BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam melakukan penelitian ini, penulis memerlukan data serta informasi pendukung yang dapat membantu penulis untuk menyelesaikan penelitian ini. Data dan informasi tersebut berupa teori-teori khusus yang bersangkutan dengan topik dalam penelitian ini. Teori-teori khusus tersebut penulis dapatkan dari berbagai sumber referensi yang berupa buku, jurnal dan artikel. Informasi yang didapatkan dari referensi tersebut akan membahas tentang QoS (Quality of Service), yang nantinya akan menjadi parameter untuk mendapatkan rumusan nilai QoE (Quality of Experience) yang dapat menjadi jaminan kualitas dari layanan VoIP (Voice over IP), dimana layanan VoIP tersebut merupakan objek dari penelitian ini. Akan dibahas juga beberapa komponen-komponen yang digunakan untuk mendukung layanan komunikasi VoIP. Penulis akan menerapkan teknologi MPLS (MultiProtocol Label Switching) sebagai protokol dalam jaringan VoIP, dimana untuk mencapai tujuan penelitian ini, penulis akan menggunakan simulator NS-3 (Network Simulator 3) sebagai tools pendukung penelitian ini. Berikut penjelasan masing-masing bagian yang akan dibahas lebih lanjut. 2.1 Quality of Service Quality of Service (QoS) adalah kemampuan penyediaan jaminan performa dalam jaringan. Performa merupakan tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu sistem komunikasi. Berikut berupa acuan dalam pengukuran QoS :
8
9 2.1.1 Packet Loss Packet Loss adalah kegagalan transmisi paket IP sampai ketujuannya. Kegagalan paket di sebabkan oleh berbagai kemungkinan, diantaranya (Rolis) : 1. Congestion, disebabkan karena berlebihannya antrian didalam jaringan 2. Node, bekerja melebihi kapasitas buffer 3. Memory yang terbatas pada node 4. Policing atau kontrol terhadap jaringan untuk memastikan bahwa jumlah trafik yang mengalir dengan besarnya bandwith, jika besarnya trafik yang mengalir di dalam jaringan melebihi kapasitas bandwidth, maka policing control akan membuang kelebihan dari trafik yang ada.
2.1.2 Delay Delay adalah waktu tunda yang di sebabkan oleh proses transmisi dari suatu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay dalam jaringan TCP/IP dapat di golongkan sebagai berikut (Laite) : a. Packetization Delay Delay yang disebabkan oleh waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan paket IP dari informasi pengguna. Delay ini hanya terjadi sekali, yaitu di sumber informasi.
10 b. Queuing Delay Delay ini disebabkan oleh waktu proses yang diperlukan oleh router didalam menangani antrian transmisi paket di sepanjang jaringan. c. Delay Propogasi Proses perjalanan informasi selama didalam media transmisi, misalnya SDH, coax atau tembaga, yang menyebabkan delay, yang disebut dengan delay propagasi. d. Transmission Delay Transmission Delay adalah waktu yang diperlukan sebuah paket data untuk melintasi suatu media. Transmission delay ditentukan oleh kecepatan media dan besarnya paket data. e. Processing Delay Processing Delay adalah waktu yang diperlukan oleh suatu perangkat jaringan untuk melihat rute, mengubah header dan tugas switching.
2.1.3 Jitter Jitter merupakan variasi dari delay. Jitter dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya tumbukan antar paket (congestion) yang ada dalam jaringan. Pengaruh jitter pada kinerja jaringan harus dilihat bersama delay. Ketika jitter besar namun delay-nya kecil maka kinerja jaringan tidak bisa dikatakan jelek karena besarnya jitter dapat dikompensasi dengan nilai delay yang kecil. Jitter akan menurunkan
11 kinerja jaringan ketika nilainya besar dan juga nilai delay-nya juga besar.
2.1.4 Throughput Throughput adalah bandwidth yang sebenarnya (aktual) yang diukur dengan satuan waktu tertentu dan pada kondisi jaringan tertentu yang digunakan untuk melakukan transfer file dengan ukuran tertentu. Sistem throughput adalah jumlah dari kecepatan data yang dikirim ke semua terminal dalam sebuah jaringan.
2.2 Quality of Experience QoE adalah sebuah pendekatan baru pada kualitas media komunikasi, yang dapat menjelaskan sebuah realita seberapa penting sebuah perubahan layanan yang berdasar pada apa yang seorang user rasakan saat menikmati layanan yang diberikan. QoE berbeda dari QoS dimana QoE lebih condong kepada tingkat kepuasan dari sisi user, padahal user tidak begitu mengetahui dengan hal teknis, yang user mengerti dan rasakan hanya pengalamannya dalam merasakan kualitas sebuah jaringan atau layanan yang telah diberikan oleh provider. QoE digunakan untuk menjawab "Apakah layanan yang diberikan sudah sesuai dengan yang diinginkan oleh user ?" (Anonim, 2011 : 7). Maka dari itu diperlukan sebuah konsep baru untuk menjelaskan dan mengatur interaksi antara user dengan application. Di sinilah pendekatan QoE akan digunakan untuk tujuan tersebut, karena QoE mengacu pada sisi manusianya terhadap sebuah layanan. QoE membahas semua elemen yang mempengaruhi persepsi dari user, dan metrik serta teknologi yang
12 mempunyai relevansi untuk mendapatkan kemungkinan pengalaman terbaik yang dirasakan oleh user. Perbedaan antara QoE dan QoS yaitu tujuan dari sebuah jaringan atau layanan harus mendapatkan rating yang maksimum dari user (QoE), dimana kualitas jaringan (QoS) adalah bagian utama untuk mencapai tujuan tersebut secara efektif. Keuntungan dari sebuah QoE yang efektif yaitu bertumbuhnya jumlah user dikarenakan kepuasan terhadap layanan yang diberikan meningkat, berkurangnya biaya operasional dikarenakan berkurangnya keluhan dari user serta efisiensi dalam perencanaan layanan ke depannya dikarenakan terdapat data input tambahan dari hasil QoE. Menurut Hall (2009 : 2), bukan hanya bisa diukur dengan metode subjektif saja, namun QoE dapat diukur melalui metode objektif, dimana metode objektif tidak bergantung kepada penilaian orang, namun memakai pengukuran objektif terhadap sinyal. Tujuan dari pengukuran QoE secara objektif yaitu untuk menyediakan cara yang handal dan otomatis untuk memperkirakan kualitas dari data multimedia termasuk audio seperti yang dirasakan oleh user. Maka dari itu, hasil yang didapat dari metode objektif lebih handal. Dengan demikian, akan didapat korelasi yang baik antara pengukuran kualitas secara subjektif dengan objektif. Ada 2 jenis pengukuran pada metode objektif, yaitu intrusive dan
non intrusive. Metode
Intrusive membandingkan 2 sinyal, yaitu reference (original) dan distorted (transmitted signal). Pada metode Non Intrusive tidak memerlukan reference signal. Metode ini menggunakan sinyal pada saat ini dan membandingkannya dengan sinyal yang sebelumnya yang merupakan hasil dari perbandingan dengan sinyal yang sebelumnya juga. Metode Non Intrusive dapat diklasifikasi menjadi 2 yaitu
13 signal based atau parameter based. Pada metode signal based disini menerapkan algoritma yang berbeda pada sinyal yang buruk. Metode parameter based sendiri adalah fitur jaringan seperti karakteristik multimedia yang digunakan sebagai input. Menurut jurnal IQX Hypothesa (Fiedler & Hossfeld & Tran-Gia, 2010 : 38), terdapat beberapa parameter untuk mendapatkan nilai QoE, namun dengan adanya nilai dari parameter – parameter QoS saja juga cukup untuk bisa mendapatkan nilai dari QoE tersebut.
2.3 Voice over IP VoIP adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan Internet Protocol untuk menyediakan komunikasi suara jarak jauh secara langsung. Sinyal suara analog yang di dengar ketika berkomunikasi di telepon diubah menjadi data digital dan dikirimkan melalui jaringan berupa paket-paket data secara real time. Bentuk paling sederhana dalam sistem VoIP adalah dua buah komputer terhubung dengan internet. Syarat-syarat dasar untuk mengadakan koneksi VoIP adalah komputer yang terhubung ke internet, mempunyai kartu suara yang dihubungkan dengan speaker dan mikrofon. Dengan dukungan perangkat lunak khusus, kedua pemakai komputer bisa saling terhubung dalam koneksi VoIP satu sama lain. Bentuk hubungan tersebut bisa dalam bentuk pertukaran file, suara, gambar. Penekanan utama dalam VoIP adalah hubungan keduanya dalam bentuk suara. Jika kedua lokasi terhubung dengan jarak yang cukup jauh (antar kota, antar negara) maka bisa dilihat keuntungan dari segi biaya. Kedua pihak hanya cukup membayar biaya pulsa internet saja.
14 Secara umum VoIP merupakan wujud dari layanan telepon dengan menggunakan sistem komunikasi Packet Switched. Packet switched network adalah jaringanjaringan yang dihubungkan oleh router, dimana setiap host yang terhubung dalam jaringan tersebut secara teori, dapat mengirimkan paket data kepada host yang lain. Paket tersebut berisi alamat yang dituju, dan router meneruskan paket tersebut ke alamat yang dituju tersebut. Protokol packet switched ini membagi data menjadi paket-paket sebelum dikirim. Protokol ini menggunakan prinsip multiplexing, di mana paket-paket tersebut dapat melalui jalur-jalur yang berbeda bersama paketpaket yang berasal dari data lain untuk sampai di tujuan. Begitu sampai di tujuan, paket-paket tersebut akan dirangkai kembali menjadi data asli. Untuk menyediakan layanan telepon konvensional, diperlukan sebuah protokol yang mampu membangun sebuah sesi komunikasi antar pengguna. Protokol ini disebut juga dengan Signaling protocol.
2.3.1 Signaling Protocol Signaling Protocol dalam VoIP digunakan untuk membangun atau memutuskan sesi komunikasi, menyimpan informasi mengenai letak user, dan menegosiasikan kapabilitas. Protokol-protokol yang umum dipakai dalam VoIP adalah SIP, H.323, dan MGCP. Salah satu signaling protocol adalah Session Initiation Protocol (SIP). Berikut adalah kelebihan dari SIP (Raharja, 2006) :
15
Mudah diimplementasikan. Membangun jaringan VoIP berbasiskan
komponen-
koniponen SIP lebih mudah karena perangkat lunak yang digunakan banyak yang berlisensi open source dan mudah diperoleh serta status produksinya setara dengan komersil.
Mampu bekerja untuk user agent yang berada di belakang NAT (Network Address Translation) atau common firewall dengan relatif mudah.
Kualitas suara dan sebagian besar penggunaan bandwidth diserahkan pada peer-to-peer.
SIP (Session Initiation Protocol) adalah protokol yang digunakan untuk inisiasi, modifikasi, dan terminasi sesi komunikasi VoIP. SIP adalah protokol open standard yang di publikasikan oleh IETF, RFC 2543, dan RFC 3261. Selain digunakan untuk negosiasi sesi komunikasi suara, SIP juga dapat digunakan untuk negosisasi sesi komunikasi data media lain seperti video dan teks. Disebutkan sebagai hanya menggunakan “negosiasi sesi komunikasi” adalah karena SIP hanya mengatur bagaimana cara membangun dan menutup sebuah sesi komunikasi bukan media transfer protocol. Artinya SIP tidak mengantar data media (suara, video dan teks). Melainkan hanya menciptakan, mengatur dan menghentikan sesi komunikasi multimedia antara dua atau lebih peserta.
16 Fungsi SIP antara lain (Raharja, 2006) : 1.
Call initiation : membangun sebuah sesi komunikasi dan mengundang user lain untuk bergabung di dalam sesi komunikasi.
2.
Call Modification : bila perlu, SIP dapat memodifikasi sesi komunikasi.
3.
Call termination : menutup sesi komunikasi.
4.
Presence : mengetahui status user dan mengumumkan status user pada user lain, online atau offline, away atau busy.
Ketika sebuah sesi komunikasi telah terbuka, maka ada protokol lain yang bekerja untuk mengantarkan data-data suara yang telah dipaketkan sehingga dapat direkonstruksi dengan baik pada tujuannya. Protokol ini disebut juga dengan media transfer protocol.
2.3.2 PBX (Private Branch Exchange) PBX atau biasa disebut phone switch adalah perangkat yang menghubungkan telepon-telepon dalam suatu jaringan lokal dengan jaringan telepon umum. Fungsi utama dari PBX adalah untuk mengatur panggilan yang datang dari dan ke extension atau cabang tertentu sesuai dengan yang dituju dalam jaringan lokal tersebut, dan untuk membagi saluran telepon di antara semua extension. Extension adalah sebuah nama atau nomor yang merepresentasikan user dari PBX ini. Saat ini, telah banyak fitur-fitur lain yang dimiliki PBX, antara lain seperti
17 automated greetings untuk pemanggil, koneksi ke voice mail, automatic call distribution (ACD) , telekonferensi, dan lainnya.
2.3.3 Media Gateway Media Gateway adalah komponen SIP yang berfungsi untuk menjembatani protokol yang berbeda, dalam hal ini SIP dengan protokol lainnya seperti H.323, MGCP, maupun dengan telepon analog (PSTN). Umumnya media gateway di pakai untuk menghubungkan antara SIP dan PSTN. Ada 2 tipe interface yang terdapat dalam media gateway yaitu : -
FXO (Foreign Exchange Office) : interface yang menggantikan telepon analog untuk hubungkan ke PSTN atau ke PBX.
-
FXS
(Foreign
Exchange
Subscriber)
:
interface
yang
menggantikan PSTN untuk hubungkan ke peralatan seperti telepon analog, modem, fax, dan lain-lain.
Tugas
utama
dari
gateway
adalah
melakukan
kompresi/dekompresi voice call atau fax, routing, call routing, dan control signaling.
2.3.4 Codec Coder-Decoder atau Codec merupakan sebuah teknik untuk memetakan suara analog yang telah disampling ke dalam bentuk digital. Agar dapat melewati jalur packet switch dengan baik, VoIP
18 membutuhkan proses coder atau decoder. Proses ini mengkonversi sinyal audio menjadi data digital yang dipadatkan (kompresi) untuk kemudian dikirim lewat jalur internet. Dititik lain, data dikembangkan lagi (dekompresi), dan diubah menjadi sinyal analog. Konversi codec bekerja dengan cara memotong bagian sinyal (sampling) audio ke dalam jumlah tertentu per detiknya. Jika data hasil kompresi berhasil diterima di titik lain, proses selanjutnya adalah perakitan ulang. Data yang dirakit tidak selengkap data saat pertama kali dikirim, ada beberapa bagian yang hilang. Akan tetapi bagian yang hilang sangat kecil sehingga tidak terdeteksi oleh telinga manusia. Codec mempengaruhi kebutuhan bandwidth untuk VoIP, semakin kecil bitrate sinyal digital yang dihasilkan codec, maka semakin baik codec tersebut. Namun perhitungan matematis yang dilakukan menjadi semakin rumit dan ini mempengaruhi kualitas suara setelah di-decode. Codec juga bekerja menggunakan algoritma tertentu untuk membantunya memecah, mengurutkan, mengkompresi, dan merakit ulang audio data yang ditransmisikan. Salah satu algoritma yang populer digunakan dalam teknologi VoIP ada CS-ACELP (ConjugateStructure Algebraic Code-Exited Linear Prediction).
2.3.5 Softswitch Asterisk Dalam
proses
komunikasi
VoIP,
sebuah
“kantor
pusat”
dibutuhkan VoIP untuk menampung data alamat IP dan nomor telepon
19 yang teregistrasi kepadanya. “kantor pusat” itu dikenal dengan softswitch. Softswitch bertugas menampung seluruh data alamat IP dan nomor telepon (extension) yang ada untuk kemudian dihubungkan satu dengan yang lainnya membentuk interkoneksi yang lebih besar. Karena bertugas menampung seluruh titik terminal VoIP, softswitch harus mengetahui alamat terminal dan nomor telepon yang terhubung kepadanya. Saat ini softswitch yang banyak digunakan dalam jaringan VoIP IP PBX adalah Asterisk. Asterisk merupakan software PBX open source yang dapat dijalankan pada berbagai sistem operasi, seperti Linux, BSD, Mac OS bahkan di Windows. Asterisk hanya membutuhkan perangkat keras minimum dan tidak membutuhkan perangkat tambahan. Dengan menggunakan protokol session initiation protocol (SIP) atau inter-asterisk exchange (IAX),
asterisk dapat membuat dan
menerima panggilan melalui internet atau integrasikan dengan hardware tertentu seperti kartu PCI T1/E1 untuk hubungan PSTN. Fitur-fitur yang terdapat dalam asterisk antara lain : call conference, call monitoring, call forwarding, call parking, call routing, caller ID, caller ID blocking, calling cards, IVR, music hold on, voice mail, dan lainnya.
Beberapa contoh orientasi bisnis perangkat lunak soft phone adalah : •
3CX VoIP Phone for Windows.
20 Ini adalah Session Initiation Protocol (SIP) berbasis produk yang tersedia dalam dua edisi gratis dan untuk perusahaan. Ia bekerja dengan provider seperti Asterisk dan sipgate. •
ArrowPhone. Ponsel lain Windows berbasis software, hanya untuk jaringan H.323. Pelanggan dapat menggunakan ArrowPhone dalam jaringan VPN dengan firewall. Sebuah versi demo gratis tersedia untuk di-download.
•
AGEphone. Menggunakan "microSIP" stack dan berjalan tidak hanya pada Windows tetapi juga pada CE / Pocket PC dan Windows Mobile, dengan versi Linux dan Symbian direncanakan untuk masa depan. Memiliki web berbasis antarmuka yang memungkinkan pengguna untuk membuat dan menerima panggilan melalui halaman web.
•
E-Phone. Free IAX2 soft phone untuk Windows.
•
Gizmo. Free soft phone untuk Windows, Macintosh OS X, dan Linux.
•
SIP Communicator. Berbasis Java open source client VoIP yang mendukung baik audio dan video melalui sesi IPv4 dan IPv6.
21 2.3.6 Tools pada VoIP Terdapat beberapa tools yang di gunakan dalam teknologi VoIP adalah sebagai berikut : 2.3.6.1 Hard Phones (IP Phone) IP Phone adalah sebuah telepon yang terhubung ke IPPBX atau SIP server melalui IP network sehingga dapat melakukan komunikasi VoIP. IP phone dapat berupa perangkat lunak atau perangkat keras. Sebuah kategori khusus Hard Phone memiliki modem built-in di tempat port Ethernet. Ponsel ini menggunakan layanan dial-up untuk terhubung ke server VoIP yang jauh dan dengan demikian tidak memerlukan koneksi broadband. 2.3.6.2 VoIP Interface Cards VoIP interface cards adalah expansion card yang masuk ke dalam slot PCI komputer untuk menambah kemampuan VoIP. Pengguna dapat plug beberapa saluran telepon menjadi kartu tunggal, menginstal perangkat lunak yang bekerja dengan kartu, dan menciptakan sebuah sistem yang secara otomatis dapat menjawab dan mengarahkan panggilan dan pesan suara rekaman mail. 2.3.6.3 Analog Telephone Adapters (ATAs) Cara yang paling sederhana dan paling umum adalah dengan menggunakan suatu alat yang disebut ATA. ATA memungkinkan kita untuk menghubungkan pesawat telepon
22 biasa ke komputer atau disambungkan ke internet untuk dipakai VoIP. ATA adalah alat pengubah sinyal dari analog menjadi digital. Cara kerjanya adalah mengubah sinyal analog dari telepon dan mengubahnya menjadi data digital untuk di transmisikan melalui internet. Provider seperti VONAGE dan AT&T Callvantage membuat alat ATA dan memberikannya secara gratis kepada pelanggannya sebagai bagian dari servis mereka. Mereka tinggal membuka ATA, memasang kabel telepon ke alat, dan VoIP sudah bisa digunakan. Beberapa jenis ATA dipaket dan di-bundle beserta software tambahan yang harus diinstalkan pada komputer untuk melakukan konfigurasi ATA. 2.3.6.4 Digital Telephone Adapters (DTAs) DTA, disebut juga handset gateway, yang memungkinkan bisnis dengan handset PBX untuk menggunakan infrastruktur yang ada untuk panggilan VoIP. Sebuah IP PBX, yang dapat menggantikan PBX itu sendiri, terintegrasi dengan semua bawaan handset yang sudah ada pada sebuah perusahaan tanpa membuat perusahaan tersebut mengganti sebuah handset. Handset Gateway bisa didapat dari Citel dan Intel. 2.3.6.5 VoIP Gateways Perangkat ini menghubungkan jaringan VoIP dengan sistem PSTN, memungkinkan panggilan antara telepon VoIP dan PSTN atau telepon genggam. Gateway melakukan kompresi dan
23 dekompresi transmisi suara, serta panggilan routing. Gateway VoIP dapat antarmuka dengan gatekeeper, softswitches, atau pengendali eksternal lainnya, dan dapat menggabungkan fitur seperti manajemen jaringan dan akuntansi. Gateway VoIP juga dikenal sebagai gateway media. Mereka dibuat oleh banyak perusahaan yang sama terdaftar di bagian telepon IP, serta Nortel , SysMaster , dan Oki Network Technologies. Voice over Internet Protocol adalah teknologi yang memungkinkan percakapan suara jarak jauh melalui jaringan. VoIP merubah sinyal suara menjadi sinyal digital dan melakukan transmisi melalui jaringan dan merubah sinyal digital kembali menjadi sinyal suara.
2.3.7 Kelebihan VoIP dan Kelemahan VoIP Berikut dijelaskan beberapa kelebihan dari layanan VoIP (Sutiyadi, 2007) : 1.
Biaya lebih rendah untuk sambungan langsung jarak jauh. Penekanan utama dan VoIP adalah biaya. Dengan dua lokasi yang terhubung dengan jaringan maka biaya percakapan menjadi sangat rendah.
2.
Memanfaatkan infrastruktur jaringan data yang sudah ada untuk suara. Berguna jika perusahaan sudah mempunyai jaringan. Jika memungkinkan, jaringan yang ada bisa dibangun jaringan VoIP
24 dengan mudah. Tidak dipedulikan tambahan biaya bulanan untuk penambahan komunikasi suara. 3.
Penggunaan bandwidth yang lebih kecil daripada telepon biasa. Dengan majunya teknologi penggunaan bandwidth untuk suara. sekarang ini menjadi sangat kecil. Teknik pemampatan data memungkinkan suara hanya membutuhkan sekitar 8 Kbps.
4.
Memungkinkan digabungkan dengan jaringan telepon lokal yang sudah ada.
5.
Berbagai bentuk jaringan VoiP bisa digabungkan menjadi jaringan yang besar.
6.
Variasi penggunaan peralatan yang ada. Misalnya dari komputer disambung ke telepon biasa, contohnya adalah menggunakan IP phone handset.
Berikut dijelaskan beberapa kelemahan dari layanan VoIP : 1.
Kualitas suara tidak sejernih PSTN. Merupakan efek dari kompresi suara dengan bandwidth kecil, sehingga akan ada penurunan kualitas suara dibandingkan jaringan PSTN konvensional. namun jika koneksi internet yang digunakan adalah broadband seperti telkom speedy, maka kualitas akan jernih, bahkan lebih jernih dari sambungan PSTN (Telkom) dan tidak putus-putus.
25 2.
Ada jeda dalam berkomunikasi. Proses perubahan data menjadi suara, membuat adanya jeda dalam komunikasi
dengan
menggunakan
VoIP,
kecuali
jika
menggunakan koneksi broadband. 3.
Regulasi dari pemerintah RI membatasi penggunaan untuk disambung ke jaringan PSTN.
4.
Jika memakai internet dan komputer dibelakang NAT, maka dibutuhkan konfigurasi khusus untuk membuat VoIP tersebut berjalan.
5.
Peralatan relatif mahal (untuk menghubungkan antara VoIP dan PBX).
6.
Berpotensi menyebabkan jaringan terhambat/stuck. Jika pemakaian VoIP semakin banyak, maka ada potensi jaringan data yang ada menjadi penuh. Pengaturan bandwidth diperlukan agar jaringan di perusahaan tidak menjadi penuh akibat pemakaian VoIP.
2.4 MPLS (MultiProtocol Label Switching) Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh IETF untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Menurut Cisco System Learning 2006, Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah sebuah metode untuk meneruskan paket melalui suatu jaringan. Teknologi MPLS
26 diciptakan untuk membawa aplikasi yang critical melalui jaringan Wide Area Network dengan kecepatan tinggi. Meningkatnya jumlah pengguaan layanan VoIP, sehingga jaringan backbone pada VoIP harus mempunyai standar kualitas untuk mencegah tingginya jitter, packet loss, delay. Sehingga penulis menggunakan jaringan berbasis QoE dengan menggunakan backbone MPLS sebagai routing protokolnya. Penulis memilih untuk menggunakan protokol MPLS dibandingkan dengan protokol yang lainnya seperti Frame Relay dan ATM (Asynchronous Transfer Mode) karena berbagai pertimbangan berikut (Kaimal, 2012) : •
Frame Relay dan ATM, memiliki kekurangan dalam peningkatan performansi jaringan karena lebih rumit dalam penggunaannya maka itu dikembangkanlah MPLS yang dapat memberikan solusi yang lebih baik untuk VPN, QOS, security, traffic engineering, dan lain-lain.
•
MPLS lebih cepat dalam pengiriman paket karena MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket IP, dengan memasang header MPLS. Dan hanya menggunakan 20bit untuk label, sedangkan ATM memecah paket-paket IP, dan menggunakan 53bit dalam pengiriman paket.
•
MPLS memiliki skalabilitas yang lebih baik karena sangat fleksibel, mudah, dan cepat dalam tahapan konfigurasi pengembangan. Sedangkan ATM memiliki skalabilitas yang kurang baik sehingga mengakibatkan perlunya investasi tinggi untuk implementasinya.
27 Keuntungan menggunakan MPLS antara lain (Satkomindo) : • Multiservices Offering Service yang ditawarkan MPLS dapat menampung banyak aplikasi voice. • Provisioning Scalability Tahapan jaringan backbone MPLS sangat fleksibel, mudah, dan cepat dalam tahapan konfigurasi pengembangan. • Manageability Jaringan MPLS mempunyai NMS (Network Monitoring System) yang terpusat sehingga memudahkan pengawasan jaringan dan fleksibel dalam mengatur jaringan.
MPLS juga memberikan fitur keamanan dengan menggunakan label untuk membedakan pelanggan yang satu dengan pelanggan lainnya. Diatas jaringan yang sama, titik yang memiliki label yang sama terhubung, sehingga MPLS memiliki tingkat keamanan yang sangat baik.
Berikut adalah beberapa kelebihan dengan menggunakan MPLS (Rahmadita & Hadi, 2011 : 1) : a. MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routers, serta memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data. b. MPLS juga bisa menyediakan Quality of Experience (QoE) dalam jaringan backbone, dan dapat menghitung parameter QoE sehingga setiap layanan paket
28 yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang berbeda sesuai dengan skala prioritasnya.
Berbeda dengan teknologi routing lainnya yang melihat alamat tujuan sebanyak 32-bit setiap kali melawati satu node ke node lainnya sedangkan MPLS hanya membaca 20-bit nilai alamat saat memasuki router MPLS pertama kali. MPLS juga memasukan header layer 2 dan layer 3 yang berfungsi mengurangi kinerja kerja dari layer 3 agar pengiriman paket data dapat lebih cepat. Header pada MPLS terdapat 4 field, yaitu: 1. Label 20 bit. Label yang berisi alamat sebanyak 20 bit yang nantinya akan berfungsi sebagai pengiriman data yang lebih cepat dari paket biasa. 2. Time To Live (TTL) 8 bit. Time To Live merupakan banyaknya hop yang akan di lewati oleh paket MPLS. TTL akan berkurang 1 jika setiap 1 kali melewati hop tujuan. Karena TTL tersedia sebanyak 8 bit, maka banyaknya hop maksimum yang dapat di lewati paket MPLS adalah 256 hop. 3. Stack. Stack akan bernilai 0 jika hop yang dilewati bukan hop MPLS terakhir. Sedangkan stack akan bernilai 1 jika hop yang dilewati murapakan hop MPLS terakhir. 4. Experiment Use (exp). Experiment use atau bisa di sebut sebagai CoS (class of service) berfungsi sebagai skala penentuan prioritas pengiriman paket pada MPLS. Header pada
29 MPLS yang terbagi, terdapat pula komponen MPLS yang mendukung performasi kerja proses pengiriman data itu sendiri.
Selain dibutuhkannya header didalam MPLS, dibutuhkan juga parameter – parameter MPLS didalam jaringan. Berikut adalah parameter yang berguna untuk pengecekan pengiriman data di dalam protokol MPLS (Anonim, 2013) : a. Node. Router pada jaringan MPLS yang akan meneruskan paket yang diterimanya berdasarkan label. Disini node bekerja sebagai Router. b. Label. Merupakan header tambahan yang diletakkan diantara layer 2 dan IP header. c. Ingress Node. MPLS node yang mengatur traffic saat paket memasuki MPLS. Ingress node biasa juga disebut PE (Provider Edge) router . d. MPLS Egress Node. MPLS node yang mengatur traffic saat paket meninggalkan MPLS. Egress node biasa disebut juga PE (Provider Edge) router. e. Label Edge Router (LER). MPLS node yang menghubungkan sebuah MPLS domain dengan node yang berada diluar MPLS domain atau jaringan internet biasa. f. Label Switch Path (LSP). Merupakan jalur yang terbentuk dari serangkaian satu atau lebih Label Switching Hop dimana paket diteruskan oleh Label Swapping berdasarkan tabel
30 Forwarding Equivalent Class (FEC) dari satu MPLS node ke MPLS node yang lain. g. Label Switching Router (LSR). Router yang mendukung MPLS Forward, LSR biasa disebut juga PR (provider router). Agar lebih mudah, LSR adalah kumpulan LER yang terhubung.
MPLS mempunyai beberapa kelebihan dalam jaringan seperti : 1. Speed Rate. Pembacaan alamat pada jaringan IP sebanyak 32 bit, sedangkan MPLS cukup melihat label yang berisi alamat tujuan sebanyak 20 bit . hanya dengan melihat perbedaan besar tentu dapat mengetahui perbedaan kecepatan pengiriman data. 2. Scalability. MPLS dapat berhubungan dengan jaringan IP lainnya, alat yang dibutuhkan untuk membangun teknologi MPLS ini adalah router yang telah ter-upgrade teknologi MPLS itu sendiri. 3. Traffic Engineering. MPLS memiliki Protokol IGP (interior Gateway Protocol) yang merupakan routing protocol link state. IGP menggunakan Routing Protocol OSPF, Karena OSPF di MPLS sebagai serangkaian prosedur dan alat yang dirancang untuk mengukur lalu lintas didalam ISP dan memberikan feedback sehingga lalu lintas dapat diatur. OSPF akan menentukan jalur berdasarkan performasi kerja router, kemungkinan kecil atau tidak adanya collision, dan buffering. sehingga memungkinkan data terkirim lebih cepat. OSPF selain sebagai router-id juga sebagai feedback untuk menjaga skalabilitas saat proses routing.
31 2.4.1 Sistem Kerja MPLS MPLS memiliki 2 bidang arsitektural, yaitu : MPLS Control Plane dan MPLS Forwarding Plane. 2.4.1.1 MPLS Control Plane Pada jaringan MPLS , saat paket IP tiba di ingress router (LER) paket tersebut akan melakukan proses pushing. Pushing adalah diletakkannya MPLS label diantara layer 2 dan layer 3 . Sebelum label diletakkan , akan dilakukan klasifikasi paket ke dalam Forward Equivalance Class. Klasifikasi ke dalam FEC dapat berdasarkan IP tujuan maupun nilai IP predence pada header paket IP. Semua paket-paket yang diklasifikasikan ke dalam FEC yang sama akan diperlakukan dengan perlakuan yang sama. Setelah dilakukan klasifikasi label akan diletakkan (pushing) sesuai klasifikasi yang diberikan. Oleh karena itu proses pushing pada LER ini hanya dilakukan disisi edge-nya saja. LSR bekerja di sisi Core . Pada saat paket tiba ke inti (core) , router pada sisi inti akan melihat isi label yang datang. Label yang datang akan diganti menjadi outgoing label yang sesui untuk diteruskan ke router lainnya . oleh karena itu LSR bekerja menentukan interface dan outgoing label pada paket tersebut. Pada Control plane ini diperlukan beberapa hal pada jaringan MPLS diantaranya adalah :
32 - IGP (interior gateway protocol) IGP harus digunakan untuk traffic engineering pada jaringan MPLS, yang merupakan protokol link-state (OSPF). - LDP (Label Distribution protocol) Untuk distribusi label dengan traffic engineering perlu diperhatikan adanya Label Distribution Protocol (LDP) dan RSVP-TE. - BGP (Border Gateway Protocol) Pada jaringan berbasis MPLS, BGP hanya diperlukan di sisi edge network.
2.4.1.2 MPLS Forwarding Plane MPLS Forwarding Plane bertanggung jawab dalam meneruskan paket berdasarkan harga dari label. Setiap proses penerusan data akan menggunakan 2 label. Yaitu LIB dan LFIB . LIB mengetahui informasi routing pada setiap “kaki-kaki” tetangganya atau yang terhubung langsung dengannya . Sedangkan LFIB hanya mengetahui informasi routing dari outgoing tujuan setelahnya yang sudah disesuaikan. LFIB menggunakan sebagian label yang ada di dalam LIB untuk proses Packet forwarding. Pembangunan LSP pada area MPLS serta proses pemberian label pada paket data IP yang melewati path tersebut. LSP dibangun antara Ingress LER dengan Engress LER dengan router lain yang termasuk di dalam LSP pada area
33 MPLS. Signalling Protocol akan memantapkan path melalui setiap router dan memesan bandwidth untuk data flowing di dalam path. Dari Ingress (LER) selanjutnya paket data akan diforward ke router selanjutnya dan label yang ada di header data akan dibaca oleh router tersebut untuk mendapatkan informasi tabel forwarding yang diberikan. Selanjutnya router tersebut akan mengganti label yang ada pada header dengan label baru untuk informasi berikutnya sebagai tabel forwarding yang baru. Pada akhir dari path yakni di Egress LER, header yang diterima oleh router tersebut akan dihapuskan dari paket data IP yang diterima, sehingga paket data IP tersebut akan kembali ke bentuk semula seperti sebelum memasuki wilayah MPLS dan siap untuk dikirim ke router berikutnya.
2.5 Network Simulator 3 Dalam melakukan penelitian ini, penulis membandingkan beberapa Network Simulator yang nantinya akan digunakan dalam penelitian ini. Berikut beberapa perbandingan Network Simulator berdasarkan jurnal (Mendhe & Kamble & Badhiye, 2012 : 142):
34 Tabel 2.1 Tabel Perbandingan Simulator
Simulator NS - 2 (Network Simulator 2)
SimPy (Simulator in Python)
JiST (Java in Simulation Time)
OMNet++
NS - 3 (Network Simulator 3)
Deskripsi Menggunakan bahasa pemrograman C Permodelan dalam jumlah besar Skalabilitas yang kurang baik Penggunaan memori yang tidak efisien Run Time simulasi yang lama Menggunakan bahasa pemrograman Python Skalabilitas yang kurang baik Menggunakan bahasa pemrograman Java Run Time simulasi yang baik Manajemen memori yang kurang baik saat topologi semakin besar Menggunakan bahasa pemrograman C++ Memberi hasil yang baik dengan performa yang baik Menyediakan permodelan dalam jumlah yang besar dalam bentuk GUI Menggunakan bahasa pemrograman C++ Memiliki arsitektur yang memudahkan transisi ke jaringan pada dunia nyata (real network deployment)
Dari perbandingan diatas maka penulis memilih NS-3 sebagai Network Simulator dalam penelitian ini, karena lebih mudah untuk melakukan transisi ke jaringan pada dunia nyata. Network Simulator 3 atau ns-3 adalah sebuah simulator jaringan yang bertujuan untuk kepentingan penelitian dan pendidikan terhadap jaringan. NS-3 adalah perangkat lunak gratis yang dilisensi dibawah GNU GPLv2 license dan dapat digunakan oleh publik sebagai riset, pengembangan serta pemakaian. Berdasar pada ns-3 manual, keuntungan dari ns-3 meliputi (Mendhe & Kamble & Badhiye, 2012 : 142) : •
Meminimalisasi perubahan pada inti dari simulator, yang memudahkan penambahan tipe baru header paket ataupun trailer.
35 •
Memaksimalkan integrasi dengan dunia nyata (real world) dan sistem.
•
Meningkatkan skalabilitas untuk mensimulasikan node dalam jumlah yang besar.
•
Meningkatkan manajemen memori.
•
Implementasi murni pada C++ yang menyediakan debugging yang lebih mudah.
•
Memudahkan transisi pada implementasi test bed yang nyata.
Selain itu, ns-3 mendukung pengembangan model secara realistis dan memungkinkan
sebagai
simulator
jaringan
secara
realtime,
yang
saling
berhubungan dengan dunia nyata untuk implementasi protokol. Simulator ns-3 juga mendukung dilakukannya penelitian jaringan berbasis IP dan non IP. Namun, sebagian besar pengguna simulasi nitrakabel / IP melibatkan teknologi wi-fi, wimax, atau LTE pada layer 1 dan 2 dan dapat menjadi router statis dan dinamis seperti OLSR dan AODV untuk aplikasi IP-based. NS-3 juga meniliki real-time scheduler yang memfasilitasi "simulation-in-the-loop" menggunakan kasus interaksi pada sistem di dunia nyata.
