BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Jaringan Nirkabel
Jaringan nirkabel atau dikenal dengan jaringan wireless adalah
jaringan komunikasi yang tidak memerlukan kabel sebagai media
transmisinya. Pada jaringan nirkabel proses penyampaian data dilakukan
melalui
udara
dengan
memanfaatkan
gelombang
elektromagnetik.
Berdasarkan formasi dan arsitekturnya, jaringan nirkabel dibagi menjadi
dua, yaitu [3] :
1. Infrastructure based network
Merupakan jaringan yang memerlukan adanya infrastruktur
yang terdiri dari node dan gateway yang bersifat tetap dan berkabel.
Salah satu contoh nya adalah jaringan selular dengan node nirkabel yang
terhubung ke jaringan berkabel yang bertindak sebagai jembatan, pada
jaringan ini adalah base station.
Node berupa telepon selular terhubung ke base station dengan
kualitas sinyal terbaik untuk dapat berkomunikasi dengan telepon selular
lainnya.
5
6
Gambar 2.1 Infrastructure based networks [4]
2. Infrastructure (ad hoc) network
Merupakan jaringan yang dapat dibentuk dari beberapa node
secara dinamis dan tidak diperlukan infrastruktur jaringan selain node
nirkabel yang membentuk jaringan tersebut. Dengan demikian, seluruh
atau sebagian node yang membentuk jaringan ad hoc diharapkan dapat
merouting paket data jika ada node dalam jaringan tersebut yang akan
mengirimkan paket data ke node lainnya.
Gambar 2.2 Infrastructure ad hoc networks [4]
7
2.2 Jaringan Ad hoc
Dilihat dari sisi topologi jaringan, ad hoc merupakan kumpulan dari
beberapa node jaringan wireless multi hop yang dinamis. Setiap nodenya
mempunyai infrastruktur node jaringan yang tidak permanen. Jaringan ini
terdiri atas beberapa node yang bersifat mobile dengan satu atau lebih
interface pada setiap nodenya, yang menyebabkan node pada jaringan ad
hoc harus mampu menjaga performance trafik paket data dalam jaringan.
Sebagai contoh, jika ada node yang bergeser akan mengakibatkan gangguan
berupa putus jaringan, maka node yang mengalami gangguan tersebut dapat
meminta pembentukan rute link baru untuk meneruskan pengiriman paket
data.
Jenis-jenis trafik pada jaringan ad hoc berbeda dengan jenis trafik
pada jaringan nirkabel lainnya, pada jaringan ad hoc jenis trafiknya terdiri
dari[4]:
Peer – to – peer
Komunikasi antara dua node yang terdapat di dalam satu hop. Trafik
jaringan biasanya tetap.
Remote – to – remote
Komunikasi antara dua node lebih dari satu hop, tatapi harus melalui
suatu jalur yang stabil di antara kedua node tersebut. Trafik ini mirip
dengan trafik pada jaringan standar.
8
Dynamic Traffic
Komunikasi antara beberapa node yang dinamik dan selalu bergerak.
Jalur untuk komunikasi harus dibangun setiap akan berkomunikasi
Adapula beberapa fitur yang terdapat pada jaringan ad hoc, yaitu [4]:
1. Autonomous Terminal
Setiap terminal merupakan node yang otonom, yang dapat
berfungsi baik sebagai host dan router. Dengan kata lain, proses
dasar yang dilakukan setiap node sebenarnya adalah sebagai host.
Namun, node dapat bertindak sebagai router jika diperlukan. Jadi
pada jaringan ad hoc, host dan router tidak dapat di bedakan.
2. Distributed Operation
Kontrol dan manajemen jaringan dilakukan oleh setiap terminal
karena tidak terdapat suatu pusat kontrol jaringan.
3. Multi hop Routing
Pada jaringan ad hoc, routing dapat bersifat single hop dan multi
hop. Ketika paket dikirimkan dari sumber ke tujuan yang berbeda
di luar jangkauan transmisi, paket harus dikirimkan melewati
satu atau lebih intermediate node seperti di tunjukan pada gambar
2.3
9
(a) Single Hop
(b) Multi hop
Gambar 2.3 Sifat routing pada jaringan ad hoc[4]
4. Dynamic Network Topology
Pada jaringan dinamik, topologi dapat berubah-ubah dengan
cepat dan tidak terduga, hal ini di karenakan oleh sifat node yang
berpindah-pindah. Ketersambungan antara terminal yang ada
juga dapat bervariasi setiap saat. Node yang terdapat dalam
jaringan harus mampu melakukan routing secara dinamis seiring
dengan perpindahan yang dilakukannya. Terlebih jika node
membutuhkan ketersambungan dengan infrastruktur jaringan
tetap seperti internet.
10
5. Fluctuating Link Capacity
Pada jaringan ad hoc, kesalahan aliran bit-bit data pada koneksi
secara nirkabel akan lebih sering terjadi. Gangguan dan
interferensi akan lebih banyak daripada jaringan berkabel.
Disamping itu terbatasnya bandwidth juga ditemui pada jaringan
ad hoc.
6. Light-weight Terminal
Umumnya, node pada jaringan ad hoc merupakan peralatan yang
mobile dengan kapasitas proses CPU terbatas, ukuran memory
kecil dan kapasitas daya kecil.
2.2.1
Karakteristik Jaringan Ad hoc
Node-node pada jaringan ad hoc tidak hanya berperan
sebagai pengirim dan penerima data, namun dapat berperan sebgai
penunjang node yang lainnya misalnya router. Dengan demikian
diperlukan adanya routing protocol dalam jaringan ad hoc untuk
menunjang proses kirim dan terima antar node.
11
Berikut beberapa karakteristik jaringan ad hoc [4]:
Multiple wireless link
Setiap node yang mempunyai sifat mobile dapat memiliki
beberapa interface yang terhubung ke beberapa node
lainnya.
Dynamic topology
Karena sifat node yang mobile, maka topologi jaringan ini
dapat berubah secara random dan memiliki masalah routing
protocol yang lebih kompleks dibandingkan dengan
jaringan wire dengan node yang tetap.
Limited source
Seperti masalah jaringan wireless lainnya, jaringan ad hoc
dibatasi oleh masalah daya dan kapasitas memori.
2.2.2
Routing Jaringan Ad hoc
Routing atau mekanisme penentuan link suatu node
bekerja pada layer 3 OSI Layer (Layer Network). Protocol yang
diperlukan untuk mengirimkan paket data dari node pengirim ke
penerima akan melewati beberapa node penghubung (intermediate
12
node). Routing merupakan suatu permasalahan pada jaringan ad
hoc yang disebabkan adanya keterbatasan bandwidth, energi dan
cepatnya perubahan topologi jaringan.
Pada jaringan ad hoc, setiap node harus dapat berfungsi
sebagai host maupun router. Selain itu routing pada jaringan ad
hoc juga bersifat multi hop, sehingga paket data dapat dikirimkan
dari node sumber melalui beberapa node perantara sebelum
mencapai node tujuan.
Pada jaringan ad hoc, terdapat beberapa fungsi dasar
routing seperti:
a. Pembentukan jalur
Routing berfungsi membangun jalur yang akan dilewati suatu
paket berdasarkan informasi yang didapat dari seluruh node
pada jaringan.
b. Pemilihan jalur
Diantara jalur-jalur yang ada, routing memilih jalur terbaik
untuk dilewati paket berdasarkan informasi yang didapat dari
seluruh node pada jaringan.
c. Pengiriman data
Routing akan meneruskan paket sepanjang jalur yang dipilih.
13
d. Pemeliharaan jalur
Routing mengawasi jalur yang dipilih untuk mengirimkan paket
agar dapat diketahui kondisi paket selama berada pada jaringan.
Klasifikasi protocol routing pada jaringan ad hoc[5]
Protocol routing pada jaringan ad hoc terbagi atas tiga
jenis berdasarkan mekanisme pengupdatean informasi routing,
yaitu
1. Table-driven routing protocol (Proactive)
Pada protocol routing ini, setiap node menyimpan informasi
mengenai topologi jaringan pada table routingnya masingmasing. Jika terjadi perubahan topologi jaringan, protokol
ini akan mengubah table routing tersebut secara periodik.
Pada jaringan yang memiliki topoologi yang selalu
berubah-ubah, seperti jaringan ad hoc, routing jenis ini sulit
untuk diimplementasikan. Hal ini disebabkan table routing
memerlukan update yang hampir terus-menerus seiring
dengan besarnya frekuensi perubahan topologi jaringan ad
hoc. Protocol routing yang termasuk Table Driven
diantaranya adalah Destination-Sequenced Distance Vector
(DSDV), Wireless Routing Protocol (WRP), Global State
Routing (GSR), dan Cluster head Gateway Switch Routing
(CGSR).
14
2. Reactive or on-demand routing protocol
Pada routing jenis ini, jalur yang akan dilewati suatu paket
yang akan dikirim ditentukan saat paket tersebut akan
dikirim. Routing jenis ini sesuai untuk jaringan yang
topologinya sering berubah-ubah, seperti jaringan ad hoc,
tetapi tidak efektif digunakan jika jumlah node yang
terdapat pada jaringan banyak. Ketidak efektifan ini timbul
karena flooding yang dilakukan untuk menentukan jalur
yang akan dilewati menyebabkan besarnya bandwidth yang
digunakan. Beberapa contoh protocol routing yang
termasuk jenis reactive adalah :
. Ad hoc On Demand Distance Vector Protocol (AODV)
. Dynamic Source Routing Protocol (DSR)
. Temporally Ordered Routing Algorithm Protocol (TORA)
. Associativity -Based Routing (ABR)
3. Hybrid routing protocol
Protokol
yang
termasuk
ke
dalam
kategori
ini
mengkombinasikan kelebihan-kelebihan proactive/tabledriven routing dan reactive/on-demand routing. Setiap node
yang berada di dalam daerah jangkauan sinyal suatu node
atau di dalam suatu wilayah tertentu merupakan zona
routing node tersebut. Di dalam zona ini, protokol yang
15
digunakan adalah reactive/table-driven. Sementara itu, di
luar zona ini protokol yang digunakan adalah reactive/ondemand routing.
2.2.3
Ad hoc on demand Distance Vector Routing (AODV)
Dari berbagai routing yang telah di sebutkan diatas,
selanjutnya akan difokuskan pada pembahasan Ad hoc On Demand
Distance Vector (AODV), karena routing inilah yang akan
dipergunakan sebagai protocol pada konfigurasi jaringan ad hoc
yang akan diimplementasikan pada aplikasi video conference.
AODV adalah sebuah routing protocol yang dibuatkan
untuk jaringan MANET (Mobile Ad hoc Networking), dimana ini
hanya akan membangun rute antara node jika diinginkan oleh
sumber node. AODV akan memelihara rute tersebut sepanjang
masih dibutuhkan oleh sumber node. AODV menggunakan
sequence number untuk memastikan bahwa rute yang dihasilkan
adalah loop free dan memiliki informasi routing yang paling
update. AODV menciptakan suatu rute dengan menggunakan route
request (RREQ) dan route reply (RREP).
Route Request (RREQ)
RREQ paket berisi source address, destination address, hop
counter, source
and destination sequence number dan
16
request ID. Nilai request ID akan bertambah satu setiap
suatu sumber node mengirimkan RREQ yang baru dan
digunakan sebagai identifikasi sebuah paket RREQ. Jika
node yang menerima RREQ memiliki informasi rute
menuju node destination, maka node tersebtu akan
mengirim paket RREQ kembali menuju sumber node.
Tetapi jika tidak mengetahui maka node tersebut akan
membroadcast ulang RREQ ke node tetangga setelah
menambahkan nilai hop counter. Node yang menerima
RREQ dengan nilai source address dan request ID yang
sama dengan RREQ yang diterima sebelumnya akan
membuang RREQ tersebut.
Gambar 2.4 Format Packet Route Request
Ketika sumber node menginginkan suatu rute menuju node
destination tetapi belum mempunyai rute yang benar, maka
source node akan menginisialisasi route discovery proses
untuk menemukan rute node destination. Source node akan
membrodcast paket RREQ menuju node tetangga.
Source sequence number digunakan oleh suatu node untuk
memelihara informasi yang valid mengenai reverse path
(jalur balik) menuju ke source node. Pada saat RREQ
17
mengalir menuju node destination yang diinginkan, dia
akan menciptakan reverse path menuju ke node, setiap node
akan membaca RREQ dan mengidentifikasi alamat dari
node tetangga, sebaliknya jika nilai destination sequence
number yang ada di node lebih besar atau sama dengan nilai
yang ada di RREQ maka node tersebut akan mengirim
RREP menuju source node dengan menggunakan reverse
path yang telah dibentuk oleh RREQ.
Route Reply (RREP)
Ketika node lain dalam daerah jangkauan sinyal sumber
node
(node
intermediate)
menerima
RREQ,
node
intermediate akan meneruskan RREQ tersebut. Node
intermediate dapat menerima RREQ yang sama lebih dari
satu kali. Jika node intermediate menerima RREQ yang
sama (dapat diketeahui dengan mengecek source address
dan
destination address
pada paket
RREQ),
node
intermediate tidak akan meneruskan RREQ tersebut dan
menghancurkannya. Semua node intermediate memasukan
alamat node sebelumnya ketika meneruskan pengiriman
paket RREQ. Sebuah timer digunakan untuk menghitung
lamanya waktu sejak paket RREQ diteruskan hingga paket
RREP yang dikirim kan oleh node destination diterima.
18
Jika paket RREP tidak diterima dalam jangka waktu yang
telah ditentukan, informasi yang diterima oleh node
intermediate yang berasal dari node sebelumnya akan
dihapus. Namun, jika paket RREP diterima sebelum waktu
yang ditentukan, informasi yang diterima oleh node
intermediate yang berasal dari node sebelumnya disimpan
sebagai informasi jalur untuk meneruskan paket data yang
akan dikirmkan ke node destination. Node destination
membuat paket RREP dengan format seperti pada Gambar
2.5
Gambar 2.5 Format Packet Route Reply
Di dalam AODV setiap node bertanggung jawab untuk
memelihara informasi rute yang telah disimpan di dalam
routing table nya. Pada saat pengiriman data apabila terjadi
perubahan topologi yang mengakibatkan suatu node tidak
dapat dituju dengan menggunakan informasi rute yang ada
di routing table, maka suatu node akan mengirimkan RRER
(Route Error Packet) ke node tetangga dan node tetangga
akan mengirimkan kembali RRER demikian seterusnya
hingga menuju source node. Setiap node yang memperoleh
RRER ini akan menghapus informasi yang mengalami error
19
di dalam routing table nya. Kemudian sumber node akan
melakukan route discovery proses kembali apabila rute
tersebut masih diperlukan.
Berdasarkan penjelasan diatas, AODV memiliki beberapa
kelebihan yaitu setiap node hanya perlu menyimpan
informasi jalur yang diperlukan, sehingga besarnya memory
yang diperlukan oleh setiap node dapat dikurangi. Selain
itu, waktu yang diperlukan untuk membangun jalur menuju
node destination dan penanganan terhadap terputusnya jalur
lebih cepat.
2.3 Topologi Jaringan
Topologi menggambarkan struktur dari suatu jaringan atau bagaimana
sebuah jaringan didesain. Pola ini sangat erat kaitannya dengan metode access
dan media pengiriman yang digunakan. Topologi yang ada sangatlah
tergantung dengan letak geografis dari masing-masing terminal, kualitas
kontrol yang dibutuhkan dalam komunikasi ataupun penyampaian pesan serta
kecepatan dari pengiriman data.
Dalam definisi topologi terbagi menjadi dua, yaitu topologi fisik yang
menunjukan posisi pemasangan kabel secara fisik dan topologi logik yang
menunjukan bagaimana suatu media diakses oleh host. Adapun topologi fisik
umum digunakan dalam membangun sebuah jaringan adalah point to point.
20
Point to Point
Jaringan kerja point to point merupakan jaringan kerja yang paling
sederhana tetapi dapat digunakan secara luas. Pada jaringan ini kedua node
mempunyai kedudukan yang setingkat, sehingga simpul manapun dapat
memulai dan mengendalikan hubungan dalam jaringan tersebut. Data
dikirim dari satu node ke node lainnya sebagai penerima, misalnya antara
terminal dengan CPU.
2.4 Konsep Video Conference
Video conference adalah seperangkat teknologi telekomunikasi
interaktif yang memungkinkan dua pihak atau lebih di lokasi berbeda dapat
berinteraksi melalui pengiriman dua arah audio dan video secara bersamaan.
Video conference pada dasarnya memungkinkan sekelompok individu
dimanapun yang terhubung untuk dapat mengadakan pertemuan secara
simultan bersama-sama tanpa harus secara fisik bertemu dalam satu lokasi
tertentu.
Conference terbagi menjadi dua jenis, yaitu loosely coupled dan
tightly coupled conference. Pada loosely/informal conference, pengirim tidak
mengetahui identitas penerima pesannya dan biasanya digunakan oleh grupgrup riset. Sedangkan pada tightly/formal conference, para peserta mengetahui
identitas peserta lainnya dan biasanya digunakan untuk keperluan bisnis dan
one to one session
21
Berikut protokol yang telah direkomendasikan untuk conference oleh
ITU (International Telecommunication Unio) adalah [6] :
H.310 untuk jaringan ATM,
H.320 untuk ISDN,
H.321 untuk penggunaan H.320 diatas ATM,
H. 323 untuk jaringan internal (contoh: jaringan internal perusahaan)
H.324 untuk jaringan telepon analog dan system bergerak.
Karena pada penelitian ini menggunakan Windows NetMeeting
sebagai perangkat lunaknya, maka standar yang mendukung video conference
adalah H.323.
2.4.1
Standar H.323
Standar H.323 merupakan rekomendasi
ITU
yang
dirancang untuk menghubungkan rangkaian tradisional berbasiskan
palayanan audio visual dan multimedia conference dengan jaringan
berbasis paket data. Sistem H.323 menggabungkan berbagai
standar yang ada, sehingga dapat melakukan conference baik yang
bersifat point-to-point mapun multipoint.
22
H.323 memiliki beberapa elemen, yaitu [6] :
Terminal
Merupakan sarana bagi user untuk melakukan
komunikasi dua arah.
Gateway
Merupakan
elemen
menghubungkan
opsional
jaringan
yang
yang
berfungsi
menggunakan
standar H.323 dengan jaringan yang menggunakan
standar lain.
Gatekeeper
Berfungsi
melakukan
penerjemahan
alamat,
manajemen bandwidth dan charging. MCU berguna
saat melakukan multipoint conference.
Walaupun H.323 dispesifikasikan untuk berfungsi pada
berbagai jaringan berbasis paket data, kenyataannya hanya pada
jaringan berbasis IP, H.323 hanya berfungsi seraca opsional. Untuk
memastikan keandalan penyampaian sinyal call setup pada
jaringan berbasis IP, protokol TCP (Transmission Control
Protocol) baru akan digunakan.
23
Sementara itu, untuk pengiriman audio dan video, protokol
yang digunakan adalah UDP (User Datagram Protocol) dan standar
T.120 untuk pengiriman data.
Ketika standar H.323 dijalankan di atas UDP, RAS
(Registration, Admission, and Status) digunakan untuk melakukan
setup call. Ketika standar H.323 dijalankan dengan protokol untuk
transport adalah TCP, pesan call setup dikirimkan pada koneksi
TCP pertama dan pemanggil (caller) membuat koneksi dengan
yang dipanggil (callee).
Terdapat empat macam pesan setup yang diperlukan yaitu
Setup, Alerting, Connect, dan Release Complete. Operasi dan
sintaks untuk pesan setup tersebut didefinisikan secara detail pada
spesifikasi Q.931 dan H.225. Call signalling dispesifikasikan oleh
standar H.245 dan menggunakan saluran call signalling H.225 yang
andal untuk melakukan fungsi kontrol pada H.245. Setelah call
signalling diterima oleh callee, selanjutnya logical channel
terbuka, terdiri dari dua saluran untuk video dan satu saluran untuk
audio.
Gambar 2.6 menunjukkan urutan langkah-langkah yang
harus dilakukan untuk membangun sebuah conference berdasarkan
standar H.323.
24
Gambar 2.6 Urutan membangun sebuah conference berdasarkan
standar H.323 [6].
2.5 Software Ethereal [7]
Untuk melakukan pengukuran, pengambilan data dilakukan saat video
conferece berjalan. Adapun paket yang dikirimkan merupakan paket UDP
(User Datagram Protocol). Dan untuk menganalisa paket-paket yang
dikirimkan digunakan perangkat lunak, yaitu Ethereal.
Sebuah analisa paket jaringan akan mencoba menangkap setiap paket
jaringan dan mencoba untuk menampilkan data paket sedetail mungkin yang
dapat ditampilkan dalam GUI (Graphical User Interface) dan data yang
diperoleh dapat disimpan.
25
Gambar 2.7 Jendela Utama Ethereal
Adapun langkah-langkah yang dilakukan untuk mengambil data
menggunakan Ethereal adalah sebagai berikut:
1. Aplikasi video conference menggunakan perangkat lunak Windows
NetMeeting dijalankan pada konfigurasi testbed yang telah ditentukan.
2. Setelah aplikasi video conference berjalan, Ethereal dijalankan setelah
dilakukan setting terhadap Ethereal tersebut.
Adapun settingan yang dimaksud adalah menentukan interface jaringan
yang digunakan dan menentukan lamanya mengcapture paket yang lewat
interface tersebut selama durasi yang tentukan pada setiap kondisi. Dengan
26
demikian, keseluruhan jenis paket yang lewat pada interface jaringan
tersebut selama durasi yang ditentukan akan diketahui.
3. Untuk memperoleh statistic tertentu dari hasil capture tersebut, hasil
capture yang didapatkan dapat difilter sesuai statistic yang diingkan.
2.6 Quality of Service untuk Aplikasi Video Conference pada Jaringan Ad hoc
Quality of Service (QoS) didefinisikan sebagai suatu pengukuran
tentang seberapa baik jaringan dan merupakan suatu usaha untuk
mendefinisikan karakteristik dan sifat dari satu atau lebih jaringan. QoS
didesain untuk membantu user menjaid lebih produktif dengan memastikan
bahwa user mendapatkan performansi yang handal dari aplikasi berbasis
jaringan [8].
Pada tulisan aplikasi video conference jaringan ad hoc ini, beberapa
parameter QoS yang akan diukur adalah delay, packet loss dan throughput.
2.6.1
Delay
Delay didefinisikan sebagai total waktu tunda suatu paket
yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu node ke node lain
[9]. Besarnya delay yang terjadi dapat dipengaruhi oleh media
transmisi yang digunakan dan keadaan trafik pada jaringan.
27
Pada jaringan ad hoc, delay juga dapat disebabkan oleh
penentuan jalur yang baru dilakukan pada awal pengiriman.
2.6.2
Packet Loss
Packet loss merupakan besarnya paket yang hilang selama
pengiriman data dari satu node ke node lainnya, terjadi ketika satu
atau lebih paket data perjalanan di seluruh jaringan komputer gagal
mencapai node tujuan. [9].
Besar
suatu
packet
loss
dapat
diketahui
dengan
menghitung besarnya selisih antara data yang dikirim sumber node
dengan data yang diterima oleh tujuan node. Semakin besar paket
maka akan semakin besar kemungkinan paket dan kinerja sistem
akan terganggu.
2.6.3
Throughput
Barbeda dengan bandwidth, throughput di definisikan
sebagai banyaknya data yang melewati suatu saluran pada waktu
tertentu atau dengan kata lain disebut dengan bandwidth aktual
yang terukur pada suatu ukuran waktu tertentu dalam jalur yang
digunakan.
28
Sebagai contoh untuk mendownload data yang berukuran
64 kb seharus nya dapat di download dalam waktu 1 detik, tetapi
setelah diukur ternyata memerlukan waktu 4 detik. Jadi jika ukuran
file yang di download adalah 64 kb, sedangkan waktu
downloadnya adalah 4 detik, maka bandwidth yang sebenarnya
atau bisa kita sebut sebagai throughput adalah 64 kb/4 detik = 16
kbps.