,
dan mulai masuk ke fase Slow Start.
2.3 TCP NewReno
TCP Newreno memiliki perilaku yang sama seperti TCP Reno, tapi
ada sedikit perubahan kecil dengan algoritma TCP Reno di sisi pengirim.
Perubahan sangat berkaitan dengan perilaku pengirim selama pemulihan
sistem yang cepat ketika acknowledgement parsial diterima sehingga terjadi
beberapa acknowledge, tapi tidak semua paket yang beredar di awal dapat
mengikuti prosedur pemulihan sistem yang cepat. Dalam TCP Reno,
acknowledgement parsial mengakibatkan TCP tidak dapat melakukan
pemulihan sistem dengan cepat karena akan mengurangi ukuran window
yang digunakan dan kembali ke ukuran congestion window (w ≤ b - 0,5b).
Dalam TCP Newreno, acknowledgement parsial tidak membuat TCP
keluar pemulihan cepat, sebenarnya dengan menunggu sampai semua paket
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
dalam ukuran window saat ini di ACK dan kemudian paket akan kembali ke
congestion window. TCP Newreno dapat menunggu timeout pada saat
beberapa losses per window atau dapat merecover tanpa ada timeout saat re-
transmission dengan cara mengirimkan satu paket loss per round trip time
(RTT) sampai semua paket yang hilang dari window telah dikirim kembali.
2.4 Teori Antrian
Teori antrian adalah suatu teori yang diguanakan untuk menghitung
dan mengamati kinerja sebuah sistem antrian. Cara yang sering dilakukan
adalah dengan memodelkan sistem sebagai sebuah antrian yang dapat
masuk dan ditampung di dalam sebuah server.
Susunan antrian terjadi jika permintaan layanan melebihi kapasitas
yang dapat diberikan oleh sistem atau server. Secara umum model sistem
antrian dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.2 Sistem Antrian Data
Saat paket datang maka paket tersebut akan diolah datanya oleh
server. Jika server sibuk maka paket yang datang akan mengantri untuk
mendapat pelayanan selanjutnya. Paket – paket tersebut akan dipilih dan
Kedatangan
Antrian
Server Kepergian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
dilayani menurut disiplin antrian. Jika paket yang datang melebihi kapasitas
antrian maka paket tersebut akan di drop, dan paket tersebut tidak akan
diproses atau dilayani.
2.5 Teknik Antrian
Queuing adalah salah satu fungsi dari QoS yang berguna untuk
menyimpan paket – paket sementara sebelum ditransmisikan. Jika ternjadi
penumpukan paket – paket yang datang maka paket yang datang pada
antrian paling akhir dari sebuah queue akan menalami keterlambatan
(delay).
Berikut ini adalah beberapa teknik yang ada dalam queuing :
a. First In First Out
Teknik antrian FIFO adalah paket data yang pertama datang maka
akan diproses lebih dulu dan keluar lebih dulu sesuai dengan urutan
kedatangannya. Jika paket yang datang melebihi nilai set maka paket data
tersebut akan dimasukkan dalam antrian, dan jika paket yang datang
sudah melebihi antrian maka paket tersebut akan dibuang.
b. Priority Queuing
Teknik antrian Prioritas yaitu setiap paket data yang datang akan di
kasifikasikan menurut prioritas, paket yang memiliki prioritas tertinggi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
akan diproses pertama dan paket yang berada dalam prioritas rendah
akan diproses terakhir . Setiap kelas prioritas memiliki antrian tersendiri.
c. Weighted Fair Queuing
Teknik antrian WFQ adalah teknik antrian yang melakukan
pengelompokan paket data sesuai dengan berat atau bobot, paket data
yang datang akan diklsifikasikan terlebih dahulu untuk menentukan kelas
prioritasnya. Paket data yang memiliki berat lebih besar maka
prioritasnya lebih tinggi, paket data yang memiliki berat lebih rendah
maka akan menempati prioritas lebih rendah.
d. Token Bucket Filter
Teknik antrian TBF adalah teknik yang digunakan untuk
mengontrol antrian paket data yang masuk sesuai dengan token yang
disediakan didalam keranjang. Token akan selalu bertambah didalam
keranjang, jika token didlam keranjang penuh maka token tersebut akan
ditolak. Ketika token ada maka aliran paket data diperbolehkan untuk
dilanjutkan, jika kecepakan kedatangan paket lebih cepat dari token,
maka token didalam keranjang akan cepat habis dan paket data yang
tidak mendapat token akan dibuang.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
e. Class Based Queue
Teknik antrian CBQ adalah teknik penjadwalan yang bertujuan
untuk menyediakan Link Sharing antar kelas atau agensi yang
menggunakan jalur fisik yang sama, dan sebagai acuan untuk
membedakan trafik yang memiliki prioritas yang berlainan. Setiap kelas
atau agensi dapat mengalokasikan banwidth yang dimiliki untuk berbagai
jenis trafik yang berdeda – beda sesuai dengan pembagian masing –
masing trafik.
f. Hierarchy Token Bucket
Teknik antrian HTB adalah teknik yang dapat memberikan fasilitas
pembatasan trafik pada setiap level maupun klasifikasi, sehingga
bandwith yang tidak terpakai dapat digunakan pada klaifikasi yang lebih
rendah. Teknik antrian ini seperti teknik antrian CBQ namun
perbedaannya ada pada opsi, konfigurasi opsi HTB lebih sedikit dan
lebih akurat daripada CBQ.
g. Random Early Detection
Teknik antrian Random Early Detection adalah teknik penjadwalan
antrian yang mampu mendeteksi kemungkinan antrian yang dapat
menyebabkan kemacetan sehingga mengakibatkan terjadinya paket yang
tertunda, hilang maupun rusak.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
2.6 Drop Tail
Droptail adalah managemen antrian yang ada pada teknik
penjadwalan FIFO dimana paket data yang pertama datang akan diproses
terlebih dahulu dan akan keluar terlebih dahulu sesuai dengan urutan
kedatangannya.
Gambar 2.3 Teknik antrian FIFO
Dalam managemen antrian droptail paket data akan diproses sesuai
urutan kedatangannya. Jika waktu kedatangan paket data lebih cepat
daripada pemrosesan paket data, maka akan terjadi penumpukan pada ruang
antrian yang mengakibatkan paket data yang datang akan dibuang pada saat
ruang tunggu antrian penuh.
Gambar 2.4 Teknik managemen antrian Droptail
6 5 4 3 2 1
4 3 2 1
4 3 2 1
5 4 3 2
6 4 3 2 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Dalam manajemen antrian droptail ini tidak ada perlakuan khusus
atau prioritas khusus terhadap paket - paket data yang masuk maupun
keluar.
2.7 Random Early Detection
Random Early Detection (RED) adakah menejemen antrian dengan
menghitung ukuran rata – rata panjang antrian menggunakan low pass
filter secara eksponensial. Ukuran rata – rata panjang antrian RED dibatasi
oleh batas minimal dam batas maksimal. Ketika ukuran rata – rata antrian
kurang dari batas minimal maka paket tidak akan di tandai, pada saat rata –
rata antrian melebihi batas maksimal maka paket yang datang akan
ditandai. Pada kenyataanya paket – paket yang ditandai akan di buang
karena rata – rata panjang antrian melibihi batas maksimal yang telah
ditentukan.
Ketika rata – rata antrian diantara batas minimal dan batas maksimal
maka paket yang datang akan ditandai dengan kemungkinan atau
probabilitas Pₐ, dimana Pₐ adalah fungsi dari ukuran rata – rata antrian avg.
Pada dasarnya, algoritma RED memiliki dua bagian terpisah. Salah
satunya adalah untuk menghitung dan mengukur rata – rata antrian yang
menentukan tingkat burstiness yang akan diizinkan dalam antrian router.
Yang lainnya digunakan untuk menghitung kemungkinan paket – paket
yang telah ditandai dan kemudian menentukan seberapa seirng router
menandai paket pada saat terjadi kemacetan antrian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
2.8 Simulator Jaringan
Simulator jaringan adalah sebuah program perangkat lunak yang dapat
meniru suatu kerja jaringan komputer. Dalam simulator jaringan kita dapat
merekayasa atau membuat skenario jaringan komputer sesuai dengan apa
yang akan kita teliti atau analisa. Simulator jaringan menyediakan dukungan
besar untuk simulasi-simulasi salah satunya protokol seperti TCP dan UDP.
2.8.1 Network Simulator 2 (NS2)
Network Simulator (NS2) adalah alat simulasi jaringan yang
bersifat open source yang banyak digunakan dalam mempelajari
struktur dinamik dari jaringan komunikasi. Simulasi dari jaringan
nirkabel dan protokol (seperti algoritma routing, TCP, dan UDP)
dapat diselesaikan dengan baik dengan simulator ini. Beberapa
keuntungan menggunakan network simulator sebagai perangkat
lunak simulasi adalah : network simulator dilengkapi dengan tool
validasi, pembuatan simulasi dengan menggunakan network
simulator jauh lebih mudah daripada menggunakan software
develover seperti Delphi atau C++, network simulator bersifat open
source di bawah GPL (Gnu Public License), Dapat digunakan pada
sistem oprasi windows dan sistem oprasi linux.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
BAB III
RANCANGAN SIMULASI JARINGAN
3.1 Diagram Alur Perancangan
Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
3.2 Topologi Simulasi Jaringan
Pada simulasi ini menggunakan model topologi sederhana yaitu
topologi dumb-bell. Topologi jaringan yang digunakan dalam simulasi
jaringan ini adalah menggunakan jaringan unicast di mana proses
pengiriman dilakukan dari satu sumber ke satu tujuan.
Gambar 3.2 Topologi Simulasi Sederhana
Pada gambar 3.2, digambarkan terdapat 6 (enam) buah node yang
disimulasikan yaitu node n0, n1, n2, n3, n4 dan n5. Node n0 dan n1 adalah
source node atau sumber, node n2 dan n3 bertindak sebagai router dan node
n4 dan n5 adalah destination node atau tujuan. Pada topologi diatas node n0
akan dikoneksikan dengan node n4 dan node n1 akan dikoneksikan dengan
node n5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
3.3 Parameter Simulasi Jaringan
Pada penelitian ini, penulis telah menentukan parameter jaringan yang
akan dipergunakan dalam simulasi jaringan. Parameter yang digunakan
dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
Parameter Nilai
Link node n0-n2, n1-n2, n3-n4, n3-
n5 (access-link)
Bandwidth : 10 Mbps
Delay Propagation : 5 ms
Link node n2-n3 (bottleneck-link) Bandwidth : 2 Mbps
Delay Propagation : 5 ms
Tipe TCP TCP Tahoe , TCP NewReno
Router Random Early Drop (RED)
Droptail
Ukuran Buffer 5, 15, 25 paket
Durasi simulasi 200 detik
Tabel 3.1 Parameter Simulasi
3.4 Parameter Kinerja
3.4.1 Packet Drop
Packet Drop adalah paket yang dibuang dari antrian router
dikarenakan kapasitas buffer pada router penuh.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
3.4.2 Rata-rata End to End Delay
Rata-rata End to End Delay adalah rata-rata selisih waktu
yang diperlukan oleh suatu paket data yang berasal dari sumber
atau asal node hingga mencapai ke node tujuan. Nilai End to End
Delay akan semakin baik jika nilainya semakin kecil.
3.4.3 Rata-rata Congestion Window
Congestion Window (CWND) adalah variabel yang
digunakan dalam membatasi jumlah data yang dapat dikirim. Nilai
cwnd ditentukan dari ACK yang diterima oaleh pengirim. Analisa
cwnd akan mengukur rata-rata byte percongestion window.
3.4.4 Rata-rata Throughput
Rata-rata throughput adalah jumlah data yang diterima oleh
node tujuan dalam satuan waktu dalam suatu jaringan. Satuan yang
digunakan rata-rata throughput yang digunakan dalam penelitian
ini adalah KBps. Nilai rata-rata throughput akan semakin baik jika
nilainya semakin membesar.
3.5 Sekenario Pengujian
Dalam skenario pengujian ini akan dilakukan dengan menambah
kapasitas buffer yang telah ditentukan pada parameter simulasi yaitu 5, 15
dan 25 (paket) dan satu topologi dalam analisis perbandingan kinerja
congestion control tcp Tahoe dan tcp Newreno yang akan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
diimplementasikan pada router Droptail dan Random Early Detection pada
setiap pengambilan data untuk mengamati Packet Drop, rata-rata End to
End Delay, rata-rata Congestion window (cwnd), rata-rata Throughput.
Gambar 3.3 Topologi Sekenario Pengujian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Untuk mengetahui kinerja congestion control TCP Tahoe dan TCP
Newreno, maka akan dilakukan implementasi topologi, parameter dan skenario
yang telah ditentukan pada Bab III. Dengan menggunakan Network Simulator 2
dan script AWK maka akan diketahui hasil packet drop, rata-rata end to end delay,
rata-rata byte percongestion window, dan rata-rata throughput. Dengan terlebih
dahulu membuat konfigurasi topologi jaringan, delay link, kapasitas bandwidth,
kapasitas buffer, TCP yang dipakai dan waktu simulasi yang di implementasikan
pada file dengan ekstensi .tcl. Selanjutnya pada file .tcl di masukan file trace
untuk keperluan analisa data, file trace tersebut berektensi .tr .nam .xg yang
selanjutnya akan diolah menggunakan scriot AWK sehingga memunculkan hasil
yang dicari.
4.1 Hasil Simulasi
Setelah menjalankan simulasi sesuai dengan skenario yang telah
ditentukan, didapatkan hasil grafik congestion window seperti dibawah ini.
Gambar 4.1 CWND Buffer 5 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Gambar 4.2 CWND Buffer 15 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.3 CWND Buffer 25 Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.4 CWND Buffer 5 Tahoe dan Newreno Antrian RED
Gambar 4.5 CWND Buffer 15 Tahoe dan Newreno Antrian RED
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Gambar 4.6 CWND Buffer 25 Tahoe dan Newreno Antrian RED
Pada gambar grafik congestion window diatas terdapat perbedaan
yang sangat jelas pada antrian Droptail dan Random Early Detection,
perbedaan terlihat pada garis grafik cwnd. Pada antrian Droptail
menunjukan bahwa grafik cwnd mempunyai grafik perilaku yang sama,
tinggi grafik hampir sama rata dan merata. Karena dalam model antrian
Droptail paket akan dibuang atau di drop pada saat ruang antrian penuh dan
juga perilaku pengiriman paket yang sama. Pada antrian Random Early
Detection menunjukan bahwa grafik cwnd mempunyai grafik perilaku yang
tidak sama dan tinggi grafik juga tidak sama rata. Karena dalam model
antrian Random Early Detection paket akan dibuang atau di drop secara
acak saat antrian penuh maupun tidak penuh.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
4.1.1 Data Hasil Simulasi Droptail
Kapasitas
Buffer
Packet drop
Avg end to end delay
(s)
Avg byte per cwnd (KB) Avg throughput (KBps)
Tahoe Newreno Tahoe Newreno Tahoe Newreno Tahoe Newreno
5 1348 1791 0,0258860 0,0262343 307,3650 414,9240 782,1140 934,7790
15 736 1063 0,0424994 0,0444156 686,3250 698,8950 988,1670 1018,3250
25 244 681 0,0597968 0,0642383 1062,3770 1068,2820 1015,8410 1024,4260
Tabel 4.1 Data Hasil Simulasi Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
4.1.2 Data Hasil Simulasi Random Early Detection
Kapasitas
Buffer
Packet drop Avg end to end delay
(s)
Avg byte per cwnd
(KB)
Avg throughput (KBps)
Tahoe Newreno Tahoe Newreno Tahoe Newreno Tahoe Newreno
5 1145 1327 0,0278090 0,0282655 39,4862 36,2647 866,967 920,877
15 588 734 0,0421812 0,0431278 65,5624 54,2459 981,281 1003,159
25 488 590 0,0475320 0,0472675 68,5259 54,3185 986,206 1015,144
Tabel 4.2 Data Hasil Simulasi Tahoe dan Newreno Antrian RED
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
4.2 Analisis Performance Metric
4.2.1 Packet Drop
Gambar 4.7 Packet Drop Tahoe dan Newreno Antrian Droptail
Gambar 4.8 Packet Drop Tahoe dan Newreno Antrian RED
Dalam pengujian packet drop pada Gambar 4.7 - 4.8
menunjukkan bahwa ada penurunan paket yang dibuang karena
adanya penambahan kapasitas buffer pada antrian Droptail dan
Random Early Detection, baik dari TCP Tahoe maupun dari TCP
Newreno. Dengan skenario dan parameter yang sama, dan dengan
adanya penambahan kapasitas buffer maka paket yang ditampung
0
500
1.000
1.500
2.000
5 15 25
Pac
ket
Dro
p
Buffer Size
Packet Drop Droptail
Tahoe
Newreno
0
500
1000
1500
5 15 25
Pac
ket
Dro
p
Buffer Size
Packet Drop RED
Tahoe
Newreno
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
akan semakin lebih banyak, sehingga paket yang dibuang akan
semakin berkurang. Dari hasil pengujian menunjukan bahwa TCP
Tahoe memiliki packet drop yang lebih rendah dibandingkan dengan
TCP Newreno. Karena pada saat terjadi congestion TCP Tahoe akan
kembali ke fase slow start atau mengerem pengiriman paketnya
sehingga paket yang dikirim tidak membanjiri jaringan, buffer
antriannya menjadi tidak penuh dan paket yang dikirim lebih seikit.
Pada TCP Newreno akan tetap mempertahankan pengirimannya
karena memiliki fase fast recovery dan dapat menangani beberapa
paket error, sehingga paket yang dikirimkan TCP Newreno lebih
banyak dan membanjiri jaringan.
Packet Sent Droptail Packet Sent RED
Tahoe Newreno Tahoe Newreno
19298 23243 21043 22462
23416 24436 23108 23759
23565 24198 23122 23893
Tabel 4.3 Packet Sent Tahoe dan Newreno Antrian Droptail dan
RED
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 4.9 Tahoe Buffer 5 pada Antrian Droptail
Gambar 4.10 Tahoe Buffer 15 pada Antrian Droptail
Gambar 4.11 Tahoe Buffer 25 pada Antrian Droptail
0
1
2
3
4
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 5 Droptail
Ave_Queue
0
5
10
15
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 15 Droptail
Ave_Queue
0
5
10
15
20
25
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 25 Droptail
Ave_Queue
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Gambar 4.12 Newreno Buffer 5 pada Antrian Droptail
Gambar 4.13 Newreno Buffer 15 pada Antrian Droptail
Gambar 4.14 Newreno Buffer 25 pada Antrian Droptail
0
1
2
3
4
Qu
eu
e
Time (s)
Newreno Buffer 5 Droptail
Ave_Queue
0
5
10
15
Qu
eue
Time (s)
Newreno Buffer 15 Droptail
Ave_Queue
0
5
10
15
20
25
Qu
eue
Time (s)
Newreno Buffer 25 Droptail
Ave_Queue
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 4.15 Tahoe Buffer 5 pada Antrian RED
Gambar 4.16 Tahoe Buffer 15 pada Antrian RED
Gambar 4.17 Tahoe Buffer 25 pada Antrian RED
0
1
2
3
4
5
6
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 5 RED
Queue Ave_Queue
0
5
10
15
20
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 15 RED
Queue Ave_Queue
0
5
10
15
20
25
30
Qu
eue
Time (s)
Tahoe Buffer 25 RED
Queue Ave_Queue
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Gambar 4.18 Newreno Buffer 5 pada Antrian RED
Gambar 4.19 Newreno Buffer 15 pada Antrian RED
Gambar 4.20 Newreno Buffer 25 pada Antrian RED
0
1
2
3
4
5
6
Qu
eu
e
Time (s)
Newreno Buffer 5 RED
Queue Ave_Queue
0
5
10
15
20
Qu
eue
Time (s)
Newreno Buffer 15 RED
Queue Ave_Queue
0
5
10
15
20
25
30
Qu
eue
Time (s)
Newreno Buffer 25 RED
Queue Ave_Queue
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 4.9 – 4.20 adalah rata - rata ruang tunggu antrian saat
simulasi dijalankan , kapasitas buffer menjadi salah satu faktor
terjadinya packet drop. Pada antrian Droptail gambar 4.9 - 4.14
terjadinya paket dibuang karena kapasitas ruang antrian yang penuh,
dengan parameter yang sama dan dengan kapasitas ruang yang
berbeda sangat berpengaruh pada banyaknya paket yang dibuang,
semakin besar kapasitas ruang buffer nya maka frekuensi terjadinya
paket yang dibuang akan berkurang, sama halnya dengan saat kita
melewati jalan dengan arus atau trafic yang sama namun jalan yang
tadi sebelumnya sempit kemudian diperlebar sehingga pengendara
dapat tetap melewati jalur itu.
Pada antiran Random Early Detection gambar 4.15 – 4.20
terjadinya paket dibuang karena kapasitas ruang antrian yang penuh ,
akibat dari padatnya antrian yang masuk ke dalam ruang buffer.
Semakin besar kapasitas ruang buffer maka frekuensi terjadinya
paket yang dibuang akan semakin berkurang karena dengan
kapasitas ruang buffer yang besar, rata – rata bergerak (moving
average) akan lebih renggang dalam mencapai batas maximum
threshold.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
4.2.2 Rata-rata End to End Delay
Gambar 4.21 avg End to End Delay Tahoe dan Newreno Droptail
Gambar 4.22 avg End to End Delay Tahoe dan Newreno RED
Dalam pengujian rata-rata End to End Delay pada Gambar
4.21 – 4.22 menunjukan bahwa ada peningkatan rata-rata End to End
Delay karena adanya penambahan kapasitas buffer pada antrian
Droptail dan Random Early Detection. Dengan adanya penambahan
kapasitas buffer yang tampak pada Gambar 4.9 - 4.20 maka akan
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
5 15 25
Tim
e (
s)
Buffer Size
avg End to End Delay Droptail
Tahoe
Newreno
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
5 15 25
Tim
e (s
)
Buffer Size
avg End to EndDelay RED
Tahoe
Newreno
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
semakin panjang dan banyak paket yang masuk kedalam antrian,
sehingga mengakibatkan antrian paket yang masuk akan keluar lebih
lama karena antrian paket yang ada dalam buffer atau ruang tunggu
yang lebih banyak dan mengakibatkan paket yang dikirim akan lebih
lama sampai ke penerima atau tujuan. Dari hasil pengujian
menunjukan bahwa TCP Newreno mempunyai rata-rata End to End
Delay lebih dari TCP Tahoe, dikarenakan TCP Newreno lebih
banyak mengirim paket sehingga penumpukan paket di buffer atau
ruang tunggu lebih banyak.
4.2.3 Rata-rata Congestion Window
Gambar 4.23 avg Byte perCWND Tahoe dan Newreno Droptail
0
20
40
60
80
100
120
5 15 25
KB
Buffer Size
avg Byte PerCWND Droptail
Tahoe
Newreno
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Gambar 4.24 avg Byte perCWND Tahoe dan Newreno RED
Dalam pengujian rata-rata Byte PerCongestion Window pada
Gambar 4.23 – 4.24 menunjukan bahwa ada peningkatan rata-rata
Byte PerCongestion Window karena adanya penambahan kapasitas
buffer pada antrian Droptail dan Random Early Detection. Rata-rata
byte percongestion window ini didapatkan dari total byte yang
dikirim dibagi dengan jumlah window yang terbentuk dan packet
drop sangat berpengaruh terhadap terbentuknya sebuah window .
Dari hasil pengujian TCP Newreno menunjukan nilai yang lebih
tinggi daripada TCP Tahoe pada antrian Droptail, karena jumlah
window yang terbentuk pada saat pengujian lebih sedikit, semakin
sedikit window yang tebentuk maka ukuran setiap window akan
semakin besar, dengan ukuran window yang besar maka semakin
banyak pula paket yang dapat dikirim. Pada antrian Random Early
Detection TCP Newreno menunjukan nilai yang lebih sedikit
daripada TCP Tahoe karena TCP Newreno jumlah window yang
0
20
40
60
80
5 15 25
KB
Buffer Size
avg Byte PerCWND RED
Tahoe
Newreno
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
terbentuk pada saat pengujian lebih banyak, maka akan lebih banyak
paket yang dibuang karena terjadi congestion pada antrian Random
Early Detection, akan tetapi karena TCP Newreno memiliki fase
fastrecovery maka paket yang dikirim lebih banyak daripada TCP
Tahoe. Ukuran window dipengaruhi oleh banyaknya congestion ,
sehingga mengakibatkan munculnya nilai rata-rata byte
percongestion window yang tinggi dibandingkan dengan TCP
Tahoe.
4.2.4 Rata-rata Throughput
Gambar 4.25 avg Throughput Tahoe dan Newreno Droptail
Gambar 4.26 avg Throughput Tahoe dan Newreno RED
0
500
1.000
1.500
5 15 25
Kb
ps
Buffer Size
avg Throughput Droptail
Tahoe
Newreno
700
800
900
1.000
1.100
5 15 25
Kb
ps
Buffer Size
avg Throughput RED
Tahoe
Newreno
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Dalam pengujian rata-rata Throughput pada Gambar 4.25 –
4.26 menunjukan bahwa ada peningkatan rata-rata Throughput
karena adanya penambahan kapasitas buffer pada antrian Droptail
dan Random Early Detection. Rata-rata Throughput ini didapatkan
dari hasil pembagian antara jumlah data yang diterima dengan
rentang waktu dalam satu (1) sesi pengiriman. Packet drop, rata-rata
End to End Delay dan rata-rata Byte PerCongestion Window sangat
berpengaruh pada rata-rata Throughput, karena Throughput adalah
jumlah data yang diterima oleh node tujuan dalam satuan waktu
dalam suatu jaringan. Jika jumlah packet drop banyak, rata-rata
waktu End to End Delay lama dan rata-rata Byte PerCongestion
Window kecil, maka jumlah data yang dikirim dari pengirim sampai
ke penerima juga akan kecil. Dari hasil pengujian TCP Newreno
menunjukan nilai yang lebih tinggi daripada TCP Tahoe, karena
faktor-faktor pendukungnya juga lebih baik daripada TCP Tahoe.
Throughput akan lebih bagus atau optimal jika nilai packet drop
kecil, nilai rata-rata End to End Delay rendah dan nilai rata-rata Byte
Percongestion Window besar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang telah dilakukan, kesimpulan
yang dapat diambil sebagai berikut :
1. Pada mekanisme antrian Droptail, TCP Newreno lebih unggul daripada
TCP Tahoe pada sisi rata-rata congestion window dan rata-rata throughput.
Pada sisi packet drop TCP Newreno lebih banyak membuang paket karena
paket yang terkirim TCP Newreno lebih banyak dari TCP Tahoe, sehingga
kapasitas buffer menjadi penuh, mengakibatkan frekuensi paket drop lebih
banyak. Pada rata - rata end to end delay TCP Newreno dengan TCP Tahoe
memiliki hasil yang hampir sama.
2. Pada mekanisme antrian Random Early Detection, TCP Newreno lebih
unggul daripada TCP Tahoe pada sisi rata-rata end to end delay dan rata-
rata throughput. Pada sisi packet drop TCP Newreno lebih banyak
membuang paket karena paket yang terkirim TCP Newreno lebih banyak
dari TCP Tahoe, sehingga lebih cepat dalam mencapai maximum threshold,
mengakibatkan frekuensi paket drop lebih banyak. Pada rata - rata
congestion window TCP Newreno lebih rendah dibandingkan dengan TCP
Tahoe karena mekanisme antrian Random Early Detection yang membuang
paket secara acak sehingga berdampak pada ukuran window menjadi tidak
sama.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
5.2 Saran
Untuk pengembangan lebih lanjut, terdapat beberapa saran dari
penulis diantaranya :
1. Melakukan pengujian lebih lanjut menggunakan model antrian yang
berbeda dan juga pengembangan dari RED (ARED, WRED, FRED).
2. Melakukan pengujian dengan variant TCP yang lain.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
DAFTAR PUSTAKA
[1] Floyd, Sally. & V. Jacobson. (1993). Random Early Detection
Gateways for Congestion Avoidance
[2] Floyd, S., Henderson, T., and A. Gurtov. (2004). The NewReno
Modification to TCP's Fast Recovery Algorithm
[3] Jacobson, Van. & Michael J. Karels. (1988). Congestion Avoidance and
Control
[4] Prihmardoyo, Emanuel. (2016). Analisis Unjuk Kerja Tcp Tahoe
Congestion Control Pada Antrian Red Dan Droptail
[5] Rastogi, Shubhangi. & Samir Srivastava. (2014). Comparison Analysis of
Different Queuing Mechanisms Droptail, RED, and NLRED in Dumb-bell
Topology
[6] Torkey, Hanaa A ., Gamal M. Attiyay & I. Z. Morsiz. (2008).
Performance Evaluation of End-to-End Congestion Control Protocols
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
LAMPIRAN
LISTING PROGRAM
1. Droptail.tcl
#Droptail NewReno
#Declare New Simulator
set ns [new Simulator]
#Setting Finish Procedure
proc finish {} {
global ns tr nf
$ns flush-trace
#close $nf
close $tr
exit 0
}
#Setting output file
set tr [open newreno5.tr w]
$ns trace-all $tr
#set nf [open newreno5.nam w]
#$ns namtrace-all $nf
#Setting Node
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
set n0 [$ns node]
set n1 [$ns node]
set n2 [$ns node]
set n3 [$ns node]
set n4 [$ns node]
set n5 [$ns node]
# Setting Link
$ns duplex-link $n0 $n2 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n1 $n2 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n2 $n3 2Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n3 $n4 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n3 $n5 10Mb 5ms DropTail
# Setting Node Position
$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down
$ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up
$ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right
$ns duplex-link-op $n3 $n4 orient right-up
$ns duplex-link-op $n3 $n5 orient right-down
# Setting Queue Length
$ns queue-limit $n2 $n3 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
# Setting TCP Agent
set tcp [new Agent/TCP/Newreno]
$ns attach-agent $n0 $tcp
set tcpsink [new Agent/TCPSink]
$ns attach-agent $n4 $tcpsink
$ns connect $tcp $tcpsink
$tcp set packetSize_ 1024B
$tcp set fid_ 1
$ns color 1 Red
# Setting UDP Agent
set udp [new Agent/UDP]
$ns attach-agent $n1 $udp
set udpsink [new Agent/Null]
$ns attach-agent $n5 $udpsink
$ns connect $udp $udpsink
$udp set fid_ 2
$ns color 2 Blue
#Setting FTP Application
set ftp [new Application/FTP]
$ftp attach-agent $tcp
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
#Setting CBR Application
set cbr [new Application/Traffic/CBR]
$cbr attach-agent $udp
$cbr set packetSize_ 1024B
$cbr set rate_ 1Mb
#tcp trace
$tcp attach $tr
$tcp tracevar cwnd_
# Setting Time Schedule of Simulation
$ns at 1.0 "$cbr start"
$ns at 0.1 "$ftp start"
$ns at 200.0 "$ftp stop"
$ns at 200.0 "$cbr stop"
$ns at 200.0 "finish"
# Plot Congestion Window
proc plotWindow {tcpSource outfile} {
global ns tcp
set cwnd [$tcpSource set cwnd_ ]
set now [$ns now]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
puts $outfile "$now $cwnd"
$ns at [expr $now+0.1] "plotWindow $tcpSource $outfile"
}
set outfile [open "newreno5drop.xg" w]
$ns at 0.0 "plotWindow $tcp $outfile"
#queue
set qmon [$ns monitor-queue $n2 $n3 [open queue5.tr w] 0.1]
[$ns link $n2 $n3] queue-sample-timeout;
$qmon set pkts_
#run simulasi
$ns run
2. RED.tcl
#RED NewReno
#Declare New Simulator
set ns [new Simulator]
#Setting Finish Procedure
proc finish {} {
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
global ns tr nf
$ns flush-trace
#close $nf
close $tr
exit 0
}
#Setting output file
set tr [open newreno5.tr w]
$ns trace-all $tr
#set nf [open newreno5.nam w]
#$ns namtrace-all $nf
#Setting Node
set n0 [$ns node]
set n1 [$ns node]
set n2 [$ns node]
set n3 [$ns node]
set n4 [$ns node]
set n5 [$ns node]
Queue/RED set bytes_ false
Queue/RED set queue_in_bytes_ false
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Queue/RED set gentle_ false
Queue/RED set maxp_ 0.02
Queue/RED set q_weight_ 0.002
Queue/RED set thresh_ 5
Queue/RED set maxthresh_ 15
# Setting Link
$ns duplex-link $n0 $n2 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n1 $n2 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n2 $n3 2Mb 5ms RED
$ns duplex-link $n3 $n4 10Mb 5ms DropTail
$ns duplex-link $n3 $n5 10Mb 5ms DropTail
# Setting Node Position
$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down
$ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up
$ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right
$ns duplex-link-op $n3 $n4 orient right-up
$ns duplex-link-op $n3 $n5 orient right-down
# Setting Queue Length
$ns queue-limit $n2 $n3 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
# Setting TCP Agent
set tcp [new Agent/TCP/Newreno]
$ns attach-agent $n0 $tcp
set tcpsink [new Agent/TCPSink]
$ns attach-agent $n4 $tcpsink
$ns connect $tcp $tcpsink
$tcp set packetSize_ 1024B
$tcp set fid_ 1
$ns color 1 Red
# Setting UDP Agent
set udp [new Agent/UDP]
$ns attach-agent $n1 $udp
set udpsink [new Agent/Null]
$ns attach-agent $n5 $udpsink
$ns connect $udp $udpsink
$udp set fid_ 2
$ns color 2 Blue
#Setting FTP Application
set ftp [new Application/FTP]
$ftp attach-agent $tcp
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
#Setting CBR Application
set cbr [new Application/Traffic/CBR]
$cbr attach-agent $udp
$cbr set packetSize_ 1024B
$cbr set rate_ 1Mb
#tcp trace
$tcp attach $tr
$tcp tracevar cwnd_
# Setting Time Schedule of Simulation
$ns at 1.0 "$cbr start"
$ns at 0.1 "$ftp start"
$ns at 200.0 "$ftp stop"
$ns at 200.0 "$cbr stop"
$ns at 200.0 "finish"
# Plot Congestion Window
proc plotWindow {tcpSource outfile} {
global ns tcp
set cwnd [$tcpSource set cwnd_ ]
set now [$ns now]
puts $outfile "$now $cwnd"
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
$ns at [expr $now+0.1] "plotWindow $tcpSource $outfile"
}
set outfile [open "newreno5red.xg" w]
$ns at 0.0 "plotWindow $tcp $outfile"
#queue
set qfile [$ns monitor-queue $n2 $n3 [open queue5.tr w] 1]
[$ns link $n2 $n3] queue-sample-timeout;
#run simulasi
$ns run
3. AWK
BEGIN {
countcwnd = 0
sendsize = 0
recvdSize = 0
startTime = 0.1
stopTime = 200
num_sample = 0;
total_delay = 0;
sent_1 = 0;
drop_tcp1 =0;
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
}
{
event = $1
time = $2
Node_id = $3
layer = $4
flags = $5
sequence_number = $6
cwnd = $6
packet_type = $7
packet_size = $8;
#avgcwnd
if (time == "0" && sequence_number == "cwnd_" &&
layer == 4 && packet_type=="1.000") {
countcwnd=1;
}
if ( flags == "tcp" && event == "+" && Node_id == 0) {
sendsize += sequence_number
}
#if (time== 0 && Node_id ==0 && layer==4 &&
sequence_number=="cwnd_" && packet_size == "1000" ) {
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
#countcwnd=countcwnd+1;
#}
#if ( event =="+" && Node_id ==0){
#sendsize=sendsize+sequence_number;
#}
#throughput
if (event == "r" && time >= 0.1 && flags == "tcp" &&
layer==4)
{
recvdSize += sequence_number
}
#packetsent
if (Node_id == 0 && layer == 2 && event == "+")
sent_1++;
#packetdrop
if (packet_size ==1 && event == "d")
drop_tcp1++;
#e2edelay
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
if (event == "+" && time >=0.1 && Node_id == 0 &&
flags =="tcp" && packet_size==1){
p_id==$12
t_dep[$12] = time
}
if (event == "r" && time >=0.1 && layer == 4 && flags
== "tcp" && packet_size==1){
if (p_id = $12){
t_arr[$12] = time
num_sample++
delay = t_arr[$12] - t_dep[$12]
total_delay += delay
}
}
}
END {
print" Total cwnd = " (countcwnd)
print" Avg Byte transferred/cwnd = "(sendsize/countcwnd)/1000 "KB/cwnd"
print" Average TCP Throughput = "(recvdSize/1000)/(stopTime-startTime)
"kBps"
print" TCP sent byte = " (sendsize/1000)
print" TCP sent packet = " (sent_1)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
print" TCP Packet Drop = " (drop_tcp1)
avg_delay = total_delay/num_sample;
print "Average end to end delay = " avg_delay " s";
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI