BAB II KOMUNIKASI DATA dan TEORI ANTRIAN

BAB II

KOMUNIKASI DATA dan TEORI ANTRIAN

2.1 Komunikasi Data

Secara sederhana, istilah komunikasi data (data communication) dapat

diartikan sebagai perpindahan data dari satu tempat ke tempat lain melalui media

tertentu. Sedangkan jaringan akan muncul ketika ada 2 atau lebih peralatan

komunikasi data digunakan untuk menghubungkan data. Peralatan komunikasi ini

dapat berupa apapun yang bersifat maya (virtual) yang dapat mengkomunikasikan

data, misal komputer pribadi (Personal Computer/PC), server, mesin faximilli,

printer, tape drive, atau lainnya. Dalam hal ini istilah internet (internetworking) dapat

diartikan sebagai sebuah kumpulan 2 atau lebih jaringan yang dapat berkomunikasi

satu dengan yang lainnya. Jaringan Internet merupakan contoh paling populer dari

internet. Perkembangan komunikasi data dan jaringan sangat dipengaruhi oleh

kemunculan teknologi komputer.

Pada awal tahun 1970-an, para pemakai/perusahaan merasakan adanya beban

pekerjaan yang semakin banyak. Pada sisi lain, harga perangkat komputer besar

sangat mahal, maka mulailah digunakan konsep proses terdistribusi /Distributed

Processing. Dalam proses terdistribusi, beberapa pusat komputer (host) mengerjakan

sebuah pekerjaan besar secara paralel untuk melayani banyak terminal yang

terhubung secara seri di setiap pusat komputer. Proses terdistribusi memerlukan

perpaduan teknologi komputer dan telekomunikasi, karena proses harus

didistribusikan dan semua pusat komputer harus melayani terminal-terminalnya

dalam sebuah perintah dari komputer pusat.

Tahun 1972 merupakan awal kelahiran jaringan Internet, yaitu dengan adanya

proyek yang menghubungkan antar jaringan komputer pada jaringan computer

Universitas Sumatera Utara

ARPANET. Proyek tersebut telah menetapkan sebuah metoda baru untuk

menghubungkan berbagai macam jaringan yang berbeda yang dikenal sebagai konsep

gateway. Pada tahun 1973-1977, dikembangkan protocol TCP/IP (Transmission

Control/Internetworking Protocol). Protokol ini digunakan untuk pengiriman

informasi yang dikenal sebagai paket (packet). Hal ini mendorong semakin

beragamnya penggunaan komputer dan jaringan, mulai dari menangani proses

bersama maupun komunikasi data/informasi di antara komputer yang kemudian

dikenal dengan istilah Peer to Peer System. Peer to Peer System memunginkan untuk

menangani proses bersama maupun komunikasi data/informasi tanpa melalui

komputer pusat. Kondisi ini mendorong munculnya teknologi jaringan lokal yang

dikenal dengan sebutan Local Area Network/LAN. Dan ketika Internet muncul, maka

sebagian besar LAN yang semula berdiri sendiri mulai dihubungkan sehingga

membentuk jaringan global yang disebut Wide Area Netrwork/WAN.

Gambar 2.1. Jaringan Komputer Model Distributed Processing

Saat ini komunikasi data juga dikenal dengan sebutan jaringan (network) yang

dapat dilihat pada gambar 2.1[1], hal ini karena proses komunikasi data akan

melibatkan berbagai komponen penyusun yang membentuk suatu sistem jaringan.

Istilah komunikasi data dan istilah jaringan telah menyatu menjadi komunikasi data

dan jaringan, yang secara lebih spesifik merupakan suatu sistem komunikasi data


dalam jaringan komputer. Sehingga saat ini istilah komunikasi data, jaringan, jaringan

komputer (computer network), atau komunikasi data dan jaringan komputer (data

communication and computer network) dianggap sebagai istilah yang sama, karena

dalam prakteknya proses komunikasi data dalam sistem jaringan telah memanfaatkan

teknologi komputer. Sekalipun demikian, dalam awal sejarahnya sebenarnya

komputer tidak dimaksudkan untuk tujuan komunikasi data, sehingga komunikasi

data merupakan bagian terpisah dengan komputer.

2.1.1 Struktur Protokol Jaringan Model OSI

OSI adalah singkatan dari Open Systems Interconnection. OSI dikembangkan

oleh ISO (International Organization for Standardization). Dalam model struktur

protocol OSI, protokol dibagi ke dalam 7 lapis layanan. Dalam struktur model yang

berlapis ini, setiap lapis protokol akan melaksanakan bagian-bagian dari keseluruhan

fungsi yang diperlukan dalam komunikasi data. Setiap lapis protocol akan diikuti oleh

lapis protokol yang lebih rendah berikutnya untuk melaksanakan fungsi-fungsi yang

lebih sederhana. Setiap lapis protokol yang lebih rendah memberikan layanan bagi

lapis di atasnya. Dan perubahan yang terjadi dalam sebuah lapis tidak mempengaruhi

lapis lainnya.

Lapis (layer) layanan dalam protokol model OSI[1] adalah sebagai berikut:

a. Application layer

Lapis application layer bertanggungjawab memberikan layanan-layanan aplikasi bagi

para pemakai akhir (end users), misal aplikasi FTP atau SMTP (e-mail).

b. Presentation layer

Lapis presentation layer bertanggungjawab memberikan 2 macam layanan, yaitu:

1. Translasi

Translasi diperlukan karena sistem pengkodean pada setiap komputer para


pemakai bersifat spesifik (berbeda-beda) sehingga perlu translasi menjadi

kode dalam standar Internasional

2. Proses enkripsi dan kompresi data

Lapis presentation layer juga bertanggungjawab terhadap enkripsi dan

kompresi data, meskipun juga akan ditangani oleh lapis lainnya.

c. Session layer

Lapis session layer bertanggungjawab memberikan 2 macam layanan, yaitu:

1. Mengelola pross komunikasi dua arah, misal “sessions” komunikasi. Sebagai

contoh: ketika seseorang mengambil uang dari mesin ATM, berarti orang

tersebut telah berpartisipasi dalam sebuah “session”

2. Memberikan layanan sinkronisasi

d. Transport layer

Setiap data/informasi yang dikirim melalui media komunikasi dalam jaringan akan

diubah ke dalam bentuk unit-unit yang dapat dikelola yang disebut sebagai paket

(packet). Lapis protocol transport layer bertanggungjawab untuk membuat paket-

paket tersebut yang memuat data, alamat, urutan, serta mekanisme kontrol kesalahan

(error control) terhadap data data/informasi yang dikomunikasikan

e. Network layer

Lapis network layer bertanggungjawab terhadap pengiriman paket-paket (pada lapis

yang lebih rendah) dalam dua hal, yaitu:

1. Menambahkan alamat jaringan dan informasi lainnya ke dalam paket yang

dikirimkan

2. Membuat keputusan rute yang harus dilalui oleh paket yang ditransmisikan

melewati banyak jaringan


f. Data link layer

Lapis data Link layer bertanggungjawab dalam 2 hal, yaitu:

1. Memberikan petunjuk kepada paket dalam melewati link dalam jaringan

2. Memberikan “frame” pada paket yang dikirimkan, yaitu dengan

menambahkan alamat fisik tujuan ke dalam paket

g. Physical layer

Lapis physical layer bertanggungjawab melakukan translasi secara fisik dari

informasi yang terkandung di dalam paket menjadi jalur sinyal secara aktual, sebagai

contoh, bit 0 dan 1 dapat berarti tegangan positif/negatif atau tegangan rendah/tinggi.

Lapis ini tidak menambahkan informasi apapun ke dalam paket yang diperoleh dari

lapis di atasnya

Gambar 2.2. Lapis Layanan Dalam Struktur Protokol Model OSI/ISO

2.1.2 Struktur Protokol Jaringan Model TCP/IP

Struktur protokol model TCP/IP dikembangkan oleh DARPA (US Defense

Advanced Research Project Agency) yang diperuntukkan untuk paket-paket yang

dikirimkan melaui jaringan ARPANET. TCP/IP digunakan sebagai protokol dalam

jaringan Internet.


Hampir sama dengan modle OSI, TCP/IP juga dibagi-bagi menjadi beberapa

lapis protokol yang bertingkat. TCP/IP merupakan protokolstandar secara de facto.

Gambar 2.3[1] menunjukkan lapis protokol dalam struktur protokol model TCP/IP.

Gambar 2.3. Lapisan Protokol TCP/IP

Protokol TCP/IP dikembangkan sebelum model OSI. Oleh karena itu, lapisan

dalam protokol TCP / IP tidak sepenuhnya sama dalam model OSI. Protokol TCP /

IP memiliki empat lapisan: host-to-jaringan, internet, transportasi, dan aplikasi.

Namun, ketika lapisan TCP / IP dibandingkan dengan lapisan OSI, kita dapat

mengatakan bahwa lapisan host-to-jaringan adalah setara dengan kombinasi fisik dan

lapisan data link. Lapisan internet setara dengan lapisan jaringan, dan aplikasi lapisan

secara kasar melakukan pekerjaan dari sesi, presentasi, dan lapisan aplikasi dengan

lapisan transport di TCP/IP mengurus bagian dari tugas dari lapisan sesi. Jadi dapat

kita asumsikan bahwa protokol TCP/IP terbuat dari lima lapisan: fisik, data link,

jaringan, transportasi, dan aplikasi. Pertama empat lapisan menyediakan fisik standar,

interface jaringan, internet working, dan fungsi transportasi yang sesuai dengan empat

lapisan pertama model OSI.


TCP / IP merupakan protokol yang terdiri dari modul interaktif, yang masing-

masing menyediakan fungsionalitas tertentu, namun modul tidak harus saling

tergantung. Sedangkan model OSI yang berfungsi menentukan milik masing-masing

lapisan tersebut, lapisan dari protokol TCP / IP berisi protokol yang relatif

independen yang dapat dicampur dan disesuaikan tergantung kebutuhan dari system,

berarti bahwa setiap protokol tingkat atas didukung oleh satu atau lebih rendah tingkat

protokol. Pada lapisan transport, TCP / IP mendefinisikan tiga protokol: Transmission

Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP), dan Transmission Control

Stream Protocol (SCTP). Pada lapisan jaringan, protokol utama yang didefinisikan

oleh TCP / IP adalah Internetworking Protokol.

Struktur protokol model TCP/IP terdiri atas 4 lapis protokol, yaitu sebagai berikut:

1. Application Layer

Pada layer ini terletak semua aplikasi yang menggunakan TCP/IP ini. Lapisan

ini melayani permintaan pemakai untuk mengirim dan menerima data. Data

tersebut kemudian disampaikan ke lapisan transport untuk diproses lebih

lanjut. Contoh layanan yang diberikan adalah HTTP, FTP, dan SMTP.

2. Transport Layer

Berisi protokol yang bertanggung jawab untuk mengadakan komunikasi antara

dua host/komputer. Kedua protokol tersebut ialah TCP (Transmission Control

Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol). Protokol ini bertugas

mengatur komunikasi antara host dan pengecekan kesalahan. Data dibagi

kedalam beberapa paket yang dikirim ke lapisan Internet dengan sebuah

header yang mengandung alamat tujuan atau sumber dan checksum.


Pada penerima checksum akan diperiksa apakah paket tersebut ada yang

hilang di perjalanan.

3. Network Layer (Internet Layer)

Protokol yang berada pada layer ini bertanggung jawab dalam proses

pengiriman paket ke alamat yang tepat. Pada layer ini terdapat tiga macam

protokol, yaitu IP, ARP, dan ICMP.

4. Physical Layer (Network Interface Layer)

Bertanggung jawab mengirim dan menerima data ke dan dari media fisik.

Media fisiknya dapat berupa Ethernet, token ring, kabel, serat optic frame

relay atau gelombang radio. Protokol pada layer ini harus mampu

menerjemahkan sinyal listrik menjadi data digital yang dimengerti computer

yang berasal dari peralatan.

Operasi dalam protocol TCP/IP adalah memindahkan PDU sebagai data yang

dialirkan dari satu sistem ke sistem lainnnya dalam jaringan sebagai paket-paket data.

Bentuk paket PDU untuk data yang ditransmisikan melalui jaringan yang

menggunakan protokol model TCP/IP ditampilkan oleh Gambar 2.4[1].

Gambar 2.4. Bentuk Paket PDU Untuk Data Dalam Protokol Model TCP/IP

Akhirnya, jika struktur protokol model OSI dan TCP/IP dibandingkan, maka secara

lebih jelas akan nampak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5[1].


Gambar 2.5. Perbandingan Struktur Protokol Model OSI dan TCP/IP

Standar protokol adalah suatu himpunan petunjuk yang mengatur bagaimana

sebuah hardware dan software akan dioperasikan dan (yang paling penting)

bagaimana hardware dan software tersebut dapat saling dihubungkan dengan

hardware dan software lainnya.

Standar protokol dapat dibedakan menjadi dua macam[1], yaitu:

1. Standar protokol de facto, yaitu merupakan standar-standar protokol yang

tidak diadobsi oleh bangunan protokol standar. Standar protokol de facto

ini ditetapkan oleh masing-masing perusahaan pembuat hardware dan

software, misal IBM, AT&T, Bell Labs, Digital Equipment Corp., Xerox

Corp., dan termasuk Microsoft.

2. Standar protokol de jure, yaitu merupakan standar protokol yang diadobsi

oleh bangunan protokol standar.


2.1 Teori Antrian

Kata antrian datang, melalui perancis, dari bahasa Latin cauda, yang berarti

ekor. Teori queueing umumnya dianggap sebagai sebuah cabang dari riset operasi

karena hasil sering digunakan ketika membuat keputusan yang dibutuhkan untuk

menyediakan layanan. Aplikasi yang sering ditemui dalam layanan pelanggan situasi

serta transportasi dan telekomunikasi. Teori queueing langsung diterapkan pada

sistem transportasi cerdas, call center, PABXs, jaringan, telekomunikasi, server

queueing, mainframe komputer terminal queueing telekomunikasi, sistem

telekomunikasi maju, dan arus lalu lintas.

Notasi untuk menggambarkan karakteristik dari model antrian pertama kali

diusulkan oleh David G. Kendall pada tahun 1953. Kendall's notasi diperkenalkan

percobaan A / B / C queueing notasi yang dapat ditemukan dalam semua standar

modern yang bekerja pada teori queueing. Notasi untuk menggambarkan karakteristik

dari model antrian pertama kali diusulkan oleh David G. Kendall pada tahun 1953.

Kendall's notasi diperkenalkan percobaan A / B / C queueing notasi yang dapat

ditemukan dalam semua standar modern yang bekerja pada teori queueing A / B / C

notasi menunjuk suatu sistem antrian yang memiliki waktu interarrival A sebagai

distribusi, B sebagai waktu layanan distribusi, dan C sebagai jumlah server.

Terdapat empat karakteristik system antrian yaitu,

1. Sumber Input

Menggambarkan bentuk dan ukuran kedatangan konsumen pada fasilitas

pelayanan yang kedatangannya mungkin saja tidak merata atau dapat mengikuti

pola kedatangan poisson atau pola lain. Ukuran kedatangan konsumen yaitu

jumlah total unit yang memerlukan pelayanan dari waktu ke waktu disebut juga

total langganan potensial.


2. Antrian

Karakteristik suatu antrian ditentukan oleh unit maksimum yang boleh ada

didalam sistemnya yang terbatas maupun tidak terbatas. Struktur dasar model

antrian adalah dimulai dari sumber input -- antrian untuk mendapatkan

pelayanan -- satuan hasil pelayanan yang telah dilayani.

3. Distribusi Pelayanan

Distribusi pelayanan berkaitan dengan cara memilih anggota antrian yang akan

dilayani. Bentuk disiplin pelayanannya dapat berupa:

a. First Come First Serve (FCFS) atau FIFO adalah system antrian yang

mendahulukan yang dating lebih awal

b. Last Come First Served (LCFS) atau LIFO, adalah yang datang terakhir akan

lebih dahulu dilayani atau lebih dahulu keluar.

c. Service In Random Order (SIRO) adalah pemanggilan didasarkan pada

peluang secara acak, tidak jadi persoalan siapa yang lebih dahulu datang.

d. Priority Service (PS) , melayani lebih dahulu orang yang mempunyai prioritas

lebih tinggi ketibang orang yang mempunyai prioritas lebih rendah.

4. Mekanisme Pelayanan

Mekanisme pelayanan terdiri atas satu atau lebih fasilitas pelayanan yang

masing-masing terdiri dari satu atau lebih saluran pelayanan.

2.2.1 Model Dasar Antrian

Sebuah model dasar dari sebuah pusat layanan. Pelanggan datang ke pusat

layanan disecara acak. Fasilitas pelayanan dapat memiliki satu atau beberapa server,

setiap server yang mampu melayani satu pelanggan pada waktu (dengan satu

perkecualian), layanan waktu yang dibutuhkan untuk setiap pelanggan juga


dimodelkan sebagai variabel acak. Penjelasan lebih lengkapnya dapat dilihat sebagai

berikut[4]:

1. Populasi pelanggan adalah ukuran yang tak terbatas, pelanggan ke-n Cn tiba di

waktu τn. interarrival waktu tn antara dua pelanggan didefinisikan sebagai τn:

= τn – τn-1. Dapat diasumsi bahwa interarrival waktu tn variabel-variabel acak

yang iid, yaitu mereka yang independen satu sama lain dan semua tn diambil

dari distribusi yang sama dengan fungsi distribusi dan fungsi kepadatan

probabilitas a(t) =

A(t) = Pr[tn ≤ t]

2. Layanan waktu ᵡn untuk masing-masing pelanggan Cn juga iid variabel acak

dengan fungsi umum distribusi B(t) dan masing-masing fungsi kepadatan

probabilitas b(t).

Sistem antrian mungkin tidak hanya berbeda dalam distribusi mereka dari

interarrival-dan waktu pelayanan, tetapi juga dalam jumlah server, ukuran garis

tunggu (tak terbatas atau terbatas).

Skema ini dapat menggunakan preemption atau tidak. Notasi Kendall digunakan

untuk karakterisasi sistem antrian pendek. Sebuah sistem antrian deskripsi terlihat

sebagai berikut[4]:

A/B/m/N - S

Dimana A menunjukkan distribusi dari waktu antar, B menunjukkan distribusi

layanan kali, mdenotes jumlah server, N menunjukkan ukuran maksimum baris

menunggu di terbatas kasus (jika N = 1 maka surat ini diabaikan) dan S opsional


menunjukkan disiplin layanan yang digunakan (FIFO, LIFO dan sebagainya). Jika S

adalah layanan dihilangkan disiplin selalu FIFO. Sistem antrian yang paling

sederhana, sistem M/M/1 (dengan FIFO layanan) kemudian dapat digambarkan

sebagai berikut: kita memiliki sebuah server tunggal, sebuah jalur menunggu tak

terbatas, yang interarrival pelanggan dan waktu iid berdistribusi eksponensial dengan

parameter λ dan layanan pelanggan kali juga iid dan berdistribusi eksponensial

dengan parameter μ. Kita terutama tertarik dalam solusi konstan, yaitu dimana sistem

setelah waktu berjalan lama cenderung mencapai keadaan stabil, misalnya dimana

distribusi pelanggan di sistem tidak berubah (membatasi distribusi).

Hal ini juga harus dibedakan dari solusi sementara, di mana jangka pendek respon

sistem terhadap berbagai aktivitas diselidiki (misalnya kedatangan batch). Tren umum

dalam teori antrian adalah sebagai berikut: jika kedua waktu dan waktu interarrival

layanan adalah eksponensial (Markov), mudah untuk menghitung berapa pun sistem

antrian.

2.2.2 Teknik - Teknik Antrian

Queuing adalah salah satu fungsi QoS yang menyimpan sementara paket-

paket sebelum ditransmisikan. Jika paket-paket datang pada antrian paling akhir dari

sebuah queue, maka paket-paket tersebut akan mengalami keterlambatan (delay).

Berikut ini adalah beberapa teknik queuing dan penjelasannya[2]:

1. First In First Out

Teknik antrian FIFO mengacu pada FCFS (First Come First Server), paket

data yang pertama datang diproses terlebih dahulu. Paket data yang keluar

terlebih dahulu di masukan ke dalam antrian FIFO, kemudian dikeluarkan

sesuai dengan urutan kedatangan. Teknik antrian FIFO sangat cocok untuk


jaringan dengan bandwidth menengah 64kbps tetapi cukup menghabiskan

sumber daya prosessor dan memori.

Gambar 2.6. Model FIFO

Gambar diatas menunjukkan kedatangan beberapa paket data yang berbeda

waktu, paket pertama dari flow 8 yang tiba lebih awal dikeluarkan ke port

terlebih dahulu oleh antrian FIFO.

2. Prioritas antrian

Pada situasi tertentu kadangkala kita harus memutuskan suatu permasalahan

dengan memilih salah satu solusi yang perlu di laksanakan terlebih dahulu dan

hal ini di sebut prioritas. Hal ini sama jika kita memiliki bandwidth internet

yang sempit, sedangkan ada transaksi penting yang tidak boleh di interupsi

seperti layanan email smtp dan pop3. Traffic controll pada linux memberikan

kita suatu fasilitas pengendalian prioritas trafik TCP/IP, kita dapat

memberikan prioritas berdasarkan alamat port, IP address, subnet maupun

jenis type of service. Prioritas di tandai dengan angka numerik 1 sampai

dengan 100 misalnya, prioritas tertinggi dimiliki oleh angka 1 kemudian di

ikuti dengan angka berikutnya.s


Gambar 2.7. Prioritas Antrian

3. Stochastic Fairness Queuing (SFQ)

Stochastic Fairness Queuing (SFQ) memiliki kemampuan membagi setiap

paket data yang diterima dalam jumlah yang sama rata, setiap paket data yang

telah terbagi dimasukkan ke dalam suatu antrian dan menunggu dikeluarkan

oleh penjadwalan, antrian dikeluarkan dengan algoritma round robin. Berikut

ini adalah opsi dari teknik antrian SFQ:

a. Perturb nilai[detik] algoritma hash akan di konfigurasi ulang secara

otomatis tergantung dari nilai yang diberikan [detik].

b. Quantum nilai[bytes] Jumlah paket data stream yang dizinkan untuk di

keluarkan (dequeue) sebelum antrian lain diproses. Nilainya tidak

boleh dibawah MTU (Maximum Transfer Unit), untuk ethernet

10/100Mbit nilai MTU nya 1500 bytes, periksa dengan perintah

“ifconfig”.

Gambar 2.8. Stochastic Fairness Queuing


4. Token bucket filter

Token bucket filter (TBF) membatasi bandwidth dengan metode shape &

drop, prinsip kerja menggunakan aliran token yang memasuki bucket dengan

kecepatan (rate) konstan, jika token dalam bucket habis maka paket data akan

di antri dan kelebihannya dibuang, setiap paket data yang dikeluarkan identik

dengan token. Token dalam bucket akan lebih cepat habis jika aliran paket

data melampaui kecepatan token memasukki bucket, jadi kita asumsikan

bahwa trafik melebihi batas konfigurasi.

Gambar 2.9. Token Bucket Filter

5. Filtering

Paket data yang akan memasuki antrian melalui klasifikasi (class) sebelumnya

disaring filter) terlebih dahulu, agar setiap paket bisa ditentukan jenisnya,

alamat IP, alamat PORT dan TOS nya. Kemudian fungsi yang kedua, filtering

digunakan untuk mengarahkan suatu paket agar ke tujuan yang benar, ke

klasifikasi paket (class) sesuai dengan arah alirannya, contoh:

Gambar 2.10. Klasifikasi paket


Pada gambar 2.10 menunjukkan paket dibagi menjadi 3 bagian, untuk dari

port ssh (22), alamat tujuan 192.168.1.0/24 dan dari port POP3 (110),

sedangkan bilangan heksadesimal 0xfff menunjukkan semua paket dari sport

xx.

Klasifikasi paket merupakan cara memberikan suatu kelas atau

perbedaan pada setiap paket, hal ini dilakukan untuk mempermudah

penanganan paket oleh antrian. Klasifikasi berbeda dengan filtering yang

berfungsi mengarahkan dan menyaring aliran paket data. Contoh pada gambar

2.11 dibawah ini menunjukkan paket data dibagi menjadi tiga kelas 1:1, 1:2

dan 1:3 dan tiap kelas tersebut ditangani oleh teknik antrian (qdisc) 10: (tbf),

20:(sfq) dan 30: (pfifo).

Gambar 2.11. Pembagian Paket

6. Class Based Queue (CBQ)

Teknik klasifikasi paket data yang paling terkenal adalah CBQ, mudah

dikonfigurasi, memungkinkan sharing bandwidth antar kelas (class) dan memiliki

fasilitas user interface. CBQ mengatur pemakaian bandwidth jaringan yang

dialokasikan untuk tiap user, pemakaian bandwidth yang melebihi nilai set akan

dipotong (shaping), CBQ juga dapat diatur untuk sharing dan meminjam

bandwidth antar class jika diperlukan.


Class Based Queueing (CBQ) adalah suatu mekanisme penjadwalan,

bertujuan menyediakan Link Sharing antar kelas yang menggunakan jalur fisik

yang sama, sebagai acuan untuk membedakan trafik ysng memiliki prioritas-

prioritas yang berlainan. Dengan CBQ, setiap kelas dapat mengalokasikan

bandwidth miliknya untuk berbagai jenis trafik yang berbeda, sesuai dengan

pembagiannya yang tepat untuk masing-masing trafik.

Gambar 2.12. Model Dasar Antrian CBQ

Cara kerja Class Based Queueing (CBQ) dimulai saat classifier menentukan

paket yang datang dan menempatkan ke kelas yang tepat. Kemudian general

scheduler menentukan bandwidth yang diperuntukkan untuk suatu kelas,

estimator memeriksa apakah kelas-kelas mendapatkan bandwidth sesuai dengan

yang dialokasikan. Jika suatu kelas kekurangan maka dengan bantuan link-sharing

scheduler kelas yang memiliki bandwidth yang tidak terpakai bisa dipinjamkan ke

kelas yang membutuhkan tambahan bandwidth. CBQ dapat menerapkan

pembagian kelas dan menshare link bandwidth melalui struktur kelas-kelas secara

hirarki. Setiap kelas memiliki antriannya masing-masing dan diberikan jatah

bandwidthnya. Sebuah kelas child dapat meminjam bandwidth dari kelas parent

selama terdapat kelebihan bandwidth. Gambar di atas ini menunjukkan model


dasar dari CBQ. Classifier akan mengarahkan paket-paket yang datang ke kelas-

kelas yang bersesuaian. Estimator akan mengestimasi bandwidth yang sedang

digunakan oleh sebuah kelas. Jika sebuah kelas telah melampaui limit yang telah

ditentukannya, maka estimator akan menandai kelas tersebut sebagai kelas yang

overlimit. Scheduler menentukan paket selanjutnya yang akan dikirim dari kelas-

kelas yang berbeda-beda, berdasarkan pada prioritas dan keadaan dari kelas-kelas.

Weighted round robin scheduling digunakan antara kelas-kelas dengan prioritas

yang sama

CBQ dengan link sharing memberikan keunggulan yaitu pemberian

bandwidth yang tak terpakai bagi leaf class-nya. Ketika paket dating ke router

akan mengantrikannya pada queue yang sesuai dengan priority class paket

tersebut. Selanjutnya, router dapat menerapkan priority control yang akan

mentransfer lebih banyak paketpaket berprioritas tinggi daripada paket

berprioritas rendah. Pada CBQ terdapat beberapa komponen diantaranya adalah:

1. Classifier, bekerja dengan cara mengklasifikasikan paket-paket ke dalam

class-class yang sesuai dengan menggunakan informasi yang ada di packet

header.

2. General Scheduler, merupakan mekanisme penjadwalan bertujuan untuk

membagi bandwidth saat seluruh kelas memiliki antrian paket. General

Scheduler menjamin hak kuantitas layanan untuk tiap cabang class (leaf

classes), dengan membagikan bandwidth sesuai dengan alokasinya masing-

masing. General Scheduler bekerja apabila tidak terjadi kongesti pada router.

3. Link-sharing Scheduler, yang bertujuan membagikan bandwidth yang tak

terpakai sesuai dengan struktur link-sharingnya. Link-sharing scheduler

digunakan apabila terjadi kongesti pada router.


4. Estimator, akan menghitung bandwidth yang terpakai pada tiap kelas pada

selang waktu tertentu untuk memastikan bahwa tiap kelas telah mendapatkan

bandwidth sesuai bagiannya.

Pada jenis antrian CBQ mempunyai beberapa parameter yang digunakan yaitu:

a. avpkt

Jumlah paket rata – rata saat pengiriman

b. Bandwidth

lebar bandwidth kartu ethernet biasanya 10 – 100Mbit

c. Rate

Kecepatan rata – rata paket data saat meninggalkan qdisc, ini parameter untuk

men-set bandwidth.

d. Cell

Peningkatan paket data yang dikeluarkan ke kartu ethernet berdasarkan jumlah

byte, misalnya 800 ke 808 dengan nilai cell 8.

e. Isolated / sharing

Parameter isolated mengatur agar bandwidth tidak bisa dipinjam oleh klas

(class) lain yang sama tingkat / sibling. Parameter sharing menunjukkan

bandwidth kelas (class) bisa dipinjam oleh kelas lain.

f. Bounded / borrow

Parameter borrow berarti kelas (class) dapat meminjam bandwidth dari klas

lain, sedangkan bounded berarti sebaliknya.

Disini kita akan menganalisa throughputnya. Throughput merupakan laju

data aktual yang terukur pada suatu ukuran dalam waktu tertentu. Walaupun

throughput memiliki satuan dan rumus yang sama dengan laju data, tetapi

throughput lebih pada menggambarkan laju data yang sebenarnya (aktual) pada


suatu waktu tertentu dan pada kondisi dan jaringan internet tertentu yang

digunakan untuk mendownload suatu file atau data dengan ukuran tertentu.

Throughput = Ukuran Data Yang Diterima / Total Waktu Pengiriman Data

7. Hierarchy Token Bucket (HTB)

Teknik antrian HTB mirip dengan CBQ hanya perbedaannya terletak pada

opsi, HTB lebih sedikit opsi saat konfigurasi serta lebih presisi. Teknik antrian

HTB memberikan kita fasilitas pembatasan trafik pada setiap level maupun

klasifikasi, bandwidth yang tidak terpakai bisa digunakan oleh klasifikasi yang

lebih rendah. Kita juga dapat melihat HTB seperti suatu struktur organisasi

dimana pada setiap bagian memiliki wewenang dan mampu membantu bagian lain

yang memerlukan, teknik antrian HTB sangat cocok diterapkan pada perusahaan

dengan banyak struktur organisasi. Pada antrian HTB mempunya parameter yang

menyusunnya dalam antrian yaitu:

1. Rate

parameter rate menentukan bandwidth maksimum yang bisa dipakai oleh setiap

class, jika bandwidth melebihi nilai “rate” maka paket data akan dipotong atau di

jatuhkan (drop).

2. Ceil

parameter ceil di set untuk menentukan peminjaman bandwidth antar class

(kelas), peminjaman bandwith dilakukan class paling bawah ke kelas di atasnya,

teknik ini disebut link sharing.

8. Random Early Detection (RED)

Random Early Detection atau bisa disebut Random Early Drop biasanya

dipergunakan untuk gateway / router backbone dengan tingkat trafik yang sangat


tinggi. RED mengendalikan trafik jaringan sehingga terhindar dari kemacetan

pada saat trafik tinggi berdasarkan pemantauan perubahan nilai antrian minimum

dan maksimum. Jika isi antrian dibawah nilai minimum maka mode 'drop' tidak

berlaku, saat antrian mulai terisi hingga melebihi nilai maksimum maka RED

akan membuang (drop) paket data secara acak sehingga kemacetan pada jaringan

dapat dihindari. Pada antrian RED juga mempunya parameter yang menyusunnya

yaitu:

a. min

Nilai rata – rata minimum antrian (queue)

b. max

Nilai rata – rata maksimum antrian, biasanya dua kali nilai minimum atau dengan

rumus;

max = bandwidth [Bps] * latency [sec]

c. probability

Jumlah maksimum probabilitas penandaan paket data nilainya berkisar 0.0 sampai

dengan 1.0.

d. limit

Batas paling atas antrian secara riil, jumlah paket data yang melewati nilai limit

pasti dibuang. Nilai limit harus lebih besar daripada 'max' dan dinyatakan dengan

persamaan.

limit = max + burst

e. burst

Digunakan untuk menentukan kecepatan perhitungan nilai antrain mempengaruhi

antrian riil (limit). Untuk praktek nilainya kita set dengan rumus;

burst = (min+min+max) / 3 * avpkt


f. avpkt

Nilai rata – rata paket data / trafik yang melintasi gateway RED, sebaiknya diisi

1000.

g. bandwidth

Lebar band (bandwidth) kartu ethernet.

h. ecn

Explicit Congestion Notification memberikan fasilitas gateway RED untuk

memberitahukan kepada klien jika terjadi kemacetan.

Device egress mengendalikan paket data yang keluar dari ethernet tapi

tidak bisa membatasi jumlah rata – rata paket yang memasuki ethernet. Policing

mengendalikan paket data yang memasuki kartu ethernet melalui device ingress,

administrator memberikan batas maksimum paket yang boleh melewati ingress

dan policing akan membuang paket jika melebihi batas maksimum konfigurasi.

Setting policing dapat dilakukan dengan dua cara, pertama dengan iptables

mangle dan kedua melalui cara manual. Pada iptables mangle paket yang

memasuki device ingress diberikan tanda dengan opsi mangle dari iptables, paket

tersebut kemudian diproses oleh policing. Pada cara manual paket data di filter

dengan opsi “match ip” secara langsung. Klasifikasi paket data pada policing ada

beberapa macam seperti berikut:

a. fw

Menggunakan iptables mangle untuk klasifikasi paket data.

b. route

Menggunakan ip route untuk klasifikasi paket data yang akan dikirimkan / di

route ke lain subnet.


c. drop

Paket data akan di buang atau di antrikan jika melampaui batas maksimum

konfigurasi.

d. continue

Paket data jika melebihi batas maksimum konfigurasi akan di berikan ke

klasifikasi berikutnya, jadi kita dapat membuat skala bandwidth pada device

ingress.

e. pass / ok

Paket data yang melampaui batas maksimum konfigurasi boleh melintas.

f. reclassify

Paket data di klasifikasi oleh kelas berikutnya.


Documents

BAB II KOMUNIKASI DATA dan TEORI ANTRIAN