RANCANG BANGUN CISCO LEARNING ROUTING NETWORK TESTBED Wingga Latu Ayu Hidayat Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro - FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih - Sukolilo, Surabaya - 60111 E-mail :
[email protected] HTU
Abstrak – Pada tahun 2011 ini jumlah pengguna Internet di Indonesia diperkirakan telah mencapai 45 juta pengguna dengan berbagai macam background pengguna itu sendiri. Routing dan switching yang menjadi teknologi dasar terbentuknya Internet dirasa sangat perlu untuk dipelajari, apalagi di lingkungan akademik seperti di ITS ini, dan Cisco merupakan vendor perangkat jaringan terbesar didunia sebagai penyedia perangkat Internet, diperkirakan hampir 85% perangkat Internet dunia telah menggunakan Cisco, hal itulah yang menjadikan landasan dasar bagi penulis untuk membuat tugas akhir ini. Pada tugas akhir ini dilakukan pembangunan testbed jaringan yang berbasiskan device Cisco, diharapkan dengan adanya testbed jaringan ini para Mahasiswa khususnya bisa belajar tentang teknologi routing & switching yang berupa mengkonfigurasi, mengoperasikan dan troubleshooting jaringan skala menengah guna menambah keterampilan dalam bidang jaringan dan sebagai bekal untuk terjun menjadi profesional dibidang jaringan komputer. Untuk performansi dalam testbed dirasa tidak begitu penting tetapi disini juga akan dilaporkan hasil dari pengukuran performasi testbed yang meliputi throughput, jitter, delay dan packet loss sebagai acuan implementasi pada jaringan yang nyata. Dari hasil pengukuran didapatkan bahwa rata – rata throughput routing RIP adalah 86,35 Mbps lebih besar jika dibandingkan dengan routing EIGRP dan OSPF. Jitter routing EIGRP palign besar, didapat rata – rata sekitar 1,173 ms dan selisih rata – rata dari packet loss sebesar 0.01 %. Kata Kunci : Cisco Testbed, Routing, CCNA, CCNP, CCIE PENDAHULUAN Telekomunikasi komputer pada saat ini semakin berkembang, oleh karena itu diperlukan resource jaringan yang handal pula. Routing sebagai proses utama dalam pertukaran data antara dua network atau lebih dipengaruhi oleh topologi dan tipe koneksi dimana penentuan dari karakteristik jaringan ini sangat dipengaruhi oleh pemilihan protokol routing yang disesuaikan dengan kebutuhan topologi jaringan. Testbed sebagai sarana belajar jaringan komputer yang kurang lebih hampir sama dengan jaringan yang sesungguhnya diharapkan mampu memenuhi kebutuhan infrastruktur nyata untuk proses belajar. Routing dan switching merupakan teknologi dasar yang membangun jaringan komputer dan Internet, tanpa kedua teknologi diatas tidak akan ada yang namanya Internet, melihat pentingnya penguasaan akan pengetahuna tentang teknologi routing dan
UT
switching diatas maka dari itu dibuatlah suatu testbed jaringan yang berbasis Cisco device untuk sarana belajar pada Mahasiswa agar lebih faham tentang dasar – dasar II. TEORI PENUNJANG 2.1 Cisco Systems, Inc Cisco Systems, Inc merupakan perusahaan global dalam bidang jaringan dan telekomunikasi yang bermarkas di San Jose, California. Amerika Serikat. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1984. Perusahaan ini mempekerjakan 51.480 pekerja.Produk dari perusahaan ini dapat ditemukan dari ruang tamu sampai ke perusahaan yang bergerak untuk skala internasional.Visi dari Cisco System.Inc (Cisco) yaitu “Merubah bagaimana cara hidup, bekerja, bermain dan belajar”, dan bagian dari Slogan dari Cisco adalah “ Selamat datang kedalam dunia Jaringan “ (welcome to the human network). Cisco adalah salah satu produk untuk Teknologi Informasi nomor satu didunia, terutama untuk sytem, perangkat keras jaringan serta telekomunikasinya. 2.2 Konsep Dasar Routing Routing dari kata dasar route yang diserap dalam bahasa indonesia sebagai rute, definisinya adalah rute dari paket IP didalam jaringan dengan serangkaian tugas untuk mengirimkan paket IP dari router ke router sampai ke tujuan akhir sebagaimana sudah ditentukan didalam bagian IP Header. adalah mirip konsep routing antara jaringan IP dengan system transportasi, disini kami akan menerangkan bahwa konsep routing didalam jaringan IP juga mirip dengan pengoperasian pengiriman mail. dan kami akan membandingkan konsep routing IP dengan konsep konsep system lainnya.
I.
2.3 RIP Routing Information Protocol adalah sebuah protokol routing yang pertama kalinya didesain oleh Xerox PARC Universal Protocol dan digunakan di Xerox Network Systems (XNS). RIP adalah protokol routing yang menggunakan metode distance vector, yang menggunakan hop-count sebagai metric routing. Jumlah maksimum hop yang diijinkan mencapai 15 dan holddown time mencapai 180 detik. Secara default, setiap router RIP akan mentransmit update tabel routing setiap 30 detik. Ada tiga jenis mekanisme yang digunakan oleh RIP untuk mencegah terjadinya pentransmisian informasi routing yang salah, yaitu holddown timer, split horizon, dan route poisoning.
Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
1
Holddown Timer Mekanisme ini mencegah dan mengembalikan rute yang menjadi tidak benar ketika router membroadcast update regulernya. Hold down akan memberi tahu router untuk menahan pada setiap perubahan yang akan berefek pada rute yang baru dihilangkan untuk beberapa waktu lamanya, hingga rute yang baru benar-benar stabil dan ketika holddown timer habis. Split Horizon Sangatlah tidak berguna ketika mengirim informasi tentang sebuah rute kembali ke arah asal informasi itu datang, karena itu split horizon dipakai untuk mencegah update yang redundan dalam jaringan tersebut Poison Reverse Loop routing pada jaringan yang lebih besar bisa dicegah dengan penggunaan poison reverse. Poison reverse update membuat router menyebarkan update untuk mengindikasikan sebuah rute sudah tidak tercapai dengan menggunakan cost sampai 15. Lalu update ini dikirimkan untuk menghapuskan rute yang tidak terpakai tersebut, serta menempatkannya pada hold-down. 2.4 EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) adalah routing protocol yang di adopsi oleh router Cisco atau sering disebut sebagai proprierity protocol pada Cisco. Dimana EIGRP ini hanya bisa digunakan sesama router Cisco saja. EIGRP adalah protocol distance-vektor yang classless dan yang sudah diitingkatkan (enhanced), yang memberikan kita keunggulan yang nyata dibandingkan protokol properti Cisco lainnya, yaitu IGRP. Keduanya menggunakan konsep dari sebuah autonomous system untuk menggambarkan kumpulan dari router – router yang contiguous (berentetan, sebelah menyebelah) yang menjalankan routing prtotocol yang sama dan berbagi informasi routing. Tapi EIGRP memasukkan subnet mask kedalam update route-nya. Sehingga memungkinkan kita menggunakan VLSM dan melakukan perangkuman (summarization). EIGRP mempunyai sebuah jumlah hop maksimum 255. Berikut fitur EIGRP yang jauh lebih baik dari IGRP : 1. Mendukung IP, IPX, dan AppleTalk melalui modul – modul yang bersifat protocol dependent 2. Pencarian network tetangga yang dilakukan dengan efisien 3. Komunikasi melalui Reliable Transport Protocol (RTP) 4. Pemilihan jalur terbaik melalui Diffusing Update Algoritma (DUAL)
menghitung jarak terpendek ke setiap tujuan. Peta jaringanya akan disimpan dalam basis data sebagai hasil dari pertukaran informasi antar router. OSPF dapat menangani routing jaringan TCP/IP yang besar dan membuat hirarki routing dengan membagi jaringan menjadi beberapa area. Setiap paket yang dikirim dapat dibungkus dengan authentikasi, namun protocol ini membutuhkan kemampuan CPU dan memori yang besar. 2.5.1 Cara OSPF Membentuk Hubungan dengan Router Lain T
Untuk memulai semua aktivitas OSPF dalam menjalankan pertukaran informasi routing, hal pertama yang harus dilakukannya adalah membentuk sebuah komunikasi dengan para router lain. Router lain yang berhubungan langsung atau yang berada di dalam satu jaringan dengan router OSPF tersebut disebut dengan neighbour router atau router tetangga. Langkah pertama yang harus dilakukan sebuah router OSPF adalah harus membentuk hubungan dengan neighbor router. Router OSPF mempunyai sebuah mekanisme untuk dapat menemukan router tetangganya dan dapat membuka hubungan. Mekanisme tersebut disebut dengan istilah Hello protocol. Dalam membentuk hubungan dengan tetangganya, router OSPF akan mengirimkan sebuah paket berukuran kecil secara periodik ke dalam jaringan atau ke sebuah perangkat yang terhubung langsung dengannya. Paket kecil tersebut dinamai dengan istilah Hello packet. Pada kondisi standar, Hello packet dikirimkan berkala setiap 10 detik sekali (dalam media broadcast multiaccess) dan 30 detik sekali dalam media Point-to-Point. Hello packet berisikan informasi seputar pernak-pernik yang ada pada router pengirim. Hello packet pada umumnya dikirim dengan menggunakan multicast address untuk menuju ke semua router yang menjalankan OSPF (IP multicast 224.0.0.5). Semua router yang menjalankan OSPF pasti akan mendengarkan protocol hello ini dan juga akan mengirimkan hello packet-nya secara berkala. Cara kerja dari Hello protocol dan pembentukan neighbour router terdiri dari beberapa jenis, tergantung dari jenis media di mana router OSPF berjalan. T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
III. PERENCANAAN DAN IMPLEMENTASI 3.1 Perencanaan Sistem Topologi testbed yang digunakan pada tugas akhir ini seperti gambar dibawah yang terdiri dari 2 buah Cisco Catalyst seri 2960, 3 Cisco Router seri 1800, 3 Cisco Router seri 2800, 1 Tacacs+ Server dan 1 Server monitoring.
2.5 OSPF Protocol ini termasuk dalam link-state protocol, kelebihan utama dari protocol ini adalah dapat dengan cepat mendeteksi perubahan dan mejadikan routing kembali konvergen dalam waktu singkat dengan sedikit pertukaran data. Routing ini membentuk peta jaringan dalam tiga tahap, tahap pertama setiap router mengenali seluruh tetangganya, lalu router saling bertukar informasi dan router akan
Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
2
Gambar. Desain Testbed Tabel. Management IPAddress Hostname
Interface
Debian Ubuntu Redhat Fedora CentOS FreeBSD OpenBSD NetBSD Juniper Juniper
Vlan2 Vlan2 Fa0/0.2 Fa0/0.2 Fa0/0.2 Fa0/0.2 Fa0/0.2 Fa0/0.2 Eth0 Eth1
VLAN
IP
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
10.230.1.1/28 10.230.1.2/28 10.230.1.3/28 10.230.1.4/28 10.230.1.5/28 10.230.1.6/28 10.230.1.7/28 10.230.1.8/28 10.230.1.10/28 10.202.1.202
Untuk management IP Addressnya dapat dilihat pada tabel diatas, semua IP Address masih dalam satu network.
Gambar. Web Resource Testbed Untuk memudahkan user menggunakan testbed, dibangunlah sebuah web resource yang beralamatkan pada url http://b301.f1n4lstory.com. Web ini berisi mulai dari tuntunan bagaimana cara menggunakan testbed, track sertifikasi Cisco yang ada adalah CCNA, CCNP dan CCIE dan untuk memudahkan belajar disediakan juga materi – materi yang dapat didownload sesuai dengan track / teknologi yang akan dipelajari oleh user. HTU
UTH
Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
3.2 Metodologi Penelitian Untuk metodologi penelitian dari tugas akhir ini berupa perancangan, testbed dirancang untuk sarana belajar teknologi routing & switching yang berbasis Cisco device. Topologi yang digunakan adalah Mesh, dimana antara Catalyst dan Router semua saling terhubung dengan kabel utp baik cross maupun straight dengan menyesuaikan device yang saling terhubung, untuk spesifikasi teknis yang berupa hardware dan software dituliskan pada kebutuhan hardware dan software pada bagian bawah. Yang kedua implementasi testbed, testbed dibangun setelah melakukan desain/perancangan topologi, Catalyst, Router dan Server dikonfigurasi sedemikian rupa sesuai dengan kebutuhan, yang pada tugas akhir ini disesuaikan dengan sertifikasi pada Cisco yang berupa track CCNA, CCNP dan CCIE meskipun tidak semua teknologi dapat tercover pada testbed karena keterbatasan fitur IOS dan interface pada seri Cisco yang tersedia. Setelah dikonfigurasi semuanya antara Catalyst, Router dan Server dihubungkan dengan kabel utp baik cross maupun straight disesuaikan dengan device yang terhubung. Cross untuk sesama device misal Catalyst dengan Catalyst dan straight untuk berbeda device misal Catalyst dengan Router. Tujuan dari pembangunan testbed ini adalah sebagai sara belajar jaringan komputer khususnya teknologi routing 7 switching yang berbasikan Cisco device, jadi disini user dituntut untuk bisa belajar secara mandiri dengan mengacu pada materi – materi yang telah disediakan oleh Web resource. Semua materi CCNA, CCNP dan CCIE terdapat pada Web resource pada tab download. Untuk performansi testbed dilakukan pengambilan data pada routing protocol yang meliputi RIP, EIGRP dan OSPF dengan memberi pembebanan pada testbed yang berupa trafik yang dimulai dari 128 Kbps, 256 Kbps, 512 Kbps, 1024 Kbps dan 2048 Kbps. Dengan menggunakan software TFGen trafik di generate dan dengan software Wireshark data dapat dimonitoring yang kemudian disimpulakn hasilnya pada analisa performansi. 3.3 Kebutuhan Hardware Pada tugas akhir kali ini untuk kebutuhan hardwarenya meliputi 2 Cisco Catalyst seri 2960, 3 Cisco Router seri 1800, 3 Cisco Router seri 2800, 1 Tacacs+ Server dan 1 Server untuk monitoring. Cisco Catalyst berfungsi untuk proses switching, pada testbed terdapat 2 Cisco Catalyst yang dihubungkan dengan 2 kabel cross utp pada port 23 dan 24 yang statusnya sebagai trunk link. Untuk vlan managementnya adalah vlan 2 dan untuk vlan accessnya dibuat muali dari vlan 10, 11, 12 sampai vlan 25, untuk konfigurasi kedua Catalyst tsb adalah sama mulai dari default, management, vlan dan status vtpnya. Router Redhat, Fedora dan CentOS adalah router seri 1800 yang mempunyai konfigurasi default sama, terdapat 2 interface Fastethernet yaitu Fa0/0 dan Fa0/1 yang masing – masing interface terdapat sub interface sesuai dengan vlan yang ada pada kedua Catalyst testbed.
3
generator untuk mengambil data throughput pada masing – masing router dan membuat rata – rata troughputnya. Dari hasil pengukuran didapatkan hasil bahwa troughput dari routing RIP lebih baik dari routing EIGRP dan OSPF, dimana rata – rata throughput routing RIP adalah 86,35 Mbps, rata – rata trhoghput EIGRP adalah 75, 58 Mbps, dan rata – rata througput OSPF adalah 75.52 Mbps. 4.2 Jitter 2 1.5 RIP 1
EIGRP OSPF
0.5 0 2
100
6
8
10 20 30 40 50 60
Gambar. Tabel Jitter Dalam pengukuran jitter ini menggunakan paket udp pada traffik generator TFGen, karena pada umumnya jitter digunakan untuk perhitungan pada RTP (Real Time Transport Protocol) pada aplikasi voice dan video selain pada pengiriman paket data biasa. Dari data didapatkan rata – rata jitter pada routing RIP adalah 0.557 ms, rata – rata jitter routing EIGRP adalah 1,173 ms, dan rata – rata jitter routing OSPF adalah 1.128 ms. 4.3 Delay 12 10 8
RIP
6 4 2 0
EIGRP
40
50
30
20
10
8
OSPF
6
De fa ul t
IV. ANALISA 4.1 Throughput
4
2
3.4 Kebutuhan Software Software yang digunakan pada tugas akhir ini adalah Ping, TFGen dan Wireshark. Ping adalah software yang digunakan untuk mencek kondisi link jaringan antar host dan juga digunakan untuk memonitoring jaringan. TFGen adalah software berbasis sistem operasi Windows yang digunakan untuk membangkitkan trafik udp dan tcp atau disebut dengan traffic generator. TFGen berjalan pada model client-server, server TFGen membangkitkan traffic udp pada sisi client. TFGen ini bisa digunakan untuk mengalisa jaringan komputer, karena bisa menghasilkan data – data yang digunakan untuk menganalisa jaringan komputer, seperti throughput, delay dan packet loss. Wireshark adalah salah satu software Network Analyzer digunakan oleh Network Administrator untuk menganalisa kinerja jaringannya. Wireshark mampu menangkap paket – paket data/informasi yang melewati dalam jaringan. Semua jenis paket informasi dalam berbagai format protokol pun akan dengan mudah ditangkap dan dianalisa.
4
Router FreeBSD, OpenBSD dan NetBSD adalah router seri 2800 juga memiliki konfigurasi default yang sama ketiganya, terdapat 2 interface Fastethernet yaitu Fa0/0 dan Fa0/1 yang masing – masing interface terdapat sub interface sesui dengan vlan yang ada pada kedua Catalyst testbed. Router berfungsi sebagai proses routing, masing – masing router mempunyai IP address management begitu pula dengan Catalyst juga mempunyai IP address management yang masih satu network dengan keenam router tersebut. Semua router saling terhubung pada Catalyst menggunakan kabel straight utp. Tacacs+ Server sebagai console login testbed, berjalan diatas sistem operasi Linux Ubuntu 10.10, berfungsi sebagai autentikasi pada remote testbed via Telnet/SSH, jadi user harus melalui Tacacs+ Server ini jika menginginkan untuk bisa mengakses testbed. Dan yang terakhir adalah Server monitoring yang berjalan diatas sistem operasi Windows yang berfungsi sebagai monitoring performansi pada testbed.
Gambar. Tabel Delay
80 RIP
60
EIGRP 40
OSPF
20 0 2
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Gambar. Tabel Throughput Pengukuran dilakukan dengan cara menjalankan software TFGen pada Server monitoring sebagai traffik
Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Round Trip Delay atau juga disebut Round Trip Time adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah pulse atau paket untuk mencapai tujuan tertentu dan kembali lagi keasal. Pada pengukuran RTT ini dilakukan dengan cara melakukan pengiriman paket ICMP dari Server moniroting menuju router NetBSD pada routing RIP, EIGRP dan OSPF. Jika dilihat pada tabel diatas bahwa RTT antara routing RIP, EIGRP dan OSPF adalah mirip. Ukuran paket yang lebih besar waktu pengiriman menyebabkan RTT lebih lama. Nilai rata – rata untuk semua routing protokol adalah
4
dibawah 12 ms. Maksimum RTT pada routing RIP adalah 9.055 ms, pada routing EIGRP adalah 10.432 ms dan pada routing OSPF adalah 9.329 ms dengan ukuran paket yang terkirim adalah 50000 bytes. 4.4 Packet Loss
tugas akhir, yaitu diperlukan penambahan resource baik berupa hardware maupun software tidak hanya terpaku pada satu vendor saja dalam hal ini Cisco, bisa ditambahkan juga device dari Juniper, Alcatel maupun dari software – software yang opensource sekalipun sehingga testbed menjadi satu kesatuan perangkat jaringan yang komplek. Yang kedua bisa dialokasikan beberapa IP public yang diperuntukkan testbed sehingga memudahkan user untuk mengakses dimanapun dan kapanpun melalui Internet.
0% 0% RIP 0%
DAFTAR PUSTAKA
EIGRP OSPF
[1] Scott Empson, CCNA Portable Command Guide IPv6, July 2008 [2] Krzysztof Nowicki, Rafał Marszewski, Appraisement of Modifications in Dynamic Routing Protocols, Journal of Applied Computer Science, Vol. 13. No 1, 2005 [3] IP Routing based on http://www.cisco.com/en/US/tech/tk365/tsd_technology _support_protocol_home.html [4] Richard P. Draves,1 Allison Mankin,2 Brian D. Zill1, Design Cisco Testbed, 2008 [5] Zeadally, I.Raicu, “Routing on Cisco”, IEEE Internet Computing (2003) 51-57
0% 0% 2
4
6
8
10 20 30 40 50 60
Gambar. Tabel Packet Loss Pada pengukuran packet loss kali ini dengan menggunakan traffik udp pada traffik generator TFGen, karena pada udp, kemungkinan recovery packet tidak ada sehingga akan tercatat langsung hasil packet loss. Pada tabel dapat dilihat pada pembebanan traffik 2 – 10 Mbps tidak didapatkan packet loss sama sekali, namun mulai pembebanan traffik sebesar 30 Mbps sampai 60 Mbps jika dirata – rata terdapat packet loss sebesar 0.01 – 0.02 %. V. KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil desain, implementasi dan uji coba testbed dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Testbed jaringan ini diharapkan dapat menjadi sarana acuan belajar tentang teknologi routing & switching khususnya yang berbasis Cisco device. 2. Untuk mendesain sebuah testbed jaringan dengan resource yang terbatas, dapat diperhatikan topologi yang akan digunakan, dalam testbed kali ini topologi yang digunakan adalah topologi Mesh, dimana antara satu perangkat dengan perangkat yang lain saling terhubung, terutama Catalyst dan Router. 3. Tidak semua teknologi routing & switching dapat diimplementasikan pada testbed, hal ini disebabkan terbatasnya resource yang ada sehingga hanya teknologi yang tercover pada IOS dan Interface Cisco yang digunakan testbed yang bisa diimplementasikan. 4. Dalam implementasi testbed faktor QoS bukan merupakan faktor utama, tetapi perlu diperhatikan ketika implementasi jaringan untuk keperluann nyata seperti sarana belajar, instansi, bisnis dan terlebih infrastruktur yang menjadi backbone utama untuk keperluan suatu instansi atau negara.
BIODATA PENULIS Wingga Latu Ayu Hidayat menempuh penduidikan tingkat sarjana di Institut Teknologi Sepuluh Nopember sejak tahun 2006 pada jurusan Teknik Elektro.
HTU
Selain menjadi mahasiswa paling akhir di angkatannya saat ini penulis juga sedang bekerja untuk salah satu provider Internet dan Multimedia yaitu IM2 ( http://www.indosatm2.com) untuk informasi lebih lanjut bisa menghubungi via email pada
[email protected] UTH
HTU
UTH
5.2 Saran Dari hasil testbed yang telah diimplementasikan, penulis memberikan beberapa saran untuk pengembangan testbed yang sekiranya dapat dijadikan sarana belajar dan penelitian
Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
5
