MANET - Perpustakaan Universitas Indonesia

Analisis Kinerja Routing Protocol AODV OLSR dan TORA Terhadap
Stabilitas Jaringan Pada Mobile Ad hoc Network (MANET) Berbasis IPv6
Shinta Widyaningrum, Muhammad Salman
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI Depok, 16425, Indonesia
E-mail: [email protected]
Abstrak
Routing protocol pada Mobile Ad hoc Network (MANET) merupakan salah satu isu penting dalam melakukan
komunikasi antar node. Pemilihan routing protocol yang tepat sangat diperlukan untuk menentukan rute data
yang efisien. Penelitian ini menganalisis kinerja routing protocol pada MANET yakni AODV, OLSR dan TORA
di lingkungan IPv6 dengan melihat dampaknya terhadap stabilitas jaringan. Simulasi dijalankan dengan
menggunakan simulator OPNET Modeler versi 14.5, dimana setiap routing protocol diuji dengan variasi jumlah
node, variasi kecepatan gerak node, menjalankan aplikasi HTTP dan voice serta penambahan node yang
melakukan serangan blackhole. Hasil simulasi menunjukkan bahwa routing protocol AODV memiliki kinerja
terbaik dibandingkan dengan kedua routing protocol lainnya pada skenario variasi jumlah node, variasi
kecepatan dan penerapan aplikasi HTTP dan voice. Packet end-to-end delay AODV yang dihasilkan berkisar
antara 0,00048-0,00055 s dan nilai rata-rata network load yang dihasilkan AODV merupakan yang paling rendah
dengan maksimum yang didapat sebesar 26.076 bits/sec. Namun pada kondisi terdapat serangan blackhole,
routing protocol yang terkena dampak paling kecil adalah routing protocol OLSR dengan perubahan throughput
sebesar 5,25%, packet end-to-end delay sebesar 1,52% dan network load sebesar 5,25%.
Performance Analysis of Routing Protocol AODV OLSR and TORA to the Network
Stability in Mobile Ad hoc Network (MANET) based on IPv6
Abstract
Routing protocols is one of the important issue to perform communication between nodes in Mobile Ad hoc
Network (MANET). Selecting an appropriate routing protocol is needed to achieve the efficient data route. This
paper presents performance evaluation analyzes of routing protocols models in MANET such as AODV, OLSR
and TORA under IPv6 environtment and its impact to the network stability. Performance of these routing
protocols is evaluated by using OPNET Modeler 14.5, each routing protocol is tested by varying the amount of
mobile nodes, the speed of mobile nodes, running some applications like HTTP and voice, and then adding a
malicious node to do blackhole attack on the network. The simulation results shows that AODV has better
performance than other routing protocol in scenario of varying number of nodes, varying node speed,
implementation of HTTP and voice. The packet end-to-end delay of AODV is range between 0,00048-0,00055 s
and the average of AODV’s network load is the lowest with maximum 26.076 bits/sec. But, in the condition
when blackhole attack is exist, the results shows that OLSR has the smallest impact with 5,25% change of
throughput, 1,52% change of packet end-to-end delay and 5,25% change of network load.
Keywords: MANET, IPv6, AODV, OLSR, TORA, OPNET
Pendahuluan
Studi mengenai MANET menjadi salah satu tema yang menarik di bidang jaringan nirkabel.
Karena sifatnya yang fleksibel dan dinamis, efisiensi menjadi standar penting yang perlu
diperhatikan dalam menjalankan komunikasi antar mobile node. Isu mengenai keterbatasan
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
bandwidth, energi, jangkauan transmisi dan sumber daya lain sudah sepatutnya menjadi
pertimbangan dalam membangun jaringan yang efisien. Selain itu, pergerakan node
menjadikan topologi selalu berubah-ubah dan tentunya mempengaruhi keandalan pertukaran
data yang terjadi antara sumber dan tujuan.
Mengacu pada hal tersebut, pemilihan routing protocol yang tepat dapat dikatakan sebagai
salah satu solusi untuk mencapai kondisi jaringan yang efisien. Selalu ada kebutuhan tiap
node dalam MANET untuk mencari jalur (rute) terbaik dalam komunikasi data dari sumber ke
tujuan. Sehingga Pengetahuan mengenai karakteristik routing protocol tentunya akan sangat
membantu dalam memilih jenis routing protocol yang memberikan kinerja lebih baik dalam
suatu kondisi yang dituju dalam suatu jaringan mobile ad hoc.
Evaluasi mengenai routing protocol pada MANET sebagian besar masih menggunakan
alamat IPv4. Maka dengan kehadiran IPv6 yang dapat dipastikan akan menggantikan peran
IPv4 saat ini, tentunya menjadi penting untuk bisa meneliti lebih lanjut karakteristik routing
protocol MANET tersebut di lingkungan IPv6 guna berkontribusi dalam pengembangan lebih
lanjut.
Hasil akhir penelitian ini ditujukan untuk menganalisa kinerja routing protocol`pada MANET
jika diterapkan pada lingkungan IPv6. Adapun routing protocol yang digunakan dalam
penelitian ini adalah AODV, OLSR dan TORA. Routing protocol tersebut akan diuji dengan
memvariasikan jumlah mobile node, kecepatan, aplikasi dan melakukan salah satu serangan
dalam MANET, yakni serangan blackhole. Dengan ini diharapkan dapat diketahui routing
protocol mana yang memiliki kinerja terbaik di masing-masing parameter uji di lingkungan
IPv6.
Mobile Ad hoc Network
A. Pengertian Mobile Ad hoc Network
Kata “ad hoc” berasal dari bahasa latin yang memiliki arti “untuk suatu keperluan atau tujuan
tertentu saja”. Dalam pengertian lain, jaringan ad hoc adalah suatu jaringan yang bersifat
sementara dan independent tanpa bergantung pada infrastruktur yang ada. Jaringan ad hoc
pertama kali dicetuskan pada awal tahun 1972 oleh sebuah lembaga pusat riset militer di
Amerika Serikat yang bernama DARPA. Pada saat itu DARPA memiliki sebuah proyek
packet radio network yang bertujuan untuk menghubungkan antar terminal nirkabel sehingga
dapat saling berkomunikasi di medan perang. Pada akhirnya proyek tersebut terus
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
dikembangkan oleh IETF hingga kini memasuki generasi ketiga dengan memperkenalkan
teknologi Mobile Ad hoc Network (MANET)[1].
Mobile Ad hoc Network atau yang dikenal dengan MANET merupakan jaringan nirkabel
sederhana yang terdiri dari 2 atau lebih perangkat bergerak (mobile node) yang berkomunikasi
satu dengan lainnya tanpa bergantung pada infrastruktur yang ada, seperti seperti router
dalam jaringan kabel ataupun base station dan access point pada jaringan nirkabel[2]. Setiap
node pada MANET dapat berperan sebagai router, sehingga setiap node mampu meneruskan
paket ke node berikutnya hingga sampai ke tujuan. Dengan kata lain, meskipun tidak
terhubung langsung, sebuah node dapat menggunakan node lain sebagai penghubung untuk
menyampaikan data ke tujuan. Ilustrasi dari MANET ditunjukkan pada Gambar 1 berikut ini.
Gambar 1. Mobile Ad hoc Network [2]
B. Klasifikasi Routing Protocol Pada MANET
Routing protocol merupakan sebuah standar pengambilan keputusan sebuah node pada saat
paket melintas antar device dalam sebuah jaringan. Secara umum, routing protocol pada
MANET diklasifikasikan menjadi reactive, proactive dan hybrid seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 2. Pada penelitian ini, routing protocol yang digunakan merupakan perwakilan
dari reactive, proactive dan hybrid routing protocol yakni AODV, OLSR dan TORA.
Gambar 2. Klasifikasi Routing Protocol Pada MANET [3]
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
C. Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV)
Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV) adalah routing protocol yang membangun
rutenya berdasarkan jarak dan arah (distance vector). Routing AODV memperhitungkan
jumlah hop yang akan ditempuh dan next-hop dari suatu node menuju tujuannya. Protokol ini
tidak bertukar informasi routing secara berkala, rute dirancang dan digunakan hanya pada saat
dibutuhkan saja. Pada AODV terdapat tiga pesan untuk menelusuri dan mengelola rute dari
node sumber ke node tujuan, adapun pesan-pesan tersebut adalah: Route Request (RREQ),
Route Errors (RERRs) dan Route Replies (RREPs)[4].
D. Optimized Link State Routing (OLSR)
Optimized Link State Routing (OLSR) merupakan routing protocol yang memiliki
karakteristik membangun database topologinya sendiri berdasarkan informasi yang
dikumpulkan dari node tetangganya. OLSR mempunyai karakteristik membuat dan mengelola
routing information yang kemudian didistribusikan ke seluruh node meskipun saat itu node
tidak sedang mentransmit paket data. Ciri khas OLSR adalah kemampuannya yang baik
dalam menelusuri node dan penggunaan Multipoint Relay, atau disingkat dengan MR[5].
Multipoint Relay berfungsi untuk meminimalisir banjir pesan broadcast di jaringan dengan
mengurangi duplikat transmisi di kawasan yang sama. Pada AODV terdapat dua pesan untuk
menelusuri dan mengelola rute yakni HELLO message dan Topology Control (TC) message.
E. Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA)
Temporally-Ordered Routing Algorithm (TORA) adalah routing protocol berbasis konsep link
reversal. Keunggulan dan keunikan utama TORA adalah menyediakan multi rute ke node
tujuan sehingga perubahan topologi jaringan tidak menjadi pengaruh besar kepada node
dalam jaringan. Multi rute dapat dicapai karena terdapat control message dalam setiap
kumpulan-kumpulan
node, dimana setiap node dalam sebuah kumpulan tersebut hanya
menjaga informasi routing tetangganya (one hop neighbour) saja. Protokol TORA
mempunyai 3 peran utama, yakni membuat rute (route creation), mengelola rute (route
maintenance) dan menghapus rute (route erasure). Tindakan yang diambil oleh TORA dapat
diibaratkan seperti air yang mengalir menurun dari node sumber menuju node tujuan melalui
jaringan pipa. Setiap node memiliki ketinggian yang dihitung oleh routing protocol TORA
dimana ketinggian node sumber ditetapkan lebih besar dari node tetangga manapun.
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
F. Ancaman Serangan Blackhole Attack
Salah satu ancaman serangan pada network layer MANET adalah blackhole attack. Pada
blackhole attack, terdapat sebuah node yang berperan sebagai attacker atau biasa disebut
dengan malicious node. Malicious node akan menggunakan routing protocol-nya dengan
tujuan untuk mengumumkan dirinya memiliki jalur terpendek ke node tujuan. Malicious node
mengumumkan kemungkinan jalur terbaru terlepas dari pemeriksaan routing table. Dengan
cara ini malicious node akan selalu memiliki kesempatan untuk mereply pesan route request
kemudian menerima paket data dan menahannya.
Gambar 3 dibawah ini mengilustrasikan bagaimana serangan blackhole muncul. node C
adalah malicious node kemudian ia akan mengklaim bahwa ia memiliki rute aktif ke node
yang dituju secepat mungkin setelah menerima paket RREQ. Node C kemudian mengirim
respon ke node A sebelum node manapun. Dengan cara ini node A akan berfikir bahwa ini
adalah rute aktif dan proses penelusuran rute selesai. Node A akan mengabaikan semua reply
dari node lain dan mulai mengirimkan paket data ke node C. Dengan ini, semua paket data
akan hilang dikonsumsi oleh node C atau benar-benar hilang karena di drop (dibuang) oleh
node C.
Gambar 3. Serangan Blackhole Pada MANET [6]
Perancangan dan Simulasi
A. Perangkat Keras Yang Digunakan
Perangkat keras yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 buah PC (laptop) dengan
spesifikasi sebagai berikut:
•
Processor : Intel® Atom™ Processor N550 (1.5 GHz, Cache 1 MB)
•
RAM
: 1GB, DDR3
•
VGA
: Video Intel® Graphics Media Accelerator 3150 256 MB
•
Hard Disk : 250 GB Serial ATA 5400 RPM
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
B. Perangkat Lunak Yang Digunakan
Berikut ini adalah perangkat lunak yang digunakan dalam melakukan simulasi :
•
Sistem Operasi Windows 7
•
OPNET Modeler versi 14.5
•
Microsoft Visual Studio 2010
C. Skenario Pengujian
Pengujian
routing
protocol
terbagi
menjadi
empat
skenario,
setiap
skenario
merepresentasikan variasi dari parameter-parameter yang diujikan. Adapun masing-masing
skenario tersebut adalah :
1.
Skenario 1
Pada skenario ini kinerja masing-masing routing protocol (AODV, OLSR dan TORA) diuji
dengan variasi jumlah node yakni 30 node, 50 node dan 100 node.
Tabel 1. Skenario 1
2.
No
Parameter
Nilai
1.
Luas area
1000x1000 meter
2.
Jumlah node
30, 50 dan 100 node
3.
Data rate
11 Mbps
4.
Jenis perpindahan node
Random Waypoint
5.
Kecepatan node
10 m/s
6.
Aplikasi
FTP
7.
Jenis traffic aplikasi
High Load
Skenario 2
Pada skenario ini kinerja masing-masing routing protocol (AODV, OLSR dan TORA) diuji
dengan variasi kecepatan mobilitas node yakni 10 m/s, 30 m/s dan 50 m/s.
Tabel 2. Skenario 2
No
Parameter
Nilai
1.
Luas area
1000x1000 meter
2.
Jumlah node
30 node
3.
Data rate
11 Mbps
4.
Jenis perpindahan node
Random Waypoint
5.
Kecepatan node
10 m/s, 30 m/s dan 50 m/s
6.
Aplikasi
FTP
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
7.
3.
Jenis traffic aplikasi
High Load
Skenario 3
Pada skenario ini kinerja masing-masing routing protocol (AODV, OLSR dan TORA) diuji
dengan variasi aplikasi yang dijalankan yaitu HTTP dan Voice.
Tabel 3. Skenario 3
No
4.
Parameter
Nilai
1.
Luas area
1000x1000 meter
2.
Jumlah node
30 node
3.
Data rate
11 Mbps
4.
Jenis perpindahan node
Random Waypoint
5.
Kecepatan node
10 m/s
6.
Aplikasi
HTTP, Voice
7.
Jenis traffic aplikasi
HTTP
: Heavy Browsing
Voice : PCM Quality Speech
Skenario 4
Pada skenario ini kinerja masing-masing routing protocol diuji dengan penambahan satu
mobile node yang berperan sebagai malicious node yang dikonfigurasi untuk menjalankan
blackhole attack.
Gambar 4. Blackhole Node
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
D. Parameter Ukur
Setiap skenario mengacu pada beberapa parameter QoS routing jaringan mobile ad hoc yakni
throughput, delay dan network load jaringan secara keseluruhan (global statistic)[7].
• Throughput
Throughput merupakan jumlah total data yang mencapai penerima dari pengirim terhadap
waktu, yang dibutuhkan bagi penerima untuk mendapatkan paket terakhir di semua node
jaringan WLAN yang diukur dalam bps.
• Packet End-to-End Delay
Packet end-to-end delay adalah waktu rata-rata suatu paket untuk melintasi jaringan dari
sumber ke tujuan dalam detik(s). Besarnya waktu ini mencangkup semua delay pada sebuah
jaringan seperti buffer queue, waktu transmisi, delay yang disebabkan oleh aktifitas routing
dan pertukaran MAC Control.
• Network Load
Network load merupakan total lalu lintas data dalam bit per detik yang diterima oleh seluruh
jaringan dari layer yang lebih tinggi diterima dan antri untuk transmisi. Network load dapat
disebut juga sebagai jumlah beban lalu lintas di seluruh jaringan.
E. Alur Pengujian
Gambar 5. Alur Pengujian
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Hasil dan Analisis
A. Hasil Pengujian Kinerja Routing Protocol dengan Variasi Jumlah Node
Tabel 4. Nilai Rata-rata Throughput Sampel Selama 1000 detik
Jumlah
Node
Nilai Rata-rata Throughput (bit/sec)
OLSR
TORA
30
60.171
2.326.094
53.777
50
233.417
9.050.269
239.980
100
397.103
69.842.259
579.848
Throughput (bits/sec) AODV
100000000 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 1 OLSR AODV TORA 30 50 100 Jumlah Node Gambar 6. Grafik Jumlah Node Terhadap Throughput Jaringan
Secara umum routing protocol AODV memiliki grafik yang cenderung tidak konsisten. Hal
ini dikarenakan oleh karakteristik routing protocol AODV yang selalu menyesuaikan diri
dengan perubahan topologi node yang bergerak secara acak sehingga jarak dan kecepatan
node akan sangat mempengaruhi kinerja dari routing protocol AODV. Peningkatan jumlah
node juga berakibat tingginya Route Request (RREQ) dan kemacetan jaringan (network
congestion) sehingga nilai throughput yang dihasilkan pada routing protocol AODV menjadi
tidak stabil.
OLSR menghasilkan throughput jaringan yang paling tinggi dan cenderung lebih konsisten
apabila dibandingkan AODV dan TORA. Hal ini dikarenakan karakteristik proaktif OLSR
yang selalu mengirimkan control messages dan pembaruan routing table ke seluruh node,
meskipun node dalam keadaan tidak mentransmit data. Hal tersebut dapat berdampak
throughput yang dihasilkan lebih besar dibanding routing protocol yang memiliki
karakteristik on demand atau hybrid seperti AODV dan TORA. Semakin besar jaringan maka
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
semakin besar pula routing table pada OLSR dan hal tersebut yang mengakibatkan network
load dan throughput yang dihasilkan menjadi semakin meningkat sangat signifikan pada
jumlah 100 node.
Selama simulasi dilakukan, TORA membutuhkan proses penelusuran rute yang cukup lama.
Hal tersebut menyebabkan kemacetan yang sudah mulai terjadi pada jaringan dengan jumlah
30 node. Rata-rata throughput yang dihasilkan cenderung lebih kecil dibandingkan routing
protocol AODV dan OLSR, namun lebih stabil dibandingkan dengan AODV karena
karakteristik TORA sudah mengantisipasi dampak perubahan topologi dengan algoritma
routingnya.
Tabel 5. Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay Sampel Selama 1000 detik
Jumlah
Node
Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay
OLSR
TORA
30
0,00055
0,00066
0,0132
50
0,00050
0,00088
17,96
100
0,00052
0,0018
77,92
Packet End-­‐to-­‐End Delay (s) AODV
100 10 AODV 1 0.1 0.01 30 50 100 OLSR TORA 0.001 0.0001 Jumlah Node Gambar 7. Grafik Jumlah Node Terhadap Packet End-to-End Delay Jaringan
Nilai rata-rata packet end-to-end delay pada AODV diatas secara umum terlihat tidak stabil.
Hal ini dapat dipengaruhi oleh perubahan topologi yang terjadi, sehingga terdapat perilaku
reaktif AODV untuk melakukan penyesuaian terhadap topologi ketika suatu node sumber
ingin mengirimkan data ke node tujuan dan berdampak pada ketidakstabilan delay yang
dihasilkan. Seiring berjalannya waktu, nilai delay terus bertambah, kejadian ini dapat
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
disebabkan oleh padatnya traffic sehingga banyak terjadi kemacetan jaringan (network
congestion) atau jauhnya jarak antar node yang tentunya mempengaruhi nilai delay ini.
Delay pada routing protocol OLSR semakin bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah
node. Nilai delay pada OLSR sedikit lebih tinggi dan lebih konsisten apabila dibandingkan
dengan delay yang dihasilkan AODV karena karakteristik OLSR yang table driven yang
selalu mengupdate rute ke seluruh node secara berkala, sehingga memudahkan mencapai
tujuan.
TORA memiliki nilai delay yang paling tinggi apabila dibandingkan dengan routing protocol
AODV dan OLSR. Besar delay semakin bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah
node. Hal ini disebabkan karena semakin banyaknya jumlah kemacetan jaringan yang terjadi
dan proses penelusuran yang lama pada TORA untuk menentukan height dari node sumber ke
node tujuan. Semakin banyak jumlah node maka waktu yang dibutuhkan juga semakin lama,
sehingga delay yang dihasilkan semakin besar dan throughput menjadi lebih rendah.
Tabel 6. Nilai Rata-rata Network Load Sampel Selama 1000 detik
Jumlah
Node
Nilai Rata-rata Network Load (bits/sec)
OLSR
TORA
30
12.841
91.531
29.373
50
26.076
198.196
116.733
100
20.716
729.000
238.718
Network Load (bits/
sec) AODV
800,000 600,000 AODV 400,000 OLSR 200,000 TORA 0 30 50 100 Jumlah Node Gambar 8. Grafik Jumlah Node Terhadap Network Load
Network load pada AODV terlihat lebih dinamis dan memiliki nilai network load yang lebih
rendah dibandingkan dengan network load pada routing protocol OLSR dan TORA. Salah
satu penyebabnya adalah karakteristik dari AODV yang mengelola routing hanya apabila
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
dibutuhkan saja, hal ini berdampak pada network load yang dihasilkan lebih berkurang
dibandingkan karakteristik routing protocol yang memberikan update routing information
secara berkala seperti pada OLSR.
OLSR memiliki network load yang lebih besar apabila dibandingkan dengan AODV
dijumlah node yang sama. OLSR memiliki network load yang cukup tinggi karena
karakteristik proaktifnya dalam membangun dan selalu mengirimkan update serta mengelola
rute setiap ada perubahan dalam topologi sehingga sedikit banyak menambahkan beban traffic
pada jaringan. Dengan meningkatnya jumlah node maka Network load yang dihasilkan
tentunya akan semakin besar.
TORA memiliki nilai network load yang meningkat seiring dengan pertambahan node dan
menduduki posisi kedua setelah OLSR. Network load yang naik pada grafik dapat disebabkan
karena besarnya traffic dan terjadi kemacetan dalam jaringan. Penyesuaian nilai height
semakin kompleks sementara paket data semakin banyak yang harus ditransmisikan.
B. Hasil Pengujian Kinerja Routing Protocol Berdasarkan Variasi Kecepatan Node
Tabel 7. Nilai Rata-rata Throughput Sampel Selama 1000 detik
AODV
OLSR
TORA
10
71.953
2.326.094
26.717
30
61.381
2.333.736
28.494
50
60.434
2.328.058
93.853
Throughput (bits/sec) Kecepatan
Node
(m/s)
Nilai Rata-rata Throughput (bits/sec)
2,500,000 2,000,000 1,500,000 AODV 1,000,000 OLSR 500,000 TORA 0 10 30 50 Kecepatan (m/s) Gambar 9. Grafik Kecepatan Node Terhadap Throughput
Pada routing protocol AODV, besar kecepatan mobile node ternyata memberikan pengaruh
terhadap throughput jaringan yang dihasilkan. Hal tersebut dapat terlihat pada grafik hasil
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
simulasi (ditunjukkan oleh Gambar 4.13) dimana semakin tinggi kecepatan mobile node
dalam jaringan maka throughput yang dihasilkan justru menurun. Hal itu dapat dikarenakan
penelusuran rute dengan karakteristik AODV lebih cepat pada mobilitas node yang relatif
rendah. AODV selalu menyesuaikan dengan topologi jaringan untuk memberikan informasi
rute ke node yang membutuhkan, terdapat jeda waktu untuk memproses kembali rute-rute
yang berubah atau tidak valid dengan pesan Route Error (RERR) sehingga berakibat pada
mobilitas yang tinggi akan membutuhkan waktu secara berulang-ulang untuk mendefinisikan
rute yang baru.
Karakteristik OLSR yang selalu memberikan informasi rute secara berkala
menguntungkan node meskipun berada dalam mobilitas tinggi. Grafik hasil simulasi
menunjukkan bahwa kecepatan mobile node tidak memberikan pengaruh signifikan pada
throughput jaringan routing protocol OLSR. Berbeda halnya dengan TORA, hasil
menunjukan nilai rata-rata throughput jaringan yang cenderung naik seiring dengan
peningkatan kecepatan mobile node. Peningkatan nilai tersebut dikarenakan oleh semakin
tingginya kecepatan maka semakin sedikit waktu yang diperlukan untuk TORA menelusuri
node dengan menyesuaikan nilai height pada node, TORA mengantisipasi perubahan topologi
dengan control message dalam setiap kumpulan-kumpulan node, dimana setiap node dalam
sebuah kumpulan tersebut hanya menjaga informasi routing tetangganya (one hop
neighbour).
Tabel 8. Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay Sampel Selama 1000 detik
Packet End-­‐to-­‐End Delay (s) Kecepatan
Node
(m/s)
Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay (sec)
AODV
OLSR
TORA
10
0,00048
0,00066
0,00750
30
0,00053
0,00066
0,00066
50
0,00054
0,00066
0,021
0.025 0.02 AODV 0.015 0.01 OLSR 0.005 TORA 0 10 30 50 Kecepatan (m/s) Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Gambar 10. Grafik Kecepatan Node Terhadap Packet End-to-End Delay
Berdasarkan hasil tersebut, delay pada AODV meningkat seiring dengan peningkatan
kecepatan node dalam jaringan. Mobilitas yang tinggi menyebabkan banyak rute yang
berubah dan kemungkinan banyak link yang terputus ketika mengirimkan data, sehingga
AODV memerlukan waktu untuk memproses kembali rute-rute yang ada agar dapat mencapai
node tujuan dan tentunya menambah delay yang dihasilkan pada jaringan
Pada routing protocol OLSR, kecepatan node juga tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap packet end-to-end delay yang dihasilkan. Informasi rute yang selalu
diperbarui dan dikirimkan ke setiap node menjadikan waktu yang dibutuhkan lebih cepat
untuk mengirimkan paket data tanpa terpengaruh dengan mobilitas node yang semakin tinggi.
pada TORA peningkatan kecepatan mobile node berdampak dengan peningkatan packet endto-end delay jaringan. Hal tersebut dikarenakan overhead routing seiring peningkatan
kecepatan. Ini adalah sebuah perilaku yang sesuai espektasi karena lebih banyak
kemungkinan rute yang dimasukkan ke dalam jaringan dan TORA menjadikan jarak
terpendek dan tercepat sebagai prioritas kedua[4].
Tabel 9. Nilai Rata-rata Network Load Sampel Selama 1000 detik
Kecepatan
Node (m/s)
Nilai Rata-rata Network Load (bits/sec)
AODV
OLSR
TORA
10
13.592
91.531
10.181
30
12.955
91.715
10.906
50
12.777
91.683
40.702
Network Load (bits/sec) 100,000 80,000 AODV 60,000 OLSR 40,000 TORA 20,000 0 10 30 50 Kecepatan (m/s) Gambar 11. Grafik Kecepatan Node Terhadap Network Load
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Pada AODV, kecepatan node juga berpengaruh terhadap network load. Network load yang
dihasilkan cenderung tidak stabil dan ini terjadi karena AODV kurang memberikan kinerja
yang baik pada mobilitas tinggi sehingga nilai network load yang dihasilkan dapat berubahubah. Paket yang diterima untuk ditransmisikan menjadi berkurang pada mobilitas tinggi
karena AODV memerlukan waktu untuk menyesuaikan rute seiring dengan perubahan
topologi.
Pada grafik OLSR, kecepatan mobile node kembali tidak memberikan pengaruh yang
signifikan terhadap network load. Sedangkan Pada TORA, semakin tinggi kecepatan mobile
node mengakibatkan network load yang dihasilkan semakin besar. Hal tersebut dapat terlihat
pada grafik network load TORA (yang ditunjukkan Gambar 4.23). Pada mobilitas yang tinggi
pemrosesan rute pada TORA menjadi lebih cepat dan kompleks sehingga network load yang
dihasilkan semakin tinggi.
C. Hasil Pengujian Kinerja Routing Protocol Berdasarkan Variasi Aplikasi
1. Hasil Pengujian Aplikasi HTTP
Tabel 10. Nilai Rata-rata Throughput pada Aplikasi HTTP
Routing Protocol
Rata-rata Throughput (bits/sec)
AODV
164.344
OLSR
2.315.740
TORA
50.791
Gambar 12. Perbandingan Throughput AODV, OLSR dan TORA
dengan Aplikasi HTTP
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
OLSR dengan memiliki keunggulan dalam nilai throughput ketika menjalankan aplikasi
HTTP karena karakteristik OLSR yang informatif dalam memberikan rute sehingga setiap
node dapat dengan mudah mengirim paket data. Nilai throughput OLSR memiliki nilai ratarata yang sangat jauh berbeda dengan AODV dan TORA. Nilai throughput yang tinggi
tersebut merupakan akibat dari ukuran paket yang besar pada traffic HTTP dimana penulis
menggunakan jenis traffic heavy browsing. TORA memiliki nilai throughput yang paling
rendah karena proses penelusuran rute yang kompleks pada TORA menjadikan waktu yang
dibutuhkan untuk mentransmisikan paket menjadi lama, akibatnya nilai throughput menjadi
kecil.
Delay pada routing protocol TORA yang tinggi merupakan akibat dari waktu yang
dibutuhkan untuk penelusuran rute yang kompleks dan mentransmit paket berukuran besar
yang lama. Meskipun demikian, nilai rata-rata delay TORA ketika menjalankan aplikasi
HTTP masih dalam range waktu yang dapat ditoleransi berdasarkan standar aplikasi ITU.
Delay yang dihasilkan oleh AODV dan OLSR saat menjalankan aplikasi HTTP tidak
memiliki perbedaan yang signifikan karena hanya berbeda 0,0001 detik.
Tabel 11. Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay pada Aplikasi HTTP
Routing Protocol
Rata-rata Delay (sec)
AODV
0,0005
OLSR
0,0006
TORA
0,012
Gambar 13. Perbandingan Packet End-to-End Delay AODV, OLSR dan TORA
dengan aplikasi HTTP
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
OLSR memiliki nilai network load yang paling tinggi dibandingkan dengan AODV dan
TORA. Pada OLSR, tingginya nilai network load yang dihasilkan tersebut disebabkan oleh
paket yang ditransmikan dan karakteristik proaktif OLSR yang selalu mengupdate informasi
routing ke seluruh node yang besar. Semakin besar ukuran paket maka semakin tinggi
throughput yang dihasilkan oleh routing protocol OLSR. Pada AODV, network load yang
dihasilkan merupakan yang paling kecil karena salah satu keunggulan AODV adalah hanya
mengupdate informasi routing sesuai dengan kebutuhannya saja sehingga lebih menghemat
bandwidth.
Tabel 12. Nilai Rata-rata Network Load pada Aplikasi HTTP
Routing Protocol
Rata-rata Network Load (bits/sec)
AODV
7.466
OLSR
78.501
TORA
21.195
Gambar 14. Perbandingan Network Load AODV, OLSR dan TORA dengan aplikasi HTTP
2. Hasil Pengujian Aplikasi Voice
Tabel 13. Nilai Rata-rata Throughput pada Aplikasi Voice
Routing Protocol
Rata-rata Throughput (bits/sec)
AODV
113.326
OLSR
2.396.484
TORA
29.978
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Gambar 15. Perbandingan Throughput AODV, OLSR dan TORA dengan aplikasi Voice.
OLSR dengan tetap memiliki keunggulan dalam nilai throughput ketika menjalankan
aplikasi voice karena karakteristik OLSR yang informatif dalam memberikan rute
sehingga setiap node dapat dengan mudah mengirim paket data. Nilai throughput OLSR
memiliki nilai rata-rata yang sangat jauh berbeda dengan AODV dan TORA. Nilai
throughput yang tinggi tersebut merupakan akibat dari ukuran paket yang besar pada
traffic voice dimana penulis menggunakan jenis traffic heavy browsing. TORA memiliki
nilai throughput yang paling rendah karena proses penelusuran rute yang kompleks pada
TORA menjadikan waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan paket menjadi lama,
akibatnya nilai throughput menjadi kecil.
Tabel 14. Nilai Rata-rata Delay pada Aplikasi Voice
Routing Protocol
Rata-rata Delay (sec)
AODV
0,0003
OLSR
0,0006
TORA
0,008
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Gambar 16. Perbandingan Packet end-to-end Delay AODV, OLSR dan TORA
dengan Aplikasi Voice
Pada OLSR, tingginya nilai network load yang dihasilkan tersebut disebabkan oleh paket
yang ditransmikan dan karakteristik proaktif OLSR yang selalu mengupdate informasi routing
ke seluruh node yang besar. Semakin besar ukuran paket maka semakin tinggi throughput
yang dihasilkan oleh routing protocol OLSR. Berbeda dengan aplikasi HTTP, ketika
menjalankan aplikasi voice network load yang dihasilkan TORA merupakan yang paling
rendah, hal ini disebabkan karena penelusuran rute yang lama sebelum melakukan transmisi
paket.
Tabel 15. Nilai Rata-rata Network Load Pada Aplikasi Voice
Routing Protocol
Rata-rata Network Load
(bits/sec)
AODV
58.368
OLSR
160.067
TORA
11.671
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Gambar 17. Perbandingan Network Load AODV, OLSR dan TORA dengan Aplikasi Voice.
Pada OLSR, tingginya nilai network load yang dihasilkan tersebut disebabkan oleh paket
yang ditransmikan dan karakteristik proaktif OLSR yang selalu mengupdate informasi routing
ke seluruh node yang besar. Semakin besar ukuran paket maka semakin tinggi throughput
yang dihasilkan oleh routing protocol OLSR. Berbeda dengan aplikasi HTTP, ketika
menjalankan aplikasi voice network load yang dihasilkan TORA merupakan yang paling
rendah, hal ini disebabkan karena penelusuran rute yang lama sebelum melakukan transmisi
paket.
D. Hasil Pengujian Kinerja Routing Protocol Terhadap Serangan Blackhole
Tabel 16. Nilai Rata-rata Throughput yang Dihasilkan
Dengan Serangan dan Tanpa Serangan
Routing
Protocol
Rata-rata Throughput (bits/sec)
Perubahan
(%)
Tanpa Serangan
Dengan Serangan
AODV
60.171
39.878
33,73
OLSR
2.326.094
2.203.969
5,25
TORA
53.777
62.521
16,26
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Gambar 18. Grafik Perbandingan Throughput AODV, OLSR dan TORA
Dengan Serangan dan Tanpa Serangan
Pada kondisi terdapat serangan blackhole, AODV dan OLSR mengalami penurunan jumlah
throughput yakni masing-masing sebesar 33,73% dan 5,25%. Hal ini disebabkan oleh
aktivitas blackhole node yang tidak meneruskan data ke tujuan dan membuang data yang
diterima, tentunya ini mempengaruhi penurunan nilai throughput pada jaringan. Akan tetapi
pada AODV, throughput kemudian mengalami kenaikan setelah detik ke-800. Alasan
kenaikan throughput ini dapat disebabkan karena pada awalnya blackhole node menjatuhkan
paket dan tidak memforward paket ke node lain pada jaringan, kemudian blackhole node
mulai mengirim paket dan forwarding paket lebih cepat sehingga node normal tidak dapat
memproses paket dan mengabaikan paket tersebut[12].
Pada TORA, adanya blackhole node justru meningkatkan besar throughput pada jaringan
dibandingkan dengan kondisi normal tanpa serangan yakni sebesar 16,26%. Terdapat dua
kemungkinan yang terjadi, kemungkinan pertama adalah hal tersebut diakibatkan oleh adanya
flooding data yang besar yang dikirim oleh node ketika tujuan sebenarnya tidak menerima
data dari sumber karena TORA selalu menyediakan multi rute untuk mencapai node tujuan.
Kemungkinan yang kedua adalah hal tersebut diakibatkan oleh perilaku blackhole node yang
mengirim paket dan forwarding paket lebih cepat sehingga node normal tidak dapat
memproses paket dan mengabaikan paket tersebut dalam jaringan.
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Tabel 17. Nilai Rata-rata Packet End-to-End Delay yang Dihasilkan
Dengan Serangan dan Tanpa Serangan
Routing
Protocol
Rata-rata Delay (sec)
Perubahan
(%)
Tanpa Serangan
Dengan Serangan
AODV
0,00055
0,00046
16,36
OLSR
0,00066
0,00065
1,52
TORA
0,0075
0,0134
78,67
Gambar 19. Grafik Perbandingan Delay AODV, OLSR dan TORA
Dengan Serangan dan Tanpa Serangan.
Gambar 19. menjelaskan bahwa pada AODV dan OLSR delay jaringan dalam kondisi
terdapat serangan blackhole lebih rendah daripada kondisi normal tanpa serangan, yakni
secara berturut-turut menurun sebesar 16,36% dan 1,52%. Hal ini dikarenakan adanya
blackhole node yang menerima dan membuang paket data yang seharusnya sampai ke tujuan.
Blackhole node menyebabkan traffic jaringan pada AODV dan OLSR menjadi berkurang
sehingga mempengaruhi besar delay yang juga menjadi menurun. AODV kemudian
mengalami kenaikan delay dan lebih tinggi dari kondisi normalnya setelah detik ke-800, hal
tersebut dapat terjadi karena perilaku blackhole node yang mulai mengirim paket dan
forwarding paket lebih cepat sehingga delay yang dihasilkan menjadi meningkat.
Pada TORA, delay menjadi meningkat sebesar 78,67% dari kondisi normalnya, hal ini
kemungkinan terjadi karena adanya flooding data pada jaringan yang berusaha dikirimkan
oleh sumber ke tujuan sebenarnya atau perilaku blackhole node yang menambah traffic
jaringan dengan mengirimkan paket ke node lain lebih cepat dan berakibat delay yang
dihasilkan menjadi lebih tinggi dari kondisi normalnya.
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
Tabel 18. Network Load yang Dihasilkan Dengan Serangan dan Tanpa Serangan
Routing
Protocol
Rata-rata Network Load (bits/sec)
Perubahan
(%)
Tanpa Serangan
Dengan Serangan
AODV
12.841
6.597
48,63
OLSR
91.531
87.011
4,94
TORA
10.181
26.410
159,40
Gambar 20. Grafik Perbandingan Network Load AODV, OLSR dan TORA
Dengan Serangan dan Tanpa Serangan.
Gambar 20. menunjukkan network load pada routing protocol AODV dan OLSR
dalam kondisi terdapat serangan mengalami penurunan secara berturut-turut sebesar 48,63%
untuk AODV dan 4,94% untuk OLSR. Hal ini merupakan akibat dari perilaku blackhole node
yang menerima dan membuang paket data yang seharusnya dikirim menuju node tujuan.
Traffic jaringan pada kondisi terdapat blackhole node kemudian menjadi berkurang dan
berdampak pada network load yang dihasilkan pun menjadi menurun. Pada routing protocol
TORA network load yang dihasilkan meningkat sebesar 159,40%, hal tersebut dikarenakan
oleh perilaku blackhole node yang meningkatan traffic jaringan dengan mengirimkan paket ke
node lain lebih cepat atau adanya flooding data karena node sumber yang berusaha
mengirimkan ke node tujuan.
Secara keseluruhan, perubahan yang paling besar adalah pada TORA dengan
peningkatan throughput, packet end-to-end delay dan network load yang sangat signifikan
dari kondisi normalnya. Jika dibandingkan antara AODV dan OLSR, maka AODV yang
memiliki dampak penurunan throughput, packet end-to-end delay dan network load lebih
besar dengan adanya serangan blackhole. Hal tersebut dikarenakan oleh karakteristik AODV
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
yang distance vector yang memilih rute berdasarkan jarak yang lebih pendek sehingga adanya
blackhole node menjadikan AODV mudah diserang dengan mengumumkan bahwa dirinya
adalah node yang memilki jalur tercepat menuju node tujuan.
Kesimpulan
1. Pada variasi jumlah node, AODV memiliki kinerja yang lebih baik dengan nilai rata-rata
packet end-to-end delay dan network load yang paling rendah dibandingkan dengan
kedua routing protocol lainnya. Pada jumlah node 30, 50 dan 100 secara berturut-turut
packet end-to-end delay-nya adalah 0,00055 detik, 0,00050 detik dan 0,00052 detik.
Network load nya secara berturut-turut adalah 12.841 bits/sec, 26.076 bits/sec dan 20.716
bits/sec.
2. Pada variasi kecepatan node, AODV memiliki kinerja yang lebih baik dengan nilai ratarata packet end-to-end delay yang paling rendah dibandingkan dengan kedua routing
protocol lainnya. Pada jumlah kecepatan 10 m/s, 30 m/s dan 50 m/s secara berturut-turut
packet end-to-end delay-nya adalah 0,00048 detik, 0,00053 detik dan 0,00054 detik. Nilai
rata-rata network load nya cenderung menurun dan lebih stabil dengan nilainya berturutturut adalah 13.592 bits/sec, 12.955 bits/sec dan 12.777 bits/sec.
3. Pada implementasi aplikasi HTTP, AODV memiliki kinerja yang lebih baik dengan nilai
rata-rata packet end-to-end delay sebesar 0,00053 detik dan network load sebesar 7.466
bits/sec atau paling rendah dibandingkan dengan kedua routing protocol lainnya. Pada
aplikasi voice nilai rata-rata packet end-to-end delay sebesar 0,00039 detik.
4. Pada kondisi terdapat serangan blackhole, OLSR memiliki ketahanan yang lebih baik
karena memiliki besar perubahan paling rendah dibandingkan dua routing protocol
lainnya yakni sebesar 5,25% pada throughput, 1,52% pada packet end-to-end delay dan
4,94% pada network load.
Daftar Pustaka
Bakht, Humayun. History of Mobile Ad hoc Networks. [Presentation] Liverpool : John Moores
[1]
University, 2005.
[2] Overview of Mobile Ad hoc Networks. (n.d). March 2, 2014. http://khartoumspace.uofk.edu
[3] MANET Routing Protocols. Available [Accessed: November 27, 2014] :
http://file.scirp.org/Html/5-7800164_34631.htm
[4] Takei, Jun. (2007). Mobile Ad hoc Routing Concepts. [Presentation] February 20, 2007.
http://www.soi.wide.ad.jp/class/20060035/slides/04/31.html.
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014
[5] Hassan, M.Amr., Youssef, Mohamed., & Zahra, Mohamed. Evaluation of Ad Hoc Routing
Protocols in Real Simulation Environments. The 2006 International Conference on
Computer Engineering and Systems, 2006, pp. 288 – 293
[6] Ullah, I., & Rehman, S. (2010). Analysis of Blackhole Attack on MANETs using different
MANET Routing Protocols. October 5, 2010. Blekinge Institute of Technology, Sweden.
[7] Khan, Jahangir., Hyder, S., & Mustafa, S. Modelling and Simulation of Dynamic
Intermediate Nodes and Performance Analysis in MANETs Reactive Routing Protocols.
International Journal of Grid and Distributed Computing, Vol. 4 No.1 ,pp 1-26. March,
2011.
Analisis Kinerja Routing Protocol ..., Shinta Widyaningrum, FT UI, 2014