Analisis Delay dan Throughput Jaringan LAN Topologi Star Dengan Switch Crossbar

TUGAS AKHIR

ANALISIS DELAY DAN THROUGHPUT JARINGAN LAN

TOPOLOGI STAR DENGAN SWITCH CROSSBAR

Oleh :

070402090

SYUIB

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Local area network adalah jaringan atau jaringan pribadi yang terdapat dalam satu gedung atau dalam satu ruangan. Jaringan ini juga disebut sebagai jaringan lokal. LAN biasa digunakan untuk jaringan kecil yang menggunakan satu resource secara bersama-sama, misalnya penggunaan printer, penggunaan media penyimpanan secara bersama dan lain-lain. .

Pada praktiknya, seringkali transmisi data dalam jaringan lokal mengalami apa yang kita sebut sebagai delay. Delay adalah jeda waktu antara waktu pentransmisian dan penerimaan sebuah data pada jaringan lokal. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya delay pada jaringan seperti bentuk topologi, metode akses maupun media transmisi yang digunakan. Throughput merupakan rasio rata-rata dari pengiriman pesan melalui sebuah kanal komunikasi.

Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan analisis delay dan throughput untuk pentransmisian paket pada sebuah jaringan lokal topologi star dengan switch crossbar. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai delay total sebesar 5.0845 ms Nilai throughput hasil perhitungan yang diperoleh untuk jaringan LAN topologi star sebesar 75.3%.

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan, dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ibunda, serta kakanda-kakanda tercinta yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

ANALISIS DELAY DAN THROUGHPUT JARINGAN LAN TOPOLOGI STAR DENGAN

SWITCH CROSSBAR

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Zulfin, MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rachmad Fauzi ST, MT

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Kepada Ibu tercinta yang telah menghantarkan doa, perhatian, semangat dan segalanya sehingga penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan. 4. Kepada seluruh keluarga penulis yang tak henti member dukungan untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

6. Yenny Rusdiana Huang yang berperan banyak atas kerjasama, masukan, bantuan dan dukungan tanpa henti selama proses penulisan Tugas Akhir ini.

7. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Isan, Frans, Borong, Raedi, Habibi, Fitri, Bayu, Oki, Ajir, Ichsan, Samuel, Hirzi, Fajar, Arief, Roy, Yovie, Komeng, Febri, Rian, Ridho, Arynda, Dion dan segenap angkatan ‘07, semoga silaturahmi kita terus terjaga.

8. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro dan semua pengurus IMTE 2011 – 2012 yang telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat menyelesikan Tugas Akhir ini.

9. Teman–teman baik penulis, yang akan melebihi tebalnya tugas akhir jika disebutkan satu per satu.

10. Komunitas mousehunt kaskus, yang tak henti mengejek tentang penulis yang tak kunjung tamat sehingga penulis tetap termotivasi.

11. Franky, bos penulis yang telah dengan baik hati meminjamkan printernya kepada penulis untuk keperluan skripsi.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, April 2012

Penulis

NIM. 070402090 Syuib

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

II. JARINGAN LOCAL AREA NETWORK………... 5

2.1 Teori Umum ... 5

2.2 Standar Jaringan Local Area Network ... 7

2.3 Lapisan Pada Jaringan Local Area Network ... 8

2.3.1 Lapisan Fisik ... 8

2.3.2 Lapisan Data Link ... 8

2.3.3 Lapisan Jaringan ... 8

2.3.4 Lapisan Transpor ... 9

2.3.5 Lapisan Sesi ... 9

2.3.7 Lapisan Aplikasi ... 9

2.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network ... 9

2.4.1 Arsitektur Protokol ... 10

2.5 Media Transmisi ... 12

2.5.1 Kabel Twisted Pair ... 13

2.5.2 Kabel Coaxial ... 13

2.5.3 Kabel Fiber Optic ... 14

2.6 Topologi Jaringan Local Area Network ... 15

2.6.1 Topologi Bus ... 16

2.6.2 Topologi Cincin (Ring) ... 16

2.6.3 Topologi Pohon (Tree) ... 17

2.6.4 Topologi Mesh ... 19

2.6.5 Topologi Bintang (Star) ... 19

2.7 Metode Akses ... 21

2.7.1 CSMA/CD ... 22

2.7.2 Token Bus ... 22

2.7.3 Token Ring ... 24

2.7.4 TDMA ... 25

2.7.5 Polling ... 26

III. KINERJA JARINGAN LAN ... 26

3.1 Analisa Kinerja Jaringan ... 26

3.1.1 Kategori dan Tujuan ... 28

3.2 Quality of Service (QoS) ... 28

3.4 Langkah Pengerjaan dan Analisis Parameter QoS ... 32

3.5 Teori Pendukung ... 33

3.5.1 Packet Tracer ... 33

3.5.2 Sistem Antrian ... 34

3.5.2.1 Sistem Antrian M/M/N/1 ... 35

3.5.3 Sistem Switching ... 36

3.5.3.1 Switch Crossbar ... 37

3.5.3.2 Cut Through Switching ... 38

IV. ANALISA DATA ... 39

4.1 Umum ... 39

4.2 Analisa ... 39

4.2.1 Analisa Buffer Masukan Port 1 ... 42

4.2.2 Analisa Buffer Keluaran Port 4 ... 45

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 48

5.1 Kesimpulan ... 48

5.2 Saran ... 49 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802 ... 7

Gambar 2.2 Protokol LAN Menurut Konteks ... 12

Gambar 2.3 Kabel Twisted Pair ... 13

Gambar 2.4 Kabel Coaxial ... 14

Gambar 2.5 Kabel Fiber Optic ... 15

Gambar 2.6 Topologi Bus ... 16

Gambar 2.7 Topolologi Cincin (Ring) ... 17

Gambar 2.8 Topologi Pohon (Tree) ... 18

Gambar 2.9 Topologi Mesh ... 19

Gambar 2.10 Topologi Bintang (Star) ... 20

Gambar 2.11 Metode Akses CSMA/CD ... 23

Gambar 2.12 Metode Akses Token Bus ... 24

Gambar 2.13 Metode Akses Token Ring ... 25

Gambar 2.14 Metode Akses TDMA ... 25

Gambar 2.15 Metode Akses Polling ... 26

Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan dan Analisis ... 32

Gambar 3.2 Crossbar Switch dengan Metode Cut-through ... 38

Gambar 4.1 Tampilan Topologi Jaringan pada Packet Tracer ... 39

Gambar 4.2 Ilustrasi Proses Pengiriman Paket pada Analisa ... 40

DAFTAR TABEL

ABSTRAK

Local area network adalah jaringan atau jaringan pribadi yang terdapat dalam satu gedung atau dalam satu ruangan. Jaringan ini juga disebut sebagai jaringan lokal. LAN biasa digunakan untuk jaringan kecil yang menggunakan satu resource secara bersama-sama, misalnya penggunaan printer, penggunaan media penyimpanan secara bersama dan lain-lain. .

Pada praktiknya, seringkali transmisi data dalam jaringan lokal mengalami apa yang kita sebut sebagai delay. Delay adalah jeda waktu antara waktu pentransmisian dan penerimaan sebuah data pada jaringan lokal. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya delay pada jaringan seperti bentuk topologi, metode akses maupun media transmisi yang digunakan. Throughput merupakan rasio rata-rata dari pengiriman pesan melalui sebuah kanal komunikasi.

Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan analisis delay dan throughput untuk pentransmisian paket pada sebuah jaringan lokal topologi star dengan switch crossbar. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai delay total sebesar 5.0845 ms Nilai throughput hasil perhitungan yang diperoleh untuk jaringan LAN topologi star sebesar 75.3%.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

LAN telah menjadi suatu teknologi yang sangat banyak digunakan baik di perusahaan, kantor, kampus, sekolah ataupun di perumahan. Sejak pertama kali digunakan secara komersil hampir tiga dekade lalu, LAN mengalami berbagai macam perubahan baik dari media transmisinya maupun pada topologi dan metode aksesnya. Perbedaan topologi dapat mempengaruhi faktor-faktor penting yaitu biaya pentransmisian, kecepatan pengiriman data dan dapat juga menyebabkan perbedaan metode aksesnya. Hal ini akan mengakibatkan perbedaan kinerja LAN yang ditinjau, baik kinerja delay maupun throughputnya, meskipun kecepatan transmisi LAN dan jarak workstation yang berkomunikasi sama.

Oleh karena itu pada Tugas Akhir ini, penulis ingin memaparkan tentang analisis delay dan throughput pada sebuah jaringan LAN dengan topologi star dengan switch jenis crossbar. Mengapa topologi star yang dipilih? Alasannya adalah karena topologi star merupakan topologi yang paling banyak digunakan sekarang ini. Penulis berharap bahwa hasil dari analisis ini dapat menghasilkan satu kesimpulan tentang sebaik apa kinerja jaringan LAN topologi star dengan menggunakan switch crossbar dan dapat digunakan dan dimanfaatkan baik oleh Universitas Sumatera Utara maupun pihak lain yang membutuhkannya.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka terdapat beberapa masalah yang dapat dirumuskan antara lain sebagai berikut :

1. Apa saja parameter kinerja LAN ?

2. Bagaimana mendapatkan kinerja delay dan throughput pada LAN dengan topologi star dengan switch crossbar?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan hasil analisis kinerja jaringan LAN topologi star yang menggunakan switch crossbar.

1.4 Batasan Masalah

Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini, maka dibuat pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Hanya membahas prinsip kerja LAN dengan topologi star.

2. Hanya menganalisis delay dan throughput pada LAN topologi star dengan switch crossbar

3. Data diperoleh dengan melakukan perhitungan menggunakan parameter-parameter sesuai standar LAN IEEE.

1.5 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan teori-teori tentang topik Tugas Akhir ini baik dari buku-buku referensi, jurnal maupun dari artikel-artikel yang tersedia di internet, dan lain-lain.

2. Studi analisa, yaitu dengan melakukan analisa dan perhitungan terhadap data-data yang diperoleh.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai Tugas Akhir ini, secara singkat dapat diuraikan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

BAB II TEORI DASAR

Bab ini berisi teori dasar mengenai LAN.

BAB III KINERJA JARINGAN LAN

Bab ini berisi penjelasan mengenai Quality of Service (QoS) dan sejumlah teori pendukun glainnya. Disini akan dibahas bentuk

jaringan yang akan dianalisis bagaimana cara menghitung delay dan throughput.

BAB IV ANALISA DATA

Bab ini akan membahas proses analisa data untuk mengetahui kinerja jaringan LAN yang dibahas yang meliputi delay dan throughput.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan Tugas Akhir.

BAB II

JARINGAN LOCAL AREA NETWORK (LAN)

2.1 Teori Umum

Berdasarkan standar IEEE, Local Area Network didefenisikan sebagai jaringan komunikasi yang menghubungkan beberapa device, seperti Personal Computer, workstation, printer, mainframe, dan data peripheral yang dapat mentransmisikan data dalam area yang terbatas. Batasan daerah atau ”local area” adalah kurang dari 100 feet (< 30 m) hingga melebihi 6 mil (> 10 km). Jaringan LAN sangat cocok dibangun pada daerah gedung perkantoran, kampus, rumah sakit, dan gedung-gedung lainnya [1].

Ada dua jenis arsitektur jaringan LAN, jika dilihat dari hak akses yang diberikan [1] :

1. Peer To Peer Network

Peer to peer network merupakan salah satu model jaringan LAN dimana setiap station atau terminal yang terdapat di dalam lingkungan jaringan tersebut bisa saling berbagi. Setiap PC dapat mengakses semua peripheral yang tersambung dengan LAN, seperti halnya printer, disk, drives, CD Drive dan semua PC yang lain dapat menggunakan setiap peripheral yang tersambung dengan PC tersebut. Setiap PC pada jaringan peer to peer dilengkapi dengan software yang memungkinkan PC itu bertindak sebagai non-dedicated server. Dalam hal ini setiap komputer berlaku sebagai PC untuk pemakainya dan sebagai server yang bisa diakses oleh komputer lain. Keuntungan dari jaringan peer to peer ini adalah tidak

dibutuhkannya administrator khusus yang mengelola jaringan dan tidak dibutuhkannya komputer yang khusus diberlakukan sebagai server. Jadi jika salah satu komputer mati atau down, maka tidak akan mengganggu kinerja komputer yang lain dan juga tidak memerlukan biaya implementasi jaringan yang cukup mahal. Kelemahan sistem ini adalah pemakaian bersama yang dapat mempengaruhi kestabilan kinerja komputer yang sedang diakses secara bersama-sama tersebut serta keamanan data yang kurang terjamin karena pada model ini tidak dapat dibuat hak akses yang bertingkat terhadap satu jenis station. Peer to peer network ini lebih banyak digunakan untuk pemakaian ringan dan dibatasi pada LAN skala kecil yang jumlah simpulnya terbatas.

2. Client-Server Network

Berbeda dengan model jaringan peer to peer, pada model client server network ini dapat diberlakukan hak akses yang bertingkat pada setiap station-nya. Sistem ini menggunakan satu atau lebih komputer yang khusus digunakan sebagai server yang bertugas melayani kebutuhan komputer-komputer lain yang berperan sebagai client/workstation. Komputer server menyediakan fasilitas data dan sumber daya seperti harddisk, printer, CD Drive dan sebagainya yang dapat diakses oleh komputer-komputer lain sebagai workstation. Keunggulan model client server adalah kemampuan dalam menjalankan database multiuser dan adanya hak akses bertingkat yang akan lebih menjamin keamanan data dari setiap station-nya. Model client server ini banyak digunakan untuk menangani data yang memiliki kapasitas besar dan relatif lebih aman.

2.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN)

Teknologi LAN dikembangkan pertama kalinya pada akhir 1970-an dan awal 1980-an. Sejumlah tipe jaringan yang berbeda diusulkan dan diimplementasikan. Namun, karena adanya perbedaan itu, maka teknologinya hanya dapat diaplikasikan pada peralatan milik vendor yang merancang teknologi LAN tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka disusunlah suatu standar untuk LAN, sehingga ada kompatibilitas antara produk-produk dari vendor berbeda. Kontributor terbesar adalah Institute of Electrical Enginering (IEEE) yang merumuskan Model Referensi 802 (MR-IEEE802) dan diadopsi oleh International Standards Organization sebagai standar internasional.

Standar LAN ini merupakan penggambaran yang sangat baik dalam menunjukkan lapisan-lapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Gambar 2.1[2] menunjukkan hubungan antara standar untuk komunikasi komputer yang telah ditetapkan sebelumnya yaitu Model Referensi Open System Interconection (MR-OSI) dengan MR-IEEE 802 (Standar LAN) [1].

Gambar 2.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802

2.3 Lapisan Pada Jaringan Local Area Network (LAN)

Dari Gambar 2.1 terlihat bahwa, standar LAN ditekankan pada dua lapisan MR-OSI yang paling bawah, yaitu lapisan fisik dan data link. Lapisan fisik mencakup spesifikasi media transmisi, topologi, serta fungsi pengkodean sinyal, sinkronisasi, dan pengiriman/penerimaan bit. Sedangkan lapisan data link, merupakan fungsi yang berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan Media Acces Control (MAC) [1].

2.3.1 Lapisan Fisik

Lapisan fisik (Physical Layer) merupakan lapis paling bawah dari konsep model referensi pertukaran data jaringan. Lapis fisik berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan, topologi jaringan dan pengabelan. [1].

2.3.2 Lapisan Data Link

Lapisan ke 2 yaitu lapisan data atau data link layer, berisi ketentuan yang mendukung sambungan fisik seperti penentuan biner 0 dan 1, penentuan kecepatan, penentuan biner tersebut dan lainnya agar sambungan jaringan komputer bisa berjalan baik. Dengan kata lain data link layer menterjemahkan sambungan fisik menjadi sambungan data.

Lapisan yang berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer-3.

2.3.4 Lapisan Transpor

Lapisan ini berfungsi memecah data ke dalam paket-paket data serta memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun kembali pada sisi tujuan setelah diterima. Selain itu, pada level ini juga membuat sebuah tanda bahwa paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadp paket-paket yang hilang di tengah jalan.

2.3.5 Lapisan Sesi

Lapisan ini berfungsi untuk mendefinisikan bagaimana koneksi dapat dibuat, dipelihara, atau dihancurkan. Selain itu, di level ini juga dilakukan resolusi nama.

2.3.6 Lapisan Presentasi

Lapisan ini berfungsi untuk menerjemahkan data yang hendak ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan.

2.3.7 Lapisan Aplikasi

Lapisan ini berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas jaringan, mengatur bagaimana aplikasi dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesan-pesan kesalahan.

2.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network (LAN)

Arsitektur LAN merupakan penggambaran yang sangat baik dalam hal pelapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Bagian ini dimulai dengan deskripsi arsitektur protokol standar untuk LAN, mencakup lapisan fisik, lapisan medium acces control, dan lapisan logical logic control. Masing-masing lapisan ini akan dijelaskan sebagai berikut [1].

2.4.1 Arsitektur Protokol

Protokol ditetapkan secara spesifik untuk alamat transmisi LAN dan MAN yang berkaitan dengan pentransmisian blok-blok data pada jaringan. ketentuan OSI, pembahasan mengenai protokol LAN ditekankan pada lapisan-lapisan yang lebih tendah dari model OSI yang berkaitan erat dengan arsitektur jaringan LAN. Gambar 2.1 menghubungkan protokol-protokol LAN dengan arsitektur OSI. Arsitektur ini dikembangkan oleh Komite IEEE 802 dan telah diadopsi oleh seluruh organisasi yang bekerja berdasarkan spesifikasi standar OSI, umumnya disebut juga sebagai model referensi IEEE 802.

Lapisan terendah dari model referensi IEEE 802 bekerja dari yang paling bawah, dan berhubungan dengan lapisan fisik model OSI serta mencakup beberapa fungsi sebagai berikut [1] :

b. Permulaan / pelepasan pembangkitan (untuk sinkronisasi)

c. Transmisi bit / penerimaan

Selain itu, lapisan fisik dari model 802 juga mencakup spesifikasi media transmisi serta topologinya. Umumnya, ini menunjukkan pada ”bagian bawah” lapisan terendah dari model OSI. Bagaimanapun juga, pemilihan media transmisi dan topologinya sangat penting dalam perancangan LAN dan mencakup pula spesifikasi medianya.

Di atas lapisan fisik, adalah fungsi yang berhubungan dengan penyediaan layanan untuk pemakai LAN, yang meliputi hal-hal sebagai berikut [1] :

a. Pada transmisi, mengasembling data menjadi sebuah frame dengan bidang-bidang alamat dan pendeteksian kesalahan.

b. Pada penerimaan, tidak mengasembling frame, dan menampilkan kemampuan mengenali alamat dan pendektesian kesalahan.

c. Mengatur akses untuk media transmsi LAN.

d. Menyediakan interface untuk lapisan-lapisan yang lebih tinggi serta menampilkan kontrol aliran dan kontrol kesalahan.

Hal-hal tersebut merupakan fungsi-fungsi yang biasanya dihubungkan dengan lapisan 2 OSI. Susunan fungsi-fungsi dalam poin terakhir dikelompokkan ke dalam lapisan Logical Link Control (LLC). Sedangkan fungsi dalam ketiga poin pertama diperlakukan sebagai lapisan terpisah, yang disebut Medium Acces Control (MAC). Pemisahan ini dilakukan dengan alasan sebagai berikut :

a. Logika yang diperlukan untuk mengatur akses untuk media akses-bersama tidak ditemukan dalam lapisan 2 data link control tradisional.

b. Untuk LLC yang sama, tersedia beberapa pilihan MAC.

Gambar 2.2 mengilustrasikan keterkaitan di antara berbagai level arsitektur. Data pada level yang lebih tinggi dilintaskan ke LLC, yang melampirkan informasi kontrol sebagai header, menciptakan suatu Protokol Data Unit (PDU) LLC. Informasi kontrol ini digunakan dalam pengoperasian protokol LLC. Kemudian seluruh PDU LLC dilintaskan ke bawah menuju lapisan MAC, yang melampirkan informasi kontrol pada bagian depan dan bagian belakang paket, dan membentuk sebuah frame MAC. Lagi-lagi, informasi kontrol di dalam frame diperlukan untuk operasi protokol MAC.

Gambar 2.2 Protokol LAN Menurut Konteks

Dalam suatu transmisi data, media transmisi merupakan jalur fisik di antara pengirim dan penerima. Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan media transmisi, di antaranya adalah kapasitas, keandalan, tipe data yang didukung dan jarak. Semakin tinggi kecepatan data dan semakin jauh jaraknya, akan semakin baik. Ada tiga media kabel yang umum digunakan untuk transmisi data, khususnya LAN, yaitu kabel twisted pair, coaxial dan fiber optic [1].

2.5.1 Kabel Twisted Pair

Twisted pair adalah media transmisi yang paling hemat dan paling banyak digunakan. Sebuah twisted pair terdiri dari dua kawat yang disekat yang disusun dalam sebuah pola lilitan yang beraturan. Ada dua jenis kabel twisted pair yaitu Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded Twisted Pair (STP) [2]. Gambar kabel twisted pair ditunjukkan pada Gambar 2.3 [1].

Gambar 2.3 Kabel Twisted Pair

2.5.2 Kabel Coaxial

Kabel Coaxial seperti halnya dengan twisted pair terdiri dari dua konduktor, namun disusun berlainan untuk mengatur pengoperasiannya melalui jangkauan frekuensi yang lebih luas dan mampu digunakan dengan efektif pada kecepatan data yang lebih tinggi. Gambar kabel coaxial dapat dilihat pada Gambar 2.4 [3].

Gambar 2.4 Kabel Coaxial

2.5.3 Kabel Fiber Optic

Salah satu terobosan terbesar dalam bidang transmisi data adalah pengembangan sistem serat optik praktis. Sebuah kabel serat optik (fiber optic) memiliki bentuk silindris dan terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu : inti, cladding, dan selubung[2]. Inti merupakan bagian terdalam dan terdiri dari satu atau lebih untaian, atau serat, baik yang terbuat dari kaca maupun plastik, dan bentuknya pun tipis sekali. Inti memiliki diameter yang berkisar antara 8 sampai 100 μm[2]. Masing-masing serat dikelilingi oleh cladding, yaitu berupa plastik atau kaca yang melapisi dan memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan plastik atau kaca pada inti, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Serat optik dianggap handal digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh, dan mulai dimanfaatkan untuk keperluan militer. Peningkatan kerja dan penurunan harga serta kemampuannya dalam membawa informasi dalam jumlah besar, membuat serat optik juga diaplikasikan pada LAN.

Gambar 2.5 Kabel Fiber Optik

2.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN)

Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara bagaimana komputer terhubung dalam suatu jaringan. Berikut ini akan dijelaskan jenis-jenis topologi yang sering digunakan dalam jaringan LAN.

2.6.1 Topologi Bus

Topologi bus termasuk konfigurasi multipoint. Seluruh station terhubung melalui suatu interface perangkat keras yang disebut tap yang langsung terhubung ke suatu jalur transmisi linier, seperti yang terlihat pada Gambar 2.6[5]. Topologi ini sangat cocok untuk pembangunan jaringan skala kecil. Jumlah terminal dapat dikurangi dan ditambahkan secara fleksibel. Keuntungan

topologi bus adalah mudah pada ”set-up” awal, sedangkan kerugiannya adalah jika kabel terputus akan mempengaruhi keseluruhan LAN.

Gambar 2.6 Topologi Bus

2.6.2 Topologi Cincin (Ring)

Hubungan yang terdapat pada topologi cincin (ring) adalah hubungan point-to-point dalam suatu lup tertutup seperti pada Gambar 2.7[5]. Setiap informasi yang diperoleh akan diperiksa alamatnya oleh station yang dilewatinya. Jika informasi bukan ditujukan untuknya, maka informasi akan terus dilewatkan sampai menemukan alamat yang benar. Keuntungan topologi cincin hanya pada penggunaan panjang jaringannya yang lebih pendek sehingga dapat menggunakan kabel yang lebih sedikit. Sedangkan kerugiannya adalah jika kabel terputus di antara terminal, akan mempengaruhi keseluruhan LAN (hanya untuk standar Token Ring). Topologi cincin biasanya memerlukan biaya yang lebih mahal dalam penerapannya.

Gambar 2.7 Topologi Cincin (Ring)

2.6.3 Topologi Pohon (Tree)

Topologi pohon (tree) disebut juga sebagai topologi jaringan bertingkat. Topologi ini biasanya digunakan untuk interkoneksi antar sentral dengan hirarki yang berbeda. Untuk hirarki yang lebih rendah digambarkan pada lokasi yang rendah dan semakin keatas mempunyai hirarki semakin tinggi. Topologi jaringan jenis ini cocok digunakan pada sistem jaringan komputer.

Pada jaringan pohon, terdapat beberapa tingkatan simpul (node). Pusat atau simpul yang lebih tinggi tingkatannya, dapat mengatur simpul lain yang lebih rendah tingkatannya. Data yang dikirim perlu melalui simpul pusat terlebih dahulu. Misalnya untuk bergerak dari komputer dengan node-3 ke komputer

node-7 seperti halnya pada gambar, data yang ada harus melewati node-3, 5 dan node-6 sebelum berakhir pada node-7. Keunggulan jaringan model pohon seperti ini adalah, dapat terbentuknya suatu kelompok yang dibutuhkan pada setiap saat.

Sebagai contoh, perusahaan dapat membentuk kelompok yang terdiri atas terminal pembukuan, serta pada kelompok lain dibentuk untuk terminal penjualan. Adapun kelemahannya adalah, apabila simpul yang lebih tinggi kemudian tidak berfungsi, maka kelompok lainnya yang berada dibawahnya akhirnya juga menjadi tidak efektif. Cara kerja jaringan pohon ini relatif menjadi lambat. Topologi jaringan pohon (tree) diperlihatkan pada Gambar 2.8[4].

Gambar 2.8 Topologi Pohon (Tree)

2.6.4 Topologi Mesh

Topologi mesh adalah suatu bentuk hubungan antar perangkat dimana setiap perangkat terhubung secara langsung ke perangkat lainnya yang ada di dalam jaringan. Akibatnya, dalam topologi mesh setiap perangkat dapat

berkomunikasi langsung dengan perangkat yang dituju. Topologi jaringan mesh diperlihatkan pada Gambar 2.9[6].

Gambar 2.9 Gambar Topologi Mesh

2.6.5 Topologi Bintang (Star)

Dalam topologi bintang (star), sebuah elemen pusat (misalnya hub, bridge, atau switch) bertindak sebagai pengatur dan pengendali semua komunikasi data yang terjadi seperti Gambar 2.10[5]. Station pusat merupakan titik kritis yang berfungsi sebagai pengatur semua komunikasi data yang terjadi dan menyediakan jalur komunikasi khusus antara dua station yang akan berkomunikasi. Banyaknya station yang dapat terhubung tergantung jumlah port yang tersedia pada station pusat yang digunakan. Topologi ini mudah untuk dikembangkan, baik penambahan maupun pengurangan sistem. Keuntungan topologi bintang adalah jika kabel terputus, maka hanya satu terminal yang terputus hubungannya. Terminal dapat ditambahkan dengan mudah, tanpa

mempengaruhi keseluruhan jaringan. Sedangkan kerugiannya hanya pada penggunaan kabel yang terlalu banyak karena jarak fisik.

Gambar 2.10 Topologi Bintang (Star)

Pada saat pemilihan topologi jaringan, cukup banyak pertimbangan yang harus diambil, tergantung pada kebutuhan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah dari segi biaya, kecepatan, lingkungan, ukuran, konektivitas. Selain itu, yang harus diperhatikan adalah keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis topologi. Tabel 2.1 menunjukkan perbandingan dari masing-masing topologi tersebut.

TOPOLOGI KEUNTUNGAN KERUGIAN

BUS 1. Hemat kabel

2. Layout kabel sederhana 3. Mudah dikembangkan 4. Tidak butuh kendali pusat

1. Deteksi dan isolasi kesalahan terbatas

2. Kepadatan lalu lintas transmisi data tinggi akan mengurangi kinerja jaringan

3. Kecepatan menurun jika pemakai bertambah.

4. Keamanan data kurang terjamin jika terjadi tubrukan

RING 1. Hemat kabel

2. Penataan kabel sederhana 3. Dapat melayani lalu lintas

yang padat

1. Pengembangan jaringan lebih kaku

2. Kerusakan pada media pengirim atau media terminal dapat melumpuhkan kerja seluruh jaringan

3. Lambat, karena pengiriman menunggu giliran token TREE 1. Dapat terbentuknya suatu

kelompok yang dibutuhkan pada setiap saat.

1. Apabila salah satu tidak

berfungsi, maka kelompok dibawahnya menjadi tidak efektif 2. Koneksi lambat

MESH 1. Dapat menghubungkan semua komputer secara langsung tanpa melalui komputer lain.

2. Tingkat keamanan yang tinggi.

1. Konfigurasi jaringan yang rumit. 2. Boros kabel

STAR 1. Paling fleksibel 2. Pemasangan/perubahan

stasiun sangat mudah dan tidak mengganggu bagian jaringan lain

3. Kontrol terpusat

4. Kemudahan deteksi dan isolasi kesalahan/kerusakan 5. Kemudahaan pengelolaan

jaringan

1. Jika node tengah mengalami kerusakan, maka seluruh jaringan akan terhenti

2. Boros kabel

Suatu jaringan dalam LAN dapat digunakan oleh suatu simpul untuk berhubungan dengan simpul lain. Jaringan untuk menghubungkan antara simpul yang satu dengan simpul yang lain dinamakan metode akses. Metode akses ini kemudian terbagi-bagi lagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut.

2.7.1 CSMA/CD

Dari berbagai metode akses yang tersedia, metode akses yang menonjol penggunaannya adalah CSMA/CD. Metode akses CSMA/CS (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) mempunyai cara kerja sebagai berikut. Semua simpul dalam jaringan yang hendak berhubungan dengan simpul lain saling berlomba untuk mendapatkan saluran yang dikehendaki. Tiap-tiap simpul akan memantau jaringan apakah ada atau tidaknya suatu transmisi yang dilakukan simpul lain dalam jaringan. Bila ada simpul lain yang sedang menggunakan jaringan berupa pengiriman data atau yang lain, simpul lain akan menunda keinginan untuk menggunakan jaringan sampai simpul yang sedang menggunakan jaringan selesai[7].

Apabila terdapat dua atau lebih dari simpul menggunakan jaringan, akan terjadi gangguan (collision) pada informasi dan pengiriman informasi tersebut akan diulang kembali. Demikian seterusnya, sampai saluran yang dikehendaki didapatkan. Metode akses ini menjadi standar dari IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers) 802.3. Agar dapat lebih mudah memahami prinsip kerja CSMA/CD ini, disediakan Gambar 2.11 berikut.

Gambar 2.11 Metode Akses CSMA/CD

Apabila terdapat dua atau lebih dari simpul menggunakan jaringan, akan terjadi gangguan (collision) pada informasi dan pengiriman informasi tersebut akan diulang kembali. Demikian seterusnya, sampai saluran yang dikehendaki didapatkan. Metode akses ini menjadi standar dari IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers) 802.3. Agar dapat lebih mudah memahami prinsip kerja CSMA/CD ini, disediakan Gambar 2.11 yang dapat dilihat di atas.

2.7.2 Token Bus

Metode akses token bus mempunyai cara kerja sebagai berikut: Dalam pengiriman data dalam token bus akan ditentukan hak pengiriman informasi dengan cara memberitahukan secara khusus hak ini kepada simpul yang

bersangkutan. Hak pengiriman data akan ditentukan menurut urutan tertentu dari satu simpul kesimpul lain, dan untuk memberitahukan kepada simpul tersebut digunakan sebuah token. Setiap simpul akan memegang token tersebut untuk jangka waktu tertentu.

Apabila simpul sudah menggunakan token dan tidak mempunyai informasi untuk dikirimkan, simpul tersebut harus mengirimkan token ke simpul berikutnya.

Metode akses ini menjadi standar dari IEEEE 802.4[7]. Prinsip kerja metode akses token bus ini dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Metode Akses Token Bus

2.7.3 Token Ring

Metode akses token ring mempunyai cara kerja sebagai berikut: Metode akses dengan token ring hampir sama dengan cara token bus, namun dalam metode akses dengan cara token ring dilakukan dengan mengedarkan token ke suatu simpul di dalam jaringan ring[7]. Setiap pusat akan memeriksa apakah ada data yang ditujukan kepadanya atau tidak.

Bila ada data yang dikirimkan, ia akan mengambil data tersebut dan mengirimkan ke simpul berikutnya. Demikian pula bila ia akan mengirimkan

data, datanya akan dimasukkan ke dalam token. Metode akses ini menjadi standar dari IEEE 802.5. Prinsip kerja token ring ditunjukkan pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 Metode Akses Token Ring

2.7.4 TDMA

Metode akses TDMA (Time Division Multiple Access) mempunyai cara kerja sebagai berikut: Tiap-tiap simpul akan diberikan waktu secara bergiliran untuk melakukan transmisi dara secara berurutan[7]. Waktu pengiriman akan diberikan oleh master simpul dan semua simpul akan mensinkronkan waktu pengiriman berdasarkan pewaktu (timing) dari master.

Bila tiap simpul yang mendapatkan giliran mengirimkan data, waktu giliran tidak terpakai. Apabila hal ini terjadi, simpul dapat meminta waktu kepada master untuk mengirimkan data. Master akan memberikan waktu giliran pengiriman data tersebut kepada simpul, dan simpul tersebut harus menunggu giliran waktunya tiba. Cara kerja TDMA dapat dilihat pada Gambar 2.14 dibawah.

Gambar 2.14 Metode Akses TDMA

2.7.5 Polling

Metode akses polling mempunyai cara kerja sebagai berikut. Salah satu simpul akan menjadi master, dan simpul master akan dihubungkan ke simpul lain untuk memberikan transmisi. Simpul yang mengirimkan data ke master untuk dilanjutkan pengiriman ke simpul tujuan. Bila informasi yang dikirim ditujukan ke master, master akan menyimpannya[7]. Polling akan dilanjutkan ke simpul lain dan begitu seterusnya. Metode akses Polling dapat dilihat pada Gambar 2.15.

BAB III

KINERJA JARINGAN LAN

3.1 Analisa Kinerja Jaringan

Analisa kinerja jaringan didefinisikan sebagai suatu proses untuk menentukan hubungan antara tiga konsep utama, yaitu sumber daya (resources), penundaan (delay) dan daya-kerja (throughput). Obyektif analisa kinerja mencakup analisa sumber daya dan analisa daya kerja. Nilai keduanya ini kemudian digabung untuk dapat menentukan kinerja yang masih dapat ditangani oleh sistem.

Analisa kinerja pada jaringan computer membicarakan sifat dasar dan karakteristik aliran data, yaitu efisiensi daya-kerja, penundaan dan parameter lainnya yang diukur untuk dapat mengetahui bagaimana suatu pesan diproses di jaringan dan dikirim lengkap sesuai dengan fungsinya.

Analisa kinerja jaringan computer dapat didefinisikan sebagai penelitian kuantitatif yang terus menerus terhadap suatu jaringan komunikasi dalam urutan kerja yang tetap berada dalam fungsinya[8] agar :

a. Dapat menyempurnakan level layanan pemeliharaan. b. Dapat mengenali potensi kemacetan.

c. Dapat mendukung pengendalian operasional jaringan, administrasi dan merencanakan kapasitas.

Administrasi jaringan membantu langkah analisa kinerja dalam usaha mengevaluasi kemampuan layanan pada konfigurasi tertentu, selanjutnya akan mendefinisikan indikator kinerja yang penting, merekomendasikan prosedur pelaporan kinerja dan menentukan antarmuka manajemen basis data.

3.1.1 Kategori dan Tujuan

1. Analisis kinerja dengan tujuan optimalisasi sistem dalam layanan yang cepat, tepat dan akurat.

2. Analisis kinerja dengan tujuan optimalisasi sistem dalam bidang keamanan system, data dan informasi, yang sering dikenal dengan istilah Penetration Test yaitu dengan cara melakukan penyelidikan terhadap system dari sudut pandang si penyerang. Tujuan utamanya adalah untuk mengidentifikasikan temuan dan resikonya sebelum mencari suatu solusi. 3. Analisis Hybrid, analisis kesuluruhan terhadap berbagai potensi sistem

yang dapat ditingkatkan kinerjanya dengan tujuan evaluasi dan pengembangan sistem.

3.2 Quality Of Service (QoS)

Di bidang jaringan komputer dan jaringan telekomunikasi packet-switched, lalu lintas istilah Quality of Service (QoS) mengacu pada mekanisme kontrol reservasi sumber daya daripada kualitas pelayanan yang dicapai. QoS adalah kemampuan untuk memberikan prioritas yang berbeda untuk berbagai aplikasi, pengguna, atau aliran data, atau untuk menjamin tingkat kinerja tertentu ke aliran data[9].

Sebagai contoh, laju bit yang diperlukan, delay, jitter, probabilitas packet dropping dan / atau bit error rate (BER) dapat dijamin.Jaminan QoS penting jika kapasitas jaringan tidak cukup, terutama untuk aplikasi streaming multimedia secara real-time seperti voice over IP, game online dan IP-TV, karena sering kali ini tetap memerlukan bit rate dan tidak diperbolehkan adanya delay, dan dalam jaringan di mana kapasitas resource yang terbatas, misalnya dalam komunikasi data selular.

Dalam ketiadaan jaringan, mekanisme QoS tidak diperlukan. Sebuah jaringan atau protokol yang mendukung QoS dapat menyepakati sebuah kontrak traffic dengan software aplikasi dan kapasitas cadangan di node jaringan, misalnya saat sesi fase pembentukan. Selama sesi dapat memantau tingkat kinerja yang dicapai, misalnya data rate dan delay, dan kontrol secara dinamis prioritas penjadwalan di simpul jaringan. Sebuah layanan atau jaringan best effort tidak mendukung kualitas layanan. Sebuah alternatif untuk mekanisme kontrol QoS adalah untuk menyediakan komunikasi berkualitas tinggi melalui jaringan best effort oleh pengadaan kapasitas yang lebih sehingga cukup untuk puncak beban trafik yang diharapkan.

3.3 Parameter-Parameter Quality of Service (QoS)

Pada jaringan packet switched, kualitas layanan dipengaruhi oleh berbagai faktor, yang dapat dibagi menjadi faktor manusia dan faktor teknis[9]. Faktor-faktor manusia meliputi: stabilitas layanan, ketersediaan layanan, delay, dan informasi pengguna. Faktor-faktor teknis meliputi: realibility, scalability, effectiveness, maintainability, Grade of Service (GOS), dan lain-lain. Terdapat banyak hal bisa terjadi pada paket ketika mereka melakukan perjalanan dari asal

ke tujuan, yang mengakibatkan masalah-masalah berikut dilihat dari sudut pandang pengirim dan penerima,atau yang sering disebut sebagai parameter-parameter QoS:

1. Throughput

Throughput yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, dan merupakan sebuah persentase. Throughput dapat juga diartikan sebagai kemampuan sebenarnya sebuah jaringan dalam melakukan pentransmisian data. Throughput bisa juga disebut sebagai bandwidth dalam kondisi yang ideal[9], hanya saja throughput sifatnya lebih dinamis, tergantung variasi beban trafik.

Throughput dapat diukur menggunakan persamaan berikut :

�ℎ����ℎ��� = Kapasitas_Kapasitasserver−paket_serveryangditolak x 100%

(3.1)

2. Packet Loss

Packet Loss adalah ukuran error rate dari transmisi paket data yang diukur dalam persen. Paket hilang (bit loss) yang biasanya dikarenakan buffer yang terbatas, urutan packet yang salah termasuk dalam error rate ini. Packet loss biasanya disebabkan berbagai faktor yaitu penurunan sinyal dalam media jaringan, batas saturasi jaringan yang terlampaui, paket corrupt yang menolak untuk transit ataupun kesalahan hardware jaringan. Packet loss masih bisa ditolerir jika masih berkisar diantara 1% sampai 20%[9].

Nilai packet loss dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : ����������=(����������_{������}�������−������_{�����������}������������) � 100% (3.2)

Delay merupakan lama waktu yang dibutuhkan sebuah paket untuk mencapai tujuan dari awal proses pentransmisian sampai paket tersebut diterima[9]. Beberapa faktor yang mungkin menyebabkan adanya delay yaitu karena adanya antrian yang panjang, atau paket mengambil rute yang lain untuk menghindari kemacetan. Delay biasanya diukur dengan menggunakan satuan ms. Delay sendiri terdiri dari beberapa komponen yaitu :

a. Delay paketisasi, yang dapat dirumuskan sebagai berikut Delay paketisasi = N

�������sumber

(3.3)

Dimana N merupakan ukuran / panjang paket

b. Delay transmisi (Tx) yang dirumuskan sebagai berikut

����� transmisi (Tx) = N

R

(3.4)

Dimana R merupakan kecepatan server

c. Delay propagasi (Tp) yang dapat dirumuskan sebagai berikut

����� propagasi (Tp) = S_v (3.5)

Dimana S merupakan jarak antara workstation dengan router dan merupakan kecepatan rambat gelombang. V memiliki nilai tetap yakni 2x108 m/s.

Semua komponen delay ini jika ditambahkan maka akan menghasilkan delay total dari suatu awal paket dikirim dari sumber hingga waktu paket diterima di tujuan.

4. Jitter

Paket dari sumber akan mencapai tujuan dengan berbagai penundaan. Delay sebuah paket bervariasi dengan posisinya dalam antrian dari router sepanjang jalur antara sumber dan tujuan dan posisi ini dapat bervariasi secara tak terduga[9]. Variasi dalam penundaan ini dikenal sebagai jitter dan dapat mempengaruhi kualitas streaming audio dan / atau video.

3.4 Langkah Pengerjaan dan Analisis Parameter QoS

Pengujian dan analisis perbandingan parameter-parameter QoS dapat dimulai dengan membuat perencanaan pengerjaan yakni dari proses perancangan, simulasi, pengisian data hingga analisis data. Perencanaan pengerjaan ini dapat dilihat dalam diagram alur seperti digambarkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram Alur Perancangan dan Analisis

3.5 Teori Pendukung

Visualisasi

Analisis data

k i l

Mulai

Selesai

Perancangan topologi jaringan

Pada Tugas Akhir ini akan digunakan beberapa teori lagi untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Teori-teori tersebut mencakup:

3.5.1 Packet Tracer

Packet Tracer merupakan sebuah software buatan Cisco yang dapat digunakan untuk melakukan simulasi jaringan. Kegiatan praktik lapangan merupakan bagian penting dari sebuah pendidikan tentang jaringan. Akan tetapi, peralatan untuk melakukan praktik jaringan ini sangat langka. Packet Tracer disini menyediakan sebuah simulasi visual untuk peralatan jaringan dan proses – proses yang terjadi dalam jaringan tersebut sendiri. Meskipun Packet Tracer bukan merupakan pengganti dari peralatan yang sebenarnya, Packet Tracer memungkinkan para pelajar untuk berlatih dengan simulasi visual yang mudah dimengerti untuk memudahkan ketika nantinya berada di lapangan untuk praktik yang sesungguhnya.

Packet Tracer sendiri dilengkapi dengan segala macam peralatan atau komponen jaringan seperti apa yang sesungguhnya. Peralatan ini mencakup router, switch, hub, server, end devices, WAN devices dan lain sebagainya. Packet Tracer juga dilengkapi dengan pilihan kabel yang lengkap untuk menghubungkan komponen ini satu sama lain.

Router merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengirim paket data melalui sebuah jaringan ataupun internet menuju tujuannya. Router ini berfungsi sebagai penghubung antara dua atau lebih jaringan untuk meneruskan atau mentransmisikan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Switch sendiri merupakan perangkat yang hampir sama seperti router, hanya saja switch

berfungsi untuk menghubungkan beberapa alat untuk membentuk sebuah jaringan lokal.

3.5.2 Sistem Antrian

Sistem antrian merupakan sebuah sistem komoditi mengalir dari satu titik melalui kanal yang mempunyai kapasitas terbatas ke titik lain[11]. Beberapa contoh sederhana daripada sistem antrian ini misalnya kendaraan sebagai komoditi dan jalan raya sebagai kanal, data sebagai komoditi dan jaringan data sebagai kanal dan masih banyak lagi.

Teori antrian sendiri merupakan teori yang digunakan untuk menganalisis sistem antrian. Teori antrian menggunakan sejenis notasi untuk mendeskripsikan sistem antrian yang dikenal dengan notasi Kendall. Notasi ini berbentuk M / M / n dimana M yang pertama adalah proses masukan, M yang kedua adalah proses pelayanan dan n adalah jumlah pelayan. .

Teori antrian menggunakan berbagai cara pelayanan antrian antara lain sistem FIFO (First In First Out), sistem acak (random), sistem LIFO (Last In First Out) ataupun sistem prioritas yang terbagi lagi menjadi dua yaitu sistem prioritas pre-emptive dan sistem prioritas non pre-emptive yang masing – masing memiliki cara kerja yang berbeda lagi.

Pada sistem ini terdapat pelanggan sebanyak N. Jika sudah ada N pelanggan di dalam sistem, maka pelanggan yang tiba berikutnya akan diblok atau hilang.

Laju kedatangan dan laju pelayanan :

λ (n) = λ ; dimana n = 0, 1, 2, … N-1 μ (n) = μ ; dimana n = 0, 1, 2, … N

λ merupakan jumlah paket yang datang dalam sistem (paket/jam) μ merupakan kapasitas jaringan dalam sistem. (paket/jam)

Probabilitas blocking merupakan probabilitas paket yang diblok pada saat sistem penuh. Probabilitas blocking dinotasikan sebagai Pn. Untuk mencari nilai

Pn digunakan persamaan sebagai berikut :

Pn = ρn . Po untuk 0 ≤ n ≤ N

(3.6)

dimana Po adalah

Po = _1−�1−_�+1� (3.7)

dan nilai ρ adalah

� = �

�

(3.8)

Throughput, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, merupakan kemampuan sebuah server untuk melewatkan paket yang masuk dari sekian banyak paket yang ditolak. Paket yang ditolak dapat dirumuskan sebagai berikut:

Paket yang ditolak = λ x Pn

Delay buffering (meliputi waktu tunggu ditambah dengan waktu pelayanan) juga bisa didapatkan dengan formula Little, yakni dengan menggunakan persamaan berikut[13] :

E (T) = E (n) / λ (3.10)

Dimana E(n) adalah nilai okupansi didapatkan juga dengan menggunakan formula Little sebagai berikut :

� (�) = ρ

1−ρ−

(_�+1)(ρN+1₎

1−ρ�+1 (3.11)

3.5.3 Sistem Switching

Semakin hari, permintaan peningkatan bandwidth pada jaringan LAN semakin besar. Hal ini sebanding dengan semakin banyaknya pengguna yang ditambahkan kepada jaringan LAN yang sudah ada. Bridge ataupun router dapat digunakan untuk menjaga jumalh pengguna tiap-tiap LAN dalam jumlah yang optimal. Akan tetapi dengan peningkatan kecepatan pada workstation, kebutuhan bandwidth untuk tiap-tiap mesin telah meningkat lebih dari lima kali dalam beberapa tahun terakhir.

Sistem switching dapat dianggap sebagai solusi dari masalah ini dan telah diadopsi oleh berbagai organisasi. Selain meningkatkan ketersediaan bandwidth, sistem ini juga dapat membentuk jaringan yang lebih cepat seperti ATM.

Ethernet, token ring dan FDDI semuanya menggunakan media yang dibagi. Sebuah jaringan Ethernet 100 Mbps harus membagi bandwidth-nya ke sejumlah pengguna karena akses yang terbagi. Akan tetapi dengan sebuah jaringan yang sudah di-switch, kita dapat menghubungkan tiap-tiap port secara

langsung jadi bandwidth hanya dibagi diantara sejumlah pengguna yang saling terhubung di dalam sebuah workgroup. Karena pembagian media dikurangi, maka ketersediaan bandwidth pasti meningkat.

3.5.3.1 Switch Crossbar

Dalam sebuah jaringan, sebuah switch crossbar merupakan sebuah piranti yang mampu melakukan pembagian data diantara dua workstation yang terhubung hingga jumlah port maksimalnya. Jalur-jalur yang diatur antar workstation dapat ditetapkan untuk beberapa waktu atau dapat juga diubah kapan saja diinginkan, namun biasanya jalur antar workstation yang saling berhubungan itu bersifat tetap untuk sementara. Switch crossbar ini menghubungkan beberapa masukan ke keluaran menggunakan bentuk matrix. Switch crossbar ini merupakan salah satu arsitektur switch dasar, seperti halnya dengan rotating switch, memory switch dan crossover switch.

Sebuah switch crossbar merupakan gabungan dari beberapa switch tunggal diantara masukan dan keluaran jamak. Switch-switch ini disusun dalam bentuk matrix. Jika switch crossbar memiliki M masukan dan N keluaran, maka crossbar ini memiliki matrix M x N cross-points atau tempat-tempat dimana garis-garis saling silang.

3.5.3.2 Cut-ThroughSwitching

Ditandai dengan rendahnya latency, switch-switch ini memulai pentransmisian frame ke port tujuan bahkan sebelum seluruh frame selesai diterima. Pentransmisian ini umumnya langsung terjadi segera setelah alamat tujuan selesai diproses. Teknik ini mengurangi latency, tapi sekaligus juga

mengurangi reliabilitasnya. Frame-frame yang rusak bisa saja ikut terkirim karena sebelum utuh diterima, frame tersebut sudah dikirimkan lagi ke tujuan. Metode cut-through switching ini dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Crossbar Switch Dengan Metode Cut-through

BAB IV ANALISA DATA

4.1 Umum

Pada bab ini membahas perhitungan delay dan throughput pada jaringan LAN dengan topologi star menggunakan switch crossbar. Parameter – parameter untuk menghitung nilai delay maupun throughput kita tentukan sendiri, dan

sistem dianggap dalam kondisi ideal yang berarti tidak ada gangguan berupa noise dan lain sebagainya.

4.2 Analisa

Sistem yang akan dianalisa merupakan jaringan LAN dengan topologi star standar yang lazim digunakan pada umumnya. Jaringan tersebut ditampilkan pada software Packet Tracer seperti dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Tampilan Topologi Jaringan pada Packet Tracer Dalam Tugas Akhir ini, analisa yang dilakukan berupa perhitungan delay dan throughput pada pengiriman paket dari workstation 1 ke workstation 4 seperti yang bisa dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Ilustrasi Proses Pengiriman Paket pada Analisa

Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa masing-masing port terhubung ke setiap workstation dan memiliki buffer tersendiri untuk masukan maupun keluarannya. Total waktu ketika paket di-buffer pada masukan port 1 hingga ketika di-buffer pada keluaran port 4 inilah yang disebut E (T) atau waktu tunggu ditambah dengan waktu pelayanan. Delay link diantara kedua buffer diabaikan karena jarak yang terlalu kecil.

Jika Gambar 4.2 diturunkan lagi, maka akan terlihat ilustrasi seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4.3

λ

1

λ

2

buffer masukan port 1 buffer keluaran port 4 Gambar 4.3 Ilustrasi Lanjutan Analisa Sistem Antrian

μ

1

μ

2

μ

1

Dari Gambar 4.3, diketahui bahwa sistem yang akan dianalisa berbentuk sistem antrian seri. Jumlah paket yang keluar dari buffer masukan port 1 merupakan jumlah paket yang datang untuk sistem antrian pada buffer keluaran port 4. Kedua buffer ini menggunakan sistem antrian M/M/1/N.

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, delay terdiri dari beberapa komponen yakni delay paketisasi, delay transmisi dan delay propagasi. Jika kesemua komponen tersebut dijumlahkan, maka akan didapatkan delay total.

Delay total = delay paketisasi + Tx + 2Tp + E (T)

Untuk semua analisa ini, diasumsikan nilai – nilai parameternya terlebih dahulu berdasarkan standar LAN IEEE 802.3 [14]

Ukuran paket = 512 byte

Jarak antar workstation = 1km = 1000m

Kecepatan workstation sumber = 1 Mbps = 106 bps Kecepatan server = 10 Mbps = 107 bps

Cepat rambat gelombang elektromagnetik (V) = 2.108 m/s Jumlah pelanggan (N) = 5 ; n = N-1

λ ( jumlah paket datang) = 7500 paket/s

Dengan diketahuinya seluruh parameter diatas, maka perhitungan dapat dilakukan.

4.2.1 Analisa Buffer Masukan Port 1

h (waktu pelayanan / paket) = ukuran paket / kecepatan server = 4000 / 107

= 4. 10 -4 s

= 1 / 4. 10 -4

= 2500 paket/s ρ (utilisasi / pemanfaatan) = λ / μ

= 7500 / 2500

= 3

Nilai ρ yang didapatkan sebesar 3, yang berarti adanya antrian dalam sistem yang digunakan.

Po = _1−�1−_�+1�

=₁₋₃1−3₅₊₁

= -2 / -728 = 1 / 364

Kemudian setelah didapatkan nilai Po selanjutnya kita cari nilai

probabilitas blocking (Pn) dengan menggunakan rumus yang telah dijabarkan

sebelumnya.

Pn = ρn . Po

= 34 . 1/364 = 81 . 1/364 = 81/364 = 0.222

Setelah didapatkan nilai probabilitas blocking, kini kita bisa mendapatkan jumlah paket yang ditolak pada sistem tersebut.

Paket yang ditolak = λ x Pn

= 7500 x 0.222

= 1668.9 = 1669 paket / s Setelah mendapatkan jumlah paket yang ditolak, sekarang kita hanya tinggal mencari throughput saja.

�ℎ����ℎ��� = Kapasitas_Kapasitasserver−paket_serveryangditolak x 100%

=7500−1669

7500 x 100%

= 77.7 %

Dari hasil perhitungan diatas didapatkan bahwa throughput sebesar 77.7%, yang berarti sebanyak 77.7 % paket yang dikirimkan per detiknya sampai ke tujuannya.

Kemudian dengan menggunakan parameter-parameter yang disediakan sebelumnya, kita dapat mencari komponen-komponen delay sebagai berikut :

����� paketisasi = _{�������}N_sumber

= 512x8

1Mbps

= 4.096 x 10 -3 s ����� transmisi (Tx) = N

R

= 512 x 8 / 107

= 4.096 x 10 -4 s ����� propagasi (Tp) = S

v

= 500 / 2.108 = 2.5 x 10-6 s

Dengan menggunakan Persamaan 3.11 yang telah diberikan sebelumnya, kita akan mencari nilai E (n).

� (�) = ρ

1− ρ −

(�+ 1)(ρN+1) 1− ρ�+1

� (�) = 3

1−3−

(₅₊₁)(35+1)

= - ½ - (-4374/728) = 5.5

Setelah didapatkan nilai E (n), sekarang kita bisa menghitung nilai E (T) menggunakan Persamaan 3. 10.

E (T) = E (n) / λ = 5.5 / 7500 = 0.73 ms

Setelah kesemua komponen delay tersebut didapatkan maka delay total dapat dihitung.

Delay total = 4.096 + 0.4096 + 2 ( 0.0025) + 0.73 = 4.5205 ms

4.2.2 Analisa Buffer Keluaran Port 4

Jumlah paket datang di buffer ini merupakan jumlah paket yang keluar dari buffer sebelumnya, dengan kata lain, λ2 dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut λ2 = throughput1 x λ1

= 77.7% x 7500 = 5828 paket / s

Laju pelayanan server dianggap sama, jadi μ1 = μ2 = 2500 paket /s

Dengan demikian kita bisa mulai mencari nilai P0 Po =

1−� 1−��+1

=

1−2.3 1−2.36

= -1.3 / -147 = 1.3 / 147

Kemudian kita cari nilai Pn

Pn = ρn . Po

= 2.34 . 1.3/147 = 27.9 . 1.3/147 = 36.37 / 147 = 0.247

Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan nilai throughput sebesar 75.3% yang berarti sebanyak 75.3 % paket yang dikirimkan dari workstation 1 sampai ke workstation 4.

� (�) = ρ

1−ρ−

(_�+1)(ρN+1)

1−ρ�+1

= 2.3

1−2.3−

(₅₊₁)(2.35+1)

1−2.35+1 = -1.76 – (-6)

= 4.23 E (T) = E (n) / λ

= 4.23 / 5828 = 0.564 ms

Setelah E (T) didapatkan, maka delay total untuk keseluruhan transfer paket inipun bisa dihitung dengan cara menambahkan hasil E (T) yang baru didapat dengan delay total pada buffer masukan port 1.

Delay total = 4.5205 + 0.564 = 5.0845 ms

Jadi, untuk delay pentransmisian paket ini sebesar 5.0845 ms

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa didapatkan kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut : 1. Nilai delay untuk pentransmisian paket dari sumber ke tujuan dengan

jarak 1 km antar jaringan LAN dengan topologi star yang menggunakan switch crossbar sebesar 5.0845 ms.

2. Nilai throughput untuk pentransmisian paket dari sumber ke tujuan dengan jarak 1 km antar jaringan LAN dengan topologi star yang menggunakan switch crossbar sebesar 75.3% yang berarti sebanyak 75.3 % paket yang dikirimkan dari workstation 1 sampai ke workstation 4. 3. Semakin besar laju kedatangan paket, semakin kecil throughputnya, dan

semakin besar delaynya.

5.2 Saran

Untuk meningkatkan kualitas Tugas Akhir ini, saran-saran yang bisa dipaparkan oleh penulis adalah sebagai berikut :

1. Agar penelitian dan pengukuran dapat dilakukan dengan lebih optimal sebaiknya digunakan software yang dapat merekam trafik pada sebuah jaringan LAN. Penggunaan software juga dimaksudkan agar dapat dilakukan perbandingan hasil analisa secara perhitungan manual dan secara teori (software).

2. Demi keakuratan data, lebih baik dilakukan lebih banyak perhitungan dengan mengubah variabelnya, misalnya laju kedatangan atau laju pelayanan paket pada sistem.

3. Agar perhitungan lebih akurat, disarankan untuk menambahkan parameter-parameter perhitungan lain.

DAFTAR PUSTAKA

1. Farina, Ami. 2010, Analisis Kinerja Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area

Network. Laporan Tugas Akhir. Universitas Sumatera Utara. Hal 7-16

2. Dede Lesmana, 2 Januari 2011..Kabel Fiber Optic.

http://komdazona.wordpress.com/2011/03/27/kabel-fiber-optic/ 3. I Wayan Surya Pramana, Dwi Setyadi Prastowo, Putri Krisna Lila Dewi.

.

Media Transmisi. Udayana. Bali 4. Wikipedia, 2 Januari 2012. Topologi Pohon

5. Anas Mustari, 2 Januari 2012. Topologi Jaringan LAN.

http://mugi.or.id/blogs/anas/archive/2009/02/19/topologi-jaringan-lan-local-

6. C’tryn, 2 Januari 2012. Jaringan Komputer. area-network.aspx.

7. Anonim, 2 Januari 2012. Local Area Network

http://sembarang-iptek.blogspot.com/2009/03/topologi-jaringan.html.

http://repository.binus.ac.id/content/EL323/EL32359432.doc. 8. Anonim, 3 Maret 2012. Optimasi Jaringan Komputer.

9. Ramdhani Wikusuma, 3 Maret 2012. QoS dan Pengukurannya. 10. Telkom Speedy, 21 Maret 2012. IP Address.

11. Zulfin, M. Teknik Penyambungan. Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/IP_address.

Universitas Sumatera Utara, Medan. Hal 92-93 12. Wikipedia, 2 Mei 2012. Exponential Backoff

13. Mischa Schwartz, Telecommunications Networks, Protocols, Modeling and Analysis, Addison Wesley, 1987.

http://en.wikipedia.org/wiki/Exponential_backoff

14. Wikipedia, 3 September 2012. LAN IEEE 802.3 http://en.wikipedia.org/wiki/802.3

�ℎ����ℎ��� = Kapasitas_{Kapasitas server}server−paketyangditolak x 100%

=7500−1669

7500 x 100% = 77.7 %

Dari hasil perhitungan diatas didapatkan bahwa throughput sebesar 77.7%, yang berarti sebanyak 77.7 % paket yang dikirimkan per detiknya sampai ke tujuannya.

Kemudian dengan menggunakan parameter-parameter yang disediakan sebelumnya, kita dapat mencari komponen-komponen delay sebagai berikut :

����� paketisasi = _{��� ���� sumber}N

= 512x8

1Mbps

= 4.096 x 10 -3 s ����� transmisi (Tx) = N

R

= 512 x 8 / 107

= 4.096 x 10 -4 s ����� propagasi (Tp) = S

v

= 500 / 2.108 = 2.5 x 10-6 s

Dengan menggunakan Persamaan 3.11 yang telah diberikan sebelumnya, kita akan mencari nilai E (n).

� (�) = ρ 1− ρ −

(�+ 1)(ρN+1) 1− ρ�+1

� (�) = 3

1−3−

(₅₊₁)(35+1) 1−35+1

= - ½ - (-4374/728) = 5.5

Setelah didapatkan nilai E (n), sekarang kita bisa menghitung nilai E (T) menggunakan Persamaan 3. 10.

E (T) = E (n) / λ

= 5.5 / 7500 = 0.73 ms

Setelah kesemua komponen delay tersebut didapatkan maka delay total dapat dihitung.

Delay total = 4.096 + 0.4096 + 2 ( 0.0025) + 0.73

= 4.5205 ms 4.2.2 Analisa Buffer Keluaran Port 4

Jumlah paket datang di buffer ini merupakan jumlah paket yang keluar dari buffer sebelumnya, dengan kata lain, λ2 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

λ2 = throughput1 x λ1 = 77.7% x 7500 = 5828 paket / s

Laju pelayanan server dianggap sama, jadi μ1 = μ2 = 2500 paket /s

Dengan demikian kita bisa mulai mencari nilai P0 Po = 1−�

1−��+1

=

1−2.3 1−2.36

= -1.3 / -147 = 1.3 / 147

Kemudian kita cari nilai Pn Pn = ρn . Po

= 2.34 . 1.3/147 = 27.9 . 1.3/147 = 36.37 / 147 = 0.247

Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan nilai throughput sebesar 75.3% yang berarti sebanyak 75.3 % paket yang dikirimkan dari workstation 1 sampai ke workstation 4.

� (�) = ρ

1−ρ−

(_�+1)(ρN+1) 1−ρ�+1

= 2.3

1−2.3−

(₅₊₁)(2.35+1) 1−2.35+1 = -1.76 – (-6)

= 4.23 E (T) = E (n) / λ

= 4.23 / 5828 = 0.564 ms

Setelah E (T) didapatkan, maka delay total untuk keseluruhan transfer paket inipun bisa dihitung dengan cara menambahkan hasil E (T) yang baru didapat dengan delay total pada buffer masukan port 1.

Delay total = 4.5205 + 0.564

= 5.0845 ms

Jadi, untuk delay pentransmisian paket ini sebesar 5.0845 ms

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa didapatkan kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut : 1. Nilai delay untuk pentransmisian paket dari sumber ke tujuan dengan

jarak 1 km antar jaringan LAN dengan topologi star yang menggunakan

switch crossbar sebesar 5.0845 ms.

2. Nilai throughput untuk pentransmisian paket dari sumber ke tujuan dengan jarak 1 km antar jaringan LAN dengan topologi star yang menggunakan switch crossbar sebesar 75.3% yang berarti sebanyak 75.3 % paket yang dikirimkan dari workstation 1 sampai ke workstation 4. 3. Semakin besar laju kedatangan paket, semakin kecil throughputnya, dan

semakin besar delaynya.

5.2 Saran

Untuk meningkatkan kualitas Tugas Akhir ini, saran-saran yang bisa dipaparkan oleh penulis adalah sebagai berikut :

1. Agar penelitian dan pengukuran dapat dilakukan dengan lebih optimal sebaiknya digunakan software yang dapat merekam trafik pada sebuah jaringan LAN. Penggunaan software juga dimaksudkan agar dapat dilakukan perbandingan hasil analisa secara perhitungan manual dan secara teori (software).

2. Demi keakuratan data, lebih baik dilakukan lebih banyak perhitungan dengan mengubah variabelnya, misalnya laju kedatangan atau laju pelayanan paket pada sistem.

3. Agar perhitungan lebih akurat, disarankan untuk menambahkan parameter-parameter perhitungan lain.

DAFTAR PUSTAKA

1. Farina, Ami. 2010, Analisis Kinerja Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area

Network. Laporan Tugas Akhir. Universitas Sumatera Utara. Hal

7-16

2. Dede Lesmana, 2 Januari 2011..Kabel Fiber Optic.

http://komdazona.wordpress.com/2011/03/27/kabel-fiber-optic/ 3. I Wayan Surya Pramana, Dwi Setyadi Prastowo, Putri Krisna Lila Dewi.

.

Media Transmisi. Udayana. Bali

4. Wikipedia, 2 Januari 2012. Topologi Pohon

5. Anas Mustari, 2 Januari 2012. Topologi Jaringan LAN.

http://mugi.or.id/blogs/anas/archive/2009/02/19/topologi-jaringan-lan-local-

6. C’tryn, 2 Januari 2012. Jaringan Komputer.

area-network.aspx.

7. Anonim, 2 Januari 2012. Local Area Network

http://sembarang-iptek.blogspot.com/2009/03/topologi-jaringan.html.

http://repository.binus.ac.id/content/EL323/EL32359432.doc. 8. Anonim, 3 Maret 2012. Optimasi Jaringan Komputer.

9. Ramdhani Wikusuma, 3 Maret 2012. QoS dan Pengukurannya.

10. Telkom Speedy, 21 Maret 2012. IP Address.

11. Zulfin, M. Teknik Penyambungan. Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/IP_address.

Universitas Sumatera Utara, Medan. Hal 92-93 12. Wikipedia, 2 Mei 2012. Exponential Backoff

13. Mischa Schwartz, Telecommunications Networks, Protocols, Modeling and Analysis, Addison Wesley, 1987.

http://en.wikipedia.org/wiki/Exponential_backoff

14. Wikipedia, 3 September 2012. LAN IEEE 802.3 http://en.wikipedia.org/wiki/802.3