Simulasi Droptail dan Random Early Detection Pada Network Simulator 3

Catatan

Tulisan ini merupakan tugas S1 mata kuliah Sistem Antrean Telekomunikasi saya di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Tugas ini tidak pernah dipublikasi dimanapun dan saya sebagai penulis dan pemegang hak cipta melisensi tulisan ini customized CC-BY-SA dimana siapa saja boleh membagi, menyalin, mempublikasi ulang, dan menjualnya dengan syarat mencatumkan nama saya sebagai penulis dan memberitahu bahwa versi asli dan terbuka ada disini.

BAB 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Teori antrean merupakan suatu teori dimana pelanggan harus antri untuk mendapatkan pelayanan dari pelayan. Teori antrean bertujuan untuk mengatur tingkat pelayanan dengan data kedatangan pelanggan. Pada teori antrean terdapat cara untuk mengatur tingkat pelayanan yang tepat, tingkat kesibukkan pelayan, berapa lama suatu pelanggan harus menunggu, berapa jumlah pelanggan dalam antrean, berapa besar ruang tunggu yang harus disiapkan, dan lain-lain. Di dunia nyata suatu pelayanan tidak terlepas dari antrean, termasuk pelayanan pada jaringan data. Untuk mensimulasikan antrean pada jaringan data telah tersedia banyak perangkat lunak seperti Network Simulator, yang kini telah berkembang menjadi NS3 (Network Simulator 3). Pada NS3 antrean dapat diatur secara manual namun telah tersedia 2 jenis antrean yang sudah jadi yaitu Droptail dan RED(Random Early Detection)Queue. Sudah tersedia contoh yang dibuat oleh Marcos Talau dan Duy Nguyen. Pada makalah ini akan disimulasikan REDQueue pada jaringan komputer point-to-point sederhana.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana simulasi REDQueue yang telah disediakan oleh Marcos Talau dan Duy Nguyen?

1.3 Tujuan

Untuk mensimulasikan REDQueue oleh Marcos Talau dan Duy Nguyen pada NS3.

1.4 Manfaat

  1. Mendapatkan gambaran simulasi antrean REDQueue.
  2. Dapat menerapkan simulasi antrean sendiri.

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan

  1. Menggunakan jaringan Ipv4 point-to-point.
  2. Pada jaringan < 10Mbps.
  3. Menggunakan simulator NS3 versi Linux.
  4. Menggunakan Droptail dan REDQueue yang disediakan pada NS3.

BAB 2 Tinjauan Pustaka

2.1 Antrean

Model antrean sederhana dapat dilihat seperti berikut:

Gambar 2.1 Model antrean sederhana

Pada gambar 2.1 terlihat kedatangan pelanggan λ dalam satuan erlang, pada sistem disediakan ruang tunggu maksimum w dengan masing-masing pelanggan ada waktu tunggu Tw, dan ada pelayan s dengan waktu pelayanan Ts dimana tingkat kesibukannya adalah p. Tr merupakan waktu rata — rata suatu pelanggan menunggu di sistem, dan r merupakan jumlah pelanggan dalam sistem. Untuk perhitungan dapat dilihat gambar berikut (Stalling, 1998):

Gambar 2.2 Perhitungan antrean dasar

Gambar 2.3 Perhitungan 3 jenis antrean

2.2 Droptail dan RED (Random Early Detection) Queue

Droptail menggunakan antrean dasar yaitu FIFO (first in first out) dengan membuang paket bila buffer pada node penuh, sedangkan Random Early Detection memerintahkan suatu koneksi untuk mengurangi kecepatan sebelum buffer penuh. Tujuan RED adalah congestion avoidance lebih untuk menghindari kongesti dari pada mengatasi, global synchronization avoidance, Avoidance of bias against bursty traffic, dan bound on average queue length untuk mempertahankan rata-rata panjang antrean maka mempertahankan rata-rata delay. Secara umum algoritma dari RED adalah rata-rata panjang antrean lebih kecil dari batasan minimal yang ditentukan, maka paket akan antre. Bila rata-rata panjang antrean diantara batasan minimal dan batasan maksimal maka akan ada probabiltas pembuangan paket. Bila diatas maksimal maka akan terjadi pembuangan paket (Stallings, 1998).

2.3 Network Simulator 3

ns-3 adalah simulator jaringan kejadian diskrit, ditargetkan terutama untuk penelitian dan penggunaan pendidikan. ns-3 adalah perangkat lunak bebas, dilisensikan di bawah lisensi GNU GPLv2, dan publik untuk penelitian, pengembangan, dan penggunaan (ns3-project, 2012).

BAB 3 Metode Percobaan

3.1 Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan dilakukan di Rumah pada tanggal 30 Mei 2013.

3.2 Alat

Tabel 3.1 Alat yang digunakanNOAlatSpesifikasi1Laptop ACERIntel® Pentium® dual — core processor T4200 (2.0 GHz, 800 MHz FSB, 1 MB L2 cache) Mobile Intel® Graphics Media Accelerator 4500MHD 1GB DDR2 128 WXGA Acer CrystalBriteTM LCD 250GB HDD Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8111/8168B PCI Express Gigabit Ethernet Controller Atheros Communications Inc. AR928X Wireless Network Adapter Operating System Linux Backtrack 5 R32SoftwareNS3 (Network Simulator 3)

3.3 Program

Program pertama mengambil contoh dari John Abraham yaitu perbandingan Droptail dengan RED. Program kedua adalah tentang REDQueue dari Marcos Talau dan Duy Nguyen.

Kode 3.1 Program Droptail_vs_RED.cc

Kode 3.2 Program red_tests.cc

BAB 4 Pembahasan

4.1 Simulasi perbandingan Droptail dan RED

Terlihat pada gambar 4.1 dan gambar 4.2 bekerja menurut Stallings, 1998, yaitu pada droptail simpul akan menunggu sampai kapasitas antrean penuh baru melakukan pembuangan, sehingga terlihat terjadi penurunan kecepatan yang besar yaitu sekitar 300 Kbps pada saat penuh.

Gambar 4.1 Simulasi Droptail

Sedangkan pada RED terjadi usaha pencegahan agar kapasitas tidak penuh sehingga telah terjadi pembuangan sebelum kapasitas penuh. Pembuangan paket terjadi berdasarkan potensi terjadinya kelebihan kapasitas. Sehingga terlihat penurun kecepatan bertahap tetapi tidak sebesar pada Droptail yaitu sekitar 50 Kbps.

Gambar 4.2 Simulasi RED

4.2 Simulasi RED pada topologi sederhana

Pertama terjadi inisialisasi yaitu penyesuaian dengan penurunnan kecepat yang sangat besar yaitu sekitar 1000 Kbps.

Gambar 4.3 Simulasi RED detil 1

Setelah itu terlihat pada gambar 4.4 simpul berusaha agar kapasitas tidak melebihi 25000 paket dengan melakukan penurunan speed secara bertahap. Pada gambar setelah gambar 4.4 simpul melakukan penurunan speed secara bertahap ditinjau dari potensi terjadi kapasitas penuh. Menurut Stallings, 1998, kerja REDQueue adalah paket akan antre bila kapasitas antrean rata-rata tidak melebihi batasan minimal yang ditentukan oleh RED. Bila kapasitas antrean rata-rata diatara batas minimal dan batas maksimal maka pembuangan terjadi berdasarkan probabilatas akan terjadinya kapasitas penuh. Bila kapasitas antrean rata-rata melembih batas maksimal maka akan terjadi pembuangan paket. Terlihat pada hasil berikutnya sesuai dengan teori.

Gambar 4.4 Simulasi RED detil 2

Gambar 4.5 Simulasi RED detil 3

Gambar 4.6 Simulasi RED detil 4

Gambar 4.7 Simulasi RED detil 5

BAB 5 Penutup

5.1 Simpulan

Network Simulator 3 dapat mensimulasikan REDQueue dan menampilkan animasi sehingga lebih mudah untuk diamati. Sementara simulasi antrean yang sederhana ini sesuai dengan teori dimana animasi menunjukkan pembuangan paket pada droptail saat trafik melebihi kapasitas dan pada random early detection (RED) animasi menunjukkan pembuatan antrean pada saat kapasitas mendekati penuh sehingga mengurangi kemungkinan pembuangan paket.

5.2 Saran

Simulasi ini hanya sebagai percobaan sederhana saja. Sebenarnya Network Simulator dibuat untuk mensimulasikan percobaan yang lebih rumit.

Daftar Pustaka

  • Ns3-project. 2012. http://www.nsnam.org. diakses 27 Mei 2013.
  • Stallings, W. 1998. High-Speed Networks. Prentice-Hall,inc : New Jersey.

Mirror

this blog contains all my articles licensed under creative commons attribution customized sharealike (cc-by-sa) where you can sell but mention the open one here

Get the Medium app

A button that says 'Download on the App Store', and if clicked it will lead you to the iOS App store
A button that says 'Get it on, Google Play', and if clicked it will lead you to the Google Play store