QUALITY OF SERVICES TERHADAP KINERJA PAKET USER DATAGRAM PROTOCOL PADA JARINGAN MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING PT. PLN (PERSERO) P3B SUMATERA UPT PALEMBANG
Dian Satria Jaya Jurusan Teknik Informatika STMIK PalComTech Palembang Abstrak Penulisan Skripsi ini bertujuan untuk memberikan suatu jaringan komputer dan internet yang baik untuk PT. PLN (Persero) P3B Sumatera UPT Palembang, serta untuk mengetahui kualitas jaringan Multi Protocol Label Switching (MPLS) terhadap kinerja paket User Datagram Protocol (UDP). Pada Skripsi ini dilakukan percobaan pada jaringan MPLS dengan menerapkan QoS dan tanpa penerapan QoS. Priority Queuing adalah metode QoS yang digunakan. Parameter yang digunakan pada percobaan ini adalah throughput dan delay pada aplikasi audio streaming. Dari data hasil percobaan, dapat ditarik kesimpulan bahwa jaringan MPLS cocok digunakan sebagai jaringan backbone untuk memenuhi kebutuhan internet PT. PLN (Persero) P3B Sumatera UPT Palembang dimana penggguna internet tidak hanya bisa mengirim atau menerima data teks saja tapi juga berupa gambar dan suara. kata kunci : Quality of Service, UDP, MPLS, throughput, delay.
PENDAHULUAN Perkembangan komputer tampaknya berpengaruh kepada meningkatnya penggunaan jaringan komputer. Semakin lama penggunaan jaringan komputer semakin banyak, sehingga perangkat-perangkat jaringan pun ikut berkembang seperti repeater dan hub yang dapat melayani client tanpa proses apapun. Kemudian ada bridge dan switch yang memiliki kemampuan menentukan jalan yang tepat pada sebuah LAN. Bridge dan switch mempunyai fungsi yang sama yaitu membagi jaringan ke dalam collision domain yang lebih kecil. Perbedaan bridge dan switch adalah bahwa switch lebih cepat dan mempunyai jumlah port yang lebih banyak sehingga dapat mendukung kepadatan yang lebih tinggi. Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone berkecepatan tinggi. Protokol routing berada pada lapisan jaringan pada OSI layer, sedangkan MPLS berada di antara lapisan kedua dan ketiga. MPLS juga telah memiliki fitur layanan pemeliharaan QoS. Quality of Service (QoS) adalah kemampuan untuk memberikan prioritas yang berbeda untuk berbagai aplikasi, pengguna, atau aliran data, atau untuk menjamin tingkat kinerja tertentu ke aliran data. Umumnya QoS dikaji dalam bentuk pengoptimalan kapasitas jaringan untuk berbagai jenis layanan, tanpa terus menerus menambah dimensi jaringan. Berbagai aplikasi memiliki jenis kebutuhan yang berbeda. Misalnya transaksi data bersifat sensitif terhadap kesalahan tetapi kurang sensitif terhadap delay. Sebaliknya, komunikasi suara bersifat sensitif terhadap delay dan kurang sensitif terhadap kesalahan. Internet Protocol (IP) tidak memiliki mekanisme pemeliharaan QoS. Routing IP hanya berdasarkan pada alamat tujuan yang terdapat pada header IP tanpa melihat tipe layanan data
1
yang akan dikirim. Sehingga memiliki kelemahan untuk diaplikasikan pada paket multimedia. Dengan mulai digunakannya IP sebagai infrastruktur informasi global, maka dikembangkanlah berbagai cara untuk mewujudkan jaringan IP dengan QoS. Protokol seperti TCP memang memungkinkan jaminan validitas data, sehingga suite TCP/IP selama ini dianggap cukup ideal bagi transfer data. Tetapi verifikasi data mengakibatkan tundaan hantaran paket. Lagipula mekanisme ini tidak dapat digunakan untuk paket dengan protokol UDP, seperti audio dan video. Dengan adanya mekanisme QoS dan MPLS tersebut, tidak pantas apabila PT. PLN (Persero) P3B sumatera UPT Palembang yang bertaraf nasional masih menggunakan mekanisme yang lambat untuk bertukar data dan komunikasi.
TINJAUAN PUSTAKA Multi Protocol Label Switching (MPLS) Multi Protocol Label Switching (MPLS) menurut Romdzi (2009:06) adalah suatu metode forwarding data melalui suatu jaringan dengan menggunakan informasi dalam label yang dilekatkan pada paket IP. Disebut multiprotokol karena tekniknya dapat diterapkan pada semua protokol layer jaringan. MPLS menggabungkan kemampuan pengaturan switching yang ada dalam teknologi ATM dengan fleksibilitas network layer yang dimiliki teknologi IP. Konsep utama MPLS ialah teknik penempatan label dalam setiap paket yang dikirim melalui jaringan ini. MPLS bekerja dengan cara melabeli paket-paket data dengan label, untuk menentukan rute dan prioritas pengiriman paket tersebut yang didalamnya memuat informasi penting yang berhubungan dengan informasi routing suatu paket, diantaranya berisi tujuan paket serta prioritas paket mana yang harus dikirimkan terlebih dahulu. Prinsip kerja MPLS Menurut Rendy (2009:02) ialah menggabungkan kecepatan switching pada layer 2 dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada layer 3 sehingga menjadi solusi jaringan terbaik dalam menyelesaikan masalah kecepatan, skalability, QoS, dan rekayasa trafik. Cara kerjanya adalah dengan menyelipkan label di antara header layer 2 dan layer 3 pada paket yang diteruskan. MPLS menyediakan fasilitas mapping alamat IP untuk mempermudah proses routing dengan menggunakan label yang memiliki panjang yang pendek dan tetap. MPLS juga menggunakan interface protokol routing yang ada saat ini seperti Border Gateway Protocol (BGP) , Open Short Part First (OSPF). Menurut Riedel (2003:04) Beda MPLS dengan routing IP biasa adalah dalam hal penanganan paket. Pada MPLS identifikasi paket menggunakan label sedangkan pada metode IP routing menggunakan IP address. Label MPLS terdapat pada MPLS header yang disisipkan diantara layer jaringan dan datalink. Router hanya akan memeriksa label pada paket untuk menentukan hop berikutnya. Jadi pada jaringan MPLS identifikasi paket menggunakan IP hanya terjadi di edge router, sedangkan pada core hanya cukup membaca label yang terdapat diantara layer jaringan dan datalink. Sedangkan pada jaringan IP routing identifikasi paket terdapat pada IP address yang berada pada layer 3. Quality Of Services (QoS) Menurut Torsten, dkk (2008:01) Quality of service (QoS) adalah ukuran kemampuan sistem jaringan dan komputasi untuk memberikan tingkat pelayanan yang berbeda untuk aplikasi
2
yang dipilih dan arus jaringan terkait dan kemampuan untuk memberikan prioritas yang berbeda untuk berbagai aplikasi, pengguna, aliran data, atau untuk menjamin tingkat kinerja tertentu ke aliran data. Sedangkan definisi QoS menurut rekomendasi ITU-T E.800 (2003) adalah kumpulan dampak performansi layanan yang mana menentukan tingkat kepuasaan pengguna layanan. Umumnya QoS dikaji dalam kerangka pengoptimalan kapasitas jaringan untuk berbagai jenis layanan, tanpa terus menerus menambah dimensi jaringan. Sebagai gambaran umum mengenai QoS menurut Xipeng Xiao dan Lionel M. Ni (2003:02) adalah sebagai berikut : a. Service Level Agreement (SLA) harus dinegosiasikan antara pelanggan dengan penyelenggara layanan (ISP). SLA menspesifikasikan karakreristik (bandwidth, delay, jitter, availability, dll) layanan yang ditawarkan ISP kepada pelanggan. b. Domain pelanggan harus dapat menentukan bagaimana aplikasi dan host yang ada dari berbagai layanan yang telah disetujui dalam SLA. Hal ini dapat dilakukan dengan memberi tanda paket dengan DSCP (Differentiated Services Code Point). c. ISP mengkonfigurasi ingress router dari jaringan berdasarkan SLA. Konfigurasi tersebut adalah aturan untuk klarifikasi, policing, dan remarking traffic yang memasuki jaringan. LSR tidak memperhatikan SLA tertentu dan konfigurasi LER. LSR hanya meneruskan paket berdasarkan prioritas yang telah ditentukan sebelumnya. d. Jaminan dari ISP untuk memberikan layanan kepada pelanggan sesuai dengan SLA yang telah disepakati dengan tetap menggunakan resource jaringan seefisien mungkin. User Datagram Protocol (UDP) Menurut Rafiudin (2006:11) User Datagram Protocol (UDP) adalah salah satu protokol lapisan transport TCP/IP selain Transport Control Protocol (TCP) yang bersifat connectionless, unreliable, dan tidak menyediakan flow control. UDP juga bersifat broadcasting atau multicasting. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada percobaan ini peneliti menggunakan 2 skenario utama. Pada skenario pertama, akan dilakukan streaming audio ketika tidak diterapkan QoS pada jaringan MPLS dan pada skenario kedua, akan dilakukan streaming audio ketika QoS diterapkan pada jaringan MPLS. Pada setiap jaringan (dengan QoS dan tanpa QoS), masing-masing akan dilakukan 4 kali percobaan dengan kondisi yang berbeda-beda. Pada percobaan pertama, client pertama hanya melakukan streaming audio dan client kedua dalam kondisi idle. Pada percobaan kedua, selain melakukan streaming audio, client pertama juga melakukan download file dan client kedua masih dalam kondisi idle. Sedangkan pada percobaan ketiga, client pertama juga melakukan streaming audio dan download file sedangkan client kedua melakukan streaming audio. Pada percobaan keempat, client pertama tetap melakukan streaming audio dan download file sedangkan client kedua melakukan streaming video. Parameter yang digunakan adalah throughput dan delay dari paket UDP yang akan dilewatkan. Kemudian akan dilakukan analisa sehingga bisa ditarik kesimpulan dari hasil penelitian tersebut. Percobaan ini akan menggunakan software Graphical Network Simulator 3 (GNS3), sebuah program yang dapat mensimulasikan topologi jaringan yang lebih kompleks dibandingkan dengan simulator lainnya. Prinsip kerja dari GNS3 adalah mengemulasikan
3
CISCO IOS pada komputer, sehingga komputer dapat berfungsi layaknya sebuah atau bebe rapa router bahkan switch,, dengan cara mengaktifkan fungsi dari ethernet switch card. software Graphical Network Simulator 3 (GNS3). Parameter yang digunakan digunaka dalam percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5.
Streaming audio akan dilakukan selama ± 60 menit dengan format file mp3 sebesar 52 MB. File untuk streaming video berukuram 254 MB dengan format file mp4. File yang akan di download memiliki format iso dengan ukuran 2,4 GB. Bandwidth yang digunakan sebesar 100 Mbps (fast ( ethernet). Paket yang akan lewat pada jaringan MPLS berupa paket TCP dan UDP tetapi pada percobaan ini hanya paket UDP yang akan menjadi fokus penelitian dalam dala m penyusunan Skripsi ini.
Gambar 1. Tampilan software GNS3 Hasil Perhitungan Throughput Tabel berikut ini menunjukkan hasil perhitungan throughput dalam satuan Mbps pada jaringan MPLS tanpa QoS dan jaringan MPLS dengan QoS berdasarkan data yang telah didapatkan
4
Percobaan 1 2 3 4
Tabel 1 . Hasil perhitungan throughput Throughput Client 1 Client 2 (Mbps) tanpa QoS Streaming Audio Streaming Audio + Download Streaming Audio + Download Streaming Audio + Download
Throughput (Mbps) dengan QoS
-
0,137
0,137
-
0,137
0,138
0,143
0,147
0,112
0,131
Streaming Audio Streaming Video
Gambar 2. Grafik hasil perhitungan throughput Hasil Perhitungan Delay Tabel dibawah ini menunjukkan hasil perhitungan delay dalam satuan ms pada jaringan MPLS tanpa QoS dan jaringan MPLS dengan QoS. Tabel 2. Hasil perhitungan delay
Percobaan
Client 1
Client 2
Delay (ms) tanpa QoS
Delay (ms) dengan QoS
1
Streaming Audio
-
60,98
61,14
-
61,23
60,53
58,65
57,23
75,35
64,86
2 3 4
Streaming Audio + Download Streaming Audio + Download Streaming Audio + Download
Streaming Audio Streaming Video
5
Delay (ms)
76 75,5 75 74,5 74 73,5 73 72,5 72 71,5 71 70,5 70 69,5 69 68,5 68 67,5 67 66,5 66 65,5 65 64,5 64 63,5 63 62,5 62 61,5 61 60,5 60 59,5 59 58,5 58 57,5 57 56,5 56
75,35
Non QoS QoS 64,86 61,23
61,14 60,98
60,53
58,65
57,23 1
2
3
4
Gambar 3 Grafik hasil perhitungan delay Priority queuing memungkinkan administrator jaringan untuk menentukan paket mana yang mendapatkan prioritas utama. Pada priority queuing terdapat 4 tingkatan priority, yakni high, medium, normal, dan low. Pada percobaan yang telah dilakukan paket UDP mendapatkan prioritas tertinggi (high). Sedangkan untuk paket TCP, mendapatkan prioritas rendah (low). Throughput Pada percobaan pertama didapat throughput sebesar 0,137 Mbps tanpa QoS dan 0,137 Mbps dengan QoS. Nilai throughput pada percobaan pertama memiliki nilai yang sama baik dengan maupun tanpa QoS, hal ini disebabkan pada percobaan pertama hampir seluruh paket yang melewati jaringan merupakan paket UDP. Pada percobaan kedua, throughput bernilai 0,137 Mbps tanpa QoS dan 0,138 Mbps ketika diterapkan QoS. Nilai throughput pada percobaan kedua memiliki nilai yang hampir sama dengan nilai throughput pada percobaan pertama. Hal ini dikarenakan adanya paket selain UDP yang melewati jaringan, yakni paket TCP. Ini dikarenakan selain melakukan streaming audio,
6
client pertama juga dilakukan download file. Walaupun lama streaming pada percobaan kedua sedikit lebih lama daripada percobaan pertama, tapi ukuran data yang diterima lebih kecil daripada percobaan pertama. Tapi setelah diterapkan QoS, nilai throughput mengalami sedikit peningkatan. Hal ini dikarenakan paket UDP lebih diprioritaskan dibandingkan dengan paket TCP. Pada percobaan ketiga, didapat throughput sebesar 0,143 Mbps tanpa mQoS dan 0,147 Mbps ketika QoS diterapkan. Pada percobaan ketiga nilai throughput mengalami peningkatan. Ini dikarenakan adanya client kedua juga melakukan streaming audio. Hal ini berimbas dengan bertambah banyaknya paket UDP yang melalui jaringan dibandingkan dengan percobaan pertama atau kedua. Setelah diterapkan QoS, nilai throughput bertambah meningkat lagi. Karena paket UDP mendapatkan prioritas lebih tinggi daripada paket TCP. Ini berimbas dengan bertambah banyaknya lagi paket UDP walaupun jumlahnya masih jauh dibawah jumlah paket TCP. Sedangkan pada percobaan keempat, throughput bernilai 0,112 Mbps tanpa QoS dan 0,131 Mbps ketika QoS diterapkan. Pada percobaan keempat, nilai throughput yang didapatkan memiliki nilai yang jauh berada dibawah nilai throughput pada percobaan-percobaan sebelumnya. Ini dikarenakan pada percobaan keempat, client kedua melakukan aktivitas streaming video. Laju rata-rata paket per detik pada streaming video lebih tinggi dari pada streaming audio. Hal ini mengakibatkan aliran data lebih banyak menuju ke client kedua daripada client pertama. Tetapi ukuran rata-rata per paket pada streaming video lebih kecil daripada ukuran rata-rata per paket streaming audio. Delay Berdasarkan rekomendasi dari ITU-T G.1010, nilai delay yang disarankan berkisar antara 0 – 300 ms untuk kategori baik dan 300 – 400 ms untuk kategori cukup. Pada percobaan pertama, didapatkan nilai delay sebesar 60,98 ms tanpa penerapan QoS dan 61,14 ms ketika diterapkan metode QoS. Pada percobaan pertama hampir seluruh paket yang melewati jaringan merupakan paket TCP. Pada percobaan kedua, didapat delay sebesar 61,24 ms tanpa QoS dan 60,53 ms ketika QoS diterapkan. Nilai delay mengalami peningkatan pada percobaan ini. Hal ini dikarenakan selain melakukan streaming audio, client pertama juga melakukan download file. Sehingga adanya paket selain UDP yang melewati jaringan, yakni TCP. Besarnya delay sedikit berkurang ketika diterapkan QoS. Ini dikarenakan paket UDP mendapatkan prioritas lebih tinggi daripada paket TCP sesuai dengan konfigurasi yang dilakukan pada setiap router. Pada percobaan ketika didapat delay sebesar 58,65 ms tanpa QoS dan 57,23 ms dengan QoS. Pada percobaan ini, client kedua juga melakukan streaming audio. Ini mengakibatkan bertambah banyaknya paket UDP yang melewati jaringan dibandingkan dengan percobaan pertama dan kedua. Dan hal ini berimbas dengan turunnya nilai delay. Nilai delay semakin berkurang ketika diterapkan QoS. Sedangkan pada percobaan keempat, delay sebesar 75,35 ms tanpa QoS dan 64,86 ms dengan QoS. Pada percobaan keempat, aliran data lebih banyak menuju ke client kedua yang melakukan streaming video. Hal ini berimbas kepada kembali naiknya nilai delay pada client pertama.
7
PENUTUP Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Priority queuing merupakan salah satu metode QoS yang memungkinkan administrator jaringan untuk memberikan prioritas terhadap paket tertentu. b. Dari data yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa teknologi MPLS masih relevan untuk dijadikan sebagai backbone pada jaringan saat ini dimana data yang dilewatkan pada jaringan bukan hanya berupa data teks ataupun gambar saja. Perkembangan teknologi saat ini telah memungkinkan pengguna internet melakukan aktivitas streaming, baik audio maupun video. c. Nilai throughput pada percobaan kedua memiliki nilai yang tidak jauh berbeda dengan percobaan pertama. Ini dikarenakan walaupun waktu streaming audio percobaan kedua sedikit lebih lama dari percobaan pertama tetapi selain melakukan streaming audio client pertama juga melakukan download file. Nilai throughput kembali meningkat pada percobaan ketiga karena adanya client kedua yang juga melakukan streaming audio. Tapi nilai throughput mengalami penurunan pada percobaan keempat. Ini dikarenakan client kedua melakukan streaming video sehingga aliran data UDP lebih banyak menuju client kedua daripada client pertama. d. Nilai delay dari data hasil percobaan masih sesuai dengan rekomendasi dari ITU-T G.1010 untuk aplikasi streaming audio walaupun menggunkan topology mesh yang lebih komplek dikarenakan menggunakan routing protocol OSPF (Open Shortest Path First ) yang mencari jalur terdekat dan trafik yang terendah.
DAFTAR PUSTAKA Munadi, Rendy. Teknik Switching. Mei 2009. Bandung : Informatika Bandung Riedel, Wolfgang. MPLS Overview. 2003. Andi : Yogyakarta Braun,Torsten,Michel Diaz,José Enríquez Gabeiras,Thomas Staub. End-to-End Quality of Service Over Heterogeneous Networks. Verlag Berlin Heidelberg : Springer Xipeng Xiao and Lionel M. Ni. 2007. “Internet QoS : Big Picture” Rafiudin, Rahmat. Protokol-Protokol Esensial Internet. 2006. Yogyakarta : Andi Romdzi Ahamed Rahimi, Muhammad, Habibah Hashim, Ruhani Ab Rahman. Implementation of Quality of Service (QoS) in Multi Protocol Label Switching (MPLS) Network. 2009. Selangor : Universiti Teknologi Mara (UiTM)
8
