IMPLEMENTASI DAN KAJIAN ROUTING DINAMIS BERBASIS LINK-STATE PADA JARINGAN IPTV

IMPLEMENTASI DAN KAJIAN ROUTING DINAMIS BERBASIS LINK-STATE PADA JARINGAN IPTV LAPORAN TUGAS AKHIR

Disusun oleh: Dhanang Wiedi Ardian 13205064

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009

i

LEMBAR PENGESAHAN

IMPLEMENTASI DAN KAJIAN ROUTING DINAMIS BERBASIS LINK-STATE PADA JARINGAN IPTV Tugas Akhir Program Studi Teknik Telekomunikasi ITB

Oleh Dhanang Wiedi Ardian / 13205064

Telah diterima dan disahkan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar SARJANA TEKNIK TELEKOMUNIKASI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Bandung, 29 Agustus 2009 Disahkan Oleh:

Pembimbing 1

Pembimbing 2

Dr. Ir. Ian Josef Matheus Edward MT NIP 131660121

Hamonangan Situmorang ST MT NIP 132230097

ii

ABSTRAK Perkembangan teknologi broadband internet telah memungkinkan transisi dari televisi konvensional ke Internet Protocol Television (IPTV). Untuk dapat diterima oleh masyarakat, sangat penting untuk diperhatikan agar layanan yang baru ini tidak lebih buruk dari pendahulunya, yaitu televisi analog. Meskipun jaringan broadband menawarkan kapasitas yang besar dan performa yang baik, namun terkadang muncul paket loss dan delay yang dapat mempengaruhi kenyamanan konsumen dalam menikmati layanan IPTV. Untuk dapat diterima dengan baik oleh konsumen, penggunaan protokol routing yang baik dan efisien sangat diperlukan untuk dapat mengoptimalkan layanan IPTV. Tugas akhir ini akan membahas mengenai implementasi dari penerapan routing dinamis pada jaringan IPTV. Routing dinamis adalah ketika protokol routing digunakan untuk menemukan network dan melakukan update routing table pada router. Routing dinamis yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah routing dinamis yang berbasis link-state. Protocol yang akan digunakan dalam tugas akhir ini adalah protokol OSPF. Dalam tugas akhir ini akan diamati delay, jitter, dan packet loss dalam jaringan IPTV.

Kata kunci: iptv, routing, OSPF

iii

ABSTRACT The recent development of broadband internet connectivity has made the transition to Internet Protocol Television (IPTV) possible. When changing distribution technique of an existing service, it is important that the new technique does not make the service worse from the user point of view. Atlhough a broadband network offers high capacity and has excellent performance there will be occasional packet loss and delays which could negatively influence the user experience of the IPTV. So that, a good and efficient routing protocol is needed to make the IPTV service delivered well to the user. This work studies the implementation of dynamic routing on IPTV network. Dynamic routing use routing protocol to find the network and update the routing table on the router. Dynamic routing that will be studied in this work is link-state based dynamic routing. And the protocol that will be used is OSPF. We will monitoring the delay, jitter, and packet loss in IPTV network.

Key words: iptv, routing, OSPF

iv

KATA PENGANTAR Puji syukur pada Allah SWT atas segala rahmat yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul "Implementasi dan Kajian Routing Dinamis Berbasis Link State Pada Jaringan IPTV". Laporan tugas akhir ini merupakan syarat kelulusan mata kuliah ET-4099 - Tugas Akhir II untuk menyelesaikan pendidikan sarjana di Program Studi Teknik Telekomunikasi, Institut Teknologi Bandung. Selama proses masa pengerjaan tugas akhir serta pelaksanaan penulisan laporan tugas akhir, penulis banyak mendapatkan bantuan, dukungan, saran, dan dorongan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis bermaksud menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Ian Josef Matheus Edward MT. dan Bapak Hamonangan Situmorang ST. MT selaku pembimbing tugas akhir, yang telah memberikan bimbingan, dukungan, dan saran-saran selama pelaksanaan tugas akhir. 2. Ibu, Bapak, Mas Indra, Dek Anti, atas doa dan kasih sayang yang telah diberikan selama ini dan juga atas dukungan yang tak henti-hentinya pada penulis untuk menyelesaikan studi di ITB dengan baik. 3. Segenap dosen Sekolah Teknik Elektro dan Informatika yang berperan besar memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama kuliah. 4. Bapak Dr. Ir. Mervin Tangguar Hutabarat dan Bapak Ir. Endon Bharata MT selaku dosen wali yang telah membimbing dan memberi nasihat mengenai permasalahan akademik. 5. Staf Tata Usaha Laboratorium Telematika, Staf Tata Usaha Laboratorium Radar, serta Staf Tata Usaha STEI ITB. 6. Gungun, Waya, Rima, dan Abi selaku teman-teman seperjuangan di Laboratorium Telematika. 7. Teman-teman Elektro 2005 seluruhnya yang telah bersama-sama selama 4 tahun. 8. Kakak-kakak di kantor TRG, Kak Fikry, Kak Sudi, Kak Oktaf dan Mas Maman.

v

Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang namanya tidak bisa disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan dapat digunakan untuk pengembangan dan penelitian lebih lanjut. Penulis menyadari terdapat banyak kekurangan dan kesalahan dalam penulisan laporan ini. Untuk itu penulis menerima berbagai kritik dan saran. Akhir kata penulis memohon maaf bila ada kata-kata yang tidak berkenan. Terima Kasih.

Bandung, 26 Agustus 2009

Penulis

vi

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii ABSTRAK ............................................................................................................. iii ABSTRACT ........................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR GRAFIK .............................................................................................. xiii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.2 Tujuan ........................................................................................................... 2 1.3 Batasan Penelitian ......................................................................................... 3 1.4 Metodologi .................................................................................................... 3 1.5 Sistematika Penulisan.................................................................................... 4 BAB II IPTV ........................................................................................................... 6 2.1 IPTV ............................................................................................................. 6 2.2 Arsitektur dan Pengiriman Content Pada IPTV ........................................... 6 2.3 Protokol Sistem IPTV ................................................................................. 10 2.3.1 User Datagram Protocol (UDP) .......................................................... 10 2.3.2 Real Time Protocol (RTP) ................................................................... 11 2.3.3 Real Time Control Protocol (RTCP) ................................................... 11 2.3.4 Real Time Streaming Protocol (RTSP) ................................................ 11 2.3.5 Resource Reservation Protocol (RSVP) .............................................. 13 2.3.6 Session Initiation Protocol (SIP) ......................................................... 14 2.3.7 Session Description Protocol (SDP) .................................................... 14 2.4 Layanan IPTV ............................................................................................ 15 2.4.1 Televisi Digital ..................................................................................... 15 2.4.2 On-Demand Video................................................................................ 15 2.4.3 Pembelajaran Jarak Jauh ...................................................................... 15 2.4.4 Mobile Phone Television ...................................................................... 16 2.4.5 Video Chat............................................................................................ 16 2.5 Jaringan IPTV ............................................................................................ 16

vii

2.6 Parameter-Paramater Kualitas Jaringan IPTV ........................................... 17 2.6.1 End-to-end delay .................................................................................. 17 2.6.2 Jitter ..................................................................................................... 17 2.6.3 Packet loss............................................................................................ 18 BAB III ROUTING............................................................................................... 19 3. 1 Definisi Routing ......................................................................................... 19 3.2 Komponen Routing ..................................................................................... 19 3.2.1 Penentuan Routing Path ....................................................................... 19 3.2.2 Switching Sebagai Komponen Routing ............................................... 21 3.3 Statis Dan Dinamis...................................................................................... 22 3.4 Metrik Routing ............................................................................................ 23 BAB IV LINK STATE ......................................................................................... 25 4.1 Pendahuluan ................................................................................................ 25 4.2 Algoritma Dijkstra ...................................................................................... 25 4.3 Dasar-Dasar Routing Link State .................................................................. 27 4.3.1 Database Link State dan LSAs ............................................................. 27 4.3.2 Pertukaran Tabel Routing .................................................................... 28 4.3.3 Propagasi Perubahan Topologi Jaringan .............................................. 29 4.4 Implementasi Protokol Link State ............................................................... 29 4.4.1 Open Shortest Path First....................................................................... 29 4.4.2 Tipe-Tipe Paket OSPF ......................................................................... 30 4.4.3 Area ...................................................................................................... 33 4.4.4 Tipe-Tipe Router .................................................................................. 34 4.4.5 Proses OSPF ......................................................................................... 36 BAB V PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ........................................... 40 5.1 Perancangan Jaringan IPTV ........................................................................ 41 5.1.1 Topologi Jaringan................................................................................. 41 5.1.2 Skenario Perancangan .......................................................................... 42 5.1.2.1 Skenario 1.......................................................................................... 43 5.1.2.2 Skenario 2.......................................................................................... 43 5.1.2.3 Skenario 3.......................................................................................... 44 5.1.3 Pengalamatan IP ................................................................................... 44 5.2 Implementasi IPTV ..................................................................................... 45 5.2.1 IPTV Server ......................................................................................... 45

viii

5.2.1.1 Instalasi IPTV Server ....................................................................... 47 5.2.2 PC Router ............................................................................................. 50 5.2.2.1 Instalasi dan Konfigurasi PC Router ................................................. 51 5. 2. 3 Pengkabelan ....................................................................................... 52 5.2.4 Hub/Switch........................................................................................... 53 5.2.5 Set Top Box.......................................................................................... 54 5.2.6 Implementasi Routing Statis ................................................................ 55 5.2.7 Implementasi Routing Dinamis OSPF ................................................. 58 5.2.8 Implementasi Pembebanan Traffic pada Jaringan................................ 60 5.2.9 Protocol Analyzer................................................................................. 61 BAB VI DATA DAN ANALISIS ........................................................................ 63 6.1 Data Paket IPTV ......................................................................................... 63 6.1.1 Proses Komunikasi Dasar VoD ............................................................ 64 6.1.1.1 Pembukaan Koneksi .......................................................................... 64 6.1.1.2 Transfer Data..................................................................................... 65 6.1.1.3 Penutupan Koneksi............................................................................ 67 6.1.2 Proses Komunikasi VoD, Routing, dan Traffic.................................... 68 6.2 Pembahasan QoS......................................................................................... 70 6.2.1 Delay .................................................................................................... 71 6.2.1.1 Delay Skenario 1 ............................................................................... 71 6.2.1.2 Delay Skenario 2 ............................................................................... 73 6.2.1.3 Delay Skenario 3 ............................................................................... 75 6.2.1.4 Analisis dan Perbandingan Delay ..................................................... 78 6.2.2 Jitter ..................................................................................................... 80 6.2.2.1 Jitter Skenario 1 ................................................................................ 80 6.2.2.2 Jitter Skenario 2 ................................................................................ 82 6.2.2.3 Jitter Skenario 3 ................................................................................ 85 6.2.2.4 Analisis dan Perbandingan Jitter ...................................................... 87 6.2.3 Packet loss............................................................................................ 89 6.2.3.1 Packet loss Skenario 1 ...................................................................... 89 6.2.3.2 Packet loss Skenario 2 ...................................................................... 92 6.2.3.3 Packet loss Skenario 3 ...................................................................... 95 6.2.3.4 Analisis dan Perbandingan Packet loss ............................................. 98 6.2.4 Pembahasan Akhir ............................................................................. 100

ix

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 102 7.1 Kesimpulan ............................................................................................... 102 7.2 Saran.......................................................................................................... 103 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 105

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Contoh IPTV…………………………………………………………1 Gambar 2.1 IPTV Arsitektur………………………………………………………7 Gambar 2.2 Multicast pada IPTV…………………………………………………9 Gambar 2.3 Unicast pada IPTV…………………………………………………...9 Gambar 2.4 Protokol Sistem IPTV………………………………………………10 Gambar 2.5 Operasi Dasar Protokol RTSP............................................................13 Gambar 2.6 Jaringan IPTV………………………………………………………16 Gambar 3.1 Proses Switching……………………………………………………21 Gambar 4.1 Algoritma Dijkstra…………………………………………………..26 Gambar 4.2 Pertukaran Tabel Routing Link State……………………………….28 Gambar 4.3 Shared 24-byte header………………………………………………30 Gambar 4.4 Paket Hello………………………………………………………….31 Gambar 4.5 Paket Database description…………………………………………32 Gambar 4.6 Paket Link State Request……………………………………………32 Gambar 4.7 Paket Link State Update…………………………………………….33 Gambar 4.8 Paket Acknowledge…………………………………………………33 Gambar 4.9. Area-area dalam OSPF……………………………………………..34 Gambar 4.10 Tipe Router dalam OSPF………………………………………….35 Gambar 5.1 Topologi Jaringan IPTV……………………………………………41 Gambar 5.2 Topologi Jaringan IPTV Skenerio1………………………………...43 Gambar 5.3 Topologi Jaringan IPTV Skenario 2………………………………..43 Gambar 5.4 Topologi Jaringan IPTV Skenario 3………………………………...44 Gambar 5.5 Multicast pada DSS…………………………………………………46 Gambar 5.6 Unicast pada DSS…………………………………………………...46 Gambar 5.7 Tampilan Log In Darwin……………………………………………48 Gambar 5.8 Tampilan Setup Assistant MP3 Broadcast………………………….48 Gambar 5.9 Tampilan Setup Assistant Secure Administration…………………..49 Gambar 5.10 Tampilan Setup Assistant Media Folder…………………………..49

xi

Gambar 5.11 Tampilan Setup Assistant Streaming pada Port 80………………..49 Gambar 5.12 TampilanServer……………………………………………………50 Gambar 5.13 Arsitektur Sistem Quagga…………………………………………51 Gambar 5.14 Kabel UTP dan Konektor RJ-45…………………………………..53 Gambar 5.15 Tampilan Pertama EPG pada Televisi.............................................54 Gambar 5.16 Pemilihan Jenis Koneksi pada EPG.................................................54 Gambar 5.17 Penentuan Alamat IP Set Top Box………………………………...55 Gambar 5.18 Tampilan D-ITG GUI……………………………………………...60 Gambar 1.19 Tampilan Wireshark Network Protocol Analyzer…………………62 Gambar 6.1 Tampilan Capture Paket dengan Wireshark………………………...63 Gambar 6.2 Capture Pada Saat Pembentukan Koneksi Layanan VoD..................65 Gambar 6.3 Capture Saat Transfer Video Pada Layanan VoD…………………..66 Gambar 6.4 Capture Pada Saat Penutupan Koneksi Layanan VoD.......................68 Gambar 6.6 Capture Ketika Routing Dinamis dan Traffic Generator Aktif……..69

xii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 6.1 Delay Rata-rata Skenario 1…………………………………………...72 Grafik 6.2 Delay Rata-rata Skenario 2…………………………………………...74 Grafik 6.3 Delay Rata-rata Skenario 3…………………………………………...76 Grafik 6.4 Perbandingan Delay Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3……………...…..79 Grafik 6.5 Jitter Rata-rata Skenario 1……………………………………………81 Grafik 6.6 Jitter Rata-rata Skenario 2……………………………………………83 Grafik 6.7 Jitter Rata-rata Skenario 3……………………………………………86 Grafik 6.8 Perbandingan Jitter Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3……………...…...89 Grafik 6.9 Packet loss Rata-rata Skenario 1……………………………………..91 Grafik 6.10 Packet loss Rata-rata Skenario 2…………………………………....93 Grafik 6.11 Packet loss Rata-rata Skenario 3…………………………………....96 Grafik 6.12 Perbandingan Packet loss Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3………...100

xiii

DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Asosiasi Tujuan/Hop berikutnya……………………………………...20 Tabel 5.1 Susunan Kabel Cross-Over……………………………………………53 Tabel 6.1 Delay Rata-rata Skenario 1……………………………………………71 Tabel 6.2 Delay Rata-rata Skenario 2……………………………………………73 Tabel 6.3 Delay Rata-rata Skenario 3……………………………………………76 Tabel 6.4 Perbandingan Delay Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3……………..……78 Tabel 6.5 Jitter Rata-rata Skenario 1…………………………………………….80 Tabel 6.6 Jitter Rata-rata Skenario 1…………………………………………….83 Tabel 6.7 Jitter Rata-rata Skenario 2………………………...…………………..85 Tabel 6.8 Perbandingan Jitter Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3……………………88 Tabel 6.9 Packet loss Rata-rata Skenario 1………………….…………………...90 Tabel 6.10 Packet loss Rata-rata Skenario 2………………….………………….92 Tabel 6.11 Packet loss Rata-rata Skenario 3………………….………………….95 Tabel 6.12 Perbandingan Packet loss Rata-rata Skenario 1, 2, dan 3OSPF….….98

xiv