Komputasi Modern Permodelan Dunia Nyata Dengan Aplikasi Simulasi

Pengertian Komputasi Modern

Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern.  Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

•   Akurasi (big, Floating point)
• Kecepatan (dalam satuan Hz)
• Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)
• Modeling (NN & GA)
• Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

Jenis-jenis Komputasi Modern

Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :

1. Mobile computing

Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

2. Grid computing

Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

3. Cloud computing

Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet. Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan ketentuan dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

Contoh Software Simulasi Komputasi Modern

~Network Simulator-2 ( NS-2 )~

Pendahuluan

Network Simulator (NS) dibangun sebagai varian dari REAL Network Simulator pada tahun 1989 di UCB (University of California Berkeley).Dari awal tim ini membangun sebuah perangkat lunak simulasi jaringan internet untuk kepentingan riset interaksi antar protokol dalam konteks pengembangan protokol internet saat ini dan masa yang akan datang.

Kelebihan apliaksi NS-2

1. Sebagai perangkat lunak simulasi pembantu analisis dalam riset atau penelitian.
2. Memiliki tool validasi yang berfungsi untuk menguji validitas pemodelan yang ada pada NS2.
3. Pembuatan simulasi lebih mudah dibandingkan dengan software developer yang lain.
4. Bersifat open source di bawah GPL (Gnu Public License), sehingga NS2 dapat didownload melalui website NS2 di http://www.isi.edu/nsnam/dist
5. Pada NS2 user tinggal membuat topologi dan skenario simulasi yang sesuai dengan riset nya. Pemodelan media, protokol dan network component lengkap dengan perilaku tarfiknya sudah tersedia di library NS2.

Contoh Simulasi NS-2

NS2 mensimulasikan jaringan berbasis TCP/IP dengan berbagai macam medianya.

Protokol jaringan yang dapat disimulasikan diantaranya :

•  TCP/UDP/RTP
• Traffic behaviour (FTP, Telnet, CBR, dll)
• Queue management (RED, FIFO, CBQ)
•  Algoritma routing unicast (Distance vector, Link state) dan multicast
• PIM SM, PIM DM, DVMRP, Shared Tree dan Bi directional Shared Tree
• Aplikasi multimedia yang berupa layered video
•  QoS video-audio dan transconding.

NS2 juga mengimplementasikan :

• MAC (IEEE 802.3, 802.11)
• Media jaringan kabel (LAN, WAN, point to point
• Nirkabel (Mobile IP, Wireless LAN).

Konsep Dasar NS-2

- NS merupakan salah satu perangkat lunak yang dapat menampilkan secara simulasi proses komunikasi dan bagaimana proses komunikasi tersebut berlangsung.

- NS melayani simulasi untuk komunikasi dengan kabel dan nirkabel.

- Pada NS terdapat tampilan dengan node bergerak atau pun yang tidak bergerak.

Paket2 yang membangun dalam simulasi jaringan ini antara lain :

·         Tcl : Tool command language

·         Tk : Tool kit

·         Otcl : Object tool command language

·         Tclcl : Tool command language / C++ interface

·         Ns2 : Network simulator versi 2

·         Nam : Network animator

- NS dibangun dengan menggunakan 2 bahasa pemrograman, yaitu C++ dan Tcl/Otcl.

- C++ digunakan untuk library yang berisi event scheduler, ptotocol dan network component yang diimplememntasikan pada simulasi oleh user.

- Tcl/Otcl digunakan pada script simulasi yang ditulis oleh NS user dan pada library sebagai simulator objek. Otcl juga berperan sebagai interpreter.

Alasan kenapa bahasa C++ dan Tcl ?

• Bahasa C++ digunakan pada library karena mampu mendukung runtime simulasi yang cepat, meskipun simulasi melibatkan jumlah paket dan sumber data yang besar.
• Bahasa Tcl memberikan respon runtime yang lebih lambat dari pada C++, tapi jika terdapat kesalahan syntax dan perubahan script berlangsung dengan cepat dan interaktif. User dapat mengetahui letak kesalahannya yg dijelaskan pada console, sehingga user dapat memperbaiki dengan cepat.

Dasar Bahasa TCL dan OTCL

TC

• Tcl adalah bahasa pemrograman yang didasarkan pada string – string based command. 
• Tcl di desain untuk menjadi perekat dalam membangun software building block untuk menjadi suatu aplikasi. Sedangkan Otcl adalah ekstensi tambahan pada Tcl yang memungkinkan fungsi object oriented.

- Perintah-2 dasar Tcl 

• Syntax dasar

command arg1 arg2 arg3….
Contoh : expr 2*3
puts “ini adalah contoh command"

• Variabel dan array

set
Contoh : set x “ini contoh variabel”
set y 20
Pemanggilan variabel dilakukan dengan menggunakan tanda $
puts “$x, semuanya berjumlah $y”

Array ditandai dengan menggunakan tanda kurung setelah nama array tersebut.

Cth :   set opts (bottlenecklinkrate) 1Mb

          set opts (ECN) “on”

          set n(0) [$ns node]

          set n(1) [$ns node]

·         Repetisi (loop)

1.    While

Format : while {condition} {command}

Contoh : set i 0 while {$i <10} {set n($i)} [new node] incr i}

2.    For

Format : for {command1}{condition}{command2}{command}

Contoh : for {set i 0}{$i<100}{incr i}{set n($i)[$ns node]}

·         Perintah kondisional

format : If {condition}{command}

contoh : if {$i<10}{puts “i is less than 10”}

·         Comment

simbol comment tanda #

·         Prosedur

1.    Prosedur tanpa parameter

Format : Proc name { }{command}

Contoh : proc tampil { }{puts “ ini tampilannya”}

Cara menjalankan prosedur dengan mengetikkan : tampil

2.    Prosedur dengan parameter

Format : Proc name {parameter1}{puts “nilai parameter1 adalah $parameter1”}

Cara menjalankannya : proc2 10

OTCL

• Otcl adalah ekstensi tambahan pada Tcl yang memungkinkan fungsi object oriented pada Tcl.
• Loop : while dan for
•  Perintah kondisional : If {condition}……

CARA MENJALANKAN SCRIPT NS

·         Script simulasi dibuat dengan menggunakan progam teks editor pada OS yang digunakan, dan disimpan dalam sebuah folder dengan ekstensi .tcl, contoh projek.tcl

·         Cara menjalankan file tcl dengan masuk ke folder nya dan mengetikkan perintah : #ns {nama file tcl}

OUTPUT Simulasi NS2

·         Pada saat satu simulasi berakhir, NS membuat satu atau lebih file output textbased yang berisi detail simulasi jika dideklarasikan pada saat membangun simulasi.

·         Ada dua jenis output NS :

1.    File trace : digunakan untuk analisa numerik

2.    File namtrace : digunakan sebagai input tampilan grafis animasi.

Terdapat tiga bagian dalam membangun simulasi di NS2

1.    Program utama

2.    Program membuat node

3.    Program untuk sending data

Contoh program utama
Set ns [new simulator]
Set nf [open out.nam w]
$ns namtrace-all $nf
Proc finish { } {

global ns nf
$ns flush-trace
close $nf
exec nam out.nam &
exit 0 }

$ns at 5.0 “finish”
$ns run

·         Untuk mengeksekusi program dengan cara : #ns <nama_file>.tcl

·         Untuk melihat display hasil dari program dengan cara : #nam <nama_file>.nam

·         Untuk melihat trace yang terjadi selama proses komunikasi dengan melihat file .tr yang berada pada folder script program simulasi.

Aturan2 dalam membaca file trace:

1.    Even (kejadian)
Kejadian yang dicatat oleh ns, yaitu :

·         r : receive

·         + : enqueque

·         - : dequeque

·         D : drop

2.    Time : waktu kejadian dalam detik

3.    From node

4.    To node

5.    Paket type : tipe paket yang dikirin seperti : tcp, udp, ack, dll

6.    Pkt size

7.    Flags : penanda, terdiri dari

.E : untuk kongesti/sibuk

.N : untuk indikasi pada header

.C : untuk ECN echo

.A : untuk pengurangan window kongesti

.P : untuk prioritas

.F : untuk TCP fast start

8.    FID : penomoran unik pada tiap aliran data

9.    Src addr : alamat asal paket (dalam port)

10. Dst addr : alamat tujuan paket (dalam port)

11. Sequence number : nomor urut tiap paket

12. Packet ID : penomoran untuk tiap paket

Untuk format trace pada jaringan wireless :

·         Baris pertama berisi : r “received”, s “sent”, f “forwaded”, dan d “dropped”

·         Baris kedua adalah waktu (time)

·         Baris ketiga adalah nomor node

·         Baris keempat adalah trace level antara lain MAC yang berhubungan dengan MAC layer. Untuk AGT menunjuk ke packet transpor layer. Untuk RTR menunjuk ke packet route.

·         Angka setelah baris keempat adalah nomor urut packet.

·         ‘tcp” adalah type packet (tcp, ack,udp)

·         [13a 0 1 800] menunjukkan informasi MAC layer

·         [4194305:2 0:0 32 4194304] menunjukkan IP source dan alamat tujuan kemudian ttl (time to live) dari packet.

·         [0 0] menunjukkan nomor urut dan pemberitahuan nomor (tcp information)

·         0 0 adalah format mekanisme routing type pack

·         Pola trafik yang digunakan yaitu pola trafik yang dibangkitkan oleh script “cbrgen.tcl”

·         Script dapat dilihat di direktori NS2 : C:\cgywin\home\user\ns-allinone-2.29\ns 2.29\indep-utils\cmu-scen-gen

·         Untuk menggunakan script ditentukan beberapa parameter antara lain :

1.    Tipe koneksi yg digunakan

2.    umlah node dalam simulasi jaringan ad hoc

3.    Jumlah seed

4.    Maksimum koneksi yang dikehendaki

5.    Paket rate

·         Cara menjalankannya : ns cbrgen.tcl [-type cbr | tcp] [-nn nodes] [-seed seed] [-mc connections] [-rate rate]

·         Pola gerakan node2 dalam simulasi jaringan ad hoc menggunakan model random waypoint. Pada model ini, node2 akan bergerak secara acak menuju arah tujuannya dengan kecapatan 0-20m/s.

·         Untuk skenario pergerakan dapat dilihat di direktori ns2, yaitu : C:\cygwin\home\ns-allinone-2.29\ns-2.29\indep-utils\cmu-scen-gen\setdest

·         Cara menjalankan nya : ./setdest –n <nodes> -p <pause time> -M <max speed> -t <simulation time> -x <max X> -y <max Y>

Keterangan :

-n : jumlah node dalam jaringan

-p : jeda waktu sebuah node dalam keadaan tidak bergerak

-M : maksimum kecepatan node dalam bergerak

-t : durasi waktu simulasi

-x : ukuran (dalam sumbu-x) topologi jaringan

-y : ukuran (dalam sumbu-y) topologi jaringan

 sumber 1