Analisis dan Perancangan Jaringan MPLS untuk Kecepatan Transfer Video Streaming pada Teknologi IPv6 Skripsi
Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasi untuk memperoleh gelar sarjana
Oleh: Elida Arista Margaret Surlialy NIM : 672007242
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Januari 2012
i
ii
Pernyataan Skripsi yang berikut ini: Judul
: Analisis dan Perancangan Jaringan MPLS untuk Kecepatan Transfer Video Streaming pada Teknologi IPv6
Pembimbing : 1. Wiwin Sulistyo, ST,. M.Kom 2. Dian. W. Chandra, S.Kom., M.Cs
adalah benar hasil karya saya : Nama
:
Elida Surlialy
NIM
:
672007242
Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada daftar pustaka.
Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya sesuai dengan ketentuan yang berlaku dalam penulisan karya ilmiah.
Salatiga, 03 Januari 2012
Elida Arista Margaret Surlialy
iii
Prakata Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya yang tak terhingga, sehingga laporan skripsi dengan judul ini boleh selesai dengan segala baik. Laporan skripsi dengan judul “Analisis dan Perancangan Jaringan MPLS untuk Kecepatan Transfer Video Streaming pada Teknologi IPv6” ini dibuat
sebagai persyaratan untuk menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Teknik Informatika pada Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana. Pengantar ini ada sebagai bentuk ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak memberikan bantuannya selama penulisan laporan skripsi ini. Berbagai bantuan yang diberikan kepada penulis, baik secara materi maupun secara moril. Penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Dekan Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Bapak Andeka Rocky Tanaamah, SE., M.Cs., 2. Wakil Dekan Fakultas Teknologi Informasi Bapak Wiwin Sulistyo, ST,. M.Kom sekaligus Pembimbing 1 yang sudah memberikan
banyak
bantuan
dalam
membimbing
dan
mengarahkan selama penulis menyelesaikan laporan skripsi ini 3. Ketua
Program
Studi
Teknik
Informatika
Bapak
Dian
W.Chandra, S.Kom., M.Sc. Sekaligus Pembimbing 2 yang telah memberikan
banyak
bantuan
dalam
membimbing
dan
mengarahkan selama penulis menyelesaikan laporan skripsi ini 4. Opa, Oma, Mama, Papa, Om, dan Tante yang sudah memberikan banyak doa dan semangat. Tulisan ini didedikasikan untuk kalian. iv
5. Adik terkasih, Tetty, yang sudah menjadi semangat untuk penulis 6. Teman-teman terbaik yang pernah ada Ences, Ey, Nachax, Naken, Alvin, Omces. Terima kasih untuk semua motivasi dan semangat yang sudah diberikan. 7. Victor Marhen Johannis, motivator yang selalu menyemangati dan mendukung dalam setiap hal. 8. Teman-teman kost tarjo, terima kasih untuk bantuannya yang begitu berarti 9. Teman-teman kost 32B atas semangat yang telah diberikan 10. Pihak lain yang tak sempat penulis sebutkan satu per satu. Terima kasih untuk dukungannya
Demikian pengantar yang dapat penulis sampaikan. Akhir kata, penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam laporan ini. Penulis sangat menghargai kritik dan saran yang diberikan yang dapat membangun kualitas laporan skripsi yang lebih baik lagi.
Salatiga, 03 Januari 2012
Penulis
v
Daftar Isi Halaman Halaman Judul ........................................................................... i Lembar Pengesahan ................................................................... ii Lembar Pernyataan .................................................................... iii Prakata ....................................................................................... iv Daftar Isi .................................................................................... vi Daftar Tabel ............................................................................... viii Daftar Gambar .......................................................................... ix Daftar Istilah ............................................................................. xiii Daftar Singkatan ........................................................................ xv Abstract ...................................................................................... xvi Bab 1 Pendahuluan .................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................... 3 1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ..................................... 3 1.4 Batasan Masalah ........................................................... 4 1.5 Sistematika Penulisan ................................................... 4 Bab 2 Tinjauan Pustaka ............................................................ 7 2.1 Penelitian Terdahulu ..................................................... 7 2.2 Internet Protocol version 6 (IPv6) ................................ 8 2.2.1 Struktur Protokol IPv6 ..................................... 10 2.2.2 Struktur Header IPv6....................................... 10 2.2.3 IPv6 Addressing ............................................... 15 2.2.4 Mekanisme Transisi ......................................... 23 2.2.4.1 IPv6 over IPv4 Tunneling ......................... 24 2.2.4.2 Tipe-tipe Tunneling .................................. 26 2.2.4.3 Tunneling 6to4 .......................................... 28 2.3 Multi Protocol Label Switching (MPLS) ...................... 30 2.3.1 Format Header MPLS ..................................... 31 2.3.2 Komponen MPLS ............................................ 31 2.3.3 Sistem Kerja MPLS ......................................... 32 2.4 Video Streaming............................................................ 35 2.4.1 Cara Kerja Video Streaming ............................ 36 2.4.2 Real-Time Transport Protocol......................... 36 2.4.3 Real Time Encoding dan Pre-Encoded (Stored) Video .................................................. 39 2.4.4 Metode Transfer Video .................................... 39 2.4.5 Codec H264 - MPEG-4 AVC .......................... 41 Bab 3 Metode Perancangan ....................................................... 43 3.1 Prepare ......................................................................... 44 vi
3.2 Plan ............................................................................... 48 3.2.1 Spesifikasi sistem ............................................... 48 3.2.1.1 Kebutuhan Hardware ............................... 48 3.2.1.2 Kebutuhan Software ................................. 49 3.2.2 Skenario Perancangan ........................................ 50 3.3 Desain ........................................................................... 50 3.3.1 Konfigurasi Jaringan IPv6 ................................. 51 3.3.2 Konfigurasi Jaringan MPLS .............................. 53 3.3.3 Konfigurasi untuk streaming video.................... 53 Bab 4 Hasil dan Pembahasan ..................................................... 55 4.1 Implementasi Jaringan Tunneling IPv6 dengan Static Routing Menggunakan MPLS ..................................... 55 4.1.1 Konfigurasi Router ............................................. 56 4.1.1.1 Konfigurasi Nama Router ......................... 56 4.1.1.2 Konfigurasi IPv4 address ......................... 57 4.1.1.3 Konfigurasi routing static IPv4 ................ 58 4.1.1.4 Konfigurasi address IPv6 ......................... 63 4.1.1.5 Konfigurasi interface tunnel 6to4 ............. 63 4.1.1.6 Konfigurasi static route IPv6.................... 64 4.1.1.7 Konfigurasi MPLS .................................... 67 4.1.2 Konfigurasi Host ................................................ 70 4.1.2.1 Konfigurasi IPv6 address ......................... 70 4.1.2.2 Konfigurasi vlc untuk streaming video pada PC1 ................................................... 75 4.1.2.3 Konfigurasi vlc untuk streaming video pada PC2 ................................................... 78 4.2 Pengujian dan Hasil ..................................................... 79 4.2.1 Hasil capture data pada wireshark ..................... 80 4.2.1.1 Jaringan dengan konfigurasi routing static .......................................................... 80 4.2.1.2 Jaringan dengan konfigurasi routing static dan MPLS ....................................... 96 4.2.2 Analisis hasil pengujian ..................................... 108 4.2.2.1 Analisis nilai delay ................................... 108 4.2.2.2 Analisis nilai jitter .................................... 115 4.2.2.3 Analisis nilai throughput .......................... 120 4.2.2.4 Analisis nilai packet loss .......................... 124 Bab 5 Kesimpulan dan Saran .................................................... 129 Daftar Pustaka Lampiran vii
Daftar Tabel Tabel 2.1 Jenis Video Payload Pendukung RTP ....................... 38 Tabel 4.1 Pengalamatan Untuk Perangkat Jaringan .................. 56 Tabel 4.2 Nilai Delay Streaming Video 1 pada Jaringan Routing Static ........................................................... 109 Tabel 4.3 Nilai Delay Streaming Video 1 pada Jaringan MPLS ........................................................................ 110 Tabel 4.4 Nilai Delay Streaming Video 2 Jaringan Routing Static .......................................................................... 112 Tabel 4.5 Nilai Delay Streaming Video 2 Jaringan MPLS ........ 112 Tabel 4.6 Nilai Jitter Streaming Video 1 Jaringan Routing Static .......................................................................... 115 Tabel 4.7 Nilai Jitter Streaming Video 1 Jaringan MPLS ......... 116 Tabel 4.8 Nilai Jitter Streaming Video 2 Jaringan Routing Static .......................................................................... 117 Tabel 4.9 Nilai Jitter Streaming Video 2 Jaringan MPLS ......... 118 Tabel 4.10 Nilai Throughput Streaming Video 1 Jaringan Routing Static ........................................................... 120 Tabel 4.11 Nilai Throughput Streaming Video 1 Jaringan MPLS ....................................................................... 121 Tabel 4.12 Nilai Throughput Streaming Video 2 Jaringan Routing Static ........................................................... 122 Tabel 4.13 Nilai Throughput Streaming Video 2 Jaringan MPLS ....................................................................... 122 Tabel 4.14 Nilai Packet Loss Streaming Video 1 Jaringan Routing Static ........................................................... 124 Tabel 4.15 Nilai Packet Loss Streaming Video 1 Jaringan MPLS ....................................................................... 124 Tabel 4.16 Nilai Packet Loss Streaming Video 2 Jaringan Routing Static ........................................................... 126 Tabel 4.17 Nilai Packet Loss Streaming Video 2 Jaringan MPLS ....................................................................... 126
viii
Daftar Gambar Gambar 2.1 Struktur Paket IPv6 ................................................ 10 Gambar 2.2 Struktur Header IPv4 ............................................. 11 Gambar 2.3 Struktur Header IPv6 ............................................. 11 Gambar 2.4 Pengiriman Paket Unicast ..................................... 17 Gambar 2.5 Proses Pengiriman Paket Multicast ........................ 20 Gambar 2.6 Proses Pengiriman Paket Anycast .......................... 21 Gambar 2.7 Format Header MPLS ............................................ 31 Gambar 2.8 RTP Sebagai Sub-Layer dari Transport Layer ...... 37 Gambar 2.9 Header RTP ........................................................... 37 Gambar 3.1 Metode PPDIOO .................................................... 43 Gambar 3.2 Flowchart Diagram Konfigurasi Routing Static .... 45 Gambar 3.3 Flowchart Diagram Konfigurasi MPLS ................. 47 Gambar 3.4 Desain Topologi Jaringan ...................................... 51 Gambar 4.1 Konfigurasi IPv4 Address pada R1 ........................ 57 Gambar 4.2 Konfigurasi IPv4 Address pada R2 ........................ 58 Gambar 4.3 Konfigurasi IPv4 Address pada R3 ........................ 58 Gambar 4.4 Konfigurasi Routing Static pada R1 ...................... 58 Gambar 4.5 Konfigurasi Routing Static pada R2 ...................... 59 Gambar 4.6 Konfigurasi Routing Static pada R3 ...................... 59 Gambar 4.7 Verifikasi Neighbor pada R1 ................................. 60 Gambar 4.8 Verifikasi Ping pada R1 ......................................... 60 Gambar 4.9 Verifikasi Neighbor pada R2 ................................. 61 Gambar 4.10 Verifikasi Ping pada R2 ....................................... 61 Gambar 4.11 Verifikasi Neighbor pada R3 ............................... 62 Gambar 4.12 Verifikasi Ping pada R3 ....................................... 62 Gambar 4.13 Konfigurasi IPv6 Address pada R1 ...................... 63 Gambar 4.14 Konfigurasi IPv6 Address pada R3 ...................... 63 Gambar 4.15 Konfigurasi Interface Tunnel 6to4 pada R1......... 64 Gambar 4.16 Konfigurasi Interface Tunnel 6to4 pada R3......... 64 Gambar 4.17 Konfigurasi Routing Static IPv6 pada R1 ............ 65 Gambar 4.18 Verifikasi Neighbor Routing Static pada R1 ....... 65 Gambar 4.19 Verifikasi Ping IPv6 Address R1 ke R3 ............... 65 Gambar 4.20 Konfigurasi Routing Static IPv6 pada R3 ............ 66 Gambar 4.21 Verifikasi Neighbor Routing Static pada R3 ....... 66 Gambar 4.22 Verifikasi Ping IPv6 Address R3 ke R1 ............... 66 Gambar 4.23 Konfigurasi MPLS pada R1 ................................. 67 Gambar 4.24 Konfigurasi MPLS pada R2 ................................. 68 Gambar 4.25 Konfigurasi MPLS pada R3 ................................. 68 Gambar 4.26 Verifikasi MPLS Label Neighbor R1 .................. 69 ix
Gambar 4.27 Verifikasi MPLS Label Neighbor R2 .................. 69 Gambar 4.28 Verifikasi MPLS Label Neighbor R3 .................. 70 Gambar 4.29 Konfigurasi Interface IPv6 Address pada PC1 .... 70 Gambar 4.30 Konfigurasi Gateway IPv6 pada PC1 .................. 71 Gambar 4.31 Verifikasi Neighbor IPv6 pada PC1 .................... 71 Gambar 4.32 Verifikasi Ping PC1 ............................................. 72 Gambar 4.33 Konfigurasi Interface IPv6 Address pada PC2 .... 73 Gambar 4.34 Konfigurasi Gateway IPv6 pada PC2 .................. 73 Gambar 4.35 Verifikasi Neighbor IPv6 pada PC2 .................... 73 Gambar 4.36 Verifikasi Ping PC2 ............................................. 74 Gambar 4.37 Konfigurasi Streaming Video pada PC1 .............. 75 Gambar 4.38 Stream Output Streaming Video pada PC1 ......... 76 Gambar 4.39 Destination Stream Output pada Streaming Video PC1 ............................................................. 77 Gambar 4.40 Menentukkan IPv6 Address pada Streaming Video PC1 ............................................................ 78 Gambar 4.41 Konfigurasi Address untuk Streaming Video pada PC2 ............................................................. 79 Gambar 4.42 Capture Data pada Jaringan Static Routing PC1 . 81 Gambar 4.43 Capture Frame PC1 ............................................. 82 Gambar 4.44 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface In R1 .................................................... 83 Gambar 4.45 Capture Frame Interface In R1 ........................... 84 Gambar 4.46 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface Out R1 .................................................. 85 Gambar 4.47 Capture Frame Interface Out R1 ......................... 86 Gambar 4.48 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface In R2 .................................................... 87 Gambar 4.49 Capture Frame Interface In R2 ........................... 88 Gambar 4.50 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface Out R2 .................................................. 89 Gambar 4.51 Capture Frame Interface Out R2 ......................... 90 Gambar 4.52 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface In R3 .................................................... 91 Gambar 4.53 Capture Frame Interface In R3 ........................... 92 Gambar 4.54 Capture Data pada Jaringan Static Routing Interface Out R3 .................................................. 93 Gambar 4.55 Capture Frame Interface Out R3 ......................... 94 Gambar 4.56 Capture Data pada Jaringan Static Routing PC2 . 95 Gambar 4.57 Capture Frame PC2 ............................................. 95 Gambar 4.58 Capture Data pada Jaringan MPLS PC1 ............. 96 x
Gambar 4.59 Capture Frame PC1 ............................................. 97 Gambar 4.60 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface In R1 ........................................................................ 97 Gambar 4.61 Capture Frame Interface In R1 ........................... 98 Gambar 4.62 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface Out R1 ................................................................. 99 Gambar 4.63 Capture Frame Interface Out R1 ......................... 100 Gambar 4.64 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface In R2 ........................................................................ 100 Gambar 4.65 Capture Frame Interface In R2 ........................... 101 Gambar 4.66 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface Out R2 ................................................................. 102 Gambar 4.67 Capture Frame Interface Out R2 ......................... 103 Gambar 4.68 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface In R3 ........................................................................ 103 Gambar 4.69 Capture Frame Interface In R3 ........................... 104 Gambar 4.70 Capture Data pada Jaringan MPLS Interface Out R3 ................................................................. 105 Gambar 4.71 Capture Frame Interface Out R3 ......................... 106 Gambar 4.72 Capture Data pada Jaringan MPLS PC2 ............. 107 Gambar 4.73 Capture Frame PC2 ............................................. 107 Gambar 4.74 Perbandingan Nilai Delay pada Streaming Video 1................................................................. 111 Gambar 4.75 Perbandingan Nilai Delay pada Streaming Video 2.................................................................. 113 Gambar 4.76 Capture Delay Tanpa Neighbor Discovery........... 115 Gambar 4.77 Capture Delay Neighbor Discovery...................... 115 Gambar 4.78 Perbandingan Nilai Jitter pada Streaming Video 1 ............................................................................ 118 Gambar 4.79 Perbandingan Nilai Jitter untuk Streaming Video 2.................................................................. 120 Gambar 4.80 Perbandingan Nilai Throughput Streaming Video 1.................................................................. 123 Gambar 4.81 Perbandingan Nilai Throughput Streaming Video 2.................................................................. 125 Gambar 4.82 Perbandingan Nilai Packet Loss untuk Streaming Video 1.................................................................. 128 Gambar 4.83 Perbandingan Nilai Packet Loss untuk Streaming Video 2.................................................................. 130 Gambar 4.84 Destination Unreachable Percobaan 2 Streaming Video 1 tanpa MPLS ............................................ 133 xi
Gambar 4.84 Paket NBNS Percobaan 9 di R3 Jaringan MPLS .. 134
xii
DAFTAR ISTILAH Core router : router yang berada dalam jaringan MPLS dan tidak berhubungan langsung dengan jaringan luar kecuali dengan edge router. Edge router : router yang menghubungkan jaringan MPLS dengan jaringan di luar area MPLS Header extension : header tambahan dalam IPv6 yang berguna untuk menangani data-data opsional yang ditemukan dalam IPv4, serta data extra. Pada sebuah paket IPv6, header-header tambahan ini dapat dirantaikan berurutan, dan ditempatkan melalui field Next Header. IP
Precedence
:
menyediakan
kemampuan
untuk
mengklasifikasi paket jaringan di layer 3 berdasarkan priority yang diatur oleh user. IP precedence didesain oleh IETF (Internet Engineering Task Force) pada ipv4. Label Swapping : menukar label paket yang datang dengan outgoing label yang sesuai. Network
Address
Translator
(NAT)
:
metode
untuk
menghubungkan lebih dari satu komputer ke jaringan internet dengan menggunakan satu alamat IP. Protokol : Set prosedur dalam komunikasi Real time : Kondisi pengoperasian dari suatu sistem perangkat keras dan perangkat lunak yang dibatasi oleh rentang waktu dan memiliki tenggat waktu yang jelas, relatif terhadap waktu suatu peristiwa atau operasi terjadi. xiii
Site : Porsi network organisasi dalam lokasi geografikal terbatas seperti sebuah kantor atau kampus. Solicitied address : alamat yang diperhitungkan sebagai fungsi alamat unicast dan anycast node. Streaming : sebuah teknologi untuk memainkan file video atau audio secara langsung ataupun pre-recorder dari sebuah mesin server (web server). Trafik real time : trafik yang perubahannya bergantung pada host/user yang menggunakan akses dalam jaringan Video : Video adalah suatu perangkat yang berfungsi sebagai penerima gambar dan suara. Video streaming : salah satu cara untuk mengetahui informasi atau berita secara audio atau visual dari server secara langsung ketika terdapat pemintaan dari client.
xiv
DAFTAR SINGKATAN CIDR Codec DNS HTTP ICMPv6 IP IPv4/IPv6 LER LSR MPLS NAT OSPF PDU QoS RSVP-TE RTP TE UDP
: Classless Inter-Domain Routing : Compression/decompression : Domain Name System : Hypertext Transfer Protocol : Internet Control Messaging Protocol version 6 : Internet Protocol : Internet Protocol versi 4/versi 6 : Label Edge Router : Label Switch Router : Multi Protocol Label Switching : Network Address Translation : Open Shortest Path First : Protocol Data Unit : Quality of Service : Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering : Real-Time Transport Protocol : Traffic Engineering : User Datagram Protocol
xv
Abstract The improvement of information technology requires a new innovation in the provision of a larger address capacity. IPv6 appears to offer advantages to the problems encountered in addressing of the previous system. However, it still feels less as more and more demands that cause the network performance should also be improved, in terms of speed of data transfer. One of the frequently used process associated is video streaming. For that, MPLS offers techniques that can improve the performance of the network. Measurements to test the performance of the network is done based on the measurement of the value of delay, jitter, throughput, and packet loss.
Keywords : IPv6, Speed Transfer, Video Streaming, MPLS, QoS, Delay, Jitter, Throughput, Packet Loss
xvi
