17 Oktober 2019

Go-Back-N ARQ Lebih Cepat Dengan Menerapkan Mekanisme Silding Window

Go-Back-N ARQ adalah contoh khusus protokol automatic repeat request (ARQ), proses pengiriman dilakukan dengan terus mengirimkan sejumlah frame yang ditentukan oleh protokol sliding-window dengan tanpa menerima acknowledgement (ACK) dari penerima. Dalam metode Metode Go-back-N ARQ, pengirim bisa mengirimkan deretan frame yang diurutkan berdasarkan suatu modulo bilangan. Metode ini menggunakan teknik flow control sliding-window. Bila terjadi suatu kesalahan, penerima akan membalas frame yang datang dengan frame RR (RR = Receive Ready). Bila terdeteksi suatu kesalahan pada sebuah frame oleh penerima, penerima data mengirimkan balasan negatif untuk frame tersebut dengan frame REJ (REJ = Reject). Kemudian penerima data membuang frame itu dan semua frame-frame yang nantinya akan datang sampai frame yang mengalami kesalahan diterima dengan benar. Jadi, bila penerima menerima REJ, ia harus melakukan pengiriman ulang terhadap frame yang mengalami kesalahan tersebut sekaligus semua frame pengganti yang dikirmkan sementara. Aliran frame untuk metode ini bersifat kontinyu (terus menerus) hingga frame yang berada di dalam jendela penggeseran habis. Balasan oleh penerima akan memajukan dan melebarkan jendela penggeseran pengirim dan membuat pengirim kembali mengirimkan frame data.

Stop and Wait Protocol telah mampu memperbaiki kekurangan yang dimiliki oleh Simple Protocol dalam hal penyediaan Flow Control dan Error Control. Protokol Stop and Wait masih memiliki kekurangan, yaitu hanya mampu mengirim sebuah paket terlebih dahulu untuk kemudian menunggu adanya Acknowledgement (ACK), dan memberi konfirmasi bahwa paket telah dikirimkan dan sampai tujuan dengan baik. Untuk memperbaiki kekurangan itu, diciptakan protokol Go-Back-N (GBN). Prinsip kerja Go-Back-N hampir sama dengan Stop and Wait. Perbedaannya, Go-Back-N mengirimkan lebih dari satu paket dalam satu waktu ke tujuan, komputer tujuan hanya melakukan penerimaan satu paket saja untuk setiap waktu (satu per satu), kemudian dikirimkan Acknowledgement (ACK) dari setiap paket tersebut secara satu per satu. Bentuk kontrol kesalahan didasarkan atas teknik flow control sliding window yang biasa disebut juga dengan Go-back-N ARQ. Dalam metode ini, pengirim bisa mengirim deretan frame yang diurutkan berdasarkan suatu modulo bilangan. Jumlah frame balasan yang ada ditentukan oleh ukuran jendela, menggunakan teknik flow control sliding window. Bila tidak terjadi suatu kesalahan, penerima akan membalas dengan frame RR (RR=Receive Ready, atau piggybacked Acknowledgement). Bila penerima mendeteksi kesalahan pada sebuah frame, penerima mengirim balasan negatif berupa frame REJ (REJ = reject) untuk frame tersebut.

Go-Back-N (GBN) adalah pendekatan praktis protokol sliding window. Pada protokol GBN ARQ, proses pengiriman frame data dilakukan secara terus menerus tanpa menerima frame ACK dari penerima data. Standar ITU-T G.hn berisi tentang standar LAN berkecepatan tinggi melalui jenis kabel yang ada (saluran listrik, kabel telepon dan kabel koaksial), di dalamnya berisi penjelasan tentang lapisan data-link yang dilengkapi dengan koreksi kesalahan dan kontrol aliran dengan cara selective-repeat protokol sliding-window. Istilah sliding-window juga sering disebut dengan windowing. Pada sekitar tahun 1980 protokol sliding window dimanfaatkan untuk menanggulangi kongesti yang sering terjadi pada proses komunikasi data. Organisasi dunia yang memanfaatkan teori sliding window dalam proses komunikasi data antara lain adalah ITU-T, ISO, ANSI, IEC dan IEEE. Berbagai penelitian dan dokumen standar yang diterbitkan oleh organisasi-organisasi tersebut banyak yang melibatkan teori sliding window sebagai pilihan dalam komunikasi data. Penjelasan lebih lengkap tentang protokol dan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat dibaca melalui website masing-masing organisasi tersebut.

Jenis protokol ARQ adalah Stop-and-wait, Go-Back-N, dan Selective Repeat/Selective Reject. Ketiga protokol itu menggunakan beberapa bentuk protokol sliding-window untuk memberitahukan pengirim agar dapat menentukan pengiriman ulang frame data. Go-Back-N ARQ adalah proses penerima melacak nomor urutan frame berikutnya. Ia mengharapkan untuk menerima dan mengirimkan nomor yang sesuai dengan setiap ACK yang dikirimkan. Penerima mengabaikan setiap frame yang tidak memiliki nomor urutan yang tepat. Setelah pengirim telah selesai mengirimkan semua frame, ia akan melakukan deteksi bahwa seluruh frame yang hilang, dan akan kembali ke nomor urutan ACK terakhir yang diterima dari proses penerima, kemudian melanjutkan proses lagi. Pada Go-back-N ARQ, jika pengirim tidak menerima ACK untuk frame tertentu dari penerima, ia melakukan transmisi ulang secara berurutan dimulai dari frame tersebut. Go-Back-N ARQ adalah cara yang lebih efisien daripada Stop-and-wait ARQ , karena ia tidak menunggu sebuah ACK untuk setiap paket, koneksi digunakan untuk melewatkan paket yang sedang dikirim. Namun, jika ada frame data yang hilang atau rusak, atau ACK yang mereka hilang atau rusak, maka frame tersebut sekaligus semua frame berikutnya akan kembali dikirim. Untuk menanggulangi hal ini, digunakan-lah Selective Repeat ARQ.

Pada dasarnya, tiga kemampuan protokol tambahan yang diperlukan dalam protokol ARQ untuk menangani adanya kesalahan bit adalah Error detection, Receiver feedback dan Retransmission. Error detection adalah mekanisme yang diperlukan untuk memungkinkan penerima melakukan pendeteksian kesalahan yang terjadi. UDP menggunakan checksum untuk pendeteksian kesalahan dalam paket yang dikirimkan melalui Internet. Error-detection memungkinkan penerima untuk pendeteksian kesalahan dan mengidentifikasi paket yang benar. Receiver feedback digunakan karena pengirim dan penerima biasanya dijalankan pada end-sistem yang berbeda, mungkin dipisahkan oleh jarak ribuan mil. Cara agar pengirim mengetahui apakah paket itu diterima dengan benar adalah dengan memberikan umpan balik eksplisit kepada pengirim. Contohnya Receiver feedback yang digunakan dalam proses pengiriman data adalah ACK dan NAK, keduanya berfungsi untuk memberikan informasi sukses atau tidaknya pesan yang dikirimkan. Retransmission adalah sebuah paket yang diterima dalam kesalahan pengiriman data sehingga data tersebut dikirimkan ulang oleh pengirim. Automatic Repeat Request (ARQ), juga dikenal dengan Automatic Repeat Query. ARQ adalah metode eror-control untuk transmisi data yang menggunakan acknowledgment (ACK) dan timeout (periode waktu yang diperbolehkan) untuk mencapai transmisi data yang handal melalui layanan diandalkan. Jika pengirim tidak menerima pengakuan sebelum batas waktu, biasanya ia kembali mengirimkan frame atau paket data sampai pengirim menerima ACK atau melebihi waktu yang telah ditetapkan.

Bentuk kontrol kesalahan yang didasarkan atas teknik kontrol arus sliding window biasa disebut dengan Go-back-N ARQ. Dalam metode ini, stasiun bisa mengirim deretan frame yang diurutkan berdasarkan suatu modulo bilangan. Jumlah frame balasan yang ada ditentukan oleh ukuran jendela, menggunakan teknik kontrol arus jendela penggeseran. Bila tidak terjadi suatu. kesalahan, stasiun tujuan akan membalas (RR = Receive Ready, atau piggybacked Acknowledgement) frame yang datang seperti biasa. Bila stasiun tujuan mendeteksi suatu kesalahan pada sebuah frame, stasiun tujuan mengirim balasan negatif (REJ = reject) untuk frame tersebut. Stasiun tujuan kemudian membuang frame itu dan semua frame-frame yang nantinya akan datang sampai frame yang mengalami kesalahan diterima dengan benar. Jadi, stasiun sumber, bila menerima REJ, harus melakukan transmisi ulang terhadap frame yang mengalami kesalahan tersebut plus semua frame pengganti yang dikirimkan ulang secara sementara.