i
ANALISIS KINERJA RSVP DAN RTP HEADER COMPRESSION UNTUK VIDEO STREAMING
ADI GUNARSO
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
i
ii
ANALISIS KINERJA RSVP DAN RTP HEADER COMPRESSION UNTUK VIDEO STREAMING
ADI GUNARSO
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Departemen Ilmu Komputer
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ii
i
ABSTRACT ADI GUNARSO. Performance Analysis of RSVP and RTP Header Compression for Video Streaming. Supervised by SHELVIE NIDYA NEYMAN and HENDRA RAHMAWAN. Video streaming is a real-time application that is sensitive to delays. Some methods like Differentiated Service (DiffServ), Resource Reservation Protocol (RSVP), and Real-time Transport Protocol (RTP) header compression are used to ensure Quality of Service (QoS) of the network to work well. The purpose of this research is to analyze the performance of RSVP and RTP header compression for video streaming. RSVP enables the receiver of a traffic flow to make the resource reservations necessary to ensure that the receiver obtains the desired QoS for the traffic flow. RTP header compression compresses the RTP header which consists of the combined Internet Protocol (IP), User Datagram Protocol (UDP) and RTP segments. Routing protocol is one of the important things to maintain communication within network. The routing protocol used in this research is Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP). Streaming ran in unicast using the on-demand streaming method. Test was conducted by using actual devices, i.e., five CISCO router 2620XM that is connected by serial cables with a small topology. This research analyzes the performance of RSVP and RTP header compression based on packet loss, throughput, delta and jitter. The result shows that RSVP and RTP header compression are capable of improving the performance of the network for video streaming. RSVP is better than RTP Header compression and works even better while those two methods are integrated. Keywords: RSVP, RTP header compression, video streaming
i
ii
Judul Skripsi : Analisis Kinerja RSVP dan RTP Header Compression untuk Video Streaming Nama : Adi Gunarso NIM : G64070058
Menyetujui: Pembimbing 1,
Pembimbing 2,
Shelvie Nidya Neyman, S.Kom, M.Si. NIP. 19770206 200501 2 002
Hendra Rahmawan, S.Kom, M.T. NIP. 19820501 200912 1 004
Mengetahui: Ketua Departemen,
Dr. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom. NIP. 19660702 199302 1 001
Tanggal Lulus:
ii
iii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberikan berkat, rahmat, dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Analisis Kinerja RSVP dan RTP Header Compression untuk Video Streaming. Penelitian ini dilaksanakan mulai Maret 2012 sampai dengan Juli 2012. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1 Kedua orang tua penulis, yaitu Sutripriarso dan Siti Rifyati. Terima Kasih atas segala dukungan, motivasi, pengertian, dan doa yang tidak pernah putus sehingga penulis akhirnya dapat menyelesaikan penelitian ini. 2 Ibu Shelvie Nidya Neyman, S.Kom, M.Si. dan Bapak Hendra Rahmawan, S.Kom, M.T. sebagai pembimbing bagi penulis dalam penyusunan skripsi. Terima kasih atas bimibingan, nasihat, motivasi, kritik, serta saran yang sering diberikan kepada penulis selama mengerjakan penelitian ini. 3 Bapak Faozan, S.Si., M.Si. sebagai penguji. Terima kasih atas segala kritik dan saran yang diberikan kepada penulis terhadap penelitian ini. 4 Bapak Mahfuddin Zuhri, S.Si, M.Si., terimakasih atas ilmu, saran dan fasilitas yang diberikan di Laboratorium Jaringan Departemen Fisika IPB selama penulis melakukan penelitian. 5 Kakak penulis, yaitu Hidria Asri. Terima kasih atas kasih sayang dan dukungan yang telah diberikan. 6 Damas Widyatmoko, terima kasih atas motivasi, bimbingan, saran, dan bantuan yang selalu diberikan. 7 Lukman Hakim, terima kasih atas semua bantuannya. 8 Teman-teman satu bimbingan: Trie, Gema, Gamma, dan Teguh, terima kasih atas bantuan, dukungan, serta motivasi yang selalu diberikan. 9 Sahabat-sahabat, terimakasih atas kebersamaan yang tidak akan terlupakan. 10 Teman-teman seperjuangan Ilkom 44, dan 11 Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Tugas akhir penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, namun penulis berharap semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat.
Bogor, Oktober 2012
Adi Gunarso
iii
iv
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 1 Januari 1990. Penulis merupakan anak kedua dari dua bersaudara dari ayah bernama Sutripriarso dan ibu bernama Siti Rifyati. Penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 1 Bogor pada tahun 2007. Penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima sebagai mahasiswa Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB pada tahun 2007. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Algoritme dan Pemrograman pada semester ganjil tahun 2009. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di PPSDMS Nurul Fikri, Srengseh Sawah, Jakarta Selatan pada bagian Donasi dan Kemitraan pada tahun 2010. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di UKM Bola Basket IPB.
iv
v
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .............................................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................................... vi DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................................... vi PENDAHULUAN .............................................................................................................................. 1 Latar Belakang................................................................................................................................ 1 Tujuan ............................................................................................................................................ 1 Ruang Lingkup ............................................................................................................................... 1 Manfaat .......................................................................................................................................... 1 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................................................... 1 Resource Reservation Protocol (RSVP) .......................................................................................... 1 RTP Header Compression .............................................................................................................. 2 Video Streaming ............................................................................................................................. 3 Protokol Streaming ......................................................................................................................... 3 Quality Of Service (QoS) ................................................................................................................ 4 METODE PENELITIAN .................................................................................................................... 5 Studi Literatur................................................................................................................................. 5 Analisis Permasalahan .................................................................................................................... 5 Praproses ........................................................................................................................................ 5 Perancangan.................................................................................................................................... 6 Implementasi .................................................................................................................................. 6 Analisis Hasil ................................................................................................................................. 8 HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................................................... 8 Analisis Packet Loss ....................................................................................................................... 8 Analisis Throughput ..................................................................................................................... 10 Analisis Delta ............................................................................................................................... 11 Analisis Jitter ............................................................................................................................... 12 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................................... 14 Kesimpulan................................................................................................................................... 14 Saran ............................................................................................................................................ 14 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................... 15 LAMPIRAN ..................................................................................................................................... 16
v
vi
DAFTAR TABEL
1 2 3 4
Halaman Nilai rata-rata packet loss Video1 dan Video2 RTPType-96 .......................................................... 9 Nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 RTPType-96 ........................................................ 10 Nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 RTPType-96 .................................................................. 12 Nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 RTPType-96 .................................................................. 13
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Halaman Aliran data dan mekanisme pemesanan resource RSVP (Braden et al. 1997). ................................ 2 Klasifikasi dan kompresi paket RTP (CISCO 2009). ...................................................................... 3 RTP header (Austerberry 2004). .................................................................................................... 4 Metode penelitian. ......................................................................................................................... 5 Topologi jaringan. ......................................................................................................................... 6 Jaringan terisolasi. ......................................................................................................................... 7 Ilustrasi perbedaan delay dan delta. ............................................................................................... 8 Contoh informasi sequence dan timestamp paket RTP yang direkam Wireshark. ........................... 9 Grafik perbandingan nilai rata-rata packet loss Video1 dan Video2 RTPType-96. ......................... 9 Grafik perbandingan nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 RTPType-96. ....................... 11 Grafik perbandingan nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 RTPType-96. ................................. 12 Grafik perbandingan nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 RTPType-96. ................................. 13
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8
Contoh konfigurasi dasar router .................................................................................................. 17 Contoh konfigurasi protokol routing EIGRP ................................................................................ 18 Capture dari Wireshark ketika jaringan dibanjiri paket UDP........................................................ 19 Contoh konfigurasi RTP header compression .............................................................................. 20 Contoh konfigurasi RSVP............................................................................................................ 21 Nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97) ................... 22 Nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97)............................. 23 Nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97) ............................. 24
vi
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Saat ini jaringan menjadi media pendukung yang berperan besar dalam kegiatan sehari-hari. Seiring berkembangnya teknologi jaringan, aplikasi dan layanan yang didukung oleh teknologi ini semakin beraneka ragam. Salah satu layanan yang semakin berkembang adalah video streaming. Berbagai macam video dapat dijalankan melalui player tanpa harus menyimpannya terlebih dahulu. Video streaming merupakan aplikasi real-time yang sensitif terhadap delay. Agar dapat berjalan dengan baik, video streaming membutuhkan bandwidth resource dan Quality of Service (QoS) yang sesuai. Quality of Service (QoS) merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam jaringan. QoS mengacu pada kemampuan jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada traffic jaringan tertentu melalui teknologi yang berbeda-beda. Performa QoS diukur berdasarkan beberapa parameter seperti throughput, packet loss, delay, dan jitter. Untuk menjaga dan meningkatkan nilai QoS pada suatu jaringan, dibutuhkan metode tertentu. Beberapa metode seperti Differentiated Service, Resource Reservation Protocol (RSVP), dan RTP Header Compression dapat diterapkan untuk meningkatkan QoS pada jaringan tertentu. Protokol routing juga merupakan hal penting yang harus diperhatikan untuk menjaga komunikasi dalam jaringan. Penelitian Hakim (2011) telah membandingkan kinerja metode Differentiated Service dan RSVP. Penelitian tersebut dilakukan secara simulasi menggunakan aplikasi GNS3. Protokol routing yang digunakan pada penelitian tersebut adalah Open Shortest Path First (OSPF). Streaming dilakukan secara unicast dari client ke server menggunakan metode on-demand streaming. Performansi QoS dianalisis berdasarkan nilai rata-rata throughput, packet loss, delta (selisih waktu kedatangan paket pada sisi client), dan jitter (variasi dari delta). Hasil dari penelitian Hakim (2011) adalah kinerja RSVP lebih baik dibandingkan Differentiated Service dari sisi packet loss, throughput, dan delta. Dari sisi jitter, Differentiated Service lebih baik dibandingkan RSVP. Penelitian Widyatmoko (2012) telah membandingkan kinerja protokol Routing Information Protocol version 2 (RIPv2), Open Shortest Path First (OSPF), dan Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP). Hasil dari penelitian Widyatmoko
(2012) yaitu protokol routing EIGRP mempunyai kinerja yang paling baik dalam komunikasi real-time dibandingkan OSPF dan RIPv2 dianalisis dari sisi packet loss dan konvergensi waktu jika terjadi link-failure. Dalam penelitian ini, protokol routing yang digunakan adalah EIGRP. Streaming dilakukan secara unicast dari client ke server menggunakan metode on-demand streaming. Metode pemesanan resource RSVP diintegrasikan dengan metode kompresi RTP header compression untuk mendukung layanan video streaming. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kinerja metode pemesanan resource RSVP dan metode kompresi RTP header compression untuk video streaming. Kinerja jaringan dianalisis berdasarkan parameter throughput, packet loss, delta, dan jitter. Ruang Lingkup Ruang lingkup penelitian ini adalah: 1 Streaming dilakukan secara unicast dari client ke server menggunakan metode ondemand streaming. 2 Topologi yang digunakan satu Autonomous System (AS). 3 Background traffic digunakan untuk memberikan traffic pada jaringan terisolasi. 4 Analisis dilakukan berdasarkan parameter throughput, packet loss, delta, dan jitter. 5 Tidak membahas sisi keamanan jaringan. 6 Diimplementasikan pada IPv4. Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan dalam pemilihan metode yang tepat untuk mendukung layanan video streaming. Dengan metode pemesanan resource RSVP dan metode kompresi RTP header compression, diharapkan video streaming dapat dijalankan dengan lebih baik.
TINJAUAN PUSTAKA Resource Reservation Protocol (RSVP) RSVP memungkinkan penerima dari aliran traffic untuk membuat pemesanan resource yang diperlukan untuk memastikan penerima mendapatkan QoS yang diinginkan. RSVP merupakan protokol pemesanan resource yang dipakai untuk integrated service. RSVP dipakai oleh host untuk meminta QoS dari jaringan
2
untuk dipakai oleh aplikasi tertentu. RSVP digunakan oleh router untuk mengirim permintaan QoS pada semua router lain. Tanggapan terhadap permintaan ini adalah pemesanan sumber daya (resource reservation) pada jalur yang akan digunakan oleh aplikasi. RSVP memungkinkan router memesan bandwidth pada interface untuk meningkatkan performansi dan kualitas dari jaringan (Braden et al. 1997). Ada dua tipe pemesanan (reservation) yang dapat dibuat oleh RSVP, yaitu: 1 Controlled Load, yaitu data yang dikirim melalui jaringan akan mengalami perlakuan di bawah best effort atau suatu kondisi jaringan yang tidak terlalu padat. Router Cisco mengimplementasikan layanan jenis ini dengan mengisolasi arus yang berbeda dan menggunakan mekanisme antrian (Wroclawski 1997). 2 Guarranted service, layanan ini memungkinkan untuk memberikan layanan yang menjamin delay dan bandwidth (Shenker et al. 1997). Layanan controlled load cocok untuk aplikasi TCP, sedangkan layanan guarranted menjadi pilihan yang lebih baik untuk aplikasi real-time seperti video dan audio (Braden et al. 1997). RSVP mengizinkan end systems untuk memesan bandwidth sampai dengan 75% dari bandwidth yang tersedia. Berdasarkan aliran datanya, RSVP memiliki dua tipe pemesanan, yaitu distinct reservation dan shared reservation (CISCO 2009). Distinct reservation merupakan aliran yang berasal dari tepat satu pengirim. RSVP melakukan instalasi untuk distinct reservation dengan gaya pemesanan Fixed Filter (FF). Sementara itu, shared reservation merupakan aliran yang berasal dari satu atau lebih pengirim. RSVP melakukan instalasi untuk shared reservation dengan gaya pemesanan Wildcard Filter (WF) atau Shared
Explicit (SE) (CISCO 2009). Ada dua tipe pesan RSVP yang mendasar, yaitu RSVP Resv Message dan RSVP Path Message. RSVP Resv Message merupakan pesan yang dikirimkan oleh penerima untuk meminta pemesanan resource yang berasal dari pengirim. Selama proses pengiriman pesan RSVP Resv Message, kondisi reservation state dibuat dan dipertahankan di setiap node sepanjang jalur transimsi. Ketika pesan RSVP Resv Message sampai di pengirim, pengirim akan mentransmisikan pesan RSVP Path Message kepada penerima melalui jalur yang sama dengan jalur yang dilewati ketika penerima mengirimkan pesan RSVP Resv Message kepada pengirim. Pesan RSVP Path Message menyimpan path state pada setiap node sepanjang jalur transmisi (Braden et al. 1997). Ilustrasi sederhana aliran data dan mekanisme pemesanan resource RSVP dapat dilihat pada Gambar 1. RTP Header Compression Kompresi header adalah mekanisme kompresi header Internet Protocol (IP) sebelum paket ditransmisikan. Cisco menyediakan dua tipe kompresi header, yaitu RTP header compression (digunakan untuk paket RTP) dan TCP header compression (digunakan untuk paket TCP). Kompresi header mengurangi overhead jaringan dan mempercepat transmisi paket Real-time Transport Protocol (RTP) dan Transmission Control Protocol (TCP). Kompresi header bisa dilakukan karena adanya redudansi dalam field header dari paket yang sama dan berurutan yang berasal dari aliran paket yang sama. Kompresi header mengurangi jumlah bandwidth yang dikonsmsi ketika paketpaket RTP atau TCP dikirimkan. Kompresi header juga memberikan keuntungan seperti mengurangi packet loss dan meningkatkan waktu respon (CISCO 2009). RTP header compression melakukan kompresi header RTP yang terdiri atas segmen
Gambar 1 Aliran data dan mekanisme pemesanan resource RSVP (Braden et al. 1997).
3
IP, segmen User Datagram Protocol (UDP), dan segmen RTP yang berada dalam paket RTP. Pada saat paket sampai di interface, paket akan diklasifikasikan. Kompresi header akan dilakukan terhadap paket-paket yang tergolong ke dalam paket RTP (CISCO 2009). Ilustrasi klasifikasi dan kompresi paket dapat dilihat pada Gambar 2. Traffic destined for interface
Classify Configured queuing
RTP compressor RTP traffic
Non-RTP traffic Output line Identify RTP traffic
Gambar 2 Klasifikasi dan kompresi paket RTP (CISCO 2009). RTP header compression dikonfigurasi pada basis per-interface. RTP header compression didukung pada interface serial menggunakan enkapsulasi Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), Integrated Services Digital Network (ISDN), atau PPP (CISCO 2009). Video Streaming Media streaming adalah teknologi pengiriman konten kepada client yang dapat dijalankan langsung setelah diterima. Konten dikirimkan secara real-time, satu bagian dalam satu waktu, yang dapat dijalankan walaupun belum semua bagian diterima oleh client. Proses ini membutuhkan sebuah server khusus yang disebut sebagai streaming server. Media streaming melibatkan proses dari mulai menciptakan konten, memasangnya dalam server dan mengirimkannya kepada client (Sosinsky 2009). Media streaming biasanya mengacu pada transfer data video dan audio. Mayoritas sistem media streaming beroperasi pada model clientserver. Klien melakukan permintaan data dari server di jaringan komputer dan server memberikan data yang ditafsirkan oleh klien (Follansbee 2004). Dalam media streaming, data video dan audio dikodekan (encoded) dalam format khusus. Setelah server mengirimkan data, klien me-render data dan menampilkannya sebagai informasi visual atau aural (Follansbee 2004).
Encoder menerapkan rumus matematika pada file asli dan dan menghapus bagian data tertentu dengan tetap menjaga integritas visual dan aural dari file asli. Teknologi streaming saat ini dapat mengirimkan video dan audio berkualitas tinggi melalui internet dengan lebih efisien dan reliable (Follansbee 2004). Protokol Streaming Media streaming melibatkan proses dari mulai menciptakan konten, memasangnya dalam server dan mengirimkannya kepada klien. Protokol-protokol streaming dapat digunakan untuk mengatur proses pengiriman konten kepada klien. Internet Engineering Task Force (IETF) telah menetapkan beberapa protokol yang menjadi standar dalam proses streaming. Protokol-protokol tersebut antara lain: 1 Real-Time Streaming Protocol (RTSP) RTSP adalah protokol pada lapisan application dari model jaringan OSI. RTSP digunakan oleh sebuah player untuk mengatur aliran data (stream) dari sebuah streaming server (Sosinsky 2009). RTSP menyediakan perintah-perintah navigasi yang dikirimkan player ke streaming server yaitu: PLAY. Perintah ini digunakan player untuk memutar sebuah stream. Perintah ini dapat digunakan sebagai posisi awal dari stream. PAUSE. Perintah ini digunakan untuk menghentikan pemutaran sebuah stream. Perintah PLAY digunakan untuk memutar kembali stream dari posisi berhentinya. SETUP. Perintah SETUP digunakan untuk menciptakan koneksi stream dan harus dilakukan sebelum melakukan play. Setup berisikan protokol Uniform Resource Locator (URL), protokol dari lapisan transport OSI seperti port yang digunakan untuk menerima pesan audio, video, dan metadata RTCP lainnya. TEARDOWN. Perintah ini menghentikan proses streaming dan melepas semua sesi data yang ada pada buffer server. DESCRIBE. Pesan ini mencakup URL RTSP (rtsp://..) dan jenis file yang dapat diputar. RECORD. Pesan ini digunakan untuk mengirimkan sebuah stream kepada sebuah server untuk disimpan. Selain RTSP, terdapat beberapa protokol pada lapisan application yang dapat digunakan untuk menjalankan streaming, di antaranya adalah Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Microsoft Media Services (MMS), Progressive
4
Networks Audio (PNA), dan Real Time Messaging Protocol (RTMP). Streaming menggukanan HTTP biasa disebut progressive downloading atau pseudo-streaming karena HTTP tidak memiliki kontrol dan fitur manajemen data dari protokol streaming yang sebenarnya seperti RTSP. HTTP berjalan di atas TCP. MMS adalah protokol streaming yang dikembangkan oleh Microsoft dan banyak digunakan oleh Windows Media Server. MMS dapat ditransmisikan menggunakan TCP atau UDP. PNA merupakan protokol streaming versi pertama dari RealNetworks yang digunakan untuk audio streaming. Saat ini PNA sudah jarang digunakan. RTMP adalah protokol khusus yang dikembangkan oleh Adobe Systems yang sebelumnya dikembangkan oleh Macromedia. RTMP digunakan oleh Macromedia Flash Media Server untuk streaming audio dan video melalui internet ke klien Adobe Flash Player (Follansbee 2004). 2 Real-Time Control Protocol (RTCP) RTCP bekerja pada lapisan session dari model OSI. Protokol ini menyediakan feedback untuk kinerja dari aliran data RTP. RTCP memeriksa kedatangan byte dan paket, jumlah paket, delay dalam jaringan, dan statistik lainnya (Sosinsky 2009). Paket-paket yang ditransmisikan oleh RTCP adalah: Sender Reports (SR), paket yang berisikan jumlah data yang dikirim dan diterima bersama waktu yang diperlukan untuk sinkronisasi paket RTP. Receiver Reports (RR), paket yang dikirimkan oleh klien yang tidak mengirimkan paket RTP berisikan statistik QoS. Application Specific (APP), paket yang digunakan aplikasi untuk mendefinisikan pesan yang mereka gunakan. Source Description (SDES), pesan ini mendefinisikan sumber (source) dari sebuah stream dan informasi detail mengenai pemiliknya, Goodbye (BYE), pesan yang dikirimkan saat sumber menghentikan stream. 3 Real-Time Transpot Protocol (RTP) RTP adalah protokol transportasi yang dikembangkan untuk streaming data. RTP berjalan pada User Datagram Protocol (UDP). RTP memiliki timestamp dan sequence number yang memfasilitasi waktu data transportasi untuk mengontrol media server sehingga proses stream dilayani dengan benar untuk ditampilkan secara real-time. Sequence number digunakan oleh player untuk mendeteksi packet loss dan mengurutkan paket ke dalam urutan yang benar.
Timestamp adalah pengambilan sampel yang diturunkan dari waktu referensi untuk melakukan sinkronisasi dan perhitungan jitter (Austerberry 2004). Sequence number dan timestamp terdapat pada bagian RTP header seperti terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3 RTP header (Austerberry 2004). RTP memiliki bagian data dan bagian header. Bagian data seperti continous media, waktu rekonstruksi, loss detection, dan identifikasi konten memberikan dukungan untuk aplikasi real-time. Bagian header terdiri dari segmen IP, segmen UDP, dan segmen RTP (Kurose & Ross 2010). Quality Of Service (QoS) QoS merupakan rekayasa traffic yang menjamin layanan tertentu dan memiliki sejumlah resource yang didedikasikan untuk layanan tertentu. Penggunaan klasik dari istilah QoS adalah untuk memastikan aplikasi realtime yang sensitif terhadap delay diberikan jalur transmisi yang lebih besar. QoS sangat penting untuk VoIP, media streaming, online multiplayer games, dan aplikasi lainnya yang sensitif terhadap delay (Sosinsky 2009). Menurut Szigeti dan Hattingh (2004) QoS didefinisikan sebagai ukuran ketersediaan layanan sistem dan kualitas transmisi. Ketersediaan layanan adalah elemen dasar yang penting dari QoS. Kualitas transmisi dari suatu jaringan ditentukan oleh packet loss, delay, dan jitter. Packet loss adalah satu atau lebih paket data yang berhasil dikirim dari sumber namun tidak berhasil mencapai tujuannya (Kurose & Rose 2010). Untuk proses streaming video, packet loss yang masih diperbolehkan tidak boleh lebih dari 5% jumlah paket yang dikirimkan (Szigeti & Hattingh 2004). Delay merupakan waktu yang dibutuhkan sebuah paket untuk sampai ke titik akhir setelah ditransmisikan dari titik akhir pengiriman (Szigeti & Hattingh 2004). Jitter adalah variasi dari delay. Jitter merupakan perbedaan delay dari paket yang berurutan. (Szigeti & Hattingh 2004).
5
Dalam komunikasi digital, bandwidth dari setiap channel, connention, link, atau pipe adalah jumlah data yang dapat ditransfer per satuan waktu. Throughput adalah bandwidth aktual yang terukur pada suatu ukuran waktu tertentu (Sosinsky 2009).
METODE PENELITIAN Penelitian ini dibagi menjadi enam tahapan. Keenam tahapan tersebut adalah studi literatur, analisis permasalahan, praproses, perancangan, implementasi, dan analisis hasil. Metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 4. Studi Literatur Analisis Permasalahan Praproses Perancangan Implementasi Analisis Hasil Gambar 4 Metode penelitian. Studi Literatur Penelitian ini diawali dengan melakukan studi literatur. Studi literatur merupakan kegiatan mengumpulkan dan mempelajari berbagai bahan pustaka yang relevan dengan topik penelitian. Analisis Permasalahan Video streaming merupakan aplikasi realtime yang sensitif terhadap delay. Traffic jaringan sangat mempengaruhi proses streaming. Semakin padat traffic jaringan maka streaming akan terganggu. Diperlukan suatu metode agar jaringan bekerja dengan baik dalam menjalankan video streaming. RSVP dan RTP header compression dapat menjadi solusi untuk meningkatkan kinerja jaringan dalam menjalankan video streaming. RSVP bekerja dengan melakukan pemesanan resource untuk paket tertentu, sehingga paket tersebut dapat ditransmisikan dengan menggunakan resource yang dipesan. RTP header compression bekerja dengan melakukan
kompresi terhadap header paket RTP sehingga ukuran data menjadi lebih kecil dan dapat menghemat konsumsi bandwidth ketika paket RTP ditransmisikan. Integrasi RSVP dan RTP header compression memungkinkan jaringan mampu meneruskan paket RTP dengan lebih baik sehingga pemutaran konten berjalan lancar. Praproses Kegiatan yang dilakukan dalam tahap ini adalah persiapan perangkat-perangkat yang digunakan untuk pengambilan data. Perangkatperangkat yang digunakan adalah: 1 Router Perangkat router yang digunakan adalah lima buah Cisco Router 2620XM. 2 Streaming Server Perangkat yang digunakan adalah sebuah notebook dengan spesifikasi: Perangkat keras i7-2670QM CPU @ 2.20 GHz dengan RAM 4.00 GB. Sistem operasi Ubuntu 11.04 Desktop i386 Natty Narwhal. Darwin Streaming Server (DSS) 6.0. Wireshark Network Protocol Analyzer versi 1.4.6. 3 Klien Streaming Klien yang digunakan untuk streaming adalah sebuah notebook dengan spesifikasi: Perangkat keras Dual CPU T2370 @ 1.73 GHz dengan RAM 2.00 GB Sistem operasi Ubuntu 11.04 Desktop i386 Natty Narwhal. VideoLAN Client (VLC) 1.1.9 the Luggage. Wireshark Network Protocol Analyzer versi 1.4.6. Dalam tahapan ini juga dilakukan video encoding dari video aslinya. Encoding video dilakukan menggunakan perangkat lunak Xilisoft 7.1.0 trailer version. Dua buah file video yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1 Video1 (trailer game Assasins Creed II) Video ini setelah di-encode memiliki spesifikasi: Nama file: video_001_LOW.mp4. Ukuran file: 1.92 MB. Format video: MPEG-4. Durasi: 2 menit 0 detik (120 detik). Video bit rate: 118 Kbps. Video frame rate: 10000 fps. Audio bit rate: 13.8 Kbps. Audio sampling rate: 8000 Hz. Resolusi: 320 x 240 pixel. Total bit rate: 133 Kbps.
6
2 Video2 (trailer game Dota 2) Video ini setelah di-encode memiliki spesifikasi: Nama file: video_002_LOW.mp4. Ukuran file: 1.10 MB. Format video: MPEG-4. Durasi: 1 menit 54 detik (114 detik). Video bit rate: 71.1 Kbps. Video frame rate: 10000 fps. Audio bit rate: 8.01 Kbps. Audio sampling rate: 8000 Hz. Resolusi: 320 x 240 pixel. Total bit rate: 80.4 Kbps. Perancangan Pada tahapan ini akan dibahas mengenai langkah-langkah perancangan dan implementasi sistem dari tugas akhir ini yang meliputi skenario dan instalasi serta konfigurasi jaringan untuk video streaming. Pada awalnya akan dilakukan pembuatan streaming server. Aplikasi streaming server yang digunakan adalah DSS 6.0. Setelah streaming server dijalankan, dilakukan hint video. Streaming dijalankan dengan player VLC 1.1.9. Setelah streaming server disiapkan, dilakukan perancangan topologi. Dalam penelitian ini digunakan lima buah Cisco Router 2620XM. Setiap link antar router dihubungkan oleh kabel Serial V.35 pada interface card WIC 2A/S. Topologi jaringan bisa dilihat pada Gambar 5.
Setelah topologi jaringan dirancang, langkah berikutnya adalah melakukan perancangan skenario. Secara umum, skenario dibedakan menjadi empat. Skenario pertama adalah analisis kinerja jaringan tanpa penerapan RTP header compression dan tanpa RSVP. Skenario kedua adalah analisis kinerja jaringan dengan penerapan RTP header compression. Skenario ketiga adalah analisis implementasi RSVP. Skenario keempat adalah analisis implementasi RTP header compression dan RSVP. Kinerja jaringan dianalisis berdasarkan parameterparameter packet loss, throughput, delta, dan jitter. Background traffic digunakan sebagai input. Pengambilan data dilakukan sebanyak lima kali untuk setiap skenario. Implementasi Implementasi dilakukan dalam Laboratorium Jaringan Departemen Fisika IPB. Jaringan terisolasi dibangun sesuai dengan hasil rancangan topologi jaringan. Implementasi jaringan terisolasi dari perancangan topologi bisa dilihat pada Gambar 6. 1 Implementasi DSS Implementasi DSS dijalankan dengan mengetikkan perintah dalam mode superuser: /usr/local/sbin/DarwinStreamingServer /usr/local/sbin/streamingserver.pl Hint video dilakukan dengan mp4creator. Perintah mp4creator dengan option –l digunakan untuk melihat list track dari file video. Perintah mp4creator dengan option –h
Gambar 5 Topologi jaringan.
7
Gambar 6 Jaringan terisolasi. digunakan untuk hint dari list track tertentu. Setelah di-hint, video bisa dijalankan oleh klien. VLC di klien membuka network stream dari server dengan membuka alamat “rtsp://172.17.0.2/video_001_LOW.mp4” (contoh perintah ketika klien menjalankan Video1). Protokol streaming yang digunakan pada lapisan application adalah RTSP. DSS dapat menjalankan protokol streaming lainnya seperti HTTP dan MMS. 2 Implementasi Konfigurasi Protokol Routing EIGRP
Dasar
dan
Konfigurasi router dilakukan melalui console dan telnet. Penelitian ini tidak membahas masalah keamanan jaringan. Konfigurasi melalui console dilakukan menggunakan converter PL-2303 USB to Serial adapter untuk menghubungkan RS-232 serial dengan USB port adapter. Aplikasi yang digunakan untuk melakukan konfigurasi adalah Minicom versi 2.1. Backup konfigurasi disimpan menggunakan aplikasi TFTPgui versi 2.2. Waktu antara server, klien, dan semua router disinkronisasi menggunakan NTP. Contoh konfigurasi dasar dari router yang digunakan dapat dilihat pada Lampiran 1. Protokol routing yang digunakan adalah EIGRP. Pada penelitian ini tidak dilakukan analisis kinerja jaringan jika jaringan mengalami link failure. Contoh konfigurasi protokol routing EIGRP bisa dilihat pada Lampiran 2. 3 Implementasi Background Traffic
Jperf 2.0.2 digunakan sebagai traffic generator pada penelitian ini. Jperf merupakan aplikasi dengan tampilan grafis dari Iperf. Jperf memiliki struktur client-server. Server menunggu permintaan client dengan membuka port 5001 (default). Pada penelitian ini jaringan akan dibanjiri dengan paket UDP selama streaming berlangsung. Ukuran paket UDP yang digunakan adalah 32 Kbps, 64 Kbps, 96 Kbps, dan 128 Kbps untuk setiap skenario. Capture dari Wireshark ketika jaringan dibanjiri oleh paket UDP bisa dilihat pada Lampiran 3. 4 Implementasi RTP Header Compression Teknologi enkapsulasi WAN yang digunakan pada penelitian ini adalah PPP. Konfigurasi RTP header compression dilakukan pada setiap interface serial. Contoh konfigurasi RTP header compression yang digunakan bisa dilihat pada Lampiran 4. 5 Implementasi RSVP Pemesanan bandwidth pada setiap interface router adalah sebesar 96 Kbps. Dari 96 Kbps bandwidth yang dipesan, 80 Kbps dialokasikan untuk paket RTP video dan 16 Kbps untuk paket RTP audio. Tipe pemesanan yang digunakan adalah guarranted service. Guarranted service memungkinkan untuk memberikan layanan yang menjamin delay dan bandwidth. Instalasi RSVP dilakukan dengan gaya pemesanan Fixed Filter (FF) untuk distinct reservation. Contoh konfigurasi untuk RSVP bisa dilihat pada Lampiran 5.
8
Analisis Hasil Analisis kinerja jaringan dilakukan berdasarkan nilai rataan parameter packet loss, throughput, delta, dan jitter. Data dari Wireshark difilter untuk mendapatkan data paket RTP. Terdapat dua jenis paket RTP, yaitu RTPType-96 yang merupakan paket dari video dan RTPType-97 yang merupakan paket dari audio. Hasil filter dari Wireshark akan diekspor menjadi format CSV untuk selanjutnya dilakukan pengolahan data menggunakan Microsoft Office Excel. Nilai packet loss dihitung dari selisih paket di sisi server dan client dibagi dengan jumlah paket di sisi server. Nilai throughput dihitung dengan cara menghitung total ukuran dari jumlah paket yang sampai di sisi klien dibagi dengan rentang waktu kedatangan paket pertama dan paket terakhir di sisi klien. Delay adalah selisih waktu ketika paket dikirimkan dari sumber dan waktu ketika paket sampai di tujuan, sedangkan delta adalah selisih kedatangan paket sejenis berurutan pada sisi klien. Variasi dari delay dihitung dengan menghitung rata-rata dari selisih setiap nilai delay yang didapatkan, sedangkan variasi dari delta dihitung dengan menggunakan informasi sequence dan timestamp dari paket data. Pada penelitian ini dilakukan analisis nilai delta. Ilustrasi sederhana untuk memahami perbedaan delay dan delta dapat dilihat pada Gambar 7. Jitter merupakan variasi dari delay atau delta. Pada penelitian ini dilakukan analisis
variasi dari delta. Nilai jitter dihitung dengan persamaan: J(i) = J(i-1) + (|D(i-1,i)| - J(i-1))/16 ............ (1) dengan nilai D(i,j) adalah: D(i,j) = (Rj-Ri) - (Sj-Si) = (Rj-Sj) - (Ri-Si) ... (2) Si adalah RTP timestamp dari paket i Sj adalah RTP timestamp dari paket j Ri adalah waktu kedatangan paket i Rj adalah waktu kedatangan (Schulzrinne et al. 2003).
paket
j
Nilai Si dan Sj dihitung berdasarkan informasi timestamp dari paket RTP. Nilai Si dan Sj dihitung dari timestamp dibagi dengan frame rate dari paket video (RTPType-96) atau sampling rate dari paket audio (RTPType-97). Jika tidak ada paket yang drop, maka untuk jenis paket yang sama akan memiliki nilai sequence yang berurutan. Jenis paket data video memiliki nilai frame rate 10000 fps dan jenis paket data audio memiliki nilai sampling rate 8000 Hz. Contoh informasi sequence dan timestamp dari paket RTP yang direkam oleh Wireshark dapat dilihat pada Gambar 8.
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Packet Loss Tujuan pengukuran packet loss adalah untuk mengetahui kehandalan jaringan dalam meneruskan data dari sumber ke tujuan.
Gambar 7 Ilustrasi perbedaan delay dan delta.
9
Gambar 8 Contoh informasi sequence dan timestamp paket RTP yang direkam Wireshark. Kemampuan jaringan meneruskan data dalam komunikasi real-time sangat penting. Semakin besar packet loss, kualitas video streaming akan menjadi semakin buruk.
dibanjiri paket UDP selama streaming berjalan. Hasil yang diperoleh menunjukkan ketika streaming dijalankan tanpa kompresi RTP header compression dan tanpa RSVP, nilai ratarata packet loss cenderung meningkat seiring peningkatan background traffic yang diberikan sampai dengan 64 Kbps, tetapi pada saat diberikan background traffic 96 Kbps dan 128 Kbps nilai rata-rata packet loss mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena bandwidth aktual dari modul interface card WIC 2A/S adalah 96 Kbps. Paket UDP sebagai
Nilai rata-rata packet loss Video1 dan Video2 jenis paket data video (RTPType-96) yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 1. Jika digambarkan dalam grafik, Tabel 1 terlihat seperti Gambar 9. Nilai packet loss menjadi lebih besar ketika jaringan diberikan background traffic. Hal ini disebabkan jaringan
Tabel 1 Nilai rata-rata packet loss Video1 dan Video2 RTPType-96 Packet Loss (%) Video1
Background Traffic (Kbps)
Video2
0
10.66
8.47
10.61
RSVP & RHC 8.46
0
0
0
RSVP & RHC 0
32 64
35 51.56
32.45 50.54
19.47 19.28
17.93 18.05
1.87 22.39
0.31 20.68
0 0
0 0
96 128
49.94 48.77
48.84 47.65
19.67 19.31
18.54 17.89
21.07 20.68
19.21 18.95
0 0
0 0
rata-rata 39.19 37.59 RHC: RTP header compression
17.67
16.17
13.20
11.83
0.00
0.00
RHC
RSVP
60
Packet Loss (%)
Packet Loss (%)
Normal
40 20 0 0
32 64 96 128 Background Traffic (Kbps) Video1
Normal
RHC
RSVP
25 20 15 10 5 0 0
32 64 96 128 Background Traffic (Kbps) Video2
Gambar 9 Grafik perbandingan nilai rata-rata packet loss Video1 dan Video2 RTPType-96.
10
background traffic yang ditransmisikan selama streaming berlangsung bertujuan untuk membuat traffic jaringan menjadi padat. Besarnya nilai paket UDP yang melebihi bandwidth dari jaringan akan menyebabkan beberapa paket UDP itu sendiri drop. Hal inilah yang menyebabkan kepadatan jaringan berkurang dan nilai rata-rata packet loss menurun kembali dibandingkan pada saat background traffic 64 Kbps. Ketika RTP header compression diimplementasikan, nilai rata-rata packet loss mengalami penurunan, tetapi tidak begitu besar. Untuk Video1, nilai rata-rata packet loss mengalami perbaikan dari 39.19% menjadi 37.59%. Sementara itu, nilai rata-rata packet loss Video2 mengalami perbaikan dari 13.20% menjadi 11.83%. Penurunan packet loss ketika RTP header compression diimplementasikan terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya menjadi lebih kecil sehingga dapat menghemat konsumsi bandwidth dan dapat ditransmisikan dengan lebih baik. Ketika RSVP diimplementasikan, nilai ratarata packet loss menjadi lebih baik. Untuk Video1, nilai rata-rata packet loss mengalami perbaikan dari 39.19% menjadi 17.67%. Sementara itu, nilai rata-rata packet loss Video2 mengalami perbaikan dari 13.20% menjadi 0%. Data Video1 memiliki video bit rate 118 Kbps, sedangkan pemesanan resource oleh RSVP untuk paket data RTP jenis video adalah 80 Kbps. Untuk Video1, ukuran bit rate video yang lebih besar dari bandwidth yang dipesan menyebabkan packet loss masih terjadi. Untuk data Video2, tidak ada packet loss ketika RSVP diimplementasikan. Jaringan mampu meneruskan semua paket. Hal ini terjadi karena data Video2 hanya memiliki video bit rate 71.1
Kbps dan pemesanan resource oleh RSVP untuk jenis paket data video adalah 80 Kbps. Ketika metode kompresi RTP header compression dan metode pemesanan resource RSVP diintegrasikan, nilai rata-rata packet loss menjadi lebih baik lagi, yaitu 16.17% untuk Video1 dan 0% untuk Video2. Hal ini terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya menjadi lebih kecil sehingga dapat menghemat konsumsi bandwidth dan router telah menyiapkan jalur khusus ketika paket RTP tersebut ditransmisikan. Untuk jenis paket data audio (RTPType-97), tidak ada packet loss (packet loss bernilai 0). Jaringan mampu meneruskan semua paket jenis ini. Hal ini terjadi karena masing-masing data memiliki ukuran audio bit rate yang relatif kecil, yaitu 13.8 Kbps untuk Video1 dan 8.01 Kbps untuk Video2. Analisis Throughput Tujuan pengukuran throughput adalah untuk mengetahui kehandalan jaringan meneruskan data dalam rentang waktu tertentu. Nilai throughput memiliki keterkaitan dengan packet loss. Dalam rentang waktu tertentu, semakin banyak paket yang drop menyebabkan nilai throughput menurun. Nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 jenis paket data video yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 2. Jika digambarkan dalam grafik, Tabel 2 terlihat seperti Gambar 10. Hasil yang diperoleh menunjukkan ketika streaming dijalankan tanpa kompresi RTP header compression dan tanpa pemesanan resource RSVP nilai rata-rata throughput cenderung semakin menurun seiring dengan peningkatan ukuran background traffic yang
Tabel 2 Nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 RTPType-96 Throughput (Bps) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
RSVP
RSVP & RHC
Normal
RHC
RSVP
RSVP & RHC
0
13861.43
14223.96
13809.32
14204.94
9512.70
9512.94
9549.32
9556.78
32
7975.92
10241.11
12153.67
12385.91
9322.73
9476.11
9550.05
9551.07
64
7044.72
7226.82
12170.58
12452.28
7240.23
7400.51
9537.57
9544.85
96
7034.08
7215.80
12188.40
12415.90
7226.67
7420.50
9551.55
9556.11
128
7035.45
7205.73
12182.79
12473.74
7232.15
7384.46
9576.12
9565.43
8590.32 9222.69 rata-rata RHC: RTP header compression
12500.95
12786.56
8106.90
8238.90
9552.92
9554.85
Video1
Video2
15000.00
Throughput (Bps)
Throughput (Bps)
11
10000.00 5000.00 0.00
12000.00 10000.00 8000.00 6000.00 4000.00 2000.00 0.00
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps)
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps)
Video1
Video2
Gambar 10 Grafik perbandingan nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 RTPType-96. diberikan. Hal ini terjadi karena semakin besar nilai background traffic yang diberikan maka jaringan akan semakin padat dan semakin banyak paket yang drop sehingga ukuran data yang berhasil dikirimkan dalam rentang waktu tertentu semakin kecil. Ketika RTP header compression diimplementasikan, nilai rata-rata throughput mengalami peningkatan, tetapi tidak begitu besar. Untuk Video1, nilai rata-rata throughput mengalami perbaikan dari 8590.32 Bps menjadi 9222.69 Bps. Sementara itu, nilai rata-rata throughput Video2 mengalami perbaikan dari 8106.90 Bps menjadi 8238.90 Bps. Ketika RSVP diimplementasikan, nilai ratarata throughput menjadi lebih baik. Untuk Video1, nilai rata-rata throughput mengalami perbaikan dari 8590.32 Bps menjadi 12500.95 Bps. Sementara itu, nilai rata-rata throughput Video2 mengalami perbaikan dari 8106.90 Bps menjadi 9552.92 Bps. Ketika metode kompresi RTP header compression dan metode pemesanan resource RSVP diintegrasikan, nilai rata-rata throughput menjadi lebih baik lagi, yaitu 12786.56 Bps untuk Video1 dan 9554.85 untuk Video2. Hal ini terjadi karena header paket RTP dikompresi sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan router telah menyiapkan jalur khusus ketika paket RTP tersebut ditransmisikan. Untuk jenis paket data audio, kepadatan traffic jaringan tidak mempengaruhi nilai throughput. Hal ini disebabkan tidak adanya packet loss untuk jenis paket data audio walaupun traffic jaringan padat, sehingga total ukuran dari jumlah paket yang sampai di klien dalam rentang waktu tertentu tidak mengalami penurunan seiring dengan pertambahan
background traffic yang diberikan. Nilai ratarata throughput untuk Video1 dan Video2 jenis paket data audio bisa dilihat pada Lampiran 6. Analisis Delta Delta merupakan salah satu parameter yang penting untuk menilai kinerja jaringan dalam meneruskan data, terutama untuk aplikasi realtime yang sensitif terhadap delay seperti video streaming. Semakin besar nilai delta, video terlihat lag dan patah-patah. Nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 jenis paket data video yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 3. Jika digambarkan dalam grafik, Tabel 3 terlihat seperti Gambar 11. Ketika streaming dijalankan tanpa kompresi RTP header compression dan tanpa pemesanan resource RSVP, nilai rata-rata delta cenderung semakin meningkat seiring dengan peningkatan ukuran background traffic yang diberikan sampai dengan 64 Kbps, tetapi kembali menurun pada background traffic 96 Kbps dan 128 Kbps. Hal ini terjadi karena semakin besar nilai background traffic yang diberikan maka jaringan akan semakin padat. Padatnya jaringan akan menyebabkan proses streaming terganggu sehingga delay kedatangan paket RTP pada sisi klien meningkat. Ketika RTP header compression diimplementasikan, nilai rata-rata delta mengalami penurunan, tetapi tidak begitu besar. Untuk Video1, nilai rata-rata delta mengalami perbaikan dari 117.64 ms menjadi 114.65 ms. Sementara itu, nilai rata-rata delta Video2 mengalami perbaikan dari 103.47 ms menjadi 101.70 ms. Penurunan delta ketika RTP header compression diimplementasikan terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya
12
Tabel 3 Nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 RTPType-96 Delta (ms) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
RSVP
0
73.97
71.90
74.09
RSVP & RHC 72.12
32
104.98
100.77
83.73
64
140.49
137.71
96
135.98
128
132.79
Video1
Video2 Normal
RHC
RSVP
88.60
88.60
88.66
RSVP & RHC 88.66
82.12
90.34
88.91
88.69
88.68
83.36
81.61
114.32
111.85
88.77
88.75
132.99
83.64
82.09
112.35
109.77
88.72
88.76
129.85
83.42
81.44
111.72
109.39
88.62
88.61
117.64 114.65 rata-rata RHC: RTP header compression
81.65
79.88
103.47
101.70
88.69
88.69
150.00 Delta (ms)
Delta (ms)
150.00 100.00 50.00 0.00
100.00 50.00 0.00
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps)
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps) Video2
Video1
Gambar 11 Grafik perbandingan nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 RTPType-96. menjadi lebih kecil sehingga ditransmisikan dengan lebih baik.
dapat
telah menyiapkan jalur khusus ketika paket RTP tersebut ditransmisikan.
Ketika RSVP diimplementasikan, nilai ratarata delta mengalami penurunan. Untuk Video1, nilai rata-rata delta mengalami perbaikan dari 117.64 ms menjadi 81.65 ms. Sementara itu, nilai rata-rata delta Video2 mengalami perbaikan dari 103.47 ms menjadi 88.69 ms. Penurunan delta ketika RSVP diimplementasikan terjadi karena router mengirimkan paket RTP menggunakan resource yang dipesan sehingga jaringan mampu meneruskan paket RTP dengan lebih baik.
Untuk jenis paket data audio, nilai rata-rata delta relatif sama pada setiap pemberian background traffic yang berbeda-beda, baik pada kondisi normal, pada kondisi ketika RTP header compression diimplementasikan maupun pada kondisi ketika RSVP diimplementasikan. Jaringan mampu meneruskan jenis paket data audio dengan baik walaupun traffic jaringan padat karena ukuran paket data jenis audio hanya 13.08 Kbps untuk Video1 dan 8.01 Kbps untuk Video2. Nilai rata-rata delta untuk Video1 dan Video2 jenis paket data audio bisa dilihat pada Lampiran 7.
Ketika metode kompresi RTP header compression dan metode pemesanan resource RSVP diintegrasikan, nilai rata-rata delta menjadi lebih baik lagi, yaitu 78.97 ms untuk Video1 dan 88.69 ms untuk Video2. Hal ini terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya menjadi lebih kecil sehingga dapat menghemat konsumsi bandwidth dan router
Analisis Jitter Jitter atau variasi dari delta merupakan salah satu parameter yang penting untuk menilai kinerja jaringan. Jaringan yang baik mampu menjaga kestabilan nilai jitter. Semakin stabil nilai jitter, kualitas jaringan semakin baik. Nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 jenis paket
13
data video yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4. Jika digambarkan dalam grafik, Tabel 4 terlihat seperti Gambar 12. Ketika streaming dijalankan tanpa kompresi RTP header compression dan tanpa pemesanan resource RSVP, nilai jitter tidak stabil dan cenderung semakin meningkat seiring dengan peningkatan ukuran background traffic yang diberikan sampai dengan 64 Kbps, tetapi kembali menurun pada background traffic 96 Kbps dan 128 Kbps. Hal ini terjadi karena semakin besar nilai background traffic yang diberikan maka traffic jaringan akan semakin padat. Padatnya traffic jaringan akan menyebabkan transmisi paket RTP terganggu sehingga delay kedatangan paket RTP pada sisi klien menjadi tidak stabil. Ketika RTP header compression diimplementasikan, nilai rata-rata jitter mengalami penurunan, tetapi tidak begitu besar. Untuk Video1, nilai rata-rata jitter mengalami
penurunan dari 116.45 ms menjadi 113.43 ms. Sementara itu, nilai rata-rata jitter Video2 mengalami penurunan dari 102.15 ms menjadi 100.39 ms. Penurunan jitter ketika RTP header compression diimplementasikan terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya menjadi lebih kecil sehingga dapat menghemat bandwidth yang dikonsumsi ketika paket RTP ditransmisikan. Walaupun nilai rata-rata jitter mengalami penurunan, nilai jitter masih tidak stabil. Ketika RSVP diimplementasikan, nilai ratarata jitter menjadi lebih baik dan stabil. Untuk Video1, nilai rata-rata jitter mengalami penurunan dari 116.45 ms menjadi 80.71 ms. Sementara itu, nilai rata-rata jitter Video2 mengalami penurunan dari 102.15 ms menjadi 87.49 ms. Perbaikan jitter ketika RSVP diimplementasikan terjadi karena router mengirimkan paket RTP menggunakan resource yang dipesan sehingga jaringan mampu meneruskan paket RTP dengan lebih
Tabel 4 Nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 RTPType-96 Jitter (ms) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
RSVP
0
73.45
71.25
73.55
RSVP & RHC 71.32
32
104.14
99.98
82.70
64
138.90
136.03
96
134.46
128 rata-rata
Video1
Video2 Normal
RHC
RSVP
87.44
87.44
87.47
RSVP & RHC 87.47
81.15
89.15
87.73
87.49
87.46
82.34
80.68
112.87
110.41
87.55
87.55
131.47
82.64
81.13
110.93
108.38
87.50
87.48
131.29
128.41
82.35
80.56
110.35
108.01
87.43
87.43
116.45
113.43
80.71
78.97
102.15
100.39
87.49
87.48
RHC: RTP header compression
Jitter (ms)
Jitter (ms)
150.00 100.00
50.00 0.00
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps) Video1
120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00
0 32 64 96 128 Background Traffic (Kbps) Video2
Gambar 12 Grafik perbandingan nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 RTPType-96.
14
baik dan stabil. Ketika metode kompresi RTP header compression dan metode pemesanan resource RSVP diintegrasikan, nilai rata-rata jitter stabil dan mengalami penurunan menjadi 78.97 ms untuk Video1 dan 87.48 ms untuk Video2. Hal ini terjadi karena header paket RTP dikompresi ukurannya menjadi lebih kecil sehingga dapat menghemat konsumsi bandwidth dan router telah menyiapkan jalur khusus ketika paket RTP tersebut ditransmisikan. Untuk jenis paket data audio, nilai rata-rata jitter stabil. Variasi dari delta untuk paket data audio stabil karena jaringan mampu mentransmisikan jenis paket data audio dengan baik. Nilai rata-rata jitter untuk Video1 dan Video2 jenis paket data audio bisa dilihat pada Lampiran 8.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Video streaming merupakan aplikasi realtime yang sensitif terhadap delay. Traffic jaringan sangat mempengaruhi proses streaming. Semakin padat traffic jaringan maka streaming akan terganggu. Diperlukan suatu metode agar jaringan bekerja dengan baik dalam menjalankan video streaming. RSVP dan RTP header compression dapat menjadi solusi untuk meningkatkan kinerja jaringan dalam menjalankan video streaming. RSVP bekerja dengan melakukan pemesanan resource untuk paket tertentu, sehingga paket tersebut dapat ditransmisikan dengan menggunakan resource yang dipesan. RTP header compression bekerja dengan melakukan kompresi terhadap header paket RTP sehingga ukuran data menjadi lebih kecil dan dapat menghemat konsumsi bandwidth ketika paket RTP ditransmisikan. Integrasi RSVP dan RTP header compression memungkinkan jaringan mampu meneruskan paket RTP dengan lebih baik sehingga pemutaran konten berjalan lancar. Penelitian ini bertujuan menganalisis kinerja RTP header compression dan RSVP. Penelitian ini dilakukan pada jaringan terisolasi. Background traffic digunakan untuk menguji kinerja jaringan. Kinerja jaringan dianalisis berdasarkan parameter packet loss, throughput, delta, dan jitter. Hasil dari penelitian ini menunjukkan RTP header compression mampu meningkatkan kinerja jaringan baik dari sisi packet loss,
throughput, delta, dan jitter. Peningkatan kinerja jaringan tidak begitu besar. Hal ini terjadi karena ukuran header paket RTP yang dikompresi tidak begitu besar dibandingkan ukuran dari data paket RTP. Walaupun tidak begitu besar, RTP header compression dapat menghemat konsumsi bandwidth sehingga kinerja jaringan menjadi sedikit lebih baik. RSVP mampu meningkatkan kinerja jaringan baik dari sisi packet loss, throughput, delta, dan jitter. Hasil yang diperoleh menunjukkan RSVP mampu bekerja lebih baik dari RTP header compression. Integrasi dari RTP header compression dan RSVP mampu meningkatkan kinerja jaringan untuk video streaming dengan lebih baik lagi. Nilai rata-rata packet loss mengalami penurunan ketika kedua metode ini diintegrasikan. Penurunan packet loss menyebabkan nilai throughput meningkat. Nilai rata-rata delta menurun dan jitter yang diperoleh menjadi lebih stabil karena transmisi paket RTP menjadi lebih lancar. Integrasi dari RTP header compression dan RSVP bisa menjadi salah satu masukan dalam pemilihan metode untuk menjamin layanan video steraming. Saran Video streaming biasanya diakses menggunakan browser melalui internet pada situs-situs yang menyediakan layanan video streaming dan tidak hanya diakses oleh satu client. RSVP merupakan integrated service yang bisa diterapkan pada jaringan dengan kondisi dan topologi yang jelas. Beberapa hal yang disarankan sebagai pengembangan dari penelitian ini adalah: 1 Membuat atau memodifikasi aplikasi streaming server dan player yang mampu berjalan di atas sebuah aplikasi dengan nomor port yang tetap. 2 Streaming dilakukan secara multicast. 3 Implementasi RSVP dan RTP header compression yang dikombinasikan dengan differentiated service atau metode lainnya. 4 Penelitian dilakukan pada jaringan real (bukan jaringan terisolasi) sehingga hasilnya dapat lebih bermanfaat. 5 Menerapkan RSVP dan RTP header compression pada IPv6. IPv6 dengan panjang bit 128 memiliki jumlah ketersediaan IP jauh lebih banyak dibandingkan IPv4 yang hanya memiliki panjang bit 32. Selain ketersediaan IP yang jauh lebih banyak, IPv6 memiliki banyak kelebihan dibandingkan IPv4.
15
DAFTAR PUSTAKA Austerberry D. 2004. The Technology of Video and Audio Streaming. Ed ke-2. Boston: Focal Press. [CISCO] Cisco System, Inc. 2009. Cisco IOS Quality of Service Solutions Configuration Guide. San Jose: Cisco Press. Follansbee J. 2004. Get Streaming! Quick Steps to Delivering Audio and Video Online. Oxford: Elsevier. Hakim L. 2011. Analisis perbandingan performansi routing dinamis berbasis link state untuk video streaming dengan differentiated service dan RSVP [skripsi]. Bandung: Fakultas Elektronik dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom Bandung. [IETF] Braden R, Berson S, Herzog S, Jamin S, Zhang. 1997. Resource Reservation Protocol (RSVP), Version 1. [terhubung berkala]. http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt [10 Juli 2012] [IETF] Schulzrinne H, Casner S, Frederick R, Jacobson V. 2003. RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications. [terhubung berkala]. http://www.ietf.org/rfc/rfc3550.txt [10 Juli 2012] [IETF] Shenker S, Partridge C, Guerin R. 1997. Specification of Guaranteed Quality of Service. [terhubung berkala]. http://www.ietf.org/rfc/rfc2212.txt [10 Juli 2012] [IETF] Wroclawski J. 1997. Specification of the Controlled-Load Network Element Service. [terhubung berkala]. http://www.ietf.org/rfc/rfc2211.txt [10 Juli 2012] Kurose J, Ross K. 2010. Computer Networking A Top Down Approach. Ed ke-5. Boston: Addison Wesley. Sosinsky B. 2009. Networking Indianapolis: Wiley Publishing.
Bible.
Szigeti T, Hattigh C. 2004. End-to-End QoS Network Design. Indianapolis: Cisco Press. Widyatmoko D. 2012. Kinerja protokol routing dalam komunikasi real-time pada jaringan berkabel [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
16
LAMPIRAN
17
Lampiran 1 Contoh konfigurasi dasar router hostname enable secret class no ip domain-loookup service password-encryption line con 0 pass cisco login logging synchronous line vty 0 4 pass cisco login logging synchronous
18
Lampiran 2 Contoh konfigurasi protokol routing EIGRP R1(config)#router eigrp 1 R1(config-router)#network 172.17.0.0 0.0.0.255 R1(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.3 R1(config-router)#network 192.168.0.8 0.0.0.3 R1(config-router)#network 192.168.0.16 0.0.0.3 R1(config-router)#no auto-summary R2(config)#router eigrp 1 R2(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.3 R2(config-router)#network 192.168.0.4 0.0.0.3 R2(config-router)#no auto-summary R3(config)#router eigrp 1 R3(config-router)#network 172.17.1.0 0.0.0.255 R3(config-router)#network 192.168.0.4 0.0.0.3 R3(config-router)#network 192.168.0.12 0.0.0.3 R3(config-router)#network 192.168.0.20 0.0.0.3 R3(config-router)#no auto-summary R4(config)#router eigrp 1 R4(config-router)#network 192.168.0.8 0.0.0.3 R4(config-router)#network 192.168.0.12 0.0.0.3 R4(config-router)#no auto-summary R5(config)#router eigrp 1 R5(config-router)#network 192.168.0.16 0.0.0.3 R5(config-router)#network 192.168.0.20 0.0.0.3 R5(config-router)#no auto-summary
19
Lampiran 3 Capture dari Wireshark ketika jaringan dibanjiri paket UDP
20
Lampiran 4 Contoh konfigurasi RTP header compression R1(config)#int s0/0 R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)# ip rtp header-compression iphc-format R2(config)#int s0/3 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)# ip rtp header-compression iphc-format R2(config)#int s0/1 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)# ip rtp header-compression iphc-format R3(config)#int s0/0 R3(config-if)#encapsulation ppp R3(config-if)# ip rtp header-compression iphc-format
21
Lampiran 5 Contoh konfigurasi RSVP R1(config)#int f0/0 R1(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R1(config)#int s0/0 R1(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R1(config-if)#fair-queue 64 256 3 R1(config)#ip rsvp sender 172.17.1.2 172.17.0.2 UDP 45114 6970 172.17.0.2 FastEthernet0/0 80 1 R1(config)#ip rsvp sender 172.17.1.2 172.17.0.2 UDP 47236 6970 172.17.0.2 FastEthernet0/0 16 1 R2(config)#int s0/3 R2(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R2(config)#int s0/1 R2(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R2(config-if)#fair-queue 64 256 3 R3(config)#int s0/0 R3(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R3(config)#int f0/0 R3(config-if)#ip rsvp bandwidth 96 96 R3(config-if)#fair-queue 64 256 3 R3(config)#ip rsvp reservation 172.17.1.2 172.17.0.2 6970 172.17.1.2 FastEthernet0/0 FF RATE 80 1
UDP
45114
R3(config)#ip rsvp reservation 172.17.1.2 172.17.0.2 6970 172.17.1.2 FastEthernet0/0 FF RATE 16 1
UDP
47236
22
Lampiran 6 Nilai rata-rata throughput Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97) Throughput (Bps) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
0
1887.59
32
Video1
Video2
RSVP
RSVP & RHC
Normal
RHC
RSVP
RSVP & RHC
1891.40
1895.38
1898.73
1165.35
1165.42
1164.77
1165.09
1889.86
1888.53
1896.13
1896.37
1163.99
1164.77
1165.06
1165.38
64
1889.83
1888.80
1897.14
1898.00
1164.19
1164.37
1163.65
1163.66
96
1890.48
1889.95
1895.81
1897.41
1164.69
1164.76
1163.88
1164.08
128
1891.22
1890.93
1901.88
1903.38
1165.27
1165.32
1165.88
1164.98
rata-rata
1889.80
1889.92
1897.27
1898.78
1164.70
1164.93
1164.65
1164.64
23
Lampiran 7 Nilai rata-rata delta Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97) Delta (ms) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
RSVP
0
383.68
382.91
383.62
RSVP & RHC 383.33
32
383.22
383.49
383.44
64
383.23
383.44
96
383.09
128 rata-rata
Video1
Video2 Normal
RHC
RSVP
382.52
382.49
383.41
RSVP & RHC 382.85
383.59
382.96
382.71
382.85
383.01
383.73
383.98
382.90
382.84
383.88
383.95
383.20
383.45
383.11
382.73
382.71
383.38
383.55
382.94
383.00
383.27
383.26
382.54
382.53
382.52
383.13
383.23
383.21
383.50
383.45
382.73
382.66
383.21
383.30
24
Lampiran 8 Nilai rata-rata jitter Video1 dan Video2 jenis paket data audio (RTPType-97) Jitter (ms) Background Traffic (Kbps)
Normal
RHC
RSVP
0
71.62
72.83
76.74
RSVP & RHC 76.47
32
71.52
72.92
73.87
64
72.91
72.92
96
72.31
128 rata-rata
Video1
Video2 Normal
RHC
RSVP
62.02
61.09
63.92
RSVP & RHC 64.02
76.07
61.43
63.74
62.22
65.10
71.93
76.74
62.40
66.27
64.24
65.02
73.16
74.55
74.24
61.12
61.29
66.20
66.89
71.25
73.12
74.53
74.87
62.01
61.09
64.82
65.72
71.92
72.99
74.32
75.68
61.80
62.70
64.28
65.35
