ANALISIS UNJUK KERJA IMPLEMENTASI VIRTUAL ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL (VRRP) dan COMMON ADDRESS REDUNDANCY PROTOCOL (CARP) PADA JARINGAN CLIENT- SERVER

ANALISIS UNJUK KERJA IMPLEMENTASI VIRTUAL ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL (VRRP) dan COMMON ADDRESS REDUNDANCY PROTOCOL (CARP) PADA JARINGAN CLIENTSERVER Aditya Indra Lesmana dan Yan Maraden Sinaga Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Abstrak Saat ini banyak digunakan sebuah jaringan yang dapat mendukung layanan suara, data dan video tanpa adanya downtime, sehingga dibutuhkan back up jaringan serta protokol redundansi (active-standby) untuk menunjang terciptanya jaringan komunikasi yang stabil dan efisien. VRRP dan CARP merupakan salah satu protokol yang sering digunakan untuk mendapatkan level layanan yang tinggi. Rancangan pada skripsi ini akan dibuat dalam beberapa skenario yaitu ping tes, flooding, download dokumen serta streaming dengan parameter RTD (delay time), packet loss, throughput dan waktu failover. Dari hasil simulasi bahwa protokol CARP membutuhkan rata – rata waktu lebih cepat dalam melakukan failover yaitu 5 detik daripada protokol VRRP dengan rata-rata waktu 7 detik. Untuk trafik yang besar protokol VRRP dan CARP mampu melewatkan throughput besar saat dilakukan failover, nilai throughputnya hampir mendekati throughput maksimalnya 6 Mbps, untuk rata-rata packet loss yang didapat sebesar 5-6%. Kata Kunci : CARP, Client-server, Redundansi, VRRP

Abstract Today, there are many network could support voice service, data, video conference without any downtime occurred on network. Backup method is required to support all that services and also protocol redundancy (active-standby) which could make a stable and efficient network communications. VRRP and CARP are the frequently used protocols to create a high level of network service. The scheme of this thesis will be made in several scenarios, they are ping test, flooding, download document also streaming by RTD (delay time) parameters, packet loss, throughput and failover time. The result from simulation showing that CARP protocol need the faster average time that is 5 seconds, but VRRP protocol need 7 seconds of the average time. CARP and VRRP protocol is able to pass up wide throughput while doing failover on the large traffic, its throughput value almost approaches the maximal value of 6 Mbps and average of packet loss are 5-6%.

Keyword: CARP, client-server, Redundancy , VRRP

Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013

Pendahuluan Dengan berkembangnya kebutuhan suatu perusahaan akan komunikasi data dan demi kelangsungan kegiatan operasionalnya, maka saat ini banyak dikembangkan sebuah jaringan yang dapat mendukungn layanan suara, data dan video tanpa adanya downtime, sehingga dibutuhkan back up jaringan serta protokol redundansi (active-standby) untuk menunjang terciptanya jaringan komunikasi yang stabil dan efisien. LAN atau Local Area Network yaitu suatu jaringan komputer yang menghubungkan suatu komputer dengan komputer lain dengan jarak yang terbatas. Setiap jaringan komputer memiliki fungsi sebagai client dan juga server. Tetapi ada jaringan yang memiliki komputer yang khusus didedikasikan sebagai server sedangkan yang lain sebagai client. Ada juga yang tidak memiliki komputer yang khusus yang akan digunakan sebagai server saja. Untuk menyediakan koneksi layer tiga dari jaringan komputer, diperlukan suatu perangkat jaringan tambahan yang disebut dengan router. Router merupakan sebuah perangkat yang berfungsi untuk melakukan paket data switching dari satu jaringan ke jaringan yang lainnya, sehingga jaringan tersebut dapat saling berkomunikasi antara satu dengan yang lainnya. Disini akan dilakukan analisis protokol redundansi VRRP dan CARP untuk meminimalkan downtime yang terjadi saat jaringan utama terjadi gangguan. VRRP dan CARP dipilih karena kedua protokol tersebut open source dan dapat diimplementasikan tanpa harus membeli perangkat khusus seperti Cisco dan Juniper. Hanya dengan menggunakan komputer dengan OS linux serta software router open source dapat dibentuk suatu jaringan clientserver. Akan dilakukan tes untuk melihat waktu failover yang diperlukan tiap protokol, delay time, packet loss serta throughput dari tiap protokol redundansi. Protokol redundansi yang diimplementasikan akan sangat mempengaruhi kualitas aplikasi yang digunakan. Penelitian dalam skripsi ini bertujuan untuk melihat efek implementasi kedua protokol redundansi tersebut. Pokok permasalahan yang akan dibahas adalah adanya link back up pada sebuah jaringan akan diupayakan agar tidak terjadi down time sehingga perlu ditentukan protokol yang akan digunakan. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah membangun jaringan komputer client–server untuk test-bed atau simulasi yang dapat dijamin tingkat layanannya seperti latency yang kecil, throughput yang besar, packet loss yang kecil serta waktu down yang singkat, dengan membandingkan protokol redundansi VRRP dan CARP, serta pengujian beberapa aplikasi dengan mengimplementasikan protokol redundansi tersebut pada komputer Router dengan sistem operasi Linux.


Teori Dasar Jaringan komputer adalah sebuah sistem yang terdiri atas komputer, software dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersama-sama untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Pada dasarnya setiap jaringan komputer ada yang berfungsi sebagai client dan juga server. Tetapi ada jaringan yang memiliki komputer yang khusus didedikasikan sebagai server sedangkan yang lain sebagai client. Ada juga yang tidak memiliki komputer yang khusus berfungsi sebagai server saja. Karena itu berdasarkan fungsinya maka ada dua jenis jaringan komputer : a) Client-server Yaitu jaringan komputer dengan komputer yang didedikasikan khusus sebagai server. Sebuah layanan bisa diberikan oleh sebuah komputer atau lebih. Contohnya adalah sebuah domain seperti www.detik.com yang dilayani oleh banyak komputer web server. Atau bisa juga banyak layanan yang diberikan oleh satu komputer Contohnya adalah server jtk.polban.ac.id yang merupakan satu komputer dengan multi service yaitu mail server, web server, dokumen server, database server dan lainnya. b) Peer-to-peer Yaitu jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga menjadi client secara bersamaan. Contohnya dalam dokumen sharing antar komputer di jaringan Windows. Jaringan Neighbourhood dengan 5 komputer (diberi nama A,B,C,D dan E) yang memberi hak akses terhadap dokumen yang dimilikinya. Pada satu saat A mengakses dokumen share dari B bernama data_nilai.xls dan juga memberi akses dokumen soal_uas.doc kepada C. Saat A mengakses dokumen dari B maka A berfungsi sebagai client dan saat A memberi akses dokumen kepada C maka A berfungsi sebagai server. Kedua fungsi itu dilakukan oleh A secara bersamaan maka jaringan seperti ini dinamakan peer to peer. Pada Gambar 1 menggambarkan topologi konfigurasi VRRP dengan dua router PE (Provider Equipment) dan dua jaringan yang akan dikoneksikan dengan satu switch untuk ke arah LAN. Berikut prinsip dan cara kerja protokol VRRP : 1. PE 1, PE 2 dan komputer LAN di konfigurasi dalam satu network, sehingga bisa saling ping satu sama lain. 2. PE 1 dan PE 2 dikonfigurasi agar menggunakan IP virtual sebagai VRRP, untuk VRRP ID harus di konfigurasi sama untuk kedua router. Hal ini diperlukan karena VRRP ID merupakan identitas IP VRRP.


IP Address 192.168.1.1 (Provider Equipment) PE 1

IP Address VRRP 192.168.1.3 Network Destination

Network Source (LAN)

IP Address 192.168.1.2

(Provider Equipment) PE 2

Gambar 1 Topologi jaringan dengan protokol VRRP

3. VRRP mempunyai sebuah virtual address, untuk virtual address ini biasanya satu network juga dengan PE 1,PE 2. 4. VRRP akan menentukan mana yang menjadi jaringan utama dan mana yang akan menjadi jaringan back up, untuk menentukan biasanya ada di priority VRRP dimana semakin tinggi nilainya dia akan berfungsi sebagai main. 5. VRRP mempunyai sebuah IP Virtual yang akan mengassosiasi atau mengklonning diri dan memforward semua routing yang diterima ke IP real (PE 1 / PE 2). CARP (Common Address Redudancy Protocol), merupakan protokol yang mengizinkan beberapa titik di jaringan lokal untuk berbagi IP address yang sama. Tujuan utama CARP adalah untuk menyediakan Failover redundansi, terutama ketika digunakan dengan firewall dan router. Sekelompok host yang menggunakan CARP disebut “kelompok redundansi”. Kelompok redundansi mengalokasikan sendiri alamat IP yang akan dibagi diantara anggota kelompok. Dalam kelompok ini, sebuah router ditunjuk sebagai “Master”. Sedangkan anggota lain disebut slaves. Router utama yang akan “mengambil” alamat IP virtual tersebut. Router utama yang akan menjawab trafik atau permintaan ARP dari alamat IP virtual tersebut. Setiap router dapat dikelompokkan pada beberapa kelompok redundansi dan tiap router harus memilki alamat IP untuk yang lain namun harus tetap dalam satu jaringan.


Pada Gambar 2 dan Gambar 3 merupakan infrastruktur protokol CARP dimana router dengan IP 192.168.0.10 dikonfigurasi sebagai master terlihat dari AdvSkew yang paling kecil akan menjadi master dan apabila router master fail maka router dengan AdvSkew terkecil selanjutnya akan mengambil alih menjadi master. IP Address 192.168.0.10 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 100

(Provider Equipment) PE 1 IP Address 192.168.0.11 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 110

IP Address CARP 192.168.0.100

Network Source

Network Destination (Provider Equipment) PE 2 IP Address 192.168.0.12 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 111


Gambar 2 Infrastruktur Protokol CARP pada Normal Kondisi IP Address 192.168.0.10 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 100

(Provider Equipment) PE 1 IP Address 192.168.0.11 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 110

IP Address CARP 192.168.0.100

Network Destination (Provider Equipment) PE 2 IP Address 192.168.0.12 Vhid 1 AdvBase 1 AdvSkew 111


Gambar 3 Infrastruktur Protokol CARP pada saat Master Fail


Network Source

Penggunaan umum dari CARP adalah pembentukan kelompok dari alamat IP virtual yang dialokasikan untuk kelompuk redundansi digunakan sebagai gateway dari komputer di belakang kelompok router tersebut. Jika router utama down atau koneksi ke router utama down maka alamat ip virtual akan diambil alih oleh salah satu router slavenya sehingga ketersediaan layanan tidak akan terganggu. CARP memiliki dukungan untuk Ethernet, FDDI dan Token Ring. Standar virtual hardware address untuk Ethernet dan FDDI adalah 00:00:5E:00:01:XX (XX = virtual host id), dan untuk Token Ring 03:00:XX:YY:00:00 (XX dan YY adalah turunan dari virtual host id). Sebuah paket CARP dienkapsulasi dalam suatu datagram IP yang digunakan sebagai sumber alamat IP address utama dari interface melalui paket yang dikirim, dan memiliki tujuan VRRP multicast address 224.0.0.18.

Perencanaan dan Pengujian Rencana implementasi sistem merupakan tahapan paling awal dalam penerapan sistem beserta skenario yang akan dibuat. Tujuannya adalah agar sistem ini dapat beroperasi dengan baik dan diharapkan dapat membantu memudahkan dalam analisa setelah sistem dan skenario dijalankan. Sistem yang dipakai untuk membangun simulasi ini antara lain : 1. Sistem Operasi komputer router : Linux BlankOn 2. Sistem Operasi komputer client : Windows 7 ultimate 32 bit 3. Sistem Operasi komputer Server : Windows 7 starter 32 bit 4. Software Router : Quagga 5. Switch TP link dan E-pro 6. Trafik monitoring : Cacti dan DU meter 7. Trafik generator : Tfgen 8. Server HTTP : AppServ 9. Server Streaming : VLC Pada Gambar 4 menunjukkan topologi sebuah jaringan client-server yang terdiri dari dua komputer router, dua switch, satu komputer server dan satu komputer client. Topologi yang digunakan dengan menggunakan dua jaringan untuk koneksi dari komputer client ke komputer server. Kebutuhan akses ke komputer server dari komputer client memerlukan level pelayanan yang tinggi (100%) sehingga diharapkan tidak ada down time agar aplikasi bisa terus diakses dari komputer client. Komputer Client akan bisa mengakses ke komputer server walaupun koneksi ke komputer router master down, oleh sebab itu diperlukan protokol redundansi yang mampu


segera mengambil alih koneksi saat koneksi main down. Pada Gambar 5 merupakan foto simulasi jaringan dimana diperlukan 2 komputer router, 2 switch, dan komputer client serta komputer server. Server

192.168.1.4

192.168.1.1

192.168.1.2

Router 1

Router 2

10.10.1.1

10.10.1.2

10.10.1.4

Client

Gambar 4 Topologi Jaringan Simulasi

Pada skripsi ini ada lima skenario tes yang akan dilakukan untuk mengetahui parameter dan spesifikasi dari masing-masing protokol, dengan berbagai macam variabel dokumen yang akan di akses oleh komputer client. Dalam tugas akhir ini, penulis akan melakukan pengetesan agar bisa mengetahui protokol yang paling baik digunakan pada jaringan komputer client-server.

Gambar 5 Foto Simulasi Jaringan


Pada simulasi yang digunakan dalam skripsi ini, akan dibagi menjadi beberapa skenario tes, dan beberapa hal yang menjadi parameter adalah :

1. Packet Loss, Proses pengukuran packet loss dilakukan dengan mengirim paket-paket data dengan pesan ICMP yang dikirimkan dari client ke server, kemudian diperoleh jumlah paket yang hilang. Jika paket tersebut hilang, maka hal tersebut akan mengakibatkan gangguan terhadap jalannya aplikasi, sehingga tidak boleh ada paket hilang dalam perjalanan paket dari client ke server maupun sebaliknya. Untuk packet loss yang ditemukan harus di cek dengan melakukan segmentasi masalah bisa dilakukan dengan tes ping ke router terlebih dahulu kemudian bisa dilakukan juga ping dari router ke server untuk menemukan masalah sehingga timbul packet loss. Untuk menghitung packet loss dirumuskan dalam Persamaan 1.1. Packet Loss = Frame dari transmitter – Frame dari reciever

(1.1)

2. Failover time, Waktu yang diperlukan router secondary untuk melakukan back up saat router primary mati atau koneksi ke router primary mati. Dengan mengukur Failover time kita dapat menentukan respon time dari masing-masing protokol redundansi. Pada Gambar 6 dijelaskan topologi jaringan saat dilakukan failover, dengan memustuskan koneksi dari server ke router master.

3. Throughput, Throughput adalah ukuran dari transfer bit di media selama jangka waktu tertentu. Karena sejumlah faktor, throughput biasanya tidak sesuai dengan bandwidth yang ditentukan dalam implementasi lapisan fisik seperti Ethernet. Banyak faktor yang mempengaruhi throughput. Diantara faktor-faktor tersebut jumlah lalu lintas, jenis lalu lintas, dan jumlah perangkat jaringan ditemui pada jaringan yang diukur. Dalam topologi multi-access seperti Ethernet, node bersaing untuk akses media dan penggunaannya. Oleh karena itu, throughput masing-masing node terdegradasi oleh penggunaan media yang meningkat. Throughput karena banyak penyebab, kadang sangat jauh dari bandwidth maksimum yang mungkin dari suatu media.


Server

192.168.1.4

192.168.1.1

192.168.1.2

Router 1

Router 2

10.10.1.1

10.10.1.2

10.10.1.4

Client

Gambar 6 Topologi Jaringan saat Failover

Maka hubungan antara throughput, ukuran dokumen dengan waktu download-nya dirumuskan pada Persamaan 1.2 berikut ini : Ukuran dokumen yang di download Throughput =

(1.2) Waktu download

Tes konektifitas diperlukan untuk mengetahui apakah jaringan simulasi yang dibuat sudah bisa menghubungkan komputer client dan komputer server serta dapat menjadi standar awal untuk pengetesan selanjutnya. Tes ini dilakukan dengan cara client melakukan tes ping ke server secara terus-menerus, sehingga didapat nilai RTD nya serta mengetahui konektifitas jaringannya, setelah sudah stabil maka koneksi ke router primary kita putus (mencabut kabel ethernetnya), hitung berapa lama waktu yang diperlukan protokol untuk dapat melakukan back up. Selain itu perlu dilakukan tes untuk menghitung packet loss yang terjadi dengan melakukan tes ping kemudian lakukan juga tes failover catat jumlah paket yang dikirim dan


yang diterima dengan waktu tertentu misalnya setiap 3 menit dilakukan sekali tes failover maka paket yang hilang saat failover tersebut kita catat sebagai packet loss. Lakukan tes download multi session via HTTP dan lakukan tes ping, catat nilai RTD nya dan waktu lamanya download dokumen tersebut. Dari ukuran dokumen dan lama downloadnya kita dapat mengukur throughput dari jaringan komputer. Putuskan koneksi ke router master catat waktu RTO dari hasil ping tes. Catat waktu yang di perlukan untuk kembali terhubung agar download bisa dilakukan kembali dan paket loss yang terjadi saat Failover. Pada saat di lakukan Failover terjadi loss trafik dan saat link secondary memback up trafik bisa lewat kembali. Pada Tabel 1 digambarkan ukuran dokumen yang akan di gunakan untuk download melalui port http. Pada Gambar 7 digambarkan flowchart tes download.

Tabel 1 Dokumen Yang Akan Digunakan Dalam Simulasi

No 1 2 3 4 5

Ukuran 279 MB 3.08 MB 276 KB 697 MB 998 MB

Bit Rate 128 Kbps 96 Kbps 86 Kbps -

Mulai

Akses alamat web server

Lakukan Download dokumen dari Web Server

Putuskan koneksi ke jaringan utama

Catat waktu yang diperlukan untuk download dan perubahan trafiknya

Selesai Gambar 7 Flowchart Tes Download


Format dokumen ISO MP3 WMA AVI MKV

Tes ini diperlukan untuk menentukan kapasitas maksimal yang dapat diterima di interface server pada jaringan komputer yang dibuat, caranya dengan melakukan flooding dari client ke server dengan software TFgen, dan catat nilai delay time (RTD) dan lihat grafik pada DU Meter dan cacti, grafik yang muncul merupakan trafik maksimal dari jaringan simulasi. Kemudian setelah itu putuskan koneksi ke router primary catat waktu RTO (down) dari hasil ping tes. Lihat pada grafik DU Meter dan cacti, output yang di capture saat down sampai normal kembali dan catat paket loss yang terjadi saat failover. Pada Gambar 8 di jelaskan flowchart tes flooding untuk tiap langkahnya.

Mulai

Lakukan tes Flooding dari server ke klien

Catat nilai trafik nya

Putuskan koneksi ke jaringan utama

Catat perubahan trafiknya

Selesai Gambar 8 Flowchart Tes Flooding

Lakukan live musik streaming dengan aplikasi VLC kemudian lakukan Failover dengan memutuskan koneksi ke router master, lihat hasil live musik streaming pada client serta amati trafik pada DU meter dan cacti nya. Untuk live musik streaming nantinya akan diakses pada komputer client. Beberapa parameter dokumen yang akan digunakan untuk live musik streaming seperti ukuran


dokumen, format dokumen dan bit rate juga sudah dijelaskan pada Tabel 2 dibawah ini. Pada Gambar 9 dijelaskan flowchart tes live musik streaming untuk setiap langkah pengetesannya. Tabel 2 Dokumen Yang Digunakan Untuk Live Musik Streaming

No 1 2 3 4

Ukuran 3.76 MB 3.43 MB 2.97 MB 276 KB

Durasi Musik 4 menit 5 detik 4 menit 5 detik 2 menit 9 detik 22 detik

Bit Rate 128 Kbps 114 Kbps 192 Kbps 96 Kbps

Format dokumen MP3 MP4 MP3 WMA

Begitu juga dengan video dengan mengakses streaming melalui VLC. Lakukan juga Failover dan lihat pada grafik di DU Meter dan cacti. Untuk menjalankan aplikasi live video streaming juga menggunakan VLC baik di komputer server dan komputer client. Dengan melakukan simulasi Failover dan dengan menjalankan beberapa dokumen video yang digunakan dalam simulasi dijelaskan pada Tabel 3, yaitu berupa parameter dokumen seperti ukuran dokumen, format dokumen, dan bit rate. Tabel 3 Dokumen Yang Akan Digunakan Untuk Live Video Streaming

No 1 2 3

Ukuran 697 MB 449 MB 125 MB

Bit Rate 86 kbps - kbps 121 kbps

Durasi Video 1 jam 40 menit 10 detik 1 jam 51 menit 53 detik 4 menit 55 detik

Format dokumen AVI MKV MP4

Pada Gambar 9 dijelaskan langkah pengetesan live video streaming dimana apikasi VLC pada client harus mengakses IP VLC pada server sehingga video yang dimainkan pada server dapat dilihat dari client. Mulai Akses alamat server video dan musik streaming Mainkan live video dan live musik streaming pada klien Putuskan koneksi ke jaringan utama Catat waktu yang delay saat dimainkan dan perubahan trafiknya Selesai Gambar 9 Flowchart Tes Musik dan Live Video streaming


Analisa dan Pembahasan Nilai RTD yang tercatat dari hasil simulasi bahwa untuk mencapai server dari client diperlukan 3-4 ms. Dari hasil ping tersebut ditunjukan bahwa simulasi jaringan sudah terbentuk dan memiliki delay yang baik untuk sebuah jaringan LAN, sehingga nilai end to end delay 1,5-2 ms. Pada Tabel 4 tercatat hasil ping tes seperti RTD dan end to end delay, dan pada Tabel 4 merupakan hasil pencatatan packet loss yang terjadi saat di lakukan tes failover. Tabel 4 Hasil Packet Loss pada VRRP

Simulasi ke-n 1 2 3 4 5

Paket dikirim 171 124 141 156 165

Paket diterima 161 115 130 144 157

Packet Loss 5,85% 7,26% 7,80% 7,69% 4,85%

Setelah koneksi kabel ke router master dicabut maka koneksi dari server ke client juga terputus namun hanya butuh 3-6 RTO jaringan sudah normal kembali karena router sudah dikonfigurasi dengan protokol VRRP yang berfungsi sebagai protokol redundansi. Dari sebuah aplikasi wireshark juga dapat melihat waktu yang diperlukan router slaves dapat mengambil alih trafik. Dari hasil yang sudah disampaikan sebelumnya bahwa akan diperlukan mekanisme failover atau redundansi pada jaringan suatu perusahaan, maka pada simulasi ini juga akan di lakukan tes failover. Dengan melihat dari aplikasi wireshark untuk waktu down time hingga jaringan ter-backup dan dengan melihat permintaan ICMP yang di kirim oleh IP client dan IP server akan memberikan jawaban berupa paket ICMP juga. Pada Gambar 10 merupakan grafik dari waktu failovernya.

Waktu (detik)

Waktu Failover VRRP 10 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Waktu Failover

Jumlah Simulasi

Gambar 10 Grafik Waktu Failover VRRP


Untuk hasil 10 kali melakukan percobaan rata-rata time failovernya di antara 5-8 detik. Sehingga tidak diperlukan switch manual atau fisik pada router di server. Kelemahan dari protokol ini adalah saat jaringan utama dikoneksikan kembali router maka tidak otomatis router master mengambil alih trafik, namun router master akan menjadi back up router slaves nya. Pada tes BOM ini, pertama dilakukan dengan memberi utilitas maksimal pada software TFgen yaitu 100MBps. Pada Gambar 11 dan Gambar 12 menunjukkan trafik maksimum yang dapat di lewatkan di interface ethernet router 1 dan router 2. Pada router 1 terlihat trafik sempat drop dan semua berhasil di ambil alih oleh router 2.

Gambar 11 Hasil Capture Trafik saat dilakukan Flooding di Router 1

Gambar 12 Hasil Capture Trafik saat dilakukan Flooding di Router 2

Pada saat awal flooding semua paket yang dilewatkan sebesar 6 Mbps dengan router 1 sebagai jaringan utamanya terlihat dari jumlah trafik lebih banyak melalui ethernet router 1, dan saat dilakukan tes failover dengan memutuskan koneksi ke router 1, trafik atau paket menjadi drop dan up setelah router 2 merespon semua trafiknya, namun saat router 2 mengambil alih trafik paket yang dapat dilewatkan dapat mencapai maksimum throughputnya


(6 Mbps). Saat koneksi ke router 1 di up-kan kembali maka semua trafik akan terbagi pada interface kedua router. Saat melakukan download dokumen dapat dilakukan pencatatan waktu download sehingga bisa didapatkan throughput apabila ukuran dokumen yang didownload sudah diketahui, yaitu dengan Persamaan (1.2). Jika ukuran dokumen 279 MB dan waktu download 7 menit 30 detik maka throughput = 620 KBps. Pada Tabel 5 terlihat waktu yang diperlukan untuk download dari masing-masing dokumen. Tabel 5 Waktu Download Dokumen via HTTP untuk VRRP

No 1 2 3 4 5

Ukuran 279 MB 3.08 MB 276 KB 697 MB 998 MB

Bit Rate 128 Kbps 96 Kbps 86 Kbps -


Waktu Download 7 menit 30 detik 7 detik < 1 detik 14 menit 23 menit

Throughput 620 KBps 428 KBps 552 KBps 829 KBps 750 KBps

Untuk live musik streaming yang perlu diperhatikan pada saat failover dilakukan dapat dilihat yang terjadi bahwa aplikasi client akan mem-buffer, untuk simulasi kali ini saat proses failover berhasil melanjutkan hingga lagu habis, Pada Tabel 6 terlihat average packet dan average bit yang diperlukan untuk dapat melakukan musik streaming.

Tabel 6 Paket dan Bit Avergae Musik Streaming VRRP

No

Ukuran

Bit Rate

Durasi Musik

Format dokumen

1 2 3 4

3.76 MB 3.43 MB 2.97 MB 276 KB

128 Kbps 114 Kbps 192 Kbps 96 Kbps

4 menit 5 detik 4 menit 5 detik 2 menit 9 detik 22 detik

MP3 MP4 MP3 WMA

Paket average (paket / detik)

Bit average

21,52 18,937 25,263 14,556


Untuk live video streaming hampir sama dengan live musik streaming, pada saat terjadi problem pada jaringan utama, protokol VRRP memerlukan waktu failover hingga jaringan back up mampu mengambil alih trafik. Komputer client akan dapat meneruskan mengakses live video streaming tanpa harus melakukan restart session kembali dan saat sudah diambil alih oleh jaringan back up maka komputer client akan meneruskan musik yang sedang dimainkan oleh video server sehingga


akan ada beberapa session yang terpotong. Dari simulasi failover yang dilakukan pada server live video streaming komputer client masih dapat melanjutkan hingga selesai. Nilai RTD yang tercatat dari hasil simulasi bahwa untuk mencapai server dari client diperlukan 2-3 ms. Dari hasil ping tersebut ditunjukan bahwa simulasi jaringan sudah terbentuk dan memiliki delay yang baik untuk sebuah jaringan LAN, sehingga end to end delay 1–1,5 ms. Pada Tabel 7 tercatat hasil ping tes seperti RTD dan end to end delay. Tabel 7 Hasil Packet Loss pada CARP

Simulasi ke-n 1 2 3 4 5

Paket Dikirim 180 154 155 156 174

Paket Diterima 172 145 150 144 166

Packet Loss 4,44% 5,84% 3,23% 7,69% 4,60%

Setelah koneksi kabel ke router master dilepas maka koneksi dari server ke client juga terputus namun hanya butuh 3-4 RTO jaringan sudah normal kembali karena router sudah dikonfigurasi dengan protokol CARP yang befungsi sebagai protokol redundansi. Dari sebuah aplikasi wireshark juga dapat melihat waktu yang diperlukan router slaves dapat mengambil alih trafik. Dari hasil yang sudah disampaikan sebelumnya bahwa akan diperlukan mekanisme failover atau redundansi pada jaringan suatu perusahaan, maka pada simulasi ini juga akan di lakukan tes failover.Dengan melihat dari aplikasi wireshark untuk waktu down time hingga jaringan ter-backup. Gambar 13 merupakan grafik sebaran dari simulasi waktu failover dan dapat disimpulkan bahwa waktu failover pada CARP lebih cepat dibandingkan dengan waktu failover VRRP.

Waktu (detik)

Waktu Failover CARP 10,00 5,00 0,00

Waktu Failover 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Jumlah Simulasi

Gambar 13 Grafik Waktu Failover CARP


Untuk hasil 10 kali melakukan percobaan rata-rata time failovernya di antara 4-5 detik. Sehingga tidak diperlukan switch manual atau fisik di router lokasi, Saat jaringan main di koneksikan kembali router maka tidak otomatis router master mengambil alih trafik, namun router master akan menjadi back up router slaves nya. Pada tes BOM ini, pertama dilakukan dengan memberi utilitas maksimal pada software TFgen yaitu 10MBps. Pada Gambar 14 dan Gambar 15 menunjukkan trafik maksimum yang dapat di lewatkan di interface ethernet router 1 dan router 2. Pada router 1 terlihat trafik drop dan diambil alih oleh router 2 sebagai back up.

Gambar 14 Hasil Capture Trafik Saat Dilakukan Flooding pada router 1

Gambar 15 Hasil Capture Trafik Saat Dilakukan Flooding pada router 2

Pada saat awal flooding semua paket dilewatkan sebesar 6 Mbps, dan saat dilakukan tes failover dengan memutuskan koneksi ke router 1, trafik menjadi drop dan up setelah router 2 mengambil alih trafiknya, saat router 2 mengambil alih trafik yang dapat dilewatkan mendekati dari maksimum throughputnya (6 Mbps) . Saat koneksi ke router main di up-kan kembali maka semua trafik akan kembali dilewatkan pada router 1 dan router 2. Saat melakukan download dokumen dapat dilakukan pencatatan waktu download sehingga bisa didapatkan throughput apabila ukuran dokumen yang didownload sudah diketahui, yaitu dengan Persamaan (1.2). Jika ukuran dokumen 279 MB dan waktu download 6 menit 30 detik maka throughput = 715 KBps. Pada Tabel 8 terlihat waktu yang diperlukan untuk download dari masing masing dokumen.


Tabel 8 Waktu Download Dokumen via HTTP untuk CARP

No

Ukuran

Bit Rate

1 2 3 4 5

279 MB 3.08 MB 276 KB 697 MB 998 MB

128 Kbps 96 Kbps 86 Kbps -


Waktu Download

Throughput

6 menit 30 detik 6 detik < 1 detik 12 menit 22 menit

715 KBps 513 KBps 460 KBps 968 KBps 756 KBps

Untuk live musik streaming yang perlu diperhatikan pada saat Failover dilakukan apakah akan mati atau akan di buffer, untuk simulasi dengan aplikasi VLC ini saat proses failover berhasil melanjutkan hingga lagu habis, Pada Tabel 9 terlihat paket average dan bit average saat dilakukan tes video streaming.

Tabel 9 Paket dan Bit Average Musik Streaming CARP

No

Ukuran

Bit Rate

Durasi Musik

Format dokumen

1 2 3 4

3.76 MB 3.43 MB 2.97 MB 276 KB


4 menit 5 detik 4 menit 5 detik 2 menit 9 detik 22 detik

MP3 MP4 MP3 WMA

Paket average (paket / detik) 19,923 18,937 25,263 14,556

Bit average 110 Kbps 99 Kbps 130 Kbps 100 Kbps

Untuk live video streaming hampir sama dengan live musik streaming, pada saat terjadi problem pada jaringan utama, protokol VRRP memerlukan waktu failover hingga jaringan back up mampu mengambil alih trafik. Komputer client akan dapat meneruskan mengakses live video streaming tanpa harus melakukan restart session kembali dan saat sudah diambil alih oleh jaringan back up maka komputer client akan meneruskan apa yang sedang dimainkan oleh videao server sehingga akan ada beberapa session yang terpotong. Dari simulasi failover yang dilakukan pada server live video streaming komputer client masih dapat melanjutkan hingga selesai.


Kesimpulan Dari pembahasan tentang analisa protokol VRRP dan CARP pada bab sebelumnya dengan komputer router, maka diambil kesimpulan sebagai berikut : 1.

Redundansi jaringan dapat meningkatkan level pelayanan jaringan dari client ke server dengan meminimalisir downtime yang terjadi. Waktu rata-rata failover untuk protokol VRRP sebesar 7 detik agar jaringan backup bisa mengambil alih trafik, sedangkan protokol CARP agar jaringan backup mengambil alih trafik memerlukan waktu 5 detik. Sehingga protokol CARP memiliki waktu failover lebih baik dibandingkan dengan VRRP.

2.

Rata-rata Packet Loss yang didapat saat pengetesan CARP sebesar 5% sedangkan VRRP sebesar 6%, dkarenakan waktu failover CARP lebih cepat sehingga sedikit packet loss yang terjadi.

3.

Throughput protokol VRRP dan CARP pada saat dilakukan flooding dengan kapasitas 6 Mbps dan dilakukan failover, throughputnya

akan mendekati throughput

maksimalnya sebesar 6 Mbps, dengan dilakukan flooding kedua interface router digunakan untuk melewatkan trafik dengan trafik lebih besar pada router master. 4.

Protokol VRRP dan CARP memiliki karakteristik yang sama yaitu pada saat jaringan utama di hubungkan kembali maka trafik tidak otomatis pindah kembali ke jaringan utama namun jaringan utama akan memback-up jaringan secondary-nya.

Daftar Acuan R. Hinden, “Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)”, RFC 3768 (Draft Standard), Apr. 2004. [Online]. Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc3768.txt R, Byrav. "CARP The Free Fail-over Protocol". Communications, ICC '06. IEEE International Conference on, 2007. pp. 190 - 197 Jen-Hao, Kuo., Siong-Ui, Te., Pang-Ting, Liao., "An Evaluation of the Virtual Router Redundancy Protocol Extension with Load Balancing". Dependable Computing, 2005. Proceedings 11th Pacific Rim International Symposium on. pp. 451-456 Attebury, Garhan and Ramamurthy, Byrav. “Router and Firewall Redundancy with OpenBSD and CARP”. Communications, ICC '06. IEEE International Conference on, 2006. pp. 146 - 151


ANALISIS UNJUK KERJA IMPLEMENTASI VIRTUAL ROUTER REDUNDANCY PROTOCOL (VRRP) dan COMMON ADDRESS REDUNDANCY PROTOCOL (CARP) PADA JARINGAN CLIENT- SERVER

Recommend Documents