[Resume] Penelitian Simulasi Performa Mobile IPv6 Pada Jaringan Seluler Berbasis WLAN

[Resume paper] A Simulation Study on The Performance of Mobile IPv6 in a WLAN-based Cellular Network
Xavier Perez Costa, Hannes Hartenstein
Network Laboratories, NEC Europe Ltd., Germany
Published in Computer Networks Journal, 2002, pp 191-204. Elsevier

Pendahuluan

Sekarang internet bisa diakses di mana saja, meskipun pengguna dan sistem dalam posisi bergerak. Sistem seluler juga menuju ke arah teknologi IP. Tren ini menstimulasi penelitian desain protokol untuk manajemen mobilitas berbasis IP. IETF mengajukan Mobile IPv4 (MIPv4) dan Mobile IPv6 (MIPv6) sebagai protokol utama dalam mendukung mobilitas IP.

Untuk meningkatkan QoS (Quality of Service) mobile user yang bergerak dari suatu access router ke access router yang lain dan menurunkan beban sinyal pada jaringan, berbagai ekstensi Mobile IP dikembangkan untuk manajemen mobilitas lokal dan handoff yang mulus/cepat. Hal-hal utama yang didiskusikan adalah: skalabilitas, keterlambatan handoff, dan beban (overhead) protokol.

Paper ini meneliti tentang aspek performa MIPv6, khususnya efek dari optimisasi handoff dan rute.

Skenario dasar terdiri dari tiga access router dan 30 mobile nodes yang saling berkomunikasi dengan standar wireless LAN. Pola mobilitas mobile node menggunakan model mobilitas random way-point. Tipe trafik data yang diteliti adalah trafik constant bit rate (UDP CBR), trafik VoIP, dan trafik TCP.

Mobile IP

Mobile IP mendukung pergerakan host dengan mengizinkan mereka untuk menggunakan minimal dua alamat IP: alamat rumah (home address) yang menunjukkan alamat permanen node, dan care-of-address (CoA) yang berubah sesuai dengan subnet IP jaringan di mana mobile node tersebut sedang terhubung. Suatu entiti dibutuhkan untuk memetakan home address ke CoA yang sesuai dan valid.

Pada MIPv4, pemetaan ini dikelola oleh Home Agents (HA). Suatu Corresponding Node (CN) yang ingin mengirim paket ke Mobile Node (MN), akan mengirim paket tersebut ke alamat rumah MN. Pada jaringan rumah MN, home agent (HA) akan meneruskannya langsung ke MN atau ke foreign agent di mana MN sedang terhubung langsung.

Pada MIPv6, home agent tidak secara ekslusif menangani pemetaan alamat, tetapi tiap CN bisa memiliki “binding cache” yang akan menyimpan pasangan home address & CoA. Perutean paket menjadi lebih efisien karena CN bisa langsung kirim paket ke MN tanpa melalui HA, memanfaatkan IPv6 Routing Header Option. Jika CN belum memiliki entri binding cache suatu MN, paket akan dikirim ke alamat rumah MN, HA akan mengirim paket ke MN, lalu MN akan memberi tahu CN tentang CoA-nya.

Saat MN melakukan handoff ke subnet lain, MN harus memberi tahu alamat barunya kepada home agent dan/atau CN (mengirim binding update). Dengan demikian, pemetaan home address ke CoA selalu up-to-date.

Skenario Simulasi

Simulation scenario
Simulation scenario

Terdapat 30 correspondent nodes (tiap CN mempunyai satu pasangan di MN), yang terhubung ke satu central router (CR) melalui internet. Terdapat 3 Access Router (AR) yang masing-masing memiliki subnet yang berbeda. Tiap AR terhubung dengan 10 mobile nodes pada pengaturan awalnya. Home agent tiap mobile node adalah access router terdekat pada pengaturan awal (sebelum bergerak).

Jarak antar AR = 450 m, sedangkan jarak transmisi = 250 m, sehingga terdapat cakupan area yang overlap. Mobile node bergerak secara acak (random way-point mobility model). Link delay antara CR dan AR = 1.8 ms. Link delay antara CR dan CN = 10.8 ms.

Saat bergerak dalam area overlap, mobile node hanya mampu mengirim/menerima data melalui AR yang sesuai dengan Current-of-Address-nya.

Pada pengaturan awal, di tiap AR, 5 MNs menerima data dari 5 CNs, dan 5 MNs lainnya mengirim data ke 5 CNs. Saat sistem bekerja pada throughput maksimal, mobile node yang akan merasakan penurunan throughput pertama kali adalah MN yang menerima dari CN.

Pada simulasi UDP CBR, trafik berjalan konstan, karena tidak dibutuhkan acknowledgment (ACK). Trafik TCP disimulasikan dengan menggunakan FTP. Model trafik VoIP dilakukan dengan asumsi silence suppression dan sumber suara dimodelkan proses on-off Markov.

Aspek Yang Diteliti

  • Handoff latency (home link (HL) ke foreign link (FL) dan FL ke FL)
  • Paket yang hilang selama handoff
  • Beban signaling (akibat binding updates (BUs) dan binding acknowledgments (BACKs))
  • Utilisasi kanal
  • Bandwidth yang didapatkan tiap device
  • End-to-end delay

Evaluasi Performa dan Diskusi Hasil

Terdapat dua sub-skenario:

Sub-scenario 1 = untuk menghitung berbagai aspek dari perspektif satu node tunggal. Satu mobile node yang diukur bergerak sesuai dengan pola yang telah ditentukan (deterministic path), sedangkan mobile nodes lainnya bergerak secara acak.

Sub-scenario 2 = untuk pengukuran dari keseluruhan sistem. Semua mobile nodes bergerak acak.

Node memilih lokasi target dan kecepatan gerakan secara acak. Node bergerak linear sesuai dengan kecepatan yang telah dipilih sampai dengan suatu waktu tertentu. Perubahan arah dan kecepatan mobile nodes tidak dilakukan bersamaan.

Hasil penelitian secara detail bisa dicek di paper-nya langsung.

Kesimpulan

  • Fast handoff terbukti mengurangi packet loss, namun tidak meningkatkan latency pada kasus handoff FL-FL
  • Perbedaan handoff latency antara HL-FL dan FL-FL bisa terjadi
  • Handoff latency dan packet loss mungkin tidak berkolerasi secara langsung
  • Tipe trafik mampu memberi efek pada kecepatan handoff karena shared access
  • Beban sinyal, meski telah menggunakan optimasi rute, hanya memberikan perbedaan yang tipis
Iklan

Penulis: fayruzrahma

always trying to be a simple person :)

1 thought on “[Resume] Penelitian Simulasi Performa Mobile IPv6 Pada Jaringan Seluler Berbasis WLAN”

Ada komentar?

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s