TELKOM NIKA , Vol.11, No .1, March 2 0 1 3 , pp. 181~1 9 0   ISSN: 1693-6 930   accredited by D G HE (DIKTI ), Decree No: 51/Dikti/Kep/2010      181     Re cei v ed O c t ober 2, 20 12;  Revi se d Ja n uary 7, 2013;  Acce pted Fe brua ry 6, 201 3  Performance Evaluation of Bonding Techniques at  Wireless 802.11n       Guruh Fajar  Shidik 1 , Zul  Azri bin Muh a mad Noh 2   1 Dept. of Comp uter Scienc e, Univers i tas Di a n  Nus w a n toro  UDINUS,   Jl. Imam Bonjo l  207 Sem a ra n g , Indon esia,P h/F a x + 6 2 243 5 172 61/3 569 68 4  2 Dept. of Information & Com m unic a tion T e chno log y ,  U n ive r siti T e knikal Mala ysi a  Mel a ka  UT eM  Han g  T uah Ja ya, 7610 9 Dur i a n  T unggal, Mel a ka, Mala ys ia, Ph./F ax: + 606- 555 23 45/55 52 226   e-mail: faj a r_gr o@ ya hoo.com 1 , zulazri@ute m .edu.m y 2       Abs t rak   T untutan ak an  throug hp ut b andw idth y a n g  tingg i, mend oron g Poi n t to Poi n t w i rele ss aga r   me nye d iak an ban dw idth  l ebi h  untuk ber ba gai maca m  a p likasi s e p e rti l a yan an  w a ktu- nyata mu lti m e d ia .   Kami  mel a kuk an riset d e n g a n  tesbe d  eksp eri m en  pa da t opo log i  Poi n t to Point  me ng gun aka n  w i rel e ss   802.1 1n d a la m lingku n g an LA B. T u juanny a i a la h untuk  me mp el ajar i perfo rma ya ng aka n  diraih o l eh tek n ik   Interface B o n d in g d a n  C h a nne l B ond in g. Ka mi   me ngu sulka n  pr oses  da n  disa in  e ksperi m e n   unt u k   m e n g e v a l u a s i   p e r fo rm a  te kn ik te rse b u t. Beb e r ap a   p a r ame t e r  se pe rti  de l a y, ji tte r, d a t a  l o ss ra te  dan  throug hp ut dite rapka n  di  proto k ol  T C P/UDP d eng an ukura n  paket  d an arah  arus trafik ya n g  ber be da. Ha si l   dari  eksp eri m e n   me nu njuk an  ba hw a C h a n n e l B o n d in g  me mi liki  p eni ngk a t an thro ug hp ut yan g  s i gn ifika n .  Akan teta pi, h a sil Interfac e B ond ing  ja uh  da ri har apa n, ka mi  men e m uka n  perfor m any a  jau h  l ebi h re n d a h   dari s i ng gl e n o rmal l i nk. S eba gai  has il  pen e m ua n, ka mi  an alis is h a l itu  dis eba b k an o l e h  Me di a   Indep en dent In terface (MII), dan Sch edu lin g  Algorith m   ti da k dap at berfun g si de ng an b a i k  pad a kon e ks i   Point to Poi n t me ng gun aka n  w i reless 80 2.1 1n.     Kata kunci :   cha nnel b ond ing, interface bondi ng, poin t  to point, wireless 80 2.11 n      A b st r a ct   De ma nds for hig h  throug hp ut bandw idth,  encour age P o int to Point  w i reless to serve mor e   ban dw idth for ma ny kin d  ap plicati on suc h   as real-t i m e multi m e d ia serv i c es. W e  cond uct research  w i th  testbed ex peri m e n tal at Po in t to Point topol ogy use  w i re le ss 802.1 1n i n  LAB envir on ment. T he ai m i s  t o   studyin g the  p e rformanc e tha t  w ould be  ach i eve d  by  Interf ace Bo ndi ng  a nd C han ne l Bo ndi ng tech ni qu es.  W e  prop osed  exper iment pr o c ess an d des i gn to ev alu a te  the perfor m an ce of those te chni ques. S e v e ra l   para m eters su ch as de lay, j i tter, data loss  ra te and thr o ugh put ap pli e d on T C P/UD P protocols w i t h  different Packe t Si z e s an d Dir ection al T r affic F l ow s.  T he results exper ime n t show ed that Chan nel Bo nd i n g   has sig n ific ant throug hp ut imp r ove m e n t. How e ver, t he Interface Bo ndi ng r e sults are far f r om  expectati o n ,   w e  found that the perfor m a n c e is least tha n  singl e nor mal link. As our  findin g  w e  analy z e  it cause d  by   Medi a Ind e p e n dent Int e rface  (MII), and Sch edu lin g Al gor ithm  u nab le  to  w o rk prop erly  at w i reless  80 2 . 1 1 n   usin g Point to  Point con necti on.      Key w ords :  chann el bondi ng, interface bondi ng, poin t  to point, wireless 80 2.11 n       1. Introduc tion  Point to Point (PtP) wireles s  conn ectio n  allo w  sep a r ate pl ace th at use infrast r uctu re   mode an d co nfigure d  as  wirele ss b r idg e  to be interco nne cted. Point to point link is a topolo g y  that de sign ed  for  co nne ct t w o  de skto p   comput e r s o r   con n e c t enti r e lo cal  area  netwo rk [1] .  The   impleme n tation of this configuration i s  suita b le  for many co nd itions such as for lo w cost  techn o logy a nd ca pabl e of makin g  se pa rate pl a c e at  long ra nge in terco nne cted  [2]. Even there  has  been another  alternative of local  comm uni ca ti on [3], wi rel e ss is still t he most popular   implementation for local communic a tion [4].   Wirel e ss  802. 11n, i s  the l a test d r aft from   wirele ss 802 .11 that have  enha nceme n t  in its  techn o logy th at alrea d y im prove the  th eoreti c al  b a n d width, from  54 Mbp s   (80 2 .11g)  be co me   135 Mbp s  (8 0 2 .11n draft 2.0). The impro v ement of  wireless 802.1 1 n  also given  cap ability MIM O   to use m u ltipl e  tran smitter  and receiver  achi ev e high  throug hput in  singl e chann el sp ectrum 2 0   MHz  [4], [5].  [ 4 ],[5].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
   ISSN: 1693-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1,  March 2 013 :  181-1 9 0   182 No wad a ys  wi th the ever  growin g dem an d for  hig h  through put ba n d width, Point  to Point  wirel e ss  con n e ction  sh ould  be abl e to se rve more  ba n d width fo r ma ny kind  appli c ations  su ch  a s   real -time mul t imedia servi c e s  [6]. The  Requi rem e n t  of through p u t improvem ent on net work  con n e c tion, l ead  som e  te chni que s to   achi eve mo re  ban dwi d th. Interface Bo n d ing th at alre ady  impleme n t on  wire Ethe rne t  and Ch ann e l  Bonding  a r e  two tech niqu es that expe cted ca pable t o   improve throu ghput.   Channel Bonding i s  mechanism that  propo sed by TGn Sync [5],[7], these given  possibility wireless 802.1 1 n  to double the band width  through put. In Chan nel Bondin g , several  clo s e  cha nne ls a r e b ond e d  into a  wid e band. It will  caused the  tra n smi ssi on s b and i s  e n larg e,  then the pa cket transmi ssi on would  incre a se  which lea d s t o  the redu ction of packe t  transmissions time [8].Operat e Channel  Bonding i n  IEEE 802.11n  needs to impl ement on  High  Thro ugh put  (HT) G r ee n-fi eld m ode  [9]. It used to   a c tivate the  st ations that  capabl e to  ru n  on   Cha nnel Bon d ing. The r e a r e seve ral re sea r ch discu ss the  Cha n n e l Bonding te chni que  su ch  as  in [10], where the performance of Channel B onding on IEEE 802.11n would reduce  signifi cantl y   when get interference from  singl e active IEEE 802. 11g link, and their work  al so  show that  wi de  band of  Cha nnel Bon d ing  can p o tentia lly larger  th e  numbe r of i n terferers. In [8], they made  comp arative analysi s  rese arch of p e rfo r manc e  Chan nel  Bondi ng with  Multi Ch annel CSMA and  [11] made co mparative an alysis   with Single-ch ann el 802.11.   Another tech nique  to a c hi eve mo re th rough put s is u s ing  Lin u x B ondin g  al so  known a s   Interface Bo nding. Thi s  t e ch niqu e co uld agg re gat e multi link i n terfaces  be come  as  a single  logical lin ks,  whe r e thi s  te chni que i s   already u s ed  at  Ethernet te ch nology [12]  a nd ha s  bee n  has  been  stand ardize d as IEE E  802.3ad [1 3], where th e ke rnel lib ra ries  and  cla s se s with d e tail  explanation  coul d be  se en at [12], [14]. Aggre g a t ing the ba n d width  of multiple physi cal  comm uni cati ons into  a  sin g le lin k to  re a c h  high er  ca p a city is a  com m on a p p r oa ch to b e  u s e d  f o r   increa sing th e netwo rk  pe rforma nce. Beca use ban d w idth offered  by the multiple interfaces  can   be agg reg a te d to improve quality or su p port dem andi ng appli c atio ns that need  high ban dwi d th   [15]. There  h a s  bee n  som e  p r eviou s   re sea r ch  on  ag greg ating  mu ltiple wi rele ss links th at h a v e   looks  for aggregate multiple IP link .  In [16 ], the rese arch i s  focu s to present an ad apt ive   approa ch to  inverse m u l t iplexing reli able tran sp o r t proto c ol s in wide -a rea  wirel e ss a c cess  network  (WWAN) environments. While   in [17], provide the  resear ch to aggregat e the bandwi dt h   of multiple IP links by  splitting a data flow across  mul t iple net wo rk  interfaces at t he IP level.  It is  appli c able to  conn ectio n l e ss (UDP ) flows as  we ll  as for st ripi ng the data  flow in a TCP  connection across multipl e  IP links.  In [15], the research i s  able  to  utilize all avai lable bandwidth   on wi rele ss 8 02.11g th at a pplied i n  un st able  wirel e ss enviro n ment.  Mean while, [ 18] ha s a b le  to   aggregate th ree wi rel e ss  links, into on e logica l link that only achieve maxim a l improvem ent  throug hput o n  UDP, but in stability occur on TCP sid e .   This  pap er  provide spe c ific informatio n r egarding  the  impleme n tation Interfa c e   Bonding   and Chan nel  Bonding te ch nique s at Poi n t to Point wireless 80 2.11 n con n e c tion,  sin c e the r e h a s  been n o  sp e c ific research  that  evaluate the perfo rm ance of Interface Bo nding  at Point to Point   wirel e ss 80 2.11n conne cti on and the r e  is no any  co mpre hen sive informatio n a bout com p a r ative   perfo rman ce  betwe en Int e rface Bon d i ng an d  Cha nnel Bo ndin g  on Poi n t to Point wi rel e ss  802.11 n.  We  prop osed exp e rime nt  process an d d e si gn, wh ere  se veral p a ra me ters  are ap pli e d   to measu r e s  the perfo rma n c e tho s e tech nique s.       2. Proposed  Experiment  Process a n d  Design   The re sea r ch study wa s condu cted  at  Lab environment that  might be still has   interferen ce  with oth e r wi rele ss d e vice s,  sinc e we  can not cont rol  the   interfe r ence.  Th e si gnal  st ren g t h  of   w i rele ss  dev i c es i s   set  in  st ron g   sign al  con d ition d u r ing  experi m ent. The te st be d   experim ent i s  u s e  D-ITG  [19] to gen erate tra ffic  at end to e n d  nod es.  D-I T G al so u s e d  to   measures De lay, Jitter, an d Data L o ss  Rate  with  Ro und T r ip  Tim e  RT T me ch anism.  Moreo v er,  to measure s   Thro ugh put we u s e traffic monitorin g  in route r  devi c e s  that acce ssed via Wi n box,  with O n e  Wa y Delay  O W D m e chani sm. We  u s ing  Mikrotik  RO S v5.2 to m a ke  sta nda rd  PC  works a s   rout er that  woul d  able to  provi de Inte rfa c e  Bonding  and   Cha nnel Bo n d ing at Poi n t to   Point links u s ed  wirele ss  802.11 n, wh e r e the  wi rele ss  ada pter u s e s  chip set  Athero s  AR-9 2xx  with two MIM O  Spatial Antenna.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Perform a n c e  Evaluatio n of Bonding T e chniqu es  at Wi rele ss 8 02.11 n (Gu r uh F a jar Shidi k )  183 2.1 Experiment Proc ess    This pa rt d e s cribe s  ou r  prop ose  evaluat ion  mod e l to eval uate  the  perfo rm ance of   bondi ng tech nique a s  sh o w ed at Figu re 1. We star t  from setting  of wirele ss  mode s at rou t er   su ch a s  e s ta blish Poi n t to Point con n e c tion  with si n g le lin k no rm al wirele ss  m ode u s e d  20  Mhz  band width or applie d  Interf ace   Bondi ng with  roun d- ro bin mo de th at bon d two  wi reless  ca rd  wit h   20 MHz ban d w idth ea ch lin k or  configu r e  Chan nel Bon d ing with 4 0  MHz b and wid t h.          Figure 1. Pro posed sch e m e  of experime n t process      We  set  different di re ctiona l traffic flo w s  that  co nsi s t  with  singl e a nd bi dire ction a l traffi c  flows,  whe r e t h is  configu r at ion only u s ed  to  colle ct the  throug hput t hat applie d O W D m e chani sm  to gene rate  the traffic. In   singl e di re ctional traffi c  flo w s, we only set client  P C  that  able  to   send  traffic at one dire ction u s e d  One Way Delay me ch a n ism (OWD), where the server o n ly re ceive   the traffic tha t  send by  clie nt. Otherwi se , in bidi re ctio nal traffic flo w ; we p r e pare the se rver  and   client to b e  a b le to send traffic at sam e   time  use d  O W D  mechani sm. Where th e se rver  only  sent  con s tant 64 b y tes traffic un like cli ent that coul d  s e nd traffic  with different pac k et s i z e s .   The co nfiguration of dire ctional traffic fl ows is ski pped when  we wa nt to colle ct the  results of  RT T delay, jitter  and d a ta loss rate, wh ere  RTT i s  combi nation of forward a nd  reverse  measurement s. Packet Size s on  the experim ent a r e define d  o n  D-ITG. In this experi m ent  testbed, 13 d i fferent packe t size s (64, 1 28,  256, 384,  512, 640, 768, 896, 102 4, 1152, 128 0,  1408, a nd  15 36)  are  ap pli ed u s ed  con s tant p a yload  si ze. Th e da ta rate s that  woul d be  pu mp  durin g expe riment each cy cle s  is set as  defaul t 117 18 .75 p/s and th e duratio n is  60 se co nd s.  After setting  and  config ura t ion don e, we  split  the  pro c ess to run th e testbe d exp e rime nt   to gene rate  traffic with  OWD me ch a n ism  or  RT T mechani sm. After tha t, the traffic that  gene rate s u s ed RTT  will  measure by D-ITG to p r o v ide perfo rm ance data of  Delay, Jitter and   Data Loss  Rate. The traffic that generates us ed OWD will m e asure by T r aff i c Monitoring in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
   ISSN: 1693-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1,  March 2 013 :  181-1 9 0   184 Mikrotik ro ute r  that accessed usi ng Win box from  Mon i toring PC to provide p e rfo r man c e of sin g le   dire ctional th rough put and  bidire ction a l throu ghp ut.      2.2. Net w o r k  Design    This  part  de scrib e s ou r p r opo sed  network de sig n  th at use d  to  e v aluate the  Bonding  techni que s d u ring exp e ri ment.  The Network de si gn for experi m ent testbed  con s ist with  five   comp uters,  whe r e o ne compute r  use d  as  remote  monitorin g   PC that use d  to mea s ures the  throug hput in  single di re ction or bidi re cti onal flow s. T he other t w o  comp uter u s e d  as router th at  installe d with  Mikrotik ROS  and two  com puters  left used at end -to-end no de s, which  con n e c ted  by a 1GBps  dire ctly to each Mi kroti k  ROS. One co mputer at en d side s is a c t i ng as  client  that  respon ding to  sent data, d e co ding lo g files an d re co rding result s. The othe r on e com puter a c ts  as a  serve r , resp ondi ng to received data .  All PC  have same  spe c ifi c ation u s e s  Intel Pentium D  3.2 Ghz, with  2 GB RAM except PC mo ni toring   uses I n tel Pentium i7 1.67 GHz with 4 GB RAM.  Figure 2 is t he propo se d netwo rk  de si gn to  study t he pe rform a n c e  Chan nel  Bonding,  whe r e  every  Mikrotik o n ly have o ne  wirele ss  80 2.1 1n ad apte r s  that used 4 0 MHz ba nd a nd  setup a s  AP-bri dge o r  Station for ea ch side.  Th e  propo se d n e twork de sig n  to study the  perfo rman ce  of  Interfa c e  B ondin g  coul d be see n   at   Fi gure  3. T h e  d i fferent  with  chann el b ondi ng   is only at wireless 80 2.11 n adapte r s, e v ery Mikrot i k  have two wi reless interfa c e cards that  use d   20MHz band  and setup as AP-brid ge  o r  Station  fo r e a c h  side. Eve r y router mu st agg regate  two   interface be come one lo gi cal ad apter        Figure 2. Net w ork de sig n  chann el bondi ng           Figure 3. Net w ork de sig n  interface bon d i ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Perform a n c e  Evaluatio n of Bonding T e chniqu es  at Wi rele ss 8 02.11 n (Gu r uh F a jar Shidi k )  185 3. Experiment Re sult  The  result in  Figure 4, 5,  6  and  7 a r e  sh ow e d  the th rough put pe rf orma nce of I n terface   Bonding  and  Cha nnel Bo n d ing that al so  comp ared  wi th  norm a l wi reless lin k. In  TCP p r otocol, all  the throughput will drop  si gnifica ntly when meet packet  si ze 1536 byte  compared with packe t  size 1 408  by te. This cond ition is o c cur due  to  the  li mitation of M T U  at TCP.  The   re sult s  of    comp ari s o n   also   sho w e d  that  if pa cket  si ze   a nd  di re ction a l traffic  flo w s i n fluen ce   the    throug hput of   all  wireless   modes.         Figure 4. Single dire ction a l  TCP throug hput         Figure 5. Bidirectio nal T C P through put         Figure 6. Single dire ction a l  UDP thro ug hput     Figure 7. Bidirectio nal UDP through put       3.1. TCP / UDP Throug h put    The throug hp ut of Cha nnel  Bonding i s  i m prove d  whe n  appli ed this techni que  at Point to  Point Con n e c tion. At TCP proto c ol, the pe rform a nce  sin g le di rectio n an d  bidire ction a l traffic  flows is i n cre a se  until 4 7 .11% an d 92. 68%. Mor eov er, at  UDP  a l so in crea se  until 66.16  a nd  50.50%.   Otherwise, Interface Bon d i ng techni que  is  sho w ed h a sn’t improve m ent, althou gh we  bond s t w o  wi rele ss 8 02.11 n, the  perfo rmance  of no rmal  wirel e ss  mode  with  si ngle li nk is  still  better. In  TCP it drop  unti l  20.48%  an d  19.78%.  Furthermo re, th e  thro ugh put  at UDP i s  d r op   until 7.39% and 8.12% co mpared with  singl e link  with norm a l wire less mode.    The perfo rma n ce evalu a tio n  of delay, jitter  and data lo ss results are  serve s  in Figure 8 –   16. The  resu lts al ways in dicate  simil a r beh avior,  where  the i n te rface  bo ndin g  ha s th e worst  results th an  single lin k  and  ch annel  bo n d ing. Th e  hig h  num bers  of delay, jitter a nd data  lo ss  are   dire ctly given  impact to th e deg rad a tio n  of throu ghp ut.  Beside th at, we only h a s result of d a ta   loss rate at UDP proto c ol,  this co ndition s is  o c cur b e c au se T C P is reliable  con n e ction p r oto c ol  0 15 30 45 Throug hput   Mbps Packet   Siz e OWD   Single   Direct ional   TCP   Throughput   Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0 6 13 19 25 Throug hput   Mbps Packet   Siz e OWD   Bidirectional   TCP   Throughput Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0 30 60 90 120 Throug hput   Mbps Packet   Siz e OWD   Single   Direct ional   UDP   Throughput Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0 25 50 75 Throug hput   Mbps Packet   Siz e OWD   Bidirectional   UDP   Throughput Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
   ISSN: 1693-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1,  March 2 013 :  181-1 9 0   186 that avoids p a cket lo ss.  T h is  con d ition  result ing  D-IT G not d e tecti ng any  data  has  bee n lo ss at  TCP protocol . Therefo r e, only data loss rate at  UDP protocol is  colle cted a s   sho w e d  in Fi gure   16. The num ber of Data L o ss rate of Chann el  bondi ng, is least compa r ed with  other. Otherwise,   data lo ss  rat e  at Interfa c e Bondin g  is increa se co mpared singl e  link with Normal Wirele ss  8021.1 1n. Th e re sults of d a ta loss rate  all con n e c tio n  will increa se with the increa sing of p a cket  siz e .   The ove r all  condition s of i n terface b o n d ing  at  point  to point  usin g wi rele ss 8 0 2 .11n i n   this re se arch  is cont ra st with re se arch has  b een  con d u c t by[15], [18] where the Interfa c e  bondi ng coul d improve the  performan ce  of wirele ss 8 02.11b/g eve n t only stable  at UDP side s.      3.2. TCP / UDP Dela y         Figure 8. RT T TCP delay     Figure 9. RT T TCP delay           Figure 10. RT T UDP Delay     Figure 11. RT T UDP Delay                 0 45 90 135 180 225 Delay   milliseconds Packet   Siz e RTT   TCP   Delay   Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0 5 10 15 20 25 Delay   milliseconds Packet   Siz e RTT   TCP   Delay Norm al Channel   B o ndi ng 0 90 180 270 360 Delay   milliseconds Packet   Siz e RTT   UDP   Delay Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0 45 90 135 180 225 Delay   milliseconds Packet   Siz e RTT   UDP   Delay Norm al Channel   B o ndi ng Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Perform a n c e  Evaluatio n of Bonding T e chniqu es  at Wi rele ss 8 02.11 n (Gu r uh F a jar Shidi k )  187 3.3. TCP / UDP Jitter           Figure. 12. RTT TCP Jitter        Figure. 13. RTT TCP Jitter      Figure. 14. RTT UDP  Jitter    Figure. 15. RTT UDP  Jitter        3.4. UDP Da ta Loss Rate         Figure. 16. RTT UDP  Data  Loss Rate     0. 0 0. 7 1. 4 2. 1 2. 8 3. 5 Jitter   milliseconds Packet   Siz e RTT   TCP   J i tte r Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0. 0 0. 3 0. 6 0. 9 1. 2 Jitter   milliseconds Packet   Siz e RTT   TCP   J i tte r Norm al Channel   B o ndi ng 0 20 40 60 80 Jitter   milliseconds Packet   Siz e RTT   UDP   J i tte r Norm al Channel   B o ndi ng Inter f ace   B o ndi ng 0. 0 0. 4 0. 8 1. 2 1. 6 2. 0 Jitter   milliseconds Packet   Siz e RTT   UDP   J i tte r Norm al Channel   B o ndi ng 0 20 40 60 80 64 128 256 384 512 640 768 896 1024 1152 1280 1408 1536 Data   Lo ss   Rate   (%) Packet   Size RTT   UDP    Data   Loss   Rate Normal Channel   Bonding Inter f ac e   Bonding Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
   ISSN: 1693-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1,  March 2 013 :  181-1 9 0   188 4. Discussio n   The th rou ghp ut of  UDP  protocol  in thi s   re sea r ch i s  al ways sho w ed  high er pe rformance   than TCP p r o t ocol. UDP is conn ectio n le ss  proto c ol s that not req u ired ackn owl e dgeme n t like  at  TCP p r oto c ol , the spee d o f  UDP  protocol in  wirele ss  woul d be  hig her  sin c e  the  packet th at lo ss  will be ignored, because UDP not maki ng retr ansmi ssion for packet that has been loss.  TCP protocol  is co nne ctio n orie nted th at  used  ackn owle dgme n t to make  su re if all  packet s  a r e  sent. It mea n s, at T C P there  is  no a n y data lo ss rate h a s be en foun d in  this  proto c ol. Since the wirele ss link i s  half  duplex  [20][5] the used of  ackno w le dge ment will re d u ce  the thro ugh p u t perfo rma n c e  be cau s e it  wait u n til a ll  packet i s   re ceived that  ca use d  at the  same  time both n o des  are  re q uestin g  to send d a ta an d ma ke the  pro c e s s of transfe rri ng d a t a   alternately. Besid e s that, refer to [21] "a netwo rk h a s  a m a xim u m   transm i ssion u n it (MTU), wh ich   is the l a rg est  packet th at can  be tran sported  o v er that ph ysi cal   netwo rk.  On  the Ethern e t, the  m a xim u m  Size i s  15 00  b y tes,  whi c h d e fined a s  p a rt of the Ethe rnet  stand ard " . Therefo r e,  at  packet  size 1 536 byte s th e thro ugh put  of wirele ss  will dro p  si gnifi cantly. It cau s ed th e p a cket  that has large r  si zes m o re t han 15 00 bytes will b e  ha sh in to smalle r part to fit with the MTU.   The th roug hp ut achieveme n t at bidi re ctional tr affic flo w s will  de cre a se  sig n ifica n t ly at all  packet si ze s  that has b e e n  gene rate. T he deg ra dati on thro ugh pu t at different dire ctional tra ffic   flow it ca used  by type of transmi ssi on m e dium  wi rele ss. The stan da rd wirele ss  80 2.11 u s ed  half  duplex co mm unication me dium acce ss control, whe r e  "Half-Duple x  wirele ss system  allow two  wa y com m unication   but su bscrib er  can only  tran sm itted a nd  re cei v e  at an y  given tim e . Sam e   freque ncy i s  use d  for bot h tran sm issio n  and  recept i on, with pu sh to talk feat ure fo r ena bl ing  transm i ssio n only at a tim e  " [22]. This con d ition is d i fferent with  wire d Ethern e t that applie d full  duplex com m unication  fo r transmitting and re ceive  t he d a ta. At  wire d tran smi ssi on th at ha ve   data rate  100  Mbp s , it is a b le to tra n smi t  100Mbp s a n d  re ceive 1 0 0 M bps at sam e  time be cau s e   full duplex co mmuni cation  medium [23].  Howeve r,  si nce wi rel e ss is half duplex , the full speed   coul d a c hieve  whe n  devi c e  only se nd s p a cket data  on e dire ction.  When at  sam e  time the d e vice  requi re d to receive pa cket data,  the deg radatio n sp ee d will occur  si nce at that time the mediu m   acce ss  cont rol MAC will  manag e the  medium to a b le se nd an d  receive pa cket alternately  tha t   lead s to de gradation s  of t h rou ghp ut. Therefo r e, at   bidire ction a l traffic flows th e throu ghp ut of  wirel e ss li nk  will decreased si nc e both  stations are  sent and rece i v e packet at  same time. T h e   mech ani sm s  that manag e  half dupl ex medium  acce ss control  a t  wirele ss a r e de scribe d  as   standard at I EEE 802.11e [20].  The overall result at this experim ent s howed that Cha nnel Bon d ing ha s sig n ificant   throug hput im provem ent than Interfa c e  Bonding  wh e n  applie d at Point to Point conn ectio n  u s ed   wirel e ss  802 .11n. The s e  re sults cou l d ac hieve,  becau se  Ch annel B ondi ng capa ble  to  maximizin g   a v ailable band width re sou r ces of  wi rele ss  8 02.11 n when appli ed at  Point  to  P o int  con n e c tion fo r throu ghp ut improvem ent by wider  the  band width sp ectru m  from the stan dard 20  MHz b e com e  40 MHz. Since the  bandwi d th, tr ansmi ssio n is enlarg e  it make packet  transmissio n  rate in crea se   and l ead s to  the redu ctio n   of pa cket tran smissio n  time  [8]. The  re su lt  from experi m ent also sho w ed if delay  and lat ency  of Channel  Bonding i s  a l ways le ss than   con d ition of  Normal wi rel e ss mod e  at all proto c ol a nd all co nditi ons, which af fecting to hig her  throug hput a c hievement.   The pe rforma nce  of Interfa c e Bon d ing a t  poi nt to poi nt con n e c tion  that used  wi rele ss  802.11 n is n o t sho w e d  im provem ent p e rform a n c e  compa r ed  with  norm a l  wirel e ss mo de, si nce   the pe rform a nce  of thro ug hput, delay, ji tter, and d a ta  loss rate of  singl e wi rele ss lin k  still better  than Interfa c e bon ding. T he results of  perfo rma n ce  Interface Bo nding  at this experim ent  are  contrast,  wh e n  we  com pare with  expe ri ment that   ha s bee n d one  a t[15][18]. The  differe nt re sults   in this expe riment, is also  cau s ed by d i fferent platfo rm tech nolo g y  and topolo g y that affecting   different resu lt of experim ent. At that rese ar ch u s in g wirele ss  8 02.11 b/g th at impleme n t in  stand ard  infrastru c tu re to pology  witho u t brid ging t w o LA N  seg m ent, otherwise the  platform   Linux an d dri v er that u s ed  to be impl e m ent a s   ro uter a r e diffe re nt. Moreove r ,  we id entified  the  probl em s of degradatio ns throug hput  that occu r in Interface Bon d i ng is  cau s e d  by kernel that   not wo rk p r o perly at Poi n t to Point con nectio n  u s e  wirel e ss  802. 11n. Sin c e th e ke rn el can not  maximize th e availabl e  band width  of each inte rface  wirele ss 802.11 n, the thro ughp ut of   Interface Bon d ing i s  le ss than  singl e lin k wi rel e ss  int e rface. Main   parts at kern el that lead s  to   degradatio ns  perfo rman ce  of Interface Bondin g  ar e ca use d  by Me dia Indep end en t Interface th a t   can not be u s ed for wi rele ss ada pter an d  Schedul i ng  Algorithm tha t  not work pro perly.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Perform a n c e  Evaluatio n of Bonding T e chniqu es  at Wi rele ss 8 02.11 n (Gu r uh F a jar Shidi k )  189 As co nsi dera t ion Media In depe ndent In terface  ca nn ot be used at  wirel e ss inte rface to  identified  wireless lin k, it make s A R P i n terval  is set as d e fault 10 0ms. Th e co nse que nce u s ing   default ARP  to dete c t link, it will floodi ng the  wi re le ss lin k with  their  bro a d c a s t pa cket ev ery   100m s,  b e si des  that  wh en lin k failu re  is o c cu r bef ore  100m s th e kern el  can not dete c t it  and   assume  lin k i s  al way s   on.  Refer to [1 4]if the  ke r nel  wi ll be  una ble  to dete c t li nk failure s,  and   will   assume that  all links are always available. The co ndi t ions will likel y result in lost packets, and   resulting d e g r adation  of pe rforman c e. An other  effe cts t hat occu r  sin c e MII  cann ot wo rk  pro p e r l y ,  refers to [13]i n  ca se th e kernel  ca nnot  detect MII  at  wirel e ss d e vice, the d a ta  rate at etho ol .c   woul d be  set  as  default 100 Mbps. It  means the  ke rnel  will  det ect the  data  rates of wi rel e ss  con s tant at 1 00 Mbp s . Thi s  condition s  affecting   the  actual  spe e d  rate that ap plied at wi rel e ss  device at tha t  time cannot  detected, si nce the  sp e e d  rate of wireless devi c e  is different  with   speed rate of wired Ethernet,   the scheduling algorithm will se nd the packet  data constan t   without  ca re  the a c tual  dat a rates of p h y sical   devi c e s .  Thi s  co ndit i on will cau s e d   in creased   the  delay, be ca u s e  buffer effe ct will  o c cur  at wi rele ss d e vice s if d a ta  rate s  are  be low th an  def ault  spe ed that set by ethool.c. Another problem s  caused by ke rnel that ap plied sche du ling  algorith m  to split and di stri bute pa cket. Refer to  [13]a l gorithm Ro u nd  Robin  will  split pa cket that  transmit in  se quential  orde r from  the fi rst avail able  sla v e throu gh th e la st.  It me ans the  numb e r  of packet that split, will be sent with  sam e  amount   seq uentially to all interfaces. Base d on[24] " In  Rou nd  Robi n ,  traffic pa ckets a r e  sche duled to  ea ch link i n  a  round -robin m anne r, and  it is  suitabl e for hom ogeneo us  and stabl e lin ks  su ch as  wired ".  Since the wirele ss li nk is un stabl e,  we  analy z e t he p o ssibility  of link failure  is mo re  often  and  data  rate s o n  e a ch lin k  coul d different  even use s  same physi cal  device s . Ro und Ro bin sche dule r  will alway s  sen d  the packet d a ta   seq uentially  with sa me a m ount with ou t care s with  a c tual data  rat e s ea ch lin ks or event the  link   is failure that  will cau s ed  hi gh data l o ss.  Therefore  Ro und  Robi n al gorithm i s  n o t sufficie n t to be  impleme n ted  at wirele ss lin k.   The im pact  o f  Media In de pend ent Interface  (MII) a n d  Sch eduli n g  Algorithm  th at unabl e   to work prop erly affecting  the numbe r of delay , jitte r and d a ta lo ss  rate of Interface Bondi ng   increa se si gn ificantly com pare d  with n o rmal  single  link wi rele ss then lead s to degra dation  of  throug hput.       5. Conclusio n   Our  pro p o s e d  expe rimen t  pro c e ss  a nd de sig n  h a s b een  abl e to evalu a ting the   perfo rman ce   of Interfa c e B ondin g  a nd  Chann el Bon d i ng  while  ap pl ied at  point  to poi nt wi rel e ss  802.11 n.  It  caused UDP p r otocols  are con n e c tionle s s, which  is n o t req u ire d  a c kno w led gem ent  like T C P prot ocol that m a ke throu ghp ut of UDP p r oto c ol in  wirel e ss would b e  hi gher, d ue to the   no retran smi s sion fo r p a cket that has b een lo ss. TCP is reli able  con n e c tion th at avoids  pa cket  loss, this co n d ition affectin g no any  data  loss  rate at TCP proto c ol.    Cha nnel Bon d ing ha s sig n i f icant throu g h put improvem ent when a p p lied at Point to Point  con n e c tion. These achieve m ents cau s e d  by C han nel  Bonding cap able to maximizing avail a ble  band width  re sou r ces  of wirel e ss 8 0 2 . 11n by wi d e r the b and width  spe c trum, the affect to   enlargem ent of band width  transmission  make  pa cke t  transmi ssio n rate in crea se a nd lea d s to  the re du ction  of pa cket transmi ssion  time. On  th e  other  han ds,  Interface B ondin g  cann ot  maximize th e  perfo rman ce  of wirel e ss 8 02.11n at p o i n t to point co nne ction, in fact it ha s lower  perfo rman ce  than single   li nk.  Th ese co ndition s  were  ca used by  Media In dep ende nt Interf ace  and  Rou nd  Robin  sched uli ng alg o rithm  unabl e to work p r ope rly at  Point to Point con n e c tion t hat  use d   wirel e ss 802.1 1n. T h e en han cem e nts of  MII ar e   re quired as sug g e s tion of  future s wo rk to   make Inte rface Bonding ab le to detect link failure  wh en occu r in wirele ss a nd d e tect the actu al  data  rate s th at availabl e a t  wirele ss 80 2.11n.  Be sid e s th at, the i m provin g Scheduli ng Alg o r ithm   also n eede d to make al gori t hm that able to spli tting pa cket data, an d dist rib u ted the pa cket data  based o n  th e ca pa city of link an d le vel of si gn al  stre ngth  wireless 8 02.11 n ada pter th at  impleme n t at Point to Point conn ectio n . For  the further  work, a n  enha nce m ent of MII a nd  sched uling  al gorithm  that  fully sup port s  to be  imple m enting  at in terface  bo ndi ng for wi rel e ss  802.11 nre q iu red.       Referen ces   [1]  Andreas G, S a vvides.  Desig n in g and Prot otypin g a W i reless Po int to Point Link w i th Multimed i a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
   ISSN: 1693-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 1,  March 2 013 :  181-1 9 0   190 Appl icatio n Su pport.  Mediterr ane an El ectrotechn ical C onfe r ence, IEEE. 2000: 32 2-3 25.   [2]  D T r inchero  e t  al.  An In de p end ent, Low   Cost an d Op e n  So urce S o lu tion for th e R eali z a t io n o f   Wireless Li nks  over Hu ge Mult ikilo metric Dist ance . IEEE. 20 08: 495- 49 8.  [3]  I Suharjo. An alisis P eng gu n aan Jar i n gan  Kabe l Listrik  Seba gai M edi a Komun i kasi  Data Intern et. TEL K OMNIKA . 2009; 7(1).   [4]  Hen d ra S e tia w an, Yuh e i  Nag ao, Masa y u ki  Kurosak i , an d  iroshi  Ochi. IEEE 802. 11n  P h y s ical  La y e r   Impleme n tatio n  on F i el d Prog rammabl e Gate Arra y .   TEL K OMNIKA . 2011 ; 10(1): 67-74.   [5]  T homas Paul  a nd T o kun bo O gunfum i. Wirel e ss  L an  Com e s of Ag e: U nde rstandi ng t he I EEE 80 2.11 n   Amendm ent.  IEEE Circuits and System  Maga z i ne . F i rst Quarter. 200 8: 2 8 -54.    [6]  I Saris, A R N i x,  and  A Do uf ix. H i g h -T hroughp ut Mu lti p le- i np ut Multi p le- out put S y stem  for in  Ho m e   Multimed ia Str eami ng.  IEEE Wireless Comm unic ations . 2 006: 60- 66.   [7] IEEE  P802.11 n/D2.0.  Draft STANDARD for Inform ation Te ch no lo gy Te l e comm un i c a t io n s  and  Information  E xchan ge  bet w een Syste m s Loc al  and  Metrop olita n  Area  Netw orks Sp ecific   Req u ire m ents ; 200 7.  [8]  Lia ng  Xu, K o j i  Yamam o to, and S u sumu  Yoshi da. Perf ormanc e Com paris on b e t w e en C han ne l- Bond ing  and M u lti-Ch an nel C S MA.  IEEE . 20 07: 406- 41 0.  [9]  Marius-C onsta ntin Po pescu  and  Nikos E.  Ma storakis.  Ne w  Asp e ct on W i rel e ss  Commun i cati o n   Net w orks.  Inter natio nal J ourn a l of Co mmu n i c ations IEEE . 200 9: 34-4 3 .  [10]  F i ehe  San d ra,  Rii hij ä rvi J a n ne, a nd M ä h ö nen  Petri.  Exp e ri ment al Stu d y  on P e rfor ma nce  of IEEE   802.1 1n a nd Imp a ct of Interfer ers on the  2.4 GH z  ISM Ba nd.  IWCMC’10 .  Caen, F r ance.  2010: 4 7 -51.   [11]  Sofie P o li n  a nd A h ma d B aha i.  Perfor mance  An alysis  Co nten din g  of  Do ubl e-C h ann el 80 2.11 n   Conte ndi ng w i th Sing le-C ha n nel 8 02.1 1 .  International Confe r e n ce Communication . Dresden, 2 009: 1-6.   [12]  S Aust, Jong  Ok Kim, P  Davis, Yamaguchi, and A Obana .  Eval uatio n  of Lin u x  B ond i ng F e atures. IEEE . 2006: 1- 6.  [13] M  Seaman.  Li n k  Aggreg atio n Contro l Protoc ol Scen arios .  IEEE.  1998: 1-2 .   [14]  Jing Ya ng, Qi ang C ao,  Xu  Li, Cha ngs hen g Xi e, Qing  Yang. ST -CDP: Snapsh o ts in T R AP for  Conti nuo us Da ta Protection.  IEEE Transactions on Com p uters . 2012; 6 1 (6 ): 753-76 6.  [15]  Y Haseg a w a ,  I Yamaguch i . T  Hama, H Shimo n ish i , and   T  Murase. Improve d  Data D i stributi on fo r   Multip ath T C P  Commun i cati o n . IEEE Globecom . 2 005: 2 7 1 -27 5 .  [16]  A C S n o e ren.  Adaptiv e Inv e r s e Mu ltipl e xin g  for W i d e  Are a   W i reless  Netw orks.  IEEE Globcom' 09. Ri o  De Jen e iro, 1 9 99: 166 57- 167 2.  [17]  D S Pathak and T  Goff.  A  Novel Mec h a n is m for Data  Strea m i ng Ac ro s s  Mu l t i p le  IP  Li nks for  Impr ovin g   Throug hp ut an d Reli ab ility in  Mobil e  Envir o n m e n ts . IEEE INFOCOM. New   York. 2 002:  773- 781.   [18]  A Ja yasur i a, S  Aust, A Yam aguc hi  and  P  Davis.  Ag gre g a tion  of W i fi Li nks: W hen  Do es it W o rks? IEEE. 2007: 31 8-32.   [19]  S Avallo ne, S  Guadag no, D  Emma, and A Pescap.  D-ITG Distributed Internet Traf fi c Generator . Internatio na l C onfere n ce o n  t he Quantit ative  Evaluat i on of  S y stems (QEST ’04). 2004: 31 6 - 317.   [20]  Pejma n  Rosh a n  and J onat ha n  Lear y. 8 02.1 1  W i reless LA N F undam ent a l s. Indian ap olis , USA: Cisc o   Press. 2004.   [21] Craig  H unt. TCP/IP .:  O'Reilly   Media.Inc. 2002.  [22]  T L  Singal. W i reless C o mmun i catio n . Pond ic herr y , In dia: TAT A  McGre w   Hill. 20 10.   [23] T e chRepub lic.  802.1 1   Wir e less Netw or king Res our ces G u ide . L ouisvi ll e, KY: CNET  Net w ork. Inc., 2002.   [24]  Jong-Ok Kim.  F eedb ack-Bas ed T r affic Splitting  for W i r e les s  T e rminals  w i t h  Multi-R a d i o  Devices.  IE EE  T r ansactio n s o n  Cons u m er El ectronic . 20 10:  476-4 82.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.