[Resume] Menghindari Masalah “Pinball Routing” pada Manajemen Hand-Off NEMO

Avoiding Pin Ball Routing Problem in Network Mobility Hand-Off Management
M. Dinakaran, P. Balasubramanie
World Academy of Science, Engineering and Technology 57 2011

Pendahuluan

Hand-off = pertukaran dari satu access network ke access network lainnya.

NEMO = NEtwork Mobility, digunakan untuk mengelola mobilitas jaringan yang mengubah titik keterikatannya (point of attachment) pada internet.

Pada Protokol NEMO Basic Support, hanya Mobile Router (MR) yang sadar akan perpindahan jaringan. Nodes di bawah MR tidak sadar bahwa lokasi fisiknya telah berpindah. “Terowongan dua arah” (bidirectional tunneling) antara MR dan Home Agent (HA) membantu mempertahankan kelancaran sesi komunikasi saat MR berpindah. MR akan mendapatkan Care-of-Address (CoA) dari titik keterikatannya, misal dari Foreign Agent (FA). Di “mata” FA, tiap MR akan tampak seolah-olah sebagai node tunggal.

Nested NEMO adalah kondisi saat MR terikat dengan MR lain yang sedang terhubung ke internet. Gabungan beberapa MR membentuk nested NEMO yang kompleks. Kondisi ini sangat tidak efisien dan kurang cocok untuk diaplikasikan dalam kondisi nyata. Skenario nested NEMO sederhana pada gambar ini menunjukkan jalur yang kurang efisien.

Nested NEMO
Nested NEMO

[Mobile Network Node (MNN) mengirim data ke Corresponding Node (CN)]

Kondisi routing yang tidak efisien seperti yang digambarkan di atas disebut “Pinball Routing”. Pengiriman data dari MNN ke CN harus melalui HA, meskipun terdapat jalur langsung antar MR. Semakin “dalam” posisi MNN pada hierarki suatu nested NEMO, semakin panjang jalur yang perlu ditempuh oleh paket untuk mencapai tujuan karena MR-HA harus membuat beberapa tunnel dan paket harus melalui melalui beberapa HA. Hal ini meningkatkan latensi dan penggunaan bandwidth.

Pada contoh gambar di bawah ini, suatu Visiting Mobile Node (VMN) berkunjung ke Mobile Network (MN) 3 dan mengirim paket ke Home Agent-nya sendiri, yaitu HA4. Maka, jalur yang ditempuh paket adalah MN3 — MN1 – HA1 (HA-nya MN1) – HA3 (HA-nya MN3) – HA4 (HA-nya VMN). Jalur ini dirasa terlalu panjang dan kurang efisien.

Pinball Routing Problem
Pinball Routing Problem

Masalah yang mungkin muncul akibat Pinball Routing antara lain:

  • Meningkatnya delay pemrosesan data, karena data dienkapsulasi/dekapsulasi, enkripsi/dekripsi, verifikasi, komputasi, dan fragmentasi berulang kali (setiap singgah di MR atau HA)
  • Meningkatnya peluang fragmentasi paket, karena ukuran paket menjadi semakin besar setiap dienkapsulasi, dan bisa melebihi ukuran MTU (Maximum Transmission Unit) di tunnel MR-HA. Fragmentasi paket menyebabkan peningkatan waktu pemrosesan dan penggunaan bandwidth yang tidak efisien.
  • Semakin rentan terhadap kegagalan link, karena jalur tempuh yang semakin panjang.
  • Ukuran paket yang semakin besar. Hal ini bisa menyebabkan meningkatnya peluang kemacetan (congestion) terutama pada root MR dan HA-nya. HA juga bisa menjadi titik kegagalan tunggal pada nested NEMO (karena tidak ada redundansi HA).

Skema Optimasi Routing

Sequence diagram
Sequence diagram

PMR = Past MR
NMR = New MR

Proposed architecture
Proposed architecture

Kata penulis, skema optimasi ini mampu:

  • Menurunkan hand-off latency karena urusan Binding Update (BU) dan Binding Acknowledgement (BAck) dibebankan kepada HA-nya MR baru. Saat MN sampai di jaringan baru, MN sudah bisa terhubung dengan HA-nya. (Pada NEMO basic support, MN baru akan melakukan inisiasi handoff ke HA-nya setelah sampai di jaringan baru, sehingga latensi lebih besar)
  • Persentase paket yang hilang selama handoff menjadi berkurang.

Analisis Performa

Rancangan skema optimasi disimulasikan dengan menggunakan ns-2.

Handoff latency = waktu yang dibutuhkan antara pengiriman BU dengan penerimaan BAck di MR.

Handoff latency of NEMO basic support
Handoff latency of NEMO basic support
Handoff latency of proposed scheme
Handoff latency of proposed scheme

Pada grafik, jarak kosong di antara aliran paket menunjukkan handoff delay. Hasil simulasi skema optimasi memiliki nilai handoff delay yang lebih rendah.

Packet Loss = jumlah paket yang terbuang selama proses komunikasi (bisa terjadi karena jalur yang terlalu ramai sehingga buffer tidak muat, destinasi paket yang menghilang, atau karena buruknya kualitas link). Semakin banyak packet loss yang dihasilkan, semakin tidak efisien mekanisme tersebut. Hasil simulasi skema optimasi memiliki jumlah packet loss yang lebih rendah.

Packet loss of NEMO Basic Support
Packet loss of NEMO Basic Support
Packet loss of proposed scheme
Packet loss of proposed scheme

 

Kesimpulan

Salah satu perhatian besar dalam NEMO adalah ketersediaan koneksi internet yang mulus, tanpa terinterupsi apapun. Hal ini sangat dipengaruhi oleh masalah Pinball Routing dan handoff delay pada jaringan bergerak. Skema optimasi yang ditawarkan terbukti efektif menurunkan nilai handoff delay dan jumlah packet loss. Skema ini dapat diperbaiki lagi dengan menambahkan dukungan keamanan untuk mencegah serangan pada jaringan.

—————————————————————

Menurut saya, sebenarnya paper ini tidak begitu bagus karena ada kalimat-kalimat yang kurang bisa dipahami apa objek/subjeknya, diagram yang membingungkan untuk dibaca, dan parameter simulasi yang kurang jelas. Namun, tiada salahnya belajar sedikit-sedikit dari sini, karena yang dibahas tidak terlalu berat jika dibandingkan dengan paper-paper yang berkualitas :p

Iklan

Penulis: fayruzrahma

always trying to be a simple person :)

1 thought on “[Resume] Menghindari Masalah “Pinball Routing” pada Manajemen Hand-Off NEMO”

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