Analisis Kinerja Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat
TUGAS AKHIR
ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK
TINGKAT
Oleh :
SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA
090402083
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK
TINGKAT
Oleh :
SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA
090402083
Disetujui oleh:
Pembimbing,
Ir. M. ZULFIN, MT
NIP. 196401251991031001
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si
NIP. 19540531 198601 1002
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Jaringan Delta adalah sebuah jaringan switchingbertingkat (Multistage
Interconnection Network /MIN), yang merupakan bagian dari Jaringan Banyan,
yang biasanya terdiri dari sejumlah elemen switching yang digabungkan ke dalam
beberapa tingkat yang diinterkoneksikan oleh seperangkat linkdengan jalur yang
unik antara sumber dengan tujuan. Jaringan Delta juga merupakan jaringan yang
mempunyai masalah blocking, dimana suatu koneksi antara pasangan
masukan/keluaran yang bebas tidak selalu mungkin terjadi dikarenakan
bertabrakan dengan koneksi yang sudah ada.
Tugas Akhir ini menganalisis kinerja Jaringan Switching Delta untuk
menyambungkan paket-paket yang melalui simpul switching.Kinerja yang
dianalisis adalah probabilitas blocking, throughput, dan delay.
Hasil analisis menunjukkan bahwa untuk Jaringan Delta ukuran 23 x 23
sampai ukuran 27 x 27 didapat nilai probabilitas blocking paling besar pada 23 x
23 yaitu 0,516547. Nilai throughput paling besar pada ukuran 27 x 27 yaitu
0,67289307. Dan nilai delay paling besar pada ukuran 27 x 27 yaitu 0,001694.
Kata Kunci : Jaringan Delta, Probabilitas Blocking, Throughput, Delay
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis ucapkankepada Tuhan Yang Maha Esa atas
kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
dengan baik.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : “Analisis Kinerja Jaringan
Switching Delta Banyak Tingkat”. Dan Tugas Akhir ini merupakan salah satu
syarat utama agar Penulis dapat memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tidak lupa Penulis juga ingin menyampaikan rasa hormat, dan juga
terima kasih yang sebesar-besarnya untuk orang tua Penulis yaitu Ir. Robert
Silitonga selaku Ayah dari Penulis, dan juga Nurida Hutabarat, SE selaku Ibu
dari Penulis, yang telah membesarkan, mendidik, dan juga selalu memberikan
dukungan secara moral dan juga materil dan juga tidak lupa untuk selalu
mendoakan Penulis.
Dalam kesempatan ini juga, Penulis tidak lupa ingin mengucapkan rasa
hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. M. Zulfin, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir,
yang dengan ikhlas dan sangat sabar dalam memberikan dukungan,
bimbingan, masukan yang sangat membangun, dan juga motivasi
dalam penulisan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
3. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bekal ilmu
kepada Penulis selama masa perkuliahan.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, yang telah membantu Penulis
dalam pencarian bahan hingga Tugas Akhir ini selesai.
6. Seluruh Pegawai di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah membantu menyelesaikan
urusan perkuliahan.
7. Terima kasih juga kepada sahabat-sahabat penulis yang telah
memberikan dukungan dalam suka maupun duka, kepada Bang
Marthin Tarigan yang telah sangat membantu Penulis selama masa
perkuliahan, teman-teman seperjuangan elektro stambuk 2009, Oloni
Simanjuntak, S.T., Kevin Pinem, S.T., Dea Reo, Eko Kurniawan,
S.T., Nuzul Luthfihadi, S.T., M. Farizi, S.T., dan teman-teman
terbaik Penulis, Justice Simanjuntak S.H., Asri Saragi, Yogi Tarigan
S.H., Christian Tarigan, Sandy Sinaga S.T., Donny Pasaribu S.T., dr.
Robby Sitohang, Bongot Tua Sinaga S.kom., Agus Ginting, Latersia
Sitepu, Bang Arthur, James Purba, S.H., Bang Louis Sirait, S.T., dan
teman-teman yang lain yang tidak dapat Penulis sebutkan satu
persatu, semoga hubungan kekerabatan kita selalu terjaga.
iii
8. Teman-teman mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat Penulis
sebutkan satu persatu.
Medan, September 2015
Penulis,
Samuel Aland Sebastian Silitonga
NIM. 090402083
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK .................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................. ii
DAFTAR ISI ................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
DAFTAR TABEL........................................................................................ ix
I.
PENDAHULUAN
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 SWITCHING DELTA
2.1
Jaringan Interkoneksi .................................................................. 5
2.2
Jaringan Interkoneksi banyak Tingkat ........................................ 7
2.3
Teknik Switching ........................................................................ 10
2.4
Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ..................... 13
2.5
Link Matriks 2 Tingkatan............................................................. 16
2.6
Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat................................... 16
2.6.1
Pengertian Jaringan Delta....................................................... 17
2.6.2
Sifat-Sifat Jaringan Switching Delta....................................... 18
v
III. METODE
PENELITIAN
JARINGAN
SWITCHING
DELTA
BANYAK TINGKAT
3.1
Cara Membangun Jaringan Switching Delta .............................. 23
3.2
Perhitungan Probabilitas Internal Blocking pada Jaringan Switching
Delta Banyak Tingkat ............................................................... 33
3.3
Perhitungan Throughput pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ....................................................................................... 33
3.4
Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat
.................................................................................................... . 33
IV. ANALISIS KINERJA JARINGAN SWITCHING DELTA BANYAK
TINGKAT
4.1
Umum ......................................................................................... 35
4.2 Perhitungan Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Banyak
Tingkat ........................................................................................ 35
4.2.1 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ......... 35
4.2.2 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 .................. 38
4.3
Perhitungan Thoughput pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ......................................................................................... 41
4.3.1 Thoughput pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ................. 41
4.3.2 Throughput pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 ................ 41
4.4
Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ......................................................................................... 42
4.4.1 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ......................... 42
4.4.2 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 ......................... 42
vi
V.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan .................................................................................. 43
5.2
Saran ........................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
vii
Gambar 2.1
Gambaran Fungsional dari Jaringan Interkoneksi .................... 6
Gambar 2.2
Jaringan Interkoneksi................................................................ 8
Gambar 2.3
Arsitektur Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat .................... 9
Gambar 2.4
Jaringan Switching ................................................................... 10
Gambar 2.5
Tipe Elemen Switching ............................................................. 12
Gambar 2.6
Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ................... 14
Gambar 2.7
Jaringan switching Delta 42 x 32 ............................................... 19
Gambar 2.8
2.8 JaringanSwitching Delta 23 x 23 .......................................... 19
Gambar 2.9
Perutean dari 001 ke 110 .......................................................... 21
Gambar 2.10 Switch Banyan dengan crossbar 2 x 2 ...................................... 21
Gambar 3.1
Pola link antar tingkat dengan S4*4 ........................................... 26
Gambar 3.2
Jaringan Delta berukuran 22 x 22 .............................................. 27
Gambar 3.3
Pola link antar tingkat dengan S8*8 ........................................... 28
Gambar 3.4
Jaringan Delta berukuran 23 x 23 .............................................. 29
Gambar 3.5
Pola link antar tingkat dengan S4*3 ........................................... 31
Gambar 3.6
Jaringan Delta berukuran 42 x 32 .............................................. 31
Gambar 3.7
Diagram prosedur pembangunan Jaringan Switching Delta ....
Gambar 4.1
Gambar Switching Delta 3 Tingkat ........................................... 35
32
DAFTAR TABEL
viii
Tabel 4.1Probabilitas blocking, throughput, dan delay Jaringan Switching Delta
23 x 23, 24 x 24, 25 x 25, 26 x 26, 27 x 27.................................................44
ix
ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK
TINGKAT
Oleh :
SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA
090402083
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ANALISIS KINERJA JARINGANSWITCHING DELTABANYAK
TINGKAT
Oleh :
SAMUEL ALAND SEBASTIAN SILITONGA
090402083
Disetujui oleh:
Pembimbing,
Ir. M. ZULFIN, MT
NIP. 196401251991031001
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si
NIP. 19540531 198601 1002
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Jaringan Delta adalah sebuah jaringan switchingbertingkat (Multistage
Interconnection Network /MIN), yang merupakan bagian dari Jaringan Banyan,
yang biasanya terdiri dari sejumlah elemen switching yang digabungkan ke dalam
beberapa tingkat yang diinterkoneksikan oleh seperangkat linkdengan jalur yang
unik antara sumber dengan tujuan. Jaringan Delta juga merupakan jaringan yang
mempunyai masalah blocking, dimana suatu koneksi antara pasangan
masukan/keluaran yang bebas tidak selalu mungkin terjadi dikarenakan
bertabrakan dengan koneksi yang sudah ada.
Tugas Akhir ini menganalisis kinerja Jaringan Switching Delta untuk
menyambungkan paket-paket yang melalui simpul switching.Kinerja yang
dianalisis adalah probabilitas blocking, throughput, dan delay.
Hasil analisis menunjukkan bahwa untuk Jaringan Delta ukuran 23 x 23
sampai ukuran 27 x 27 didapat nilai probabilitas blocking paling besar pada 23 x
23 yaitu 0,516547. Nilai throughput paling besar pada ukuran 27 x 27 yaitu
0,67289307. Dan nilai delay paling besar pada ukuran 27 x 27 yaitu 0,001694.
Kata Kunci : Jaringan Delta, Probabilitas Blocking, Throughput, Delay
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis ucapkankepada Tuhan Yang Maha Esa atas
kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
dengan baik.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : “Analisis Kinerja Jaringan
Switching Delta Banyak Tingkat”. Dan Tugas Akhir ini merupakan salah satu
syarat utama agar Penulis dapat memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tidak lupa Penulis juga ingin menyampaikan rasa hormat, dan juga
terima kasih yang sebesar-besarnya untuk orang tua Penulis yaitu Ir. Robert
Silitonga selaku Ayah dari Penulis, dan juga Nurida Hutabarat, SE selaku Ibu
dari Penulis, yang telah membesarkan, mendidik, dan juga selalu memberikan
dukungan secara moral dan juga materil dan juga tidak lupa untuk selalu
mendoakan Penulis.
Dalam kesempatan ini juga, Penulis tidak lupa ingin mengucapkan rasa
hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. M. Zulfin, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir,
yang dengan ikhlas dan sangat sabar dalam memberikan dukungan,
bimbingan, masukan yang sangat membangun, dan juga motivasi
dalam penulisan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen
Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
3. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bekal ilmu
kepada Penulis selama masa perkuliahan.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, yang telah membantu Penulis
dalam pencarian bahan hingga Tugas Akhir ini selesai.
6. Seluruh Pegawai di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah membantu menyelesaikan
urusan perkuliahan.
7. Terima kasih juga kepada sahabat-sahabat penulis yang telah
memberikan dukungan dalam suka maupun duka, kepada Bang
Marthin Tarigan yang telah sangat membantu Penulis selama masa
perkuliahan, teman-teman seperjuangan elektro stambuk 2009, Oloni
Simanjuntak, S.T., Kevin Pinem, S.T., Dea Reo, Eko Kurniawan,
S.T., Nuzul Luthfihadi, S.T., M. Farizi, S.T., dan teman-teman
terbaik Penulis, Justice Simanjuntak S.H., Asri Saragi, Yogi Tarigan
S.H., Christian Tarigan, Sandy Sinaga S.T., Donny Pasaribu S.T., dr.
Robby Sitohang, Bongot Tua Sinaga S.kom., Agus Ginting, Latersia
Sitepu, Bang Arthur, James Purba, S.H., Bang Louis Sirait, S.T., dan
teman-teman yang lain yang tidak dapat Penulis sebutkan satu
persatu, semoga hubungan kekerabatan kita selalu terjaga.
iii
8. Teman-teman mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat Penulis
sebutkan satu persatu.
Medan, September 2015
Penulis,
Samuel Aland Sebastian Silitonga
NIM. 090402083
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK .................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................. ii
DAFTAR ISI ................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii
DAFTAR TABEL........................................................................................ ix
I.
PENDAHULUAN
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 SWITCHING DELTA
2.1
Jaringan Interkoneksi .................................................................. 5
2.2
Jaringan Interkoneksi banyak Tingkat ........................................ 7
2.3
Teknik Switching ........................................................................ 10
2.4
Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ..................... 13
2.5
Link Matriks 2 Tingkatan............................................................. 16
2.6
Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat................................... 16
2.6.1
Pengertian Jaringan Delta....................................................... 17
2.6.2
Sifat-Sifat Jaringan Switching Delta....................................... 18
v
III. METODE
PENELITIAN
JARINGAN
SWITCHING
DELTA
BANYAK TINGKAT
3.1
Cara Membangun Jaringan Switching Delta .............................. 23
3.2
Perhitungan Probabilitas Internal Blocking pada Jaringan Switching
Delta Banyak Tingkat ............................................................... 33
3.3
Perhitungan Throughput pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ....................................................................................... 33
3.4
Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak Tingkat
.................................................................................................... . 33
IV. ANALISIS KINERJA JARINGAN SWITCHING DELTA BANYAK
TINGKAT
4.1
Umum ......................................................................................... 35
4.2 Perhitungan Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Banyak
Tingkat ........................................................................................ 35
4.2.1 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ......... 35
4.2.2 Probabilitas Blocking pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 .................. 38
4.3
Perhitungan Thoughput pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ......................................................................................... 41
4.3.1 Thoughput pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ................. 41
4.3.2 Throughput pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 ................ 41
4.4
Perhitungan Delay pada Jaringan Switching Delta Banyak
Tingkat ......................................................................................... 42
4.4.1 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 23 x 23 ......................... 42
4.4.2 Delay pada Jaringan Delta Ukuran 24 x 24 ......................... 42
vi
V.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan .................................................................................. 43
5.2
Saran ........................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
vii
Gambar 2.1
Gambaran Fungsional dari Jaringan Interkoneksi .................... 6
Gambar 2.2
Jaringan Interkoneksi................................................................ 8
Gambar 2.3
Arsitektur Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat .................... 9
Gambar 2.4
Jaringan Switching ................................................................... 10
Gambar 2.5
Tipe Elemen Switching ............................................................. 12
Gambar 2.6
Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat ................... 14
Gambar 2.7
Jaringan switching Delta 42 x 32 ............................................... 19
Gambar 2.8
2.8 JaringanSwitching Delta 23 x 23 .......................................... 19
Gambar 2.9
Perutean dari 001 ke 110 .......................................................... 21
Gambar 2.10 Switch Banyan dengan crossbar 2 x 2 ...................................... 21
Gambar 3.1
Pola link antar tingkat dengan S4*4 ........................................... 26
Gambar 3.2
Jaringan Delta berukuran 22 x 22 .............................................. 27
Gambar 3.3
Pola link antar tingkat dengan S8*8 ........................................... 28
Gambar 3.4
Jaringan Delta berukuran 23 x 23 .............................................. 29
Gambar 3.5
Pola link antar tingkat dengan S4*3 ........................................... 31
Gambar 3.6
Jaringan Delta berukuran 42 x 32 .............................................. 31
Gambar 3.7
Diagram prosedur pembangunan Jaringan Switching Delta ....
Gambar 4.1
Gambar Switching Delta 3 Tingkat ........................................... 35
32
DAFTAR TABEL
viii
Tabel 4.1Probabilitas blocking, throughput, dan delay Jaringan Switching Delta
23 x 23, 24 x 24, 25 x 25, 26 x 26, 27 x 27.................................................44
ix