ANALISA DAN PERANCANGAN KUALI TAS LAYANAN INFRASTRUKTUR IPTV MENGGUNAKAN JARI NGAN MPLS PADA KEGIATAN PENELI TIAN DIGI TAL BROADCASTING DI PUSAT TEKNOLOGI INFORMASI DAN KOMUNI KASI BPPT
SKRIPSI
Oleh
DENNY NURPARAMITA
1000854246
MANAGAM JONATAN FERNANDUS HASIBUAN 1000854561 ADJI SULISTYO HARTONO Kelas / Kelompok : 07PBT / Kelompok 8
Universitas Bina Nusantara Jakarta 2010
1000857336
ANALISA DAN PERANCANGAN KUALI TAS LAYANAN INFRASTRUKTUR IPTV MENGGUNAKAN JARI NGAN MPLS PADA KEGIATAN PENELI TIAN DIGI TAL BROADCASTING DI PUSAT TEKNOLOGI INFORMASI DAN KOMUNI KASI BPPT
SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Informatika Jenjang Pendidikan Strata-1
Oleh
DENNY NURPARAMITA
1000854246
MANAGAM JONATAN FERNANDUS HASIBUAN 1000854561 ADJI SULISTYO HARTONO Kelas / Kelompok : 07PBT / Kelompok 8
Universitas Bina Nusantara Jakarta 2010
1000857336
ANALISA DAN PERANCANGAN KUALI TAS LAYANAN INFRASTRUKTUR IPTV MENGGUNAKAN JARI NGAN MPLS PADA KEGIATAN PENELI TIAN DIGI TAL BROADCASTING DI PUSAT TEKNOLOGI INFORMASI DAN KOMUNI KASI BPPT
S KRIPS I
Disusun oleh :
Denny Nurparamita 1000854246
Managam J.F. Hasibuan 1000854561
Disetujui oleh : Pembimbing
Fauzie Dahmir, Ir., M.Eng. Kode Dosen : D1524
Universitas Bina Nusantara Jakarta 2010
iii
Adji S ulistyo Hartono 1000857336
PERNYATAAN
Dengan ini kami, Nama
: DENNY NURPARAMITA
NIM
: 1000854246
Nama
: M ANAGAM JONATAN FERNANDUS HASIBUAN
NIM
: 1000854561
Nama
: ADJI SULISTYO HARTONO
NIM
: 1000857336
Judul skripsi : ANALIS A DAN PERANCANGAN
KUALITAS
LAYANAN
INFRAS TRUKTUR IPTV MENGGUNAKAN JARINGAN MPLS PADA KEGIATAN PENELITIAN DIGITAL BROADCAS TING DI PUS AT TEKNOLOGI INFORMAS I DAN KOMUN IKAS I BPPT
M emberikan kepada Universitas Bina Nusantara hak non-eksklusif untuk menyimpan, memperbanyak, dan menyebarluaskan skripsi karya kami, secara keseluruhan atau hanya sebagian atau hanya ringkasannya saja, dalam bentuk format tercetak dan atau elektronik.
M enyatakan bahwa kami, akan
mempertahankan hak exclusive kami, untuk
menggunakan seluruh atau sebagian isi skripsi kami, guna pengembangan karya di masa depan, misalnya bentuk artikel, buku, perangkat lunak, ataupun sistem informasi.
Jakarta, 15 Februari 2010
Denny Nurparamita
M anagam J.F. Hasibuan
vii
Adji Sulistyo Hartono
PRAKATA
Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang M aha Esa, atas Rahmat dan Karunianya yang diberikan kepada kami sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“ANALISA
DAN
PERANCANGAN
KUALITAS
LAYANAN
INFRASTRUKTUR IPTV M ENGGUNAKAN JARINGAN MPLS PADA KEGIATAN PENELITIAN DIGITAL BROADCASTING DI PUSAT TEKNOLOGI INFORMASI DAN KOM UNIKASI”. Adapun skripsi ini merupakan karya tulis yang disusun untuk memenuhi tugas akhir dan juga merupakan salah satu syarat dalam memperoleh gelar Kesarjanaan Teknik Informatika Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Penulis menyadari karena adanya keterbatasan waktu, pengalaman, kemampuan dan pengetahuan, maka skripsi ini dalam bentuk maupun isinya masih jauh dari sempurna. Oleh karenanya penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya apabila bentuk dan penyajian skripsi ini kurang berkenan bagi pembaca. Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Fauzie Dahmir, Ir., M .Eng. selaku dosen pembimbing atas dukungan, bimbingan, perhatian, kesabaran dan kerjasamanya yang telah diberikan selama penyusunan skripsi ini. Disamping itu, kami juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Harjanto Prabowo, MM , Selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk mengikuti kuliah dan menyelesaikan skripsi ini.
ix
2. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M .Sc, M .Comp.Sc., selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M .Kom., selaku Kepala Jurusan Tehnik Informatika yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk menyelesaikan skripsi ini. 4. Bapak Ananda Kusuma, Bapak Tri Sampurno, dan Bapak Widrianto Selaku Pegawai di Pusat Teknologi Informasi dan Komunikasi (PTIK) pada Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi (BPPT) yang telah membimbing kami dalam melakukan penelitian skripsi ini, serta seluruh staffnya yang sudah memberi kami informasi yang sangat membantu untuk skripsi kami. 5. Orang tua dan saudara – saudara kami yang telah memberikan dukungan, nasehat, bimbingan dan doa sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Teman – teman angkatan 2006 Bina Nusantara, atas kebersamaan, pendapat, bantuan dan kerjasamanya selama ini. 7. Dan semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan skripsi ini, yang tidak bisa kami sebutkan satu per satu. Akhir kata, kami berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya.
Jakarta, Januari 2010
Penulis x
DAFTAR IS I
Halaman Judul Luar ........................................................................................................... i Halaman Judul Dalam .......................................................................................................ii Halaman Persetujuan Hard Cover....................................................................................iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji...............................................................................iv Halaman Pemberian Hak Cipta Non Eksklusif................................................................vii Abstrak ............................................................................................................................viii Prakata .............................................................................................................................. ix Daftar Isi........................................................................................................................... xi Daftar Tabel...................................................................................................................xvii Daftar Gambar ................................................................................................................ xix Daftar Lampiran ........................................................................................................... xxiv BAB 1 PENDAHULUAN................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.2 Ruang Lingkup .............................................................................................. 3 1.3 Tujuan dan M anfaat....................................................................................... 4 1.4 M etodologi Penelitian ................................................................................... 5 1.5 Sistematika Penulisan.................................................................................... 6 BAB 2 LANDASAN TEORI............................................................................................ 8 2.1 Pengertian Jaringan ....................................................................................... 8 2.2 Konsep Networking Model .......................................................................... 10 2.2.1
Pengenalan Layer ............................................................................. 9
2.2.2
M odel OSI Layer............................................................................ 10 xi
2.2.3 2.3
2.4
M odel TCP/IP Layer ...................................................................... 14
Internet Protocol ........................................................................................ 27 2.3.1
Pengalamatan IP ............................................................................. 27
2.3.2
Pemakaian IP .................................................................................. 31
Routing Protocol ........................................................................................ 35 2.4.1
Static Routing ................................................................................. 36
2.4.2
Dynamic Routing ............................................................................ 37
2.4.3
Autonomous System ........................................................................ 37
2.4.4
Distance Vector Routing Protocol ................................................. 39
2.4.5
Link State Routing Protocol ........................................................... 39
2.4.6
Contoh Routing Protocol................................................................ 40
2.5
Topologi Jaringan....................................................................................... 46
2.6
Jenis-Jenis M edia ....................................................................................... 51
2.7
Perangkat Jaringan ..................................................................................... 53
2.8
Multiprotocol Label Switching ................................................................... 55
2.9
2.8.1
Pendahuluan ................................................................................... 55
2.8.2
Packet Forwarding pada jaringan IP Tradisional Versus M PLS... 56
2.8.3
Arsitektur MPLS ............................................................................ 59
2.8.4
Istilah-Istilah Dalam M PLS............................................................ 60
2.8.5
Operasi Pada M PLS ....................................................................... 63
2.8.6
Frame-Mode M PLS ....................................................................... 67
2.8.7
Cell-Mode M PLS ........................................................................... 69
Virtual Private Network MPLS (VPN M PLS)........................................... 70 2.9.1
Pendahuluan ................................................................................... 70 xii
2.9.2
Kategori VPN ................................................................................. 71
2.9.3
Arsitektur dan Terminologi VPN MPLS........................................ 73
2.9.4
M odel Routing Pada Jaringan M PLS ............................................. 75 2.9.4.1 Virtual Routing dan Forwarding (VRF).............................. 77 2.9.4.2 Route Distinguisher (RD) .................................................... 78 2.9.4.3 Multiprotocol BGP (MP-BGP)............................................ 79 2.9.4.4 Route Target (RT)................................................................ 80 2.9.4.5 Address Family (AF)........................................................... 81
2.10 Quality of Service (QoS) ............................................................................ 81 2.10.1 Classification and Marking ............................................................ 82 2.10.2 Hubungan antara IP Precedence, DSCP dan ToS .......................... 83 2.10.3 MPLS EXP Bit Marking ................................................................ 86 2.10.4 Congestion Management ................................................................ 86 2.10.5 Congestion Avoidance .................................................................... 87 2.10.6 Traffic Policing and Shapping ....................................................... 88 2.10.7 M ekanisme QoS ............................................................................. 88 2.10.8 MPLS QoS Operating Modes ........................................................ 90 BAB 3 ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM ................................................... 91 3.1
Profil BPPT ................................................................................................ 91 3.1.1
BPPT .............................................................................................. 91
3.1.2
Sejarah BPPT ................................................................................. 91
3.1.3
Visi, M isi, Tugas Pokok, Fingsi dan Wewenang ........................... 94
3.1.4
Struktur Organisasi BPPT .............................................................. 96
3.1.5
PTIK............................................................................................... 98 xiii
3.1.5.1 Tugas PTIK.......................................................................... 98 3.1.5.2 Struktur Organisasi PTIK .................................................... 98 3.1.5.3 SDM..................................................................................... 99 3.1.5.4 Anggaran PTIK.................................................................. 100 3.1.5.5 Fasilitas Laboratorium PTIK ............................................. 100 3.2
3.3
Analisa Sistem .......................................................................................... 102 3.2.1
Perumusan M asalah...................................................................... 103
3.2.2
Solusi Penyelesaian M asalah........................................................ 105
Perancangan Sistem.................................................................................. 107 3.3.1
Spesifikasi Perangkat Jaringan Yang Dibutuhkan ....................... 107
3.3.2
Perancangan Topologi .................................................................. 111
3.3.3
Perancangan Quality of Service (Qos).......................................... 122
BAB 4 IM PLEM ENTASI DAN EVALUASI .............................................................. 126 4.1
4.2
4.3
Persiapan Implementasi............................................................................ 126 4.1.1
Software dan Hardware Yang Digunakan ................................ 126
4.1.2
Instalasi Konfigurasi Router ...................................................... 128
Implementasi ............................................................................................ 129 4.2.1
Topologi VPN-MPLS................................................................ 130
4.2.2
Konfigurasi VPN-M PLS........................................................... 132
4.2.3
Konfigurasi Kualitas Layanan................................................... 135
Evaluasi .................................................................................................... 141 4.3.1
Pengujian Fungsional Jaringan.................................................. 142 4.3.1.1 Pengujian Fungsional Dengan M enggunakan Ping ...... 142 4.3.1.1.1
Ping Pada Client A ...................................... 142 xiv
4.3.1.1.2
Ping Pada Client B ...................................... 143
4.3.1.1.3
Evaluasi Hasil Ping ..................................... 145
4.3.1.2 Pengujian Fungsional Dengan M enggunakan Traceroute ..................................................................... 145 4.3.1.2.1
Traceroute Pada Client A ............................ 146
4.3.1.2.2
Traceroute Pada Client B ............................ 147
4.3.1.2.3
Evaluasi Hasil Traceroute ........................... 149
4.3.1.3 Pengujian Fungsional Dengan M enggunakan Software Sniffer Wireshark ........................................... 150
4.3.2
4.3.1.3.1
Hasil Sniffing Pada Kelas Best-Effort......... 150
4.3.1.3.2
Hasil Sniffing Pada Kelas Data ................... 154
4.3.1.3.3
Hasil Sniffing Pada Kelas Video................. 157
4.3.1.3.4
Evaluasi Hasil Sniffing Wireshark............... 160
Pengujian Performansi Jaringan ................................................ 161 4.3.2.1 Jaringan VPN M PLS Tanpa QoS Pada VPN-b............ 162 4.3.2.2 Jaringan VPN M PLS Dengan QoS Pada VPN-a.......... 172 4.3.2.3 Evaluasi Dari Pengukuran M enggunakan Jperf ........... 181
BAB 5 SIM PULAN DAN SARAN.............................................................................. 186 5.1
Simpulan................................................................................................... 186
5.2
Saran ......................................................................................................... 187
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 189 RIWAYAT HIDUP....................................................................................................... 191 LAMPIRAN-LAMPIRAN..............................................................................................L1 xv
Wawancara ..........................................................................................................L1 Standar Codec H.264...........................................................................................L4 Peraturan M ENKOM INFO M engenai Layanan IPTV .......................................L9 Konfigurasi Router dan Switch ........................................................................ L26 Softaware-Software Yang Digunakan...............................................................L69 SURAT SURVEI ................................................................................................................
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel Nilai IP Precedence .................................................................. 84
Tabel 2.2
Tabel Nilai Drop Probability .............................................................. 85
Tabel 3.1
Daftar Kepemimpinan di BPPT .......................................................... 93
Tabel 4.1
IP Address Router Customer............................................................. 132
Tabel 4.2
IP Address Router VPN MPLS Cloud................................................ 133
Tabel 4.3
Pembagian Kelas QoS....................................................................... 139
Tabel 4.4
Policy Qos Yang Berlaku Pada Router Customer ............................ 140
Tabel 4.5
Policy Qos Yang Berlaku Pada Router VPN-MPLS Cloud ............. 140
Tabel 4.6
QoS Policy Yang Akan Digunakan .................................................. 141
Tabel 4.7
Spesifikasi Trafik Best-Effort Yang disniffing.................................. 150
Tabel 4.8
Spesifikasi Trafik Data Yang disniffing............................................ 154
Tabel 4.9
Spesifikasi Trafik Video Yang disniffing.......................................... 157
Tabel 4.10
Tabel Kelas Data Pada Client M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 163
Tabel 4.11
Tabel Kelas Data Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 165
Tabel 4.12
Tabel Kelas Video Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 166
Tabel 4.13
Tabel Kelas Best-Effort (TCP) Pada Client M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 167
xvii
Tabel 4.14
Tabel Kelas Best-Effort (TCP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 169
Tabel 4.15
Tabel Kelas Best-Effort (UDP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 171
Tabel 4.16
Tabel Kelas Data Pada Client M elalui Port 1234 Pada VPN-a....................................................................................... 173
Tabel 4.17
Tabel Kelas Data Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-a....................................................................................... 174
Tabel 4.18
Tabel Kelas Data Video Server M elalui Port 1234 Pada VPN- a...................................................................................... 175
Tabel 4.19
Tabel Kelas Best-Effort (TCP) Pada Client M elalui Port 4321 Pada VPN-a....................................................................................... 177
Tabel 4.20
Tabel Kelas Best-Effort (TCP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-a................................................................................................ 179
Tabel 4.21
Tabel Kelas Best-Effort (UDP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-a................................................................................................ 181
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
M odel OSI Layer................................................................................. 11
Gambar 2.2
Transmisi Data Pada M odel OSI ........................................................ 14
Gambar 2.3
M odel TCP/IP Layer........................................................................... 16
Gambar 2.4
Struktur Kelas IP................................................................................. 30
Gambar 2.5
Struktur AS ......................................................................................... 38
Gambar 2.6
Konsep Distance Vektor...................................................................... 39
Gambar 2.7
Konsep Link-State ............................................................................... 40
Gambar 2.8
Jenis-jenis Rute Pada IGRP ................................................................ 43
Gambar 2.9
Area pada OSPF.................................................................................. 45
Gambar 2.10
BGP. ................................................................................................... 46
Gambar 2.11
Topologi Bus ....................................................................................... 47
Gambar 2.12
Topologi Star ...................................................................................... 48
Gambar 2.13
Topologi Ring ..................................................................................... 49
Gambar 2.14
Topologi Mesh .................................................................................... 49
Gambar 2.15
Operasi IP Forwarding Tradisional .................................................... 56
Gambar 2.16
Operasi Packet Forwarding Pada Jaringan M PLS ............................. 58
Gambar 2.17
Control Plane dan Data Plane Pada Router ....................................... 60
Gambar 2.18
LSR dan E-LSR .................................................................................. 61
Gambar 2.19
Upstream dan Downstream................................................................. 62
Gambar 2.20
MPLS Label Stack .............................................................................. 63
xix
Gambar 2.21
Unsolicited Downstream vs Downstream on Demand ....................... 66
Gambar 2.22
Frame-Mode M PLS Forwarding........................................................ 68
Gambar 2.23
Data Plane Operation Cell-Mode M PLS ........................................... 69
Gambar 2.24
Overlay VPN....................................................................................... 72
Gambar 2.25
Peer-to-Peer VPN ............................................................................... 73
Gambar 2.26
Arsitektur Jaringan VPN M PLS ......................................................... 74
Gambar 2.27
Fungsionalitas Router PE.................................................................... 76
Gambar 2.28
Implementasi VRF Pada Router PE.................................................... 78
Gambar 2.29
Route Distinguisher............................................................................. 79
Gambar 2.30
Header Paket IP .................................................................................. 83
Gambar 2.31
Kelas-Kelas DSCP .............................................................................. 86
Gambar 2.32
M ekanisme QoS.................................................................................. 89
Gambar 3.1
Struktur Organisasi BPPT ................................................................... 97
Gambar 3.2
Struktur Organisasi PTIK BPPT ......................................................... 99
Gambar 3.3
Analogi Struktur Jaringan IPTV Sederhana...................................... 112
Gambar 3.4
Rancangan Topologi Dengan VLAN-VPN ...................................... 115
Gambar 3.5
Topologi VPN-MPLS Dengan VLAN VPN Dan Monitoring Wireshark ......................................................................................... 117
Gambar 4.1
Topologi VPN-MPLS Yang Diimplementasikan ............................. 131
Gambar 4.2
Ping dari ce1_a ke ce2_a....................................................................142
Gambar 4.3
Ping dari ce2_a ke ce1_a....................................................................143
Gambar 4.4
Ping dari ce1_b ke ce2_b...................................................................144
Gambar 4.5
Ping dari ce2_b ke ce1_b...................................................................144
xx
Gambar 4.6
Traceroute dari ce1_a ke ce2_a..........................................................146
Gambar 4.7
Traceroute dari ce2_a ke ce1_a..........................................................147
Gambar 4.8
Traceroute dari ce2_b ke ce1_b.........................................................148
Gambar 4.9
Traceroute dari ce1_b ke ce2_b.........................................................149
Gambar 4.10
Capture Wireshark pada jalur CE ke PE Kelas BestEffort………….151
Gambar 4.11
Capture Wireshark pada jalur PE ke P Kelas BestEffort …………..152
Gambar 4.12
Capture Wireshark pada jalur PE ke CE Kelas BestEffort …….…..153
Gambar 4.13
Capture Wireshark pada jalur CE ke PE Kelas Data ………………154
Gambar 4.14
Capture Wireshark pada jalur PE ke P Kelas Data ………………...155
Gambar 4.15
Capture Wireshark pada jalur PE ke CE Kelas Data ………………156
Gambar 4.16
Capture Wireshark pada jalur CE ke PE Kelas Video……………...157
Gambar 4.17
Capture Wireshark pada jalur PE ke P Kelas Video ……………….158
Gambar 4.18
Capture Wireshark pada jalur PE ke CE Kelas Video ……………..159
Gambar 4.19
Grafik Kelas Data Pada Client M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 162
Gambar 4.20
Grafik Kelas Data Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 164
Gambar 4.21
Grafik Kelas Video Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-b....................................................................................... 165
Gambar 4.22
Grafik Kelas Best-Effort (TCP) Pada Client M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 166
Gambar 4.23
Grafik Kelas Best-Effort (TCP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 168
xxi
Gambar 4.24
Grafik Kelas Best-Effort (UDP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-b....................................................................................... 170
Gambar 4.25
Grafik Kelas Data Pada Client M elalui Port 1234 Pada VPN-a....................................................................................... 172
Gambar 4.26
Grafik Kelas Data Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-a....................................................................................... 173
Gambar 4.27
Grafik Kelas Video Pada Server M elalui Port 1234 Pada VPN-a....................................................................................... 175
Gambar 4.28
Grafik Kelas Best-Effort Pada Client (TCP) M elalui Port 4321 Pada VPN-a....................................................................................... 176
Gambar 4.29
Grafik Kelas Best-Effort (TCP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-a....................................................................................... 178
Gambar 4.30
Grafik Kelas Best-Effort (UDP) Pada Server M elalui Port 4321 Pada VPN-a....................................................................................... 179
Gambar 4.31
Perbandingan Kelas Data Dengan Kelas best effort (TCP) Pada Client di sisi vpn-a.................................................................... 182
Gambar 4.32
Perbandingan Kelas Data Dengan Kelas best effort (TCP) Pada Client di sisi vpn-b ................................................................... 182
Gambar 4.33
Perbandingan Kelas Data Dengan Kelas best effort (TCP) Pada Server vpn-a ............................................................................. 183
Gambar 4.34
Perbandingan Kelas Data Dengan Kelas best effort (TCP) Pada Client vpn-b.............................................................................. 183
xxii
Gambar 4.35
Perbandingan Kelas Video Dengan Kelas best effort (UDP) Pada Server vpn-a ............................................................................. 184
Gambar 4.36
Perbandingan Kelas Video Dengan Kelas best effort (UDP) Pada Server vpn-b............................................................................. 184
xxiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Wawancara.....................................................................................................L1 Lampiran Standar Codec H.264 .....................................................................................L4 Lampiran Peraturan M ENKOMINFO M engenai Layanan IPTV..................................L9 Lampiran Konfigurasi Router dan Switch................................................................... L26 Lampiran Softaware-Software Yang Digunakan .........................................................L69
xxiv
