2 of 24

Welcome to Our Presentation

Protocol Sliding Window

Pendahuluan

Pada jaringan komputer dikenal suatu metode yang namanya Sliding Window. Sliding window adalah sebuah mekanisme pengiriman paket-paket data dalam suatu ukuran window secara terus-menerus. Konsep umumnya window ini akan bergeser secara otomatis sesuai dengan ack yang diterimanya.

Protokol Sliding window secara luas banyak digunakan di protokol-protokol komunikasi yang popular seperti TCP, HDLC dan IPX/SPX. Protocol ini dapat memastikan pengiriman data yang benar pada kualitas komunikasi unreliable channel dimana paket bisa saja di duplikat, hilang, atau disusun ulang.

Protocol Sliding Window

3 of 24

Apa Itu TCP/IP, HDLC dan IPX/SPX.

TCP, HDLC dan IPX

TCP/IP

TCP/IP bukanlah sebuah protokol tunggal tetapi satu kesatuan protokol dan utility. Setiap protokol dalam kesatuan ini memiliki aturan yang spesifik. Protokol ini dikembangkan oleh ARPA (Advanced Research Projects Agency) untuk departemen pertahanan AmerikaSerikat pada tahun 1969.

HDLC

HDLC (High level Data Link Control) adalah protokol untuk digunakan dengan WAN (Wide Area Networks) yang secara luas dapat mengatasi kerugian – kerugian yang ada pada protokol – protokol yang berorientasi karaktek seperti Bi-Synch, yaitu yang hanya dapat bekerja secara half-duplex (pengiriman isyarat dua arah tetapi tidak dalam waktu yang bersamaan.

IPX/SPX

IPX/SPX adalah protokol yang diimplementasikan dalam jaringan NovellNetware. IPX bertanggung jawab untuk routing dan pengiriman paket. Sementara SPX menciptakan hubungan dan menyediakan acknowledgement dari pengiriman paket tersebut.

TCP, HDLC dan IPX

4 of 24

Protocol Sliding Window

Didalam protokol sliding window terdapat 2 komponen utama pada data link layer : sender dan receiver.

Sender mendapat inputan data frame yang berurutan dari network layer. Setiap data frame tersusun dari paket dan beberapa informasi kontrol. Informasi kontrol terdiri dari beberapa fields seperti frame kind, input sequence number dan acknowledgement.

Input sequence dikirim oleh sender ke receiver melalui unreliable channel. Setelah menerima frame dari network, receiver akan mengirim frame tersebut ke network layer pada order yang sama dimana frame itu akan tampak pada input sequence.

Sender and receiver

Sender And Receiver

Frame Kind : Jenis Bingkai

Input Sequence : Memasukan urutan angka

Acknowledgement : Pengakuan

Unreliable channel : Channel tidak terpercaya

5 of 24

Protocol Sliding Window

Pada waktu tertentu, sender mengatur sequence number berurutan dari sending window yang sesuai dengan frame yang akan dikirim. Sequence number tersebut dalam sending window menggambarkan pengiriman frame-frame.

Demikian pula dengan receiver mengatur receiving window, berhubungan dengan sejumlah out of order frame yang diijinkan untuk diterima. Frame-frame yang tidak sampai ke receiving window akan dibuang.

Sending and receiving windows

6 of 24

Diagram Sliding Window

Protocol Sliding Window

7 of 24

Contoh Sliding Window

Protocol Sliding Window

8 of 24

Deteksi Kesalahan

PARITY, CHECKSUM, CRC

Deteksi Kesalahan

Kesalahan dalam pengiriman bit-bit data dapat disebabkan oleh gangguan transmisi, efek perubahan kecepatan data serta Sinyal to Noise Ratio selama proses transmisi

Setiap bit yang diterima di sisi terima harus dideteksi untuk melihat kesalahan yang terjadi, selanjutnya dilakukan perbaikan untuk mendapatkan bit-bit sesuai dengan aslinya.

Terdapat 3 metode :

Parity
2. Checksum
3. CRC

EROR CONTROL

9 of 24

Deteksi Kesalahan

PARITY

Menambahkan bit oleh transmitter untuk pendeteksian kesalahan bit

Parity

Nilai dari bit parity yaitu transmisi karakter paritas ganjil (ood parity) atau parity genap (even parity)
 Parity genap menyebabkan kesalahan bit bisa tidak terdeteksi.

PARITY

10 of 24

Deteksi Kesalahan

Cyclic Redundancy Check

Untuk sebuah blok k bit, transmitter mengenerate urutan n bit
Mentransmisikan k+n bit yang dapat dibagi oleh beberapa bilangan
Receiver membagi frame dengan bilangan

Jika tidak ada sisa, berarti tidak ada error

Cyclic Redundancy Check

11 of 24

EROR CONTROL

Pengkontrolan kesalahan berkaitan dengan mekanisme mendeteksi dan memperbaiki kesalahan yang terjadi pada petransmisian frame.

Frame Hilang
Frame Rusak

The Power of PowerPoint | thepopp.com

12 of 24

Teknik Mengkontrol Kesalahan

Pendeteksian Kesalahan

The Power of PowerPoint | thepopp.com

Balasan positif	Mengembalikan balasan positif untuk frame bebas kesalahan diterima dengan baik
Retransmisi setelah waktu habis	Sumber melakukan retransmisi frame yang belum dibalas setelah beberapa saat tertentu
Balasan Negatif dan Retransmisi	Tujuan mengembalikan balasan negatif kepada frame yang dideteksi mengalami kesalahan dan sumber melakukan retransmisi.

13 of 24

Protocol Sliding Window

ARQ adalah teknik untuk mengatasi kesalahan (error) atau kehilangan frame dengan mentransmisikan ulang frame tergantung metode yang diambil (stop-and-wait, go-back-N, dan selective repeat). Parameter yang digunakan untuk menentukan error atau tidaknya sebuah pengiriman data adalah dari ACK dan timeout-nya.

ARQ Automatic Repeat Request

14 of 24

ARQ untuk Stop-and-Wait

Ilustrasi Stop and Wait

ARQ untuk Stop-and-Wait didasarkan atas teknik flow control Stop-and-Wait. Transmitter mengirimkan sebuah frame tunggal, kemudiam harus menunggu balasan (ACK). Tidak ada data yang dikirim sampai jawaban dari receiver tiba di transmitter.

Ilustrasi Go back N

15 of 24

Protocol Sliding Window

ARQ untuk Stop-and-Wait merupakan ARQ paling sederhana. Jika diperhatikan, akan terlihat banyak waktu yang terbuang karena hanya digunakan untuk menunggu (waiting time). Cara kerja sistem:

Transmitter mengirimkan 1 frame dan menunggu ACK-nya.
Jika menerima frame rusak (atau error), maka frame tersebut dibuang dan transmitter menunggu sampai waktu timeout habis, ia akan retransmit data.
Jika receiver menerima frame yang baik (tidak menemukan error) maka ia akan mengirim ACK, jika tidak akan dikirim NAK. Sistem ARQ ini paling simpel dan mudah dalam implementasi, tapi penerapannya kurang efisien.

Mekanisme Stop-and-Wait ARQ

16 of 24

Protocol Sliding Window

Pada sliding window terdapat dua algoritma, yakni go back n dan selective repeat.

Go-Back-N Protocol

Go-Back-N ARQ adalah contoh khusus dari protokol automatic repeat request (ARQ), di mana proses pengiriman terus mengirimkan sejumlah frame ditentukan oleh ukuran jendela bahkan tanpa menerima acknowledgement (ACK) paket dari penerima. Ini adalah kasus khusus dari umum protokol sliding window dengan mengirimkan ukuran jendela N dan menerima ukuran jendela 1.

Go back-N

ACK : ACK adalah kepanjangan dari acknowledgment, yang digunakan untuk menerima persetujuan koneksi yang akan dibuat oleh yang merequest koneksi

ARQ : Metode Automatic Repeat Request atau disebut juga Automatic Repeat Query adalah sebuah metode error control (pengontrol kesalahan) untuk transmisi data yang menggunakan balasan acknowledgment (ACK) dan timeout.

17 of 24

Go Back N Protocol

Ilustrasi Go back N

Ketika packet 2,3,4 dikirim packet 2 ditengah jalan lost, dan packet 3,4 setelah diterima maka akan didiscard. Dan kemudian ketika timeout, maka packet 2 akan dikirim kembali diikuti dengan packet 3 dan 4.

Ilustrasi Go back N

18 of 24

Protocol Sliding Window

Jika receiver menerima frame yang baik (tidak mengalami error) maka ia akan mengirim ACK. Jika tidak, maka yang akan dikirim adalah REJ. Sistem ini simpel dalam mudah dalam implementasi tapi masih kurang efisien.

Receiver akan membalas (RR = Receive Ready) frame yang datang. Bila receiver mendeteksi suatu kesalahan pada sebuah frame, receiver tersebut mengirim balasan negatif (REJ = Reject) untuk frame tersebut.

Sistem ini juga terbilang sistem yang sederhana, dan jika kita perhatikan akan terlihat bahwa banyak waktu terbuang yang hanya digunakan untuk pengiriman ulang frame-frame yang mengalami kesalahan (error).

Mekanisme Go Back -N

19 of 24

Protocol Sliding Window

Cara kerja sistem :

Transmitter mengirim satu frame dan menunggu ACK.
Jika menerima frame rusak (error), maka frame tersebut dibuang dan frame sesudahnya dibuang juga.
Setelah itu, frame yang telah ditransfer sebelum kerusakan akan ditransfer ulang.
Jika receiver menerima frame yang baik (tidak mengalami error) maka ia akan mengirim ACK. Jika tidak, maka yang akan dikirim adalah REJ. Sistem ini simpel dalam mudah dalam implementasi tapi masih kurang efisien.

Mekanisme Go Back -N

20 of 24

Protocol Sliding Window

Selective Repeat Protocol

ARQ untuk Selective-Reject juga disebut sebagai Selective-Detransmission. Dengan ARQ untuk Selective-Reject, frame-frame yang ditransmisikan adalah frame-frame yang menerima balasan negatif saja. ARQ Selective-Reject lebih efisien dibanding ARQ milik Go-back-N ataupun Stop-and-Wait, karena Selective-Reject meminimalkan jumlah pengiriman ulang (retransmisi).

Selain itu, transmitter juga memerlukan logika yang lebih kompleks agar mampu mengirimkan frame di luar urutan. Karena komplikasi seperti itu, Selective-Reject ARQ tidak terlalu banyak dipergunakan dibanding ARQ Go-back-N.

Selective Repeat

Detransmission : Meminimalisir Transmisi

Selective repeat.

21 of 24

Selective Repeat Protocol

Ilustrasi Selective Repeat Protocol

Mekanisme ada slide selanjutnya.

Ilustrasi Go back N

22 of 24

Protocol Sliding Window

Cara kerja sistem :

Hanya frame yang salah dikirim ulang dan frame yang diterima oleh penerima akan ditampung dalam satu buffer.
Meminimalisasi peingirman ulang. Di sini receiver narus menjaga frame yang telah diterima sehigga memiliki buffer yang besar.
Pada transmitter harus memiliki data mengenai tentang frame yang dikirim.

Mekanisme Selective Repeat Protocol

23 of 24

Protocol Sliding Window

Beberapa parameter yang mempengaruhi kinerja protokol sliding window dan asumsi-asumsi yang akan digunakan pada model nantinya :

Jumlah frame : banyaknya frame dalam 1 proses transmisi.
Window size : ukuran window dalam suatu proses transmisi frame.
Probabilitas frame eror : adalah probabilitas paket hilang pada data frame channel atau pada acknowledgement frame channel. Dalam model, kita mempelajari bermacam-macam situasi seperti packet lossless dan probabilitas-probabilitas berbeda pada packet loss (seperti 0%, 1%, atau 5%).
Waktu penyebaran : waktu propagation / waktu transmisi

Parameter Sliding Window

24 of 24

Protocol Sliding Window

Utilization : pemakaian maksimum atau efisiensi dari proses transmisi. Dalam analisis, kita menggunakan nilai U untuk masing-masing protokol

Parameter Sliding Window

Utilization : pemanfaatan

‘a = waktu penyebaran

N = Ukuran Window

‘p = Kemungkinan transmisi suatu frame sukses