KINERJA JARINGAN

edfedora

KINERJA JARINGAN

Ridwansyah, ST MT

Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika

Fakultas Teknik UNM

.


Tolok ukur kinerja jaringan

• Throughput

• Data yang dikirimkan per satuan waktu

• Latency (delay)

• Wk Waktu yang dibutuhkan message untuk berjalan daridari

satu node ke node yang lain

• Satu arah atau bolak balik (round‐trip time (RTT))

• Jitter

• Perbedaan delay yang dialami paket‐paket pada kanal

yang sama

• Collisions dan Packet Loss

• Ukuran dari kongesti jaringan

• Transmission Errors

• Ukuran kualitas hardware dan saluran


Throughput

• Data yang dapat dikirimkan per satuan waktu

• link throughput versus end‐to‐end throughput

• Link speeds terus naik

• 10Mbps ethernet

• 100Mbps fast ethernet

• 1000Mbps gigabit ethernet

• End‐to‐end throughput dibatasi oleh faktor lain

• Kecepatan host mengopi data dari/ke jaringan

• Delay proses dan antrian di jaringan

• Waktu untuk menunggu acknowledgements

• Contoh : Ethernet 10Mbps (bps = bits per second) throughput

teoritisnya adalah 1.25 megabytes/detik, atau 1 bit per 10 ‐7

detik

• Throughput maximum sebenarnya jauh lebih kecil


Latency (Delay)

• Waktu untuk mengirim message dari satu node ke

node lainnya

• Satu arah atau bolak‐balik balik (round‐trip time (RTT))

Latency = TransmitTime + PropagationTime + QueueTime

TransmitTime = Ukuran data/ Kecepatan transmisi

PropagationTime = Jarak /Kecepatan propagasi

QueueTime = Waktu tunggu paket pada setiap

intermediate nodes sebelum di forward


Kecepatan Propagasi

Cahaya dalam vacuum

c = 3 x 10 8 m/s

Sinyal listrik pd coaxial

Sinyal listrik pd twisted pair

Cahaya pd serat optik

0.77c (2.3 x 10 8 m/s)

0.60c (1.8 x 10 8 m/s)

0.67c (2.0 x 10 8 m/s)

Ch Cahaya pada media dengan indeks bias n: c/ / n

Cahaya dalam berlian (n = 2.4) 1.25 x 10 8 m/s


Contoh Latency

Latency untuk message sebesar 1KB yang dikirimkan

menggunakan Ethernet 10Mbps dan melalui serat optik

sepanjang 0.6 km

Transmit Time:

Untuk Ethernet 10Mbps (overhead paket diabaikan) :

T(transmit) = 1KB x (8 bits/byte) / 10 7 bits/sec = 0.8 ms

Propagation Time:

T(propagate) = jarak/ kecepatan propagasi

= 600 m / (2 x 10 8 m/s) /) = 3 x 10 -6 s (3 μs) )


Contoh Latency (cont.)

Queuing Delay:

Misalkan paket tersebut melalui switch 3Com Cellplex,

router Cisco 2514, dan sebuah Xylan Omniswitch.

it Diasumsikan bahwa setiap switch menambah delay

sebesar 0.5 ms dan router menambah delay 2 ms, maka

Hasil :

Queuing Delay = 0.5 + 0.5 + 2 = 3 ms

Latency = 0.8 ms + 3 μs + 3 ms = 3.8 ms


Bandwidth versus Latency

Mana yang lebih baik

Link 1 Link 2

256 kbps link 1 Mbps link

5 ms delay 100 ms delay

(slow but short)

(fast but long)

bandwidth

delay


Bandwidth versus Latency

Link 1: 256 kbps, 5 ms Link 2: 1 Mbps, 100 ms

Kasus 1: Short message ( 512B)

d

d

1

2

4096b

= + 5ms

= 21ms

256b/

ms

4096b

= + 100ms

= 104 ms

1000b / ms

Kasus 2: Long message ( 1MB)

8000000b

d 1

= + 5ms

= 31.

255ms

256b/

ms

8000000

b

d 2

= + 100ms

= 8.

100ms

1000b/

ms


Bandwidth versus Latency

• Untuk transfer paket berukuran kecil :

• latency mendominasi,

• bandwidth tidak terlalu penting

• Untuk transfer paket berukuran besar:

• bandwidth mendominasi,

• latency tidak terlalu penting


Bandwidth dan Latency

Here are some transmission times and latencies:

Transmission Times

File Size 64Kbps 1Mbps 100Mbps

1‐byte file 0.125 ms 0.008 ms 0.00008 ms

1KB file 125 ms 8 ms 0.0808 ms

1MB file 12500 ms 8000 ms 80 ms

Network size: LAN WAN Intern’l

Latency: 0.2‐5.0 ms 10‐500 ms 0.1‐5.0 sec


Queuing Delay

Komponen queuing delay (delay antrian)

• Delay akibat kongesti pada switch (paket di‐buffer

menunggu untuk di forward)

• Delay akibat mode switching/routing

g

• Delay prosesing pada switch/router


Queuing Delay

Switch

Packets in

Buffer


Dl Delay akibat Switching/Routing

i

Sender

Ethernet

Ethernet

Receiver

Ethernet

Packet

Switch/Router

Switch/Router

Berapa lama waktu yang diperlukan untuk memforward paket

Menggunakan mode store-and-forward, router memerlukan waktu

8Kb/10Mbps = 0.8 ms untuk menerima paket 1KB; selama waktu

ini paket dibuffer. Pada link 512Kbps, delay store-and-forward

dapat mencapai 16ms.


Routing Modes

Ethernet Packet

8 byte 6 byte 6 byte 4 byte

4 byte

Preamble

Destination

eth_address

Source

eth_address

Type

Body

CRC

IP Packet

12 byte 4 byte

4 byte

varies

Header

Fields

Source

IP_address

Destination

IP_address

Options

Body

Sebuah Switch Layer 2 dapat memulai memforward packet segera

setelah destination ethernet address diketahui; Suatu Switch Layer 3

atau sebuah Router dapat memulai memforward packet segera setelah

destination IP address diketahui (ditambah waktu proses).


Routing Modes

Cut‐through: through: forward packet sesegera

mungkin (segera setelah destination address

diketahui)

Fragment‐free: simpan lalu cek header packet

sebelum memforward.

Store‐and‐forward: Terima seluruh paket

sebelum memforward

Fastest

Slowest


Cut‐through Routing/Switching

Sender

Router

Time

Switch atau router

segera

memforwards

setelah alamat

tujuan diketahui

Transmission


Fragment‐free Routing/Switching

Sender

Router

Time

Switch atau router

memforward paket

setelah menerima

dan mencek header.

Transmission


Store‐and‐forward Routing/Switching

Sender

Time

Router

Switch atau router

menerima

keseluruhan paket

sebelum

memforwardnya.

Mode ini dapat

mencegah

terforwardnya paket

rusak. Kadangkadang

diperlukan

apabila kecepatan

port input dan output

berbeda.

Transmission


Perbandingan Routing Modes

Untuk klink 10Mbps pada Intel 550T T Switch/Router :

Cut‐through mode

Fragment‐free

Store‐and‐forward (1KB packet)

Delay

0.03 ms

0.08 ms

>0.80 ms

*Delay Store and forward tergantung pada ukuran paket.

Untuk fast ethernet, latency pada cut‐through mode adalah

0.007007 ms.


Delays pada Internetworks

• Pada Pd internetwork, t akan terdapat tdl delay antrian ti

(queuing) dan prosesing pada setiap node

• Delay transmisi dan propagasi bervariasi untuk

setiap link

delay = delay + delay + delay + delay

A−B A−1 1−2 2−3 3−B


Memperkirakan RTT dengan ping

docsavage$ ping www.inet.co.th

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=0 ttl=59 time=258.2 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=1 ttl=59 time=97.8 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=2 ttl=59 time=160.9 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=3 ttl=59 time=78.3 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=4 ttl=59 time=162.2 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=5 ttl=59 time=44.5 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=6 ttl=59 time=100.8 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=7 ttl=59 time=49.6 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=8 ttl=59 time=521.7 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=9 ttl=59 time=496.3 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=10 ttl=59 time=1468.4 ms

64 bytes from 203.150.14.134: icmp_seq=11 ttl=59 time=619.6 ms

. . .

--- www.inet.co.th ping statistics ---

41 packets transmitted, 41 packets received, 0% packet loss

round-trip min/avg/max = 24.4/165.0/1468.44/165 4 ms


Delay x Bandwidth Product

Delay

Bandwidth

• Jumlah data yang sedang dikirimkan (data in pipe)

• Contoh : 100ms x 45Mbps = 560KB

• Gambaran mengenai efisiensi atau utilisasi


Latency pada High Speed Networks

• Latency pada jaringan berkecepatan tinggi

menjadi sangat penting

• Misalkan suatu link mempunyai tipikal RTT

sekitar 100ms

Untuk jaringan 1 Mbps ukuran “pipa” pp jaringan

adalah

100ms x 1 Mbps = 0.1 Mb = 12.5 KB

Untuk jaringan 1 Gbps ukuran “pipa””

jaringan

adalah

100ms x 1 Gbps = 100 Mb = 12.5 MB


Latency pada High Speed Networks (cont.)

Untuk mentransfer file MB pada jaringan Mbps

membutuhkan 80 RTT dari bandwidth.

Source

1-Mbps cross-country link

0.1 Mb

0.1 Mb

0.1 Mb


0.1 Mb

Destination

80 RTT of data

Untuk mentransfer file yang sama pada jaringan 1Gbps

membutuhkan hanya 0.0808 RTT dari bandwidth.

Source

1-Gbps cross-country link

1

MB

Destination


Ukuran kinerja yang lain

• Jitter

• Variasi delay

• Penting untuk aplikasi real‐time seperti

teleconferencing, internet telephony

• Packet Loss

• Prosentase paket yang gagal sampai di tujuan

• Packet Errors

• Collisions and Congestion

• Pada shared access media seperti ethernet, collisions

meningkat seiring dengan naiknya trafik

• Errors, loss, dan collisions memerlukan retransmisi,

yang pada akhirnya akan menurunkan throughput

dan menaikkan delay


Jitter

Sender

Network

Receiver

Jitter terjadi bila paket‐paket mengalami delay yang

berbeda‐beda sehingga waktu sampainya setiap paket

bervariasi

i

Jitter menurunkan mutu aplikasi seperti videoconferencing

dan internet telephone.

Similar magazines