## PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT LUNAK JARINGAN SYARAF TIRUAN ADAPTIF UNTUK PROSES ROUTING DATA PADA JARINGAN KOMPUTER

## DESIGN AND IMPLEMENT ADAPTIVE NEURAL  NETWORK  SOFTWARE FOR
ROUTING DATA PROCESS

## IN COMPUTER NETWORK
Dadio Nugroho, Risa Ekowati,  Prima Kristalina,  Mauridhi Hery P. Jurusan Teknik Telekomunikasi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo Surabaya 60111 Tel: (+62) 31-5947280 Fax: (+62) 31-5946114 e-mail : hery@eepis-its.ac-id.net ; prima@eepis-its.ac-id.net

## ABSTRAK
Transmisi  data  pada  jaringan  komputer  merupakan  hal  prinsip  dan  vital.    Sehingga masalah  ini  selalu  mendapat  perhatian  serius  dalam  memanajemen  jaringan  komputer, terutama pada jaringan menengah dan besar dimana terdapat banyak subnetwork dan router- router.  Perangkat  Lunak  Jaringan  Syaraf  Tiruan  Adaptif  untuk  Routing  Data  pada  Jarigan Komputer  ini  yang  selanjutnya  disebut  Program  Router  JST  memberikan  solusi  protokol routing  untuk  mengatur  proses    routing  yang  efisien  dengan  menggunakan  Algoritma Propagasi Balik Jaringan Syaraf Tiruan untuk menentukan jalur terbaik tersebut.
Kata kunci : tabel routing, algoritma routing, protokol routing, jaringan syaraf  tiruan.

## ABSTRACT
The data transmission in computer network is very important. Therefore, this issue always need a serious attention, especially in the middle and wide area networking which consist of many routers. This Adaptive Neural Network's software  for routing data in computer network (which is called JST Router later) is designed to solve a routing problem for choosing the best data routing path using Backpropagation Algorithm of Neural Network.

## 1.  Pendahuluan
Transmisi data pada jaringan komputer merupakan hal prinsip dan vital.  Sehingga masalah  ini  selalu  mendapat  perhatian  serius  dalam  memanajemen  jaringan  komputer. Terutama  pada  jaringan  menengah  dan  besar  dimana  terdapat  banyak  subnetwork  dan router-router.    Karena  akibat  dari  suatu  teknik  routing  yang  buruk  adalah  lalu  lintas  data yang kacau hingga kondisi ini menyebabkan jaringan komputer menjadi lumpuh.
Banyak pilihan jalur yang bisa dilewati oleh data tersebut hingga akhirnya sampai ke tujuan yang sama, yaitu jalur-jalur yang tidak ekonomis karena jaraknya jauh, waktunya lama,  atau  biaya  mahal,  serta  ada  jalur  yang  ekonomis  karena  jaraknya  dekat,  waktunya singkat  atau  biayanya  murah.    Sehingga  perlu  diputuskan  jalur  yang  paling  ekonomis untuk dilewati oleh data tersebut sehingga performa jaringan secara total akan memuaskan. Proses memutuskan jalur terbaik untuk dilewati oleh data dikenal dengan proses routing.
Banyak ragam algoritma
routings dicoba diterapkan pada
protokol routing untuk memperbaiki fungsi routing data tersebut. Algoritma routing yang dicoba dilakukan dalam tugas akhir ini adalah dynamic, hop by hop, distributed, distance vector dengan mengadaptasi algoritma Backpropagasi Error Jaringan Syaraf Tiruan untuk
proses  menghitung  parameter  routing  untuk  memutuskan  rute  terbaik  dalam    proses routing data pada jaringan komputer.
Aplikasi  algoritma  Backpropa-gasi  Jaringan  Syaraf  Tiruan  pada  protokol  routing ini bisa mengefektif-kan waktu penghitungan.

## 2.  Perencanaan dan Pembuatan/ Konfigurasi Sistem .
Tujuan dari algoritma routing itu adalah:
(a)   Optimalitas : menghitung route terbaik
(b)   Sederhana : dengan menggunakan software sesedikit mungkin
(c)   Ketangguhan  /  stabilitas  :  kemam-puan  berjalan  dengan  baik  pada  kondisi  biasa maupun luar biasa.
(d)  Dinamis ( rapid convergence ) : merespon secara cepat perubahan jaringan (e)   Fleksibilitas : kemampuan              beradaptasi terhadap berbagai topologi network
Routing memiliki tiga komponen penting:
 Algoritma dapat  dibedakan  berdasarkan  beberapa  karakteristik  utama.  Jenis      algoritma  yaitu: static atau dynamic; source routing atau hop by hop; centralize atau distributed ; distance vector atau link state .
Sedangkan untuk perangkat lunak system router JST ini menggunakan algoritma : dynamic yaitu menyesuaikan secara otomatis terhadap perubahan topologi dan trafik, , hop  by  hop yaitu  router  memutuskan  jalur  routing  berdasarkan  pada  perhitungannya,
distributed yaitu  proses  memutuskan  jalur terbaik  di  lakukan  secara  terdistribusi,  dan distance vector yaitu setiap router mengirimkan tabel routingnya kepada tetangganya. Bukan Static yaitu  routing  tabelnya  di  perbarui  secara  manual ,  source  routing yaitu jalur  router  sudah  ditetapkan  sebelumnya ,  centralize yaitu  penghitungan  semua  jalur dilakukan  oleh  sebuah  router , dan link  state yaitu  mengirim  tabel  routing  ke  semua jalur yang tersambung kepadanya( flooding ).
 Database : tabel routing.
 Protokol :  bagaimana  informasi            untuk  routing  dikumpulkan  dan didistribusikan.

## 2.1. Algoritma dan Flowchart sistem router JST
1.  Inisialisasi untuk komunikasi soket.
· Membuat koneksi soket baru untuk komunikasi.
· Menyimpan sebuah alamat/ nomor dari soket kedalam variable.
· Mereset nilai dari obyek soket_addr, kemudian meng-inisialisasi komponennya.
· Membuat  program  ini  selalu  siap  mengirim  dan  menerima  data  ( looping tak terbatas)
· Melakukan mapping JST dan memutuskan jalur terpendek yang akan dilewati oleh data.
2.  Dokumentasi  alamat  port  yang  akan  digunakan  oleh Program  Kirim  Data Pelatihan dan Program Monitoring dan Seting untuk berkomunikasi (mengirim dan mengambil data).
3. Memanajemen (mengumpulkan, mengelompokkan,dan menyim-pan) parameter dari tabel routing dari router-router klien .
4. Mapping  informasi pada  tabel  routing  untuk  memutuskan jalur  yang  akan  dilewati oleh data berikutnya.
.
Gambar 1 . Flowchart Sistem Router JST
Program  Training  Jaringan  Syaraf  Tiruan  pada  blok Program  Monitoring dan  Setting sesuai  jenis  data  routing  yang  dilatih,  menggunakan    metode clustering dimana data dibagi menjadi 4 cluster sesuai banyaknya digit.
Data  routing  yang  telah  dikelompokkan,  dilatih  tiap-tiap  cluster  berdasarkan algoritma Backpropagasi Jaringan Syaraf Tiruan , program tersusun dari fungsi-fungsi :
· Prosedur  Set_Parameter(), ber-isikan  sub  program  yang  mensyaratkan  masukan/ input dari user, terdiri dari jumlah N pola yang hendak dilatihkan,  jumlah hidden layer beserta jumlah unitnya, momentum ( .
· Prosedur  Generate_Network(), merupakan  sub  program  untuk inisialisasi struktur network JST, berkaitan dengan pengalo-kasian secara dinamis variabel- variabelnya pada memori.
· Prosedur Random_Pembobot(), merupakan sub program peng-hasil bilangan acak .
· Prosedur  Norm_Input(), merupa-kan  sub  program  untuk  menstandarisasi  data input dan data output/ target.
· Prosedur  Inisialisasi_Input(), merupakan  sub  program  inisialisasi  pasangan  data input dan target sejumlah N pola, yang dibaca dari file alamat_port(variabel).log ke dalam array.
· Prosedur  Train_Net(), merupa-kan    sub  program training JST  metoda backpropagasi.  Ada  proses  looping  untuk  menghasilkan  batas  error  yang  harus dilampaui,  dari  proses  propagasi  maju/ feedforward dan  propagasi  balik/ backpropagasi .
· Setelah  batas  error  terlampaui,  nilai-nilai  output  dan  nilai-nilai  pembobot  hasil training disimpan untuk  digunakan  pada proses mapping .
· Prosedur Set_To_Default(), akan dieksekusi  apabila iterasi pelatihan lebih kecil daripada  iterasi  pelatihan  yang  pernah  dilakukan  sebelumnya  (berdasar-kan pembandingan  dengan  parameter-parameter  input  pelatihan  sebelumnya  yang dijadikan  standar). File-file  yang  dianggap  sebagai  standar  ini  merupakan dokumentasi hasil pelatihan .
Start Start Stop Stop Program Server Program  Kirim Data Tabel Program Monitoring dan Seting Kirim Data Pelatihan
3. Analisa dan Hasil Pengukuran
· Tabel  routing  yang  dipertukar-kan/digunakan  dalam  program  JST  Router  adalah sebagai berikut:
Tabel 1 .  Tabel  routing Router JST
Alam
at port1 Alam at port2 Paket diteri ma sebelu mnya Paket diteri ma Paket dikiri m sebelu mnya Paket dikiri m Total load
7001  7002  12926 12929  8139  8139  3 yang disimpan di dalam file dengan nama dari alamat IP asal  pengirim.
· Data  yang  dijadikan  sebagai  target  pelatihan  merupakan total  load ethernet  yang dirumuskan : TL=(Rx n -Rx n-1 )+(Tx n -Tx n-1 ) Keempat variabel tersebut (Rx n, Rx n-1, Tx n, Tx n-1 ) adalah bersifat sebagai counter.
· Berdasarkan  tipe  data  routing  ini,  parameter  learning  rate  diset  pada  kisaran  nilai relatif  kecil,  +  0.05  dan  momentumnya  pada  0.75  untuk  berada  pada  kondisi konvergen.
· Berdasarkan  hasil  pelatihan  JST,  yaitu  pembandingan  output  hasil  mapping  dengan target,  untuk  tiap cluster ,  rata-rata  mampu  mengenali  pola    pelatihan    mencapai    99 s/d 100 %.

## 4. Kesimpulan dan Saran
4.1.Kesimpulan
1.  Berkaitan  dengan  protokol  pengiriman  tabel  routing,  maka  program  ini  didesain untuk pengiriman tabel routing dilakukan setiap 1 detik, dan Time To Live (TTL) dari masing-masing tabel routing yang dikirim adalah 6 detik.
2.  Berkaitan  dengan  tabel  routing,  parameter  routing  (Tx n ,Tx n-1 ,  Rx n ,  Rx n-1 )  yang dipakai  memi-liki  tingkat  keacakan  yang  sangat  tinggi  yaitu  berkisar  hingga ((10 5 +10 4 +10 3 +10 2 +10 1 + 10 0 )+1) 4 variasi.
3.  Program Router JST ini efektif diterapkan pada jaringan dengan topologi mesh.
4.  Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk memilih parameter routing ( routing metric ) dalam tabel routing adalah:
· Dapat memutuskan satu route/jalur routing lebih baik dari yang lain
· Parameter tersebut dapat berupa jarak, keluaran ( througput ), delay , error rate , dan biaya.
· Parameter  yang  dapat  disupport  oleh  IP  saat  ini  adalah Delay,  Thorughput, Reliability ,  dan Cost (DTRC),  sedangkan  yang  dipakai  di  dalam  program router JST ini adalah Throughput (Total Load).
5.   Tingkat  pencapaian  keber-hasilan  dalam  mengenali  pola  data  yang  dilatihkan secara off line dari satu paket pola data untuk tiap-tiap cluster sebagai berikut :
· Cluster 2&3 digit : 100 %
· Cluster 4 digit      : 99.58 %
· Cluster 5 digit dan 6 digit : proses pelatihan tidak dapat mencapai kondisi error minimal yang diharapkan, mengingat point 2.  di atas.
6.  Untuk  mapping  secara on line terjadi  ketidaktepatan data  output  yang  dihasilkan, mengingat point 2.  di atas.

## 4.2.Saran
Ada beberapa hal yang bisa dilakukan untuk pengembangan program Router JST ini lebih lanjut, yaitu:
1.  Fleksibilitas : kemampuan beradaptasi terhadap berbagai topologi network.
2.  Bekerja pada kondisi network dengan lebar band/ bandwidth yang berbeda.
3.  Pada  sisi  Jaringan  Syaraf  Tiruan  dapat  digunakan  algoritma  JST  lain,  yang  lebih baik  dalam  mengenali  pola  data  yang  sangat  acak,  serta  memiliki  kemampuan adaptif untuk merubah nilai parameter dan topologinya ( unsupervised ).

## 5. Daftar Pustaka
1.   Laurene Fausett, " Fundamentals of Neural Networks ".
2.   Ardyono  Priyadi,  Mauridhi  Hery  Purnomo,  " Perbaikan  Kinerja  Dinamik  Sistem Multimesin Menggunakan Neuro-Kalman" ,     IES '99.
3.   Mohammad  Jasa  A.,  Mauridhi  Hery  Purnomo,  Ontoseno  Penangsang,  " Peramalan Beban Listrik Menggunakan Jaringan Saraf Tiruan Untuk Menentukan Besar kWh Tak Terjual Akibat Pemadaman", IES '99.
4.   Andrew S.Tanenbaum, " Com-puter Networks ". Prentice -Hall, Inc. 1989
5.   Onno W. Purbo, "TCP/IP ",  Elex Media Komputindo 1998.