Implementasi Reactive Routing Protocol A
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
1
Implementasi Reactive Routing Protocol AODV
dengan Modifikasi Hello Interval pada
Vehicular Ad Hoc Network (VANET)
Menggunakan NS-3
I Gede Rickson Nata Saguna, Radityo Anggoro, Hudan Studiawan
Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: onggo@if.its.ac.id
AODV merupakan routing protokol yang pada dasarnya
dibuat untuk digunakan pada jaringan MANET sehingga
tidak bekerja secara baik pada jaringan VANET. Untuk itu
diperlukan modifikasi dari routing protocol tersebut. Salah
satu atribut yang bisa dimodifikasi adalah Hello Interval. Hello
Interval merupakan waktu pengiriman Hello Message dari
suatu node menuju node sekitarnya. Berdasarkan
permasalahan tersebut maka akan dilakukan penelitian
terhadap studi kinerja dari Hello Interval. Dari sana akan
diketahui pengaruhnya sehingga penelitian ini bisa menjadi
dasar untuk membuat AODV dengan Hello Interval yang
adaptif. Network Simulator yang digunakan untuk melakukan
penelitian ini adalah NS-3. Dari uji coba yang dilakukan, Hello
Interval yang semakin lama menyebabkan nilai PDR dan delay
yang didapat semakin buruk, namun akan menurunkan
jumlah Routing Overhead. Kecepatan node juga mempegaruhi
performa routing protokol AODV. Semakin tinggi kecepatan
node maka akan semakin buruk performa dari routing
protokol AODV.
Kata kunci: VANET, MANET, AODV, Hello Interval, NS-3.
S
I. PENDAHULUAN
eiring perkembangan teknologi informasi dan
kemampuan komunikasi data dengan menggunakan
teknologi nirkabel secara ad hoc memungkinkan perangkat
komunikasi dapat berkomunikasi secara langsung dengan
perangkat lainnya dalam posisi bergerak dan tanpa adanya
jaringan infrastruktur yang tetap. Jaringan VANET yang
berbasis jaringan ad hoc memungkinkan terjadinya
komunikasi secara langsung pada simpul yang bergerak.
Teknologi tersebut dapat diterapkan untuk pergerakan
kendaraan yang tidak tetap di jalan [1]. Namun karena biaya
mengimplementasikan VANET pada dunia nyata sangat
besar maka untuk saat ini dilakukan simulasi. Simulasi
dilakukan dengan menggunakan simulator NS-3.
Ada beberapa jenis routing protocol dalam NS3 yang
sudah ada secara langsung, salah satunya AODV. AODV
pada dasarnya dibuat untuk digunakan pada jaringan
MANET sehingga tidak bekerja secara baik pada jaringan
VANET. Untuk itu diperlukan modifikasi dari routing
protocol tersebut. Salah satu atribut yang bisa dimodifikasi
adalah Hello Interval. Hello Interval merupakan waktu
pengiriman Hello Message dari suatu node menuju node
sekitarnya agar tahu siapa saja ang menjadi tetangganya dan
sebaliknya. Secara default, Hello Interval bernilai 1 detik
sehingga setiap node akan mengirim Hello Message setiap 1
detik sekali.
Pada paper ini akan dilakukan penelitian terhadap studi
kinerja dari Hello Interval dengan memodifikasinya menjadi
nilai yang berbeda yaitu 10 detik dan 20 detik. Dari sana
akan diketahui pengaruhnya dan akan diketahui mana yang
terbaik untuk digunakan sehingga penelitian ini bisa menjadi
dasar untuk membuat AODV dengan Hello Interval yang
adaptif.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Vehicular Ad hoc Network (VANET)
Sebuah jaringan terorganisir yang dibentuk dengan
menghubungkan kendaraan dan RSU (Roadside Unit)
disebut Vehicular Ad Hoc Network (VANET), dan RSU
lebih lanjut terhubung ke jaringan backbone berkecepatan
tinggi melalui koneksi jaringan. Kepentingan peningkatan
baru-baru ini telah diajukan pada aplikasi melalui V2V
(Vehicle to Vehicle) dan V2I (Vehicle to Infrastructure)
komunikasi, bertujuan untuk meningkatkan keselamatan
mengemudi dan manajemen lalu lintas sementara
menyediakan driver dan penumpang dengan akses Internet.
Dalam VANETs, RSUs dapat memberikan bantuan dalam
menemukan fasilitas seperti restoran dan pompa bensin, dan
melakukan broadcast pesan yang terkait seperti (maksimum
kurva kecepatan) pemberitahuan untuk memberikan
pengendara informasi. Sebagai contoh, sebuah kendaraan
dapat berkomunikasi dengan lampu lalu lintas cahaya
melalui V2I komunikasi, dan lampu lalu lintas dapat
menunjukkan ke kendaraan ketika keadaan lampu ke kuning
atau merah. Ini dapat berfungsi sebagai tanda pemberitahuan
kepada pengemudi, dan akan sangat membantu para
pengendara ketika mereka sedang berkendara selama
kondisi cuaca musim dingin atau di daerah asing. Hal ini
dapat mengurangi terjadinya kecelakaan. Melalui
komunikasi V2V, pengendara bisa mendapatkan informasi
yang lebih baik dan mengambil tindakan awal untuk
menanggapi situasi yang abnormal. Untuk mencapai hal ini,
suatu OBU (On-Boards Unit) secara teratur menyiarkan
pesan yang terkait dengan informasi dari posisi pengendara,
waktu saat ini, arah mengemudi, kecepatan, status rem,
sudut kemudi, lampu sen, percepatan / perlambatan, kondisi
lalu lintas. Ilustrasi VANET dapat dilihat pada Gambar 1 [9].
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
2
SUMO dikembangkan pada tahun 2000 yang bertujuan
Gambar 1. Ilustrasi VANET [11]
B. Protokol Routing AODV (Ad hoc On Demand Distance
Vector)
Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV). AODV
adalah distance vector routing protocol yang termasuk
dalam klasifikasi reactive routing protocol, yang hanya
melakukan request sebuah rute saat dibutuhkan. AODV
yang standar ini
dikembangkankan oleh C. E. Perkins, E.M. Belding-Royer
dan S. Das pada RFC 3561. Ciri utama dari AODV
adalahmenjaga timer-based state pada setiap node sesuai
dengan penggunaan tabel routing. Tabel routing akan
kadaluarsa jika jarang digunakan. AODV memiliki route
discovery dan route maintenance. Route Discovery berupa
Route Request (RREQ) dan Route Reply (RREP).
Sedangkan Route Maintenance berupa Data, Route update
dan Route Error (RERR).
AODV memerlukan setiap node untuk menjaga tabel
routing yang berisi field :
Destination IP Address: berisi alamat IP dari node
tujuan yang digunakan untuk menentukan rute.
Destination Sequence Number : destination sequence
number bekerjasama untuk menentukan rute
Next Hop: ‘Loncatan’ (hop) berikutnya, bisa berupa
tujuan atau node tengah, field ini dirancang untuk
meneruskan paket ke node tujuan.
Hop Count: Jumlah hop dari alamat IP sumber sampai
ke alamat IP tujuan.
Lifetime: Waktu dalam milidetik yang digunakan
untuk node menerima RREP.
Routing Flags: Status sebuah rute; up (valid), down
(tidak valid) atau sedang diperbaiki [2].
Ilustrasi pencarian rute pada AODV dapat dilihat pada
Gambar 2.
C. Simulation of Urban Mobility (SUMO)
Simulation of Urban Mobility atau dikenal dengan SUMO
adalah program aplikasi simulator yang digunakan untuk
membuat simulasi pergerakan kendaraan pada suatu jalur
tertentu. SUMO adalah program yang bersifat free, opensource, berukuran kecil, dan simulasi trafik multi-modal.
Gambar 2. Teknik pencarian rute dari AODV [3]
untuk
mengakomodasi
penelitian-penelitian
yang
melibatkan pergerakan kendaraan di jalan raya, terutama
daerah-daerah
yang
padat
penduduknya.
SUMO
dikembangkan kali pertama oleh Daniel Krajzewicz, Eric
Nikolay, dan Michael Behrisch [4].
SUMO terdiri dari banyak tools yang memiliki fungsi
berbeda-beda. Berikut merupakan penjelasan dari fungsi
tools yang digunakan pada pembuatan paper ini, antara lain:
netgenerate.exe
netconvert.exe
randomTrips.py
duarouter.exe
sumo-gui.exe
Sumo.exe
traceExporter.py
D. VirtualBox
VirtualBox merupakan salah satu produk perangkat lunak
yang sekarang dikembangkan oleh Oracle. Aplikasi ini
pertama kali dikembangkan oleh perusahaan Jerman,
Innotek GmbH. Pebruari 2008, Innotek GmbH diakusisi
oleh Sun Microsystems. Sun Microsystem kemudian juga
diakuisisi oleh Oracle.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
Oracle VM VirtualBox adalah perangkat lunak virtualisasi,
yang dapat digunakan untuk mengeksekusi sistem operasi
“tambahan” di dalam sistem operasi “utama”. Sebagai
contoh, jika seseorang mempunyai sistem operasi MS
Windows yang terpasang di komputernya, maka yang
bersangkutan dapat pula menjalankan sistem operasi lain
Gambar 3. Diagram rancangan simulasi
yang diinginkan di dalam sistem operasi MS Windows
tersebut. Fungsi ini sangat penting jika seseorang ingin
melakukan ujicoba dan simulasi instalasi suatu sistem tanpa
harus kehilangan sistem yang ada [5].
E. OpenStreetMap
OpenStreetMap adalah proyek bebas yang mengumpulkan
data spasial dan dapat digunakan secara bebas (Open Data).
Data tersebut digunakan untuk membangun peta dunia dan
peta-peta khusus yang diturunkan dan dimanfaatkan untuk
beragam kebutuhan termasuk navigasi. OpenStreetMap
memungkinkan siapa saja untuk melihat, mengedit dan
menggunakan data geografis yang telah dibangun secara
kolaboratif dari mana dan oleh siapa saja di permukaan
bumi [6].
F. JOSM
JOSM (Java OpenStreetMap
Editor)
adalah
alat
penyunting data OpenStreetMap. JOSM tidak membutuhkan
koneksi Internet untuk menyunting dan cocok bagi
pengguna yang sudah mahir. JOSM awalnya dikembangkan
oleh Immanuel Scholz dan saat ini dikelola oleh Dirk
Stocker. Homepagenya terletak di josm.openstreetmap.de.
Java harus terpasang terlebih dahulu sebelum dapat
mengoperasika JOSM [7].
G. AWK
Awk adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk
melakukan manipulasi data dan membuat laporan. Awk
adalah sebuah perograman filter untuk teks, seperti halnya
perintah "grep". Awk dapat digunakan untuk mencari
bentuk/model dalam sebuah file teks. Awk juga dapat
mengganti bentuk satu teks ke dalam bentuk teks lain. Awk
dapat juga digunakan untuk melakukan proses aritmatika
seperti yang dilakukan oleh perintah "expr". Awk adalah
sebuah pemrograman seperti pada shell atau C yang
memiliki karakteristik yaitu sebagai tool yang cocok untuk
jobs juga sebagai pelengkap (complicated) untuk filter
standard [8].
H. Network Simulator 3 (NS-3)
3
Simulator NS-3 adalah sebuah network simulator peristiwa
yang memiliki ciri tersendiri yang ditargetkan secara utama
untuk tujuan riset dan pendidikan. Proyek NS-3, dimulai
pada tahun 2006, adalah sebuah proyek open source yang
Gambar 4 Alur pembuatan peta grid
diatur oleh komunitas peneliti dan pengembang. NS-3
utamanya digunakan pada sistem Linux, namun dapat
digunakan untuk FreeBSD, Cygwin (Untuk Windows), dan
dukungan untuk Visual Studio yang bersifat native yang
masih dikembangkan.
Pada VANET, NS-3 mempunyai beberapa fitur yang dapat
dimanfaatkan untuk memodelkan dan menguji VANET.
VANET disimulasikan dengan membuat skenario jaringan
dan penerapan routing protocol. Pada modul NS-3 versi
3.22 terdapat source untuk melakukan percobaan
lingkungan VANET. Pembuatan topologi, node dan protokol
yang digunakan untuk VANET sudah didukung oleh NS-3.
Skenario mobility dengan format NS-2 juga dapat
digunakan di NS-3 dengan bantuan library atau helper yang
telah tersedia. Dengan NS-3 kita dapat menambahkan
fungsi-fungsi baru di dalam core NS-3 karena NS-3 bersifat
open source.. Fitur-fitur NS-3 di antaranya adalah sistem
atribut NS-3 terdokumentasi dengan baik. Setiap objek NS-3
memiliki seperangkat atribut (name, type, initial value) dan
NS-3 selaras dengan sistem nyata.
Simulator NS-3 menyediakan berbagai banyak modul
yang mendukung berbagai macam simulasi skenario.
Simulasi yang efektif untuk Vehicular Ad hoc Network
(VANET) membutuhkan model yang bisa menangkap
jaringan wireless yang sangat dinamis, propagasi dan
karakter mobilitas dari skenario. NS-3 juga terintegrasi
dengan software atau tools lain seperti wireshark untuk
melihat trace output. Representasi hasil data simulasi pada
NS-3 dapat ditampilkan dalam bentuk grafik, sehingga
memudahkan untuk menganalisa dan mengevaluasi hasil
terhadap suatu model jaringan VANET [12].
III. PERANCANGAN
A. Deskripsi Umum
Pada paper ini akan dilakukan analisis pengaruh Hello
Interval pada protokol dari MANET jenis reaktif yaitu
AODV di jaringan VANET. Ilustrasi rancangan simulasi
dapat dilihat pada Gambar 3.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
B. Perancangan Skenario
Perancangan skenario mobilitas uji coba VANET dimulai
dari perancangan peta pergerakan node, pembuatan rute lalu
4
berjalan baik saat simulasi, hasil impor dari
OpenStreetMap disempurnakan menggunakan tools JOSM
Seperti untuk kasus jalan yang terputus saat melakukan
capture dan pengaturan traffic light signal yang tidak
sesuai pengaturan. Setelah mendekati sempurna, baru
dapat dikonversi ke dalam bentuk .net.xml menggunakan
tools netconvert. Tahap selanjutnya sama dengan
pembuatan skenario grid hingga menghasilkan jaringan riil
VANET dengan skenario kota Surabaya yang bisa berjalan
pada NS-3.
C. Perancangan Metrik Analisis
Metrik yang akan dianalisis pada Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut:
1) Packet Delivery Ratio (PDR)
Packet delivery ratio dihitung dari perbandingan antara
paket yang dikirim dengan paket yang diterima. Packet
delivery Ratio dihitung dengan menggunakan persamaan
(1), dimana received adalah banyaknya paket data yang
diterima dan sent adalah banyaknya paket data yang
dikirimkan.
Gambar 5 Alur pembuatan peta riil Surabaya
lintas dan implementasi pergerakan. Dalam paper ini, bagian
perencanaan peta pergerakan node menggunakan 2 varian
skenario, yaitu peta grid dan peta riil.
1) Pembuatan Peta Grid
Ilustrasi dari alur pembuatan peta grid dapat dilihat pada
Gambar 4.
Pembuatan peta grid diawali dengan menentukan
panjang dan lebar peta grid yang digunakan. Setelah
ukuran peta ditentukan, langkah berikutnya adalah
menentukan banyak garis horizontal dan garis vertikal.
Peta yang digunakan berukuran 1500 m x 1500 m atau
2.25 km2 dan jumlah garis horizontal dan vertikalnya
masing-masing sebanyak 10 (sepuluh).
Pembuatan
peta
dengan
konfigurasi
tersebut
menggunakan tools netgenerate yang menghasilkan map
dalam bentuk grid yang dapat dilengkapi dengan traffic
light dalam setiap persimpangannya. Setiap peta yang
dibuat dengan netgenerate dibuat 3 variasi kecepatan
yyang berbeda yaitu 10.5 m/s, 15 m/s, dan 20 m/s. Hasil
peta tadi digunakan untuk node beserta titik awal dan
tujuannya secara acak pada peta dengan modul
randomTrips pada SUMO dan duarouter untuk merutekan
pergerakan masing-masing node. Kedua file baik peta grid
dan pergerakan disimulasikan menjadi satu kesatuan
dalam konfigurasi simulasi dan dengan menggunakan
tools sumo dan modul traceExporter menghasilkan
skenario yang dapat digunakan pada NS-3.
2) Pembuatan Peta Riil Surabaya
Ilustrasi alur pembuatan peta riil Surabaya dapat dilihat
pada Gambar 5.
Pembuatan peta riil Surabaya diawali dengan mencari
daerah umum di sekitar kota Surabaya yang mendekati
bentuk grid dan dengan mobilitas tinggi yang cocok untuk
jaringan VANET. Karena pembuatan peta agar mendekati
dengan aslinya, OpenStreetMap digunakan untuk
membantu melakukan capture peta. Agar peta dapat
(1)
2) Average Delivery Delay
Average delivery delay dihitung dari rata-rata delay
antara waktu paket diterima dan waktu paket dikirim.
Average delivery delay dihitung dengan menggunakan
persamaan (2), di treceived[i] adalah waktu penerimaan paket
dengan urutan / id ke-i, tsent[i] adalah waktu pengiriman
paket dengan urutan / id ke-i, dan sent adalah banyaknya
paket data yang dikirimkan.
(2)
3) Routing Overhead (RO)
Routing overhead adalah jumlah paket kontrol routing
yang ditransimisikan per data paket yang terkirim ke
tujuan selama simulasi terjadi. Routing overhead dihitung
berdasarkan paket routing yang ditransmisikan baik itu
Route Request (RREQ), Route Reply (RREP), dan Route
Error (RERR).
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh dari uji coba dan evaluasi
adalah sebagai berikut:
1. Hello Interval mempengaruhi performa, rute dan dapat
menyebabkan kebingungan saat intervalnya terlalu
kecil.
2. Kecepatan node mempengaruhi performa sehingga
secara otomatis pada scenario riil Surabaya performa
AODV lebih buruk dari scenario grid karena kecepatan
rata-rata node pada scenario riil Surabaya lebih tinggi
3. NS-3 sudah layak digunakan untuk melakukan
penelitian, terumtama VANET dan juga sudah layak
untuk menggantikan NS-2
DAFTAR PUSTAKA
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
[1] Pedianow, "Overviews of Ad Hoc On-Demand Distance Vector
Routing,"
January
2014.
[Online].
Available:
http://pedianow.com/2014/overviews-ad-hoc-demand-distance-vectorrouting/. [Accessed 8 June 2015].
[2] G. R. Kaciak, Perbaikan Perangkat Komputer, Padang: Bung Hatta
University Press, 2012.
[3] GudangLinux, "OpenStreetMap," 22 December 2013. [Online].
Available: http://gudanglinux.com/glossary/openstreetmap/. [Accessed
8 June 2015].
[4] OpenStreetMap, "JOSM," 9 May 2015. [Online]. Available:
https://wiki.openstreetmap.org/wiki/JOSM. [Accessed 8 June 2015].
[5] R. Soelistijorini, "Pemrograman Filter," PENS, Surabaya, 2011.
[6] M. S. H. Arifin, H. Amran and N. P. R, "Analisis Performansi Routing
AODV padaAnalisis Performansi Routing AODV pada Jaringan
VANET," PENS-ITS, SURABAYA, 2011.
[7] C. Campolo and M. Antonella, "Improving V2R connectivity to
provide ITS applications in IEEE 802.11p/WAVE VANETs,"
International Conference on Thermoelectrics (ICT), Reggio Calabria,
2011.
[8] M. Al-Qutayri, C. Yeun and F. Al-Hawi, "Security and Privacy of
Intelligent VANETs," Khalifa University of Science, Technology and
Research, Abu Dhabi, 2010.
[9] D. Irawan and R. Roestam, "Simulasi Model Jaringan Mobile Ad-Hoc
(MANET) Dengan NS-3," Konferensi Nasional Sistem dan
Informatika 2011, Jakarta, 2011.
[10] N. Khayati, "Simulasi dan Evaluasi Unjuk Kerja Protokol-protokol
Perutean Untuk Vehicular Ad Hoc Network (VANET) Menggunakan
Simulator NS-2 dan SUMO," Perpustakaan Pusat UGM, Yogyakarta,
2010.
[11] I. K. A. Mogi and W. Wibisono, "VANET Untuk Solusi Komunikasi
Data di Kawasan Pariwisata Bali," in Seminar Nasional Teknologi
Informasi & Aplikasinya, Surabaya, 2012.
[12] R. F. Sari, A. Syarif and B. Budiardjo, "Analisis Kinerja Protokol
Routing Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) PAada Jaringan
Ad hoc Hybrid: Perbandingan Hasil Simulasi Dengan NS-2 dan
Implementasi Pada Testbed Dengan PDA," Teknologi Makara, Jakarta,
2008.
5
1
Implementasi Reactive Routing Protocol AODV
dengan Modifikasi Hello Interval pada
Vehicular Ad Hoc Network (VANET)
Menggunakan NS-3
I Gede Rickson Nata Saguna, Radityo Anggoro, Hudan Studiawan
Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: onggo@if.its.ac.id
AODV merupakan routing protokol yang pada dasarnya
dibuat untuk digunakan pada jaringan MANET sehingga
tidak bekerja secara baik pada jaringan VANET. Untuk itu
diperlukan modifikasi dari routing protocol tersebut. Salah
satu atribut yang bisa dimodifikasi adalah Hello Interval. Hello
Interval merupakan waktu pengiriman Hello Message dari
suatu node menuju node sekitarnya. Berdasarkan
permasalahan tersebut maka akan dilakukan penelitian
terhadap studi kinerja dari Hello Interval. Dari sana akan
diketahui pengaruhnya sehingga penelitian ini bisa menjadi
dasar untuk membuat AODV dengan Hello Interval yang
adaptif. Network Simulator yang digunakan untuk melakukan
penelitian ini adalah NS-3. Dari uji coba yang dilakukan, Hello
Interval yang semakin lama menyebabkan nilai PDR dan delay
yang didapat semakin buruk, namun akan menurunkan
jumlah Routing Overhead. Kecepatan node juga mempegaruhi
performa routing protokol AODV. Semakin tinggi kecepatan
node maka akan semakin buruk performa dari routing
protokol AODV.
Kata kunci: VANET, MANET, AODV, Hello Interval, NS-3.
S
I. PENDAHULUAN
eiring perkembangan teknologi informasi dan
kemampuan komunikasi data dengan menggunakan
teknologi nirkabel secara ad hoc memungkinkan perangkat
komunikasi dapat berkomunikasi secara langsung dengan
perangkat lainnya dalam posisi bergerak dan tanpa adanya
jaringan infrastruktur yang tetap. Jaringan VANET yang
berbasis jaringan ad hoc memungkinkan terjadinya
komunikasi secara langsung pada simpul yang bergerak.
Teknologi tersebut dapat diterapkan untuk pergerakan
kendaraan yang tidak tetap di jalan [1]. Namun karena biaya
mengimplementasikan VANET pada dunia nyata sangat
besar maka untuk saat ini dilakukan simulasi. Simulasi
dilakukan dengan menggunakan simulator NS-3.
Ada beberapa jenis routing protocol dalam NS3 yang
sudah ada secara langsung, salah satunya AODV. AODV
pada dasarnya dibuat untuk digunakan pada jaringan
MANET sehingga tidak bekerja secara baik pada jaringan
VANET. Untuk itu diperlukan modifikasi dari routing
protocol tersebut. Salah satu atribut yang bisa dimodifikasi
adalah Hello Interval. Hello Interval merupakan waktu
pengiriman Hello Message dari suatu node menuju node
sekitarnya agar tahu siapa saja ang menjadi tetangganya dan
sebaliknya. Secara default, Hello Interval bernilai 1 detik
sehingga setiap node akan mengirim Hello Message setiap 1
detik sekali.
Pada paper ini akan dilakukan penelitian terhadap studi
kinerja dari Hello Interval dengan memodifikasinya menjadi
nilai yang berbeda yaitu 10 detik dan 20 detik. Dari sana
akan diketahui pengaruhnya dan akan diketahui mana yang
terbaik untuk digunakan sehingga penelitian ini bisa menjadi
dasar untuk membuat AODV dengan Hello Interval yang
adaptif.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Vehicular Ad hoc Network (VANET)
Sebuah jaringan terorganisir yang dibentuk dengan
menghubungkan kendaraan dan RSU (Roadside Unit)
disebut Vehicular Ad Hoc Network (VANET), dan RSU
lebih lanjut terhubung ke jaringan backbone berkecepatan
tinggi melalui koneksi jaringan. Kepentingan peningkatan
baru-baru ini telah diajukan pada aplikasi melalui V2V
(Vehicle to Vehicle) dan V2I (Vehicle to Infrastructure)
komunikasi, bertujuan untuk meningkatkan keselamatan
mengemudi dan manajemen lalu lintas sementara
menyediakan driver dan penumpang dengan akses Internet.
Dalam VANETs, RSUs dapat memberikan bantuan dalam
menemukan fasilitas seperti restoran dan pompa bensin, dan
melakukan broadcast pesan yang terkait seperti (maksimum
kurva kecepatan) pemberitahuan untuk memberikan
pengendara informasi. Sebagai contoh, sebuah kendaraan
dapat berkomunikasi dengan lampu lalu lintas cahaya
melalui V2I komunikasi, dan lampu lalu lintas dapat
menunjukkan ke kendaraan ketika keadaan lampu ke kuning
atau merah. Ini dapat berfungsi sebagai tanda pemberitahuan
kepada pengemudi, dan akan sangat membantu para
pengendara ketika mereka sedang berkendara selama
kondisi cuaca musim dingin atau di daerah asing. Hal ini
dapat mengurangi terjadinya kecelakaan. Melalui
komunikasi V2V, pengendara bisa mendapatkan informasi
yang lebih baik dan mengambil tindakan awal untuk
menanggapi situasi yang abnormal. Untuk mencapai hal ini,
suatu OBU (On-Boards Unit) secara teratur menyiarkan
pesan yang terkait dengan informasi dari posisi pengendara,
waktu saat ini, arah mengemudi, kecepatan, status rem,
sudut kemudi, lampu sen, percepatan / perlambatan, kondisi
lalu lintas. Ilustrasi VANET dapat dilihat pada Gambar 1 [9].
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
2
SUMO dikembangkan pada tahun 2000 yang bertujuan
Gambar 1. Ilustrasi VANET [11]
B. Protokol Routing AODV (Ad hoc On Demand Distance
Vector)
Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV). AODV
adalah distance vector routing protocol yang termasuk
dalam klasifikasi reactive routing protocol, yang hanya
melakukan request sebuah rute saat dibutuhkan. AODV
yang standar ini
dikembangkankan oleh C. E. Perkins, E.M. Belding-Royer
dan S. Das pada RFC 3561. Ciri utama dari AODV
adalahmenjaga timer-based state pada setiap node sesuai
dengan penggunaan tabel routing. Tabel routing akan
kadaluarsa jika jarang digunakan. AODV memiliki route
discovery dan route maintenance. Route Discovery berupa
Route Request (RREQ) dan Route Reply (RREP).
Sedangkan Route Maintenance berupa Data, Route update
dan Route Error (RERR).
AODV memerlukan setiap node untuk menjaga tabel
routing yang berisi field :
Destination IP Address: berisi alamat IP dari node
tujuan yang digunakan untuk menentukan rute.
Destination Sequence Number : destination sequence
number bekerjasama untuk menentukan rute
Next Hop: ‘Loncatan’ (hop) berikutnya, bisa berupa
tujuan atau node tengah, field ini dirancang untuk
meneruskan paket ke node tujuan.
Hop Count: Jumlah hop dari alamat IP sumber sampai
ke alamat IP tujuan.
Lifetime: Waktu dalam milidetik yang digunakan
untuk node menerima RREP.
Routing Flags: Status sebuah rute; up (valid), down
(tidak valid) atau sedang diperbaiki [2].
Ilustrasi pencarian rute pada AODV dapat dilihat pada
Gambar 2.
C. Simulation of Urban Mobility (SUMO)
Simulation of Urban Mobility atau dikenal dengan SUMO
adalah program aplikasi simulator yang digunakan untuk
membuat simulasi pergerakan kendaraan pada suatu jalur
tertentu. SUMO adalah program yang bersifat free, opensource, berukuran kecil, dan simulasi trafik multi-modal.
Gambar 2. Teknik pencarian rute dari AODV [3]
untuk
mengakomodasi
penelitian-penelitian
yang
melibatkan pergerakan kendaraan di jalan raya, terutama
daerah-daerah
yang
padat
penduduknya.
SUMO
dikembangkan kali pertama oleh Daniel Krajzewicz, Eric
Nikolay, dan Michael Behrisch [4].
SUMO terdiri dari banyak tools yang memiliki fungsi
berbeda-beda. Berikut merupakan penjelasan dari fungsi
tools yang digunakan pada pembuatan paper ini, antara lain:
netgenerate.exe
netconvert.exe
randomTrips.py
duarouter.exe
sumo-gui.exe
Sumo.exe
traceExporter.py
D. VirtualBox
VirtualBox merupakan salah satu produk perangkat lunak
yang sekarang dikembangkan oleh Oracle. Aplikasi ini
pertama kali dikembangkan oleh perusahaan Jerman,
Innotek GmbH. Pebruari 2008, Innotek GmbH diakusisi
oleh Sun Microsystems. Sun Microsystem kemudian juga
diakuisisi oleh Oracle.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
Oracle VM VirtualBox adalah perangkat lunak virtualisasi,
yang dapat digunakan untuk mengeksekusi sistem operasi
“tambahan” di dalam sistem operasi “utama”. Sebagai
contoh, jika seseorang mempunyai sistem operasi MS
Windows yang terpasang di komputernya, maka yang
bersangkutan dapat pula menjalankan sistem operasi lain
Gambar 3. Diagram rancangan simulasi
yang diinginkan di dalam sistem operasi MS Windows
tersebut. Fungsi ini sangat penting jika seseorang ingin
melakukan ujicoba dan simulasi instalasi suatu sistem tanpa
harus kehilangan sistem yang ada [5].
E. OpenStreetMap
OpenStreetMap adalah proyek bebas yang mengumpulkan
data spasial dan dapat digunakan secara bebas (Open Data).
Data tersebut digunakan untuk membangun peta dunia dan
peta-peta khusus yang diturunkan dan dimanfaatkan untuk
beragam kebutuhan termasuk navigasi. OpenStreetMap
memungkinkan siapa saja untuk melihat, mengedit dan
menggunakan data geografis yang telah dibangun secara
kolaboratif dari mana dan oleh siapa saja di permukaan
bumi [6].
F. JOSM
JOSM (Java OpenStreetMap
Editor)
adalah
alat
penyunting data OpenStreetMap. JOSM tidak membutuhkan
koneksi Internet untuk menyunting dan cocok bagi
pengguna yang sudah mahir. JOSM awalnya dikembangkan
oleh Immanuel Scholz dan saat ini dikelola oleh Dirk
Stocker. Homepagenya terletak di josm.openstreetmap.de.
Java harus terpasang terlebih dahulu sebelum dapat
mengoperasika JOSM [7].
G. AWK
Awk adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk
melakukan manipulasi data dan membuat laporan. Awk
adalah sebuah perograman filter untuk teks, seperti halnya
perintah "grep". Awk dapat digunakan untuk mencari
bentuk/model dalam sebuah file teks. Awk juga dapat
mengganti bentuk satu teks ke dalam bentuk teks lain. Awk
dapat juga digunakan untuk melakukan proses aritmatika
seperti yang dilakukan oleh perintah "expr". Awk adalah
sebuah pemrograman seperti pada shell atau C yang
memiliki karakteristik yaitu sebagai tool yang cocok untuk
jobs juga sebagai pelengkap (complicated) untuk filter
standard [8].
H. Network Simulator 3 (NS-3)
3
Simulator NS-3 adalah sebuah network simulator peristiwa
yang memiliki ciri tersendiri yang ditargetkan secara utama
untuk tujuan riset dan pendidikan. Proyek NS-3, dimulai
pada tahun 2006, adalah sebuah proyek open source yang
Gambar 4 Alur pembuatan peta grid
diatur oleh komunitas peneliti dan pengembang. NS-3
utamanya digunakan pada sistem Linux, namun dapat
digunakan untuk FreeBSD, Cygwin (Untuk Windows), dan
dukungan untuk Visual Studio yang bersifat native yang
masih dikembangkan.
Pada VANET, NS-3 mempunyai beberapa fitur yang dapat
dimanfaatkan untuk memodelkan dan menguji VANET.
VANET disimulasikan dengan membuat skenario jaringan
dan penerapan routing protocol. Pada modul NS-3 versi
3.22 terdapat source untuk melakukan percobaan
lingkungan VANET. Pembuatan topologi, node dan protokol
yang digunakan untuk VANET sudah didukung oleh NS-3.
Skenario mobility dengan format NS-2 juga dapat
digunakan di NS-3 dengan bantuan library atau helper yang
telah tersedia. Dengan NS-3 kita dapat menambahkan
fungsi-fungsi baru di dalam core NS-3 karena NS-3 bersifat
open source.. Fitur-fitur NS-3 di antaranya adalah sistem
atribut NS-3 terdokumentasi dengan baik. Setiap objek NS-3
memiliki seperangkat atribut (name, type, initial value) dan
NS-3 selaras dengan sistem nyata.
Simulator NS-3 menyediakan berbagai banyak modul
yang mendukung berbagai macam simulasi skenario.
Simulasi yang efektif untuk Vehicular Ad hoc Network
(VANET) membutuhkan model yang bisa menangkap
jaringan wireless yang sangat dinamis, propagasi dan
karakter mobilitas dari skenario. NS-3 juga terintegrasi
dengan software atau tools lain seperti wireshark untuk
melihat trace output. Representasi hasil data simulasi pada
NS-3 dapat ditampilkan dalam bentuk grafik, sehingga
memudahkan untuk menganalisa dan mengevaluasi hasil
terhadap suatu model jaringan VANET [12].
III. PERANCANGAN
A. Deskripsi Umum
Pada paper ini akan dilakukan analisis pengaruh Hello
Interval pada protokol dari MANET jenis reaktif yaitu
AODV di jaringan VANET. Ilustrasi rancangan simulasi
dapat dilihat pada Gambar 3.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
B. Perancangan Skenario
Perancangan skenario mobilitas uji coba VANET dimulai
dari perancangan peta pergerakan node, pembuatan rute lalu
4
berjalan baik saat simulasi, hasil impor dari
OpenStreetMap disempurnakan menggunakan tools JOSM
Seperti untuk kasus jalan yang terputus saat melakukan
capture dan pengaturan traffic light signal yang tidak
sesuai pengaturan. Setelah mendekati sempurna, baru
dapat dikonversi ke dalam bentuk .net.xml menggunakan
tools netconvert. Tahap selanjutnya sama dengan
pembuatan skenario grid hingga menghasilkan jaringan riil
VANET dengan skenario kota Surabaya yang bisa berjalan
pada NS-3.
C. Perancangan Metrik Analisis
Metrik yang akan dianalisis pada Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut:
1) Packet Delivery Ratio (PDR)
Packet delivery ratio dihitung dari perbandingan antara
paket yang dikirim dengan paket yang diterima. Packet
delivery Ratio dihitung dengan menggunakan persamaan
(1), dimana received adalah banyaknya paket data yang
diterima dan sent adalah banyaknya paket data yang
dikirimkan.
Gambar 5 Alur pembuatan peta riil Surabaya
lintas dan implementasi pergerakan. Dalam paper ini, bagian
perencanaan peta pergerakan node menggunakan 2 varian
skenario, yaitu peta grid dan peta riil.
1) Pembuatan Peta Grid
Ilustrasi dari alur pembuatan peta grid dapat dilihat pada
Gambar 4.
Pembuatan peta grid diawali dengan menentukan
panjang dan lebar peta grid yang digunakan. Setelah
ukuran peta ditentukan, langkah berikutnya adalah
menentukan banyak garis horizontal dan garis vertikal.
Peta yang digunakan berukuran 1500 m x 1500 m atau
2.25 km2 dan jumlah garis horizontal dan vertikalnya
masing-masing sebanyak 10 (sepuluh).
Pembuatan
peta
dengan
konfigurasi
tersebut
menggunakan tools netgenerate yang menghasilkan map
dalam bentuk grid yang dapat dilengkapi dengan traffic
light dalam setiap persimpangannya. Setiap peta yang
dibuat dengan netgenerate dibuat 3 variasi kecepatan
yyang berbeda yaitu 10.5 m/s, 15 m/s, dan 20 m/s. Hasil
peta tadi digunakan untuk node beserta titik awal dan
tujuannya secara acak pada peta dengan modul
randomTrips pada SUMO dan duarouter untuk merutekan
pergerakan masing-masing node. Kedua file baik peta grid
dan pergerakan disimulasikan menjadi satu kesatuan
dalam konfigurasi simulasi dan dengan menggunakan
tools sumo dan modul traceExporter menghasilkan
skenario yang dapat digunakan pada NS-3.
2) Pembuatan Peta Riil Surabaya
Ilustrasi alur pembuatan peta riil Surabaya dapat dilihat
pada Gambar 5.
Pembuatan peta riil Surabaya diawali dengan mencari
daerah umum di sekitar kota Surabaya yang mendekati
bentuk grid dan dengan mobilitas tinggi yang cocok untuk
jaringan VANET. Karena pembuatan peta agar mendekati
dengan aslinya, OpenStreetMap digunakan untuk
membantu melakukan capture peta. Agar peta dapat
(1)
2) Average Delivery Delay
Average delivery delay dihitung dari rata-rata delay
antara waktu paket diterima dan waktu paket dikirim.
Average delivery delay dihitung dengan menggunakan
persamaan (2), di treceived[i] adalah waktu penerimaan paket
dengan urutan / id ke-i, tsent[i] adalah waktu pengiriman
paket dengan urutan / id ke-i, dan sent adalah banyaknya
paket data yang dikirimkan.
(2)
3) Routing Overhead (RO)
Routing overhead adalah jumlah paket kontrol routing
yang ditransimisikan per data paket yang terkirim ke
tujuan selama simulasi terjadi. Routing overhead dihitung
berdasarkan paket routing yang ditransmisikan baik itu
Route Request (RREQ), Route Reply (RREP), dan Route
Error (RERR).
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh dari uji coba dan evaluasi
adalah sebagai berikut:
1. Hello Interval mempengaruhi performa, rute dan dapat
menyebabkan kebingungan saat intervalnya terlalu
kecil.
2. Kecepatan node mempengaruhi performa sehingga
secara otomatis pada scenario riil Surabaya performa
AODV lebih buruk dari scenario grid karena kecepatan
rata-rata node pada scenario riil Surabaya lebih tinggi
3. NS-3 sudah layak digunakan untuk melakukan
penelitian, terumtama VANET dan juga sudah layak
untuk menggantikan NS-2
DAFTAR PUSTAKA
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
[1] Pedianow, "Overviews of Ad Hoc On-Demand Distance Vector
Routing,"
January
2014.
[Online].
Available:
http://pedianow.com/2014/overviews-ad-hoc-demand-distance-vectorrouting/. [Accessed 8 June 2015].
[2] G. R. Kaciak, Perbaikan Perangkat Komputer, Padang: Bung Hatta
University Press, 2012.
[3] GudangLinux, "OpenStreetMap," 22 December 2013. [Online].
Available: http://gudanglinux.com/glossary/openstreetmap/. [Accessed
8 June 2015].
[4] OpenStreetMap, "JOSM," 9 May 2015. [Online]. Available:
https://wiki.openstreetmap.org/wiki/JOSM. [Accessed 8 June 2015].
[5] R. Soelistijorini, "Pemrograman Filter," PENS, Surabaya, 2011.
[6] M. S. H. Arifin, H. Amran and N. P. R, "Analisis Performansi Routing
AODV padaAnalisis Performansi Routing AODV pada Jaringan
VANET," PENS-ITS, SURABAYA, 2011.
[7] C. Campolo and M. Antonella, "Improving V2R connectivity to
provide ITS applications in IEEE 802.11p/WAVE VANETs,"
International Conference on Thermoelectrics (ICT), Reggio Calabria,
2011.
[8] M. Al-Qutayri, C. Yeun and F. Al-Hawi, "Security and Privacy of
Intelligent VANETs," Khalifa University of Science, Technology and
Research, Abu Dhabi, 2010.
[9] D. Irawan and R. Roestam, "Simulasi Model Jaringan Mobile Ad-Hoc
(MANET) Dengan NS-3," Konferensi Nasional Sistem dan
Informatika 2011, Jakarta, 2011.
[10] N. Khayati, "Simulasi dan Evaluasi Unjuk Kerja Protokol-protokol
Perutean Untuk Vehicular Ad Hoc Network (VANET) Menggunakan
Simulator NS-2 dan SUMO," Perpustakaan Pusat UGM, Yogyakarta,
2010.
[11] I. K. A. Mogi and W. Wibisono, "VANET Untuk Solusi Komunikasi
Data di Kawasan Pariwisata Bali," in Seminar Nasional Teknologi
Informasi & Aplikasinya, Surabaya, 2012.
[12] R. F. Sari, A. Syarif and B. Budiardjo, "Analisis Kinerja Protokol
Routing Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) PAada Jaringan
Ad hoc Hybrid: Perbandingan Hasil Simulasi Dengan NS-2 dan
Implementasi Pada Testbed Dengan PDA," Teknologi Makara, Jakarta,
2008.
5