PENGEMBANGAN FITUR MULTICAST YANG TERINTEGRASI DENGAN MODUL MPLS PADA PLATFORM SIMULATOR NS3 DI LABORATORIUM PTIK-BPPT
ADE PUTRA TIO ALDINO Jurusan Teknik Informatika, School of Computer Science, Universitas Bina Nusantara Jl. K.H. Syahdan No. 9, Kemanggisan/Palmerah, Jakarta Barat 11480 Email :
[email protected]
VICKY PERMANA Jurusan Teknik Informatika, School of Computer Science, Universitas Bina Nusantara Jl. K.H. Syahdan No. 9, Kemanggisan/Palmerah, Jakarta Barat 11480 Email :
[email protected]
RUSDIANTO ROESTAM Jurusan Teknik Informatika, School of Computer Science, Universitas Bina Nusantara Jl. K.H. Syahdan No. 9, Kemanggisan/Palmerah, Jakarta Barat 11480 Email :
[email protected]
ABSTRAK NS3 merupakan sebuah network simulator open source yang banyak membantu network programmer dalam membangun simulasi jaringan yang akan dibangun. Saat ini kebanyakan router menggunakan protokol MPLS untuk menentukan routing tablenya, sedangkan modul yang ada di NS3 hanya mendukung pegiriman secara unicast, belum multicast. Penyusunan skripsi ini ditujukan untuk menciptakan sebuah inovasi baru yaitu mengintegrasikan modul multicast yang sudah ada pada NS3 dengan memberi label MPLS, Sehingga nantinya diharapkan tercipta suatu modul multicast yang mensupport MPLS pada platform simulator NS3. Metode yang digunakan adalah pendekatan secara studi literatur dan analisis baik melalui jurnal - jurnal, textbooks, atau melalui karya ilmiah orang lain yang berhubungan dengan skripsi ini. Hasil dari penelitian ini adalah sebuah modul Multicast yang sudah terintegrasi dengan label MPLS sehingga memudahkan network programmer dalam mensimulasikan jaringan yang akan dibangunnya. Simpulan yang bisa diambil adalah dimungkinkannya pengintegrasian fitur Multicast pada modul MPLS di NS3. Kata Kunci: NS3, Multicast, MPLS
PENDAHULUAN Teknologi informasi dan komunikasi dewasa ini sudah menjadi bagian yang sangat erat bagi hampir seluruh aspek di kehidupan kita. Hal ini terjadi di hampir seluruh instansi, organisasi dan perusahaan yang ada di seluruh Indonesia. Pengembangan di bidang teknologi informasi ini dilakukan oleh banyak dari provider atau perusahaan - perusahaan multinasional yang bergerak di bidang – bidang penyediaan jasa yang berhubungan dengan jaringan. Saat ini banyak perusahaan penyedia jasa jaringan menggunakan protokol MPLS dalam rancangan jaringan yang akan dibangun. MPLS merupakan protokol yang bekerja di antara dua layer, yaitu layer 2 dan layer 3. MPLS mampu memadukan kelebihan dari dua layer tersebut, yaitu kemampuan routing pada layer 3 dan kecepatan forwarding pada layer 2. Dalam tahap pengimplementasian rancangan jaringan MPLS, diperlukan sebuah simulasi agar penyedia layanan dapat mengidentifikasi masalah yang ada pada rancangannya tersebut, kemudian memberi solusi atas masalah tersebut. Untuk itu diperlukan sebuah simulator NS-3 yang merupakan simulator yang open source, dimana telah terdapat modul MPLS di dalamnya. Namun hal ini dinilai masih belum sempurna, karena saat ini hanya ada modul point to point atau unicast di simulator tersebut. Sedangkan di dalam implementasi secara nyata, pengiriman yang menggunakan protokol MPLS sudah banyak menggunakan metode multicast atau point to multipoint. Untuk itu melalui penelitian ini penulis akan mengintegrasikan fitur multicast ke dalam modul MPLS. Diharapkan dengan hasil penelitian ini diciptakan suatu model yang disimulasikan menggunakan jaringan infrastruktur MPLS dimana melalui model simulasi ini terdapat suatu gambaran atau tampilan yang menunjukkan jaringan MPLS multicast, sehingga membantu penyedia layanan dalam mensimulasikan jaringan MPLS yang akan dibangun.
METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan dengan melakukan studi literatur, seperti membaca artikel, buku, dan jurnal ilmiah yang berhubungan dengan multicast, NS-3, dan MPLS. Setelah melakukan studi literatur penulis melakukan persiapan dalam pengadaan hardware dan software, seperti sebuah laptop yang telah diinstall dengan program simulator NS-3. Lalu penulis membuat sebuah rancangan topologi yang nantinya akan menjadi gambaran dalam pembuatan kode di NS-3. Berikut adalah salah satu contoh dari rancangan tersebut:
gambar 1. Rancangan skenario 1
Device
Interface
IP address/Subnet Mask
Fa0
192.168.1.2
255.255.255.0
Fa1
255.1.1.1
255.255.255.0
Fa0
255.1.1.2
255.255.255.0
Fa1
192.168.3.1
255.255.255.0
Fa2
192.168.2.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.3
255.255.255.0
Fa1
192.168.11.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.4
255.255.255.0
Fa3
192.168.5.1
255.255.255.0
Fa4
192.168.4.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.5
255.255.255.0
Fa2
192.168.7.1
255.255.255.0
Fa3
192.168.6.1
255.255.255.0
Node 10
Node 11
Node 12
Node 13
Node 14
Node 15 Fa0
Fa3 Fa4 Node 16
225.1.1.6
192.168.9.1 192.168.8.1
255.255.255.0
255.255.255.0 255.255.255.0
Fa0
225.1.1.7
255.255.255.0
Fa3
192.168.10.1
255.255.255.0
Tabel 1. Detail topologi skenario 1 Dari gambar rancangan di atas penulis menentukan sebuah server sebagai source dan beberapa komputer sebagai destinationnya. Dalam rancangan skenario ini IP source adalah 192.168.1.1, dimana dari alamat IP ini akan dikirim ke 6 alamat IP dari 10 alamat yang tersedia. 192.168.3.2, 192.168.5.2, 192.168.6.2, 192.168.7.2, 192.168.8.2, dan 192.168.9.2. Nantinya paket akan dikirimkan sebanyak 4 paket ke masing masing tujuan, yang berukuran 1024 byte. Namun paket yang menuju ke alamat IP 192.168.5.2 dibedakan
ukuran paketnya menjadi 128 byte, ini dilakukan untuk melihat perbedaan hasil pada saat capture pcap di wireshark. Paket yang di generate oleh NS-3 memiliki keluaran output berupa file pcap. Dari file inilah bisa kita lihat paket - paket yang diterima oleh host - host yang diinginkan. Dari hasil capture wireshark ini kita bisa lihat berapa paket yang diterima oleh host yang menjadi destinasi, berapa waktu pengirimannya dari source, dan keterangan tentang protokol yang digunakan. Diharapkan dari skenario ini kita bisa melihat dan menilai bagaimana modul ini bekerja, dilihat berdasarkan jumlah perbandingan paket yang dikirim dengan paket yang diterima. Penulis juga merancang skenario kedua, dimana perbedaan dengan skenario pertama adalah terletak pada jumlah source yang ada pada sekali pengiriman. Berikut adalah topologi dari rancangan skenario kedua:
gambar 2. Rancangan skenario 2 Device
Interface
IP address/Subnet Mask
Fa0
192.168.1.2
255.255.255.0
Fa1
255.1.1.1
255.255.255.0
Fa0
255.1.1.2
255.255.255.0
Fa1
192.168.3.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.3
255.255.255.0
Fa1
192.168.11.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.4
255.255.255.0
Node 10
Node 11
Node 12
Node 13
Node 14
Fa3
192.168.5.1
255.255.255.0
Fa4
192.168.4.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.5
255.255.255.0
Fa2
192.168.7.1
255.255.255.0
Fa3
192.168.6.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.6
255.255.255.0
Fa3
192.168.9.1
255.255.255.0
Fa4
192.168.8.1
255.255.255.0
Fa0
225.1.1.7
255.255.255.0
Fa3
192.168.2.1
255.255.255.0
Node 15
Node 16
Tabel 2. Detail topologi skenario 2 Perbedaan antara skenario 1 dan 2 adalah pada jumlah source pada sekali pengiriman, dimana pada skenario 1 ditentukan hanya ada 1 source, sedangkan pada skenario 2 ada 2 source, yaitu server di sebelah kiri dan server di sebelah kanan bawah. Nantinya setelah program NS-3 di running akan dihasilkan 2 buah file pcap yang berisi masing - masing hasil pengiriman dari 2 source yang berbeda. Pada Skenario 2 (lihat gambar 2) penulis akan menguji modul MPLS multicast yang di buat dengan mengirim paket data dari dua server pengiriman dengan 3 destination untuk server yang pertama dan 4 destination untuk server yang kedua yang berbeda dan jalur yang berbeda dari 8 total jumlah host sehingga di ketahui bahwa modul MPLS multicast yang dibuat penulis telah berhasil, dari skenario diatas penulis membuat output file paket capture dengan format pcap yang di jalankan dengan aplikasi wireshark sehingga dapat melakukan analisis lebih lanjut dari output yang di hasilkan. Dari skenario kedua ini penulis akan menampilkan setiap perjalanan paket dari awal paket dikirim sampai paket sampai ke tujuannya dengan label yang telah di tentukan. Di skenario ini juga penulis akan menentukan size pada setiap paket yang dikirim untuk mengetahui pengaruh pada waktu ketika beberapa paket dikirim secara bersamaan dengan tujuan yang berbeda - beda, nantinya disetiap paket yang melewati router paket akan di buktikan melalui terminal aplikasi NS-3. Di skenario kedua ini penulis menentukan bahwa server yang di sebelah kiri adalah source pertama, dan server tersebut akan mengirim paket secara multicast ke 3 destinasi dari 8 destinasi yang ada. Ketiga destinasi tersebut adalah dengan IP 192.168.7.2, 192.168.8.2, 192.168.9.2. Penulis menetapkan paket yang
dikirim secara multicast adalah 4 buah paket. Dari keenam tujuan paket yang dikirimkan, masing - masing memiliki size 1024 byte. Paket akan dikirim dari source ke destinasi dengan interval waktu 0.01 - 2 detik. Sedangkan source kedua adalah server yang berada di kanan bawah dengan destinasi 4 host, yang memiliki IP 192.168.3.2, 192.168.4.2, 192.168.5.2, 192.168.6.2. Perjalanan paket dari source ke masing - masing destinasi ditentukan jalur yang sudah ditentukan oleh penulis. Paket yang di generate oleh NS-3 memiliki keluaran output berupa file pcap. Dari file inilah bisa kita lihat paket - paket yang diterima oleh host - host yang diinginkan. Dari hasil tangkapan wireshark ini kita bisa lihat berapa paket yang diterima oleh host yang menjadi destinasi, berapa waktu pengirimannya dari source, dan keterangan tentang protokol yang digunakan. Diharapkan dari skenario ini kita bisa melihat dan menilai bagaimana modul ini bekerja, dilihat berdasarkan jumlah perbandingan paket yang dikirim dengan paket yang diterima.
HASIL DAN BAHASAN Dari skenario yang di running di program NS-3, NS-3 menghasilkan sebuah file pcap yang nantinya bisa dibaca oleh aplikasi wireshark. Dari hasil pengamatan wireshark ini kita bisa membuktikan bahwa modul yang telah diintegrasikan ini telah berhasil mengirimkan paket yang memiliki header MPLS secara multicast. Berikut adalah beberapa bukti hasil dari capture wireshark pada skenario 1:
gambar 3. Hasil capture wireshark skenario 1 Dari hasil capture wireshark ini bisa kita lihat di kolom source dan destination. Di kolom source hanya memiliki satu alamat IP sumber pengiriman paket, dan di kolom destination terdapat beberapa alamat IP tujuan pengiriman paket yang telah ditentukan sebelumnya. Dari dua kolom ini bisa kita buktikan bahwa fitur multicast telah berjalan pada program ini. Lalu kita juga bisa melihat di detail panel, di mana disana juga dijelaskan bahwa paket yang dikirim dari alamat IP 192.168.1.1 telah memiliki header MPLS yang memiliki label 100. Dari keterangan ini kita juga bisa membuktikan bahwa paket yang dikirim telah berhasil menggunakan MPLS header. Dengan kata lain program ini menunjukkan telah berhasilnya pengintegrasian fitur multicast ke dalam modul MPLS.
Berikut ini adalah hasil capture wireshark dari skenario 2. Disini ada dua buah file pcap yang dihasilkan oleh NS-3. Hal ini terjadi karena pada skenario 2 terdapat dua alamat source. Nantinya masing masing file pcap akan menampilkan capture dari pengiriman paket masing - masing source.
gambar 4. Hasil capture wireshark skenario 2 (server 1) Dari hasil capture wireshark ini bisa kita lihat di kolom source dan destination. Di kolom source hanya memiliki satu alamat IP sumber pengiriman paket, dan di kolom destination terdapat beberapa alamat IP tujuan pengiriman paket yang telah ditentukan sebelumnya. Dari dua kolom ini bisa kita buktikan bahwa fitur multicast telah berjalan pada program ini. Lalu kita juga bisa melihat di detail panel, di mana disana juga dijelaskan bahwa paket yang dikirim dari alamat IP 192.168.1.1 telah memiliki header MPLS yang memiliki label 500. Dari keterangan ini kita juga bisa membuktikan bahwa paket yang dikirim telah berhasil menggunakan MPLS header. Dengan kata lain program ini menunjukkan telah berhasilnya pengintegrasian fitur multicast ke dalam modul MPLS. Berikut ini adalah hasil pcap kedua dari skenario 2 yang menunjukan pengiriman dari server 2:
gambar 5. Hasil capture wireshark skenario 2 (server 2) Dari hasil capture wireshark ini bisa kita lihat di kolom source dan destination. Di kolom source hanya memiliki satu alamat IP sumber pengiriman paket, dan di kolom destination terdapat beberapa alamat IP tujuan pengiriman paket yang telah ditentukan sebelumnya. Dari dua kolom ini bisa kita buktikan bahwa fitur multicast telah berjalan pada program ini. Lalu kita juga bisa melihat di detail panel, di mana disana juga dijelaskan bahwa paket yang dikirim dari alamat IP 192.168.1.1 telah memiliki header MPLS yang memiliki label 100. Dari keterangan ini kita juga bisa membuktikan bahwa paket yang dikirim telah berhasil menggunakan MPLS header. Dengan kata lain program ini menunjukkan telah berhasilnya pengintegrasian fitur multicast ke dalam modul MPLS. Dengan telah berhasilnya dijalankan skenario 2 ini membuktikan bahwa NS-3 merupakan simulator yang baik, karena mampu memproses dua buah sumber pengiriman paket secara bersamaan.
SIMPULAN DAN SARAN Dari penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa simpulan, yaitu:
1. 2.
3.
4.
1. 2. 3.
Terdapat sebuah inovasi baru dari modul MPLS yang sudah ada, yaitu pengintegrasian modul multicast di dalamnya. Terdapatnya kelebihan dan kekurangan dalam menggunakan tool NS-3 dalam penelitian ini. Kelebihan: - Proses compile program yang cepat dan ringan. - Open source dan diperuntukan untuk edukasi dan riset. - Low computational dan penggunaan memori lebih sedikit. - Sudah tersedia template source code untuk dikembangkan. Kekurangan: - Tidak dapat menentukan sendiri spesifikasi kabel untuk menegetahui dinamika perbedaan apabila digunakan kabel jenis lain (panjang, jenis). - Saat dibaca oleh wireshark, output pcap yang dihasilkan NS3 tidak bisa menjelaskan routing table di setiap router untuk membaca jalur yang dilewati paket. NS3 mampu merepresentasikan simulasi dalam keadaan topologi yang sebenarnya. Contohnya seperti dalam skenario lainnya, dimana paket dari dua server yang berbeda mampu melewati satu jalur yang sama di waktu yang bersamaan. Ini membuktikan bahwa NS3 adalah simulator yang baik Jika terdapat dua source dalam program NS3, maka NS3 akan mengeluarkan 2 output pcap untuk dibaca oleh wireshark yang masing - masing berisi paket yang diterima dan paket yang dikirim. Sedangkan saran yang bisa diambil dari penelitian ini adalah : Disarankan lakukan pengembangan lebih lanjut pada simulator NS-3, sebab platform ini sangat bermanfaat dalam bidang edukasi khususnya di bidang networking. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan lagi seperti packet generator, dan lainnya. Disarankan pada peneliti untuk dapat membagi waktu sesuai dengan skala prioritas yang telah ditentukan.
REFERENSI Alwayn, Vivek.(2002). Advanced Mpls Design and Implementation.USA : Cisco Press. Carneiro, G. Fontes, H. Ricardo,M. (2011). Fast prototyping of network protocols through ns-3 simulation model reuse. Simulation Modelling Practice and Theory,19(9). Ghein, L.D (2006). MPLS Fundamentals. Indianapolis : Cisco Press. Goyenech, Juan-Mariano.(1998).Multicast over TCP/IP.HOWTO,1. Makofske, David and Almeroth, Kevin.(2003). Multicast Sockets: Practical Guide for Programmers. USA:Elsevier Science. Perez, Andre. (2011). IP, Ethernet and MPLS Networks: Resource and Fault Management. USA: ISTE ltd. Stallings, William.(2001).MPLS.The Internet Protocol Journal,4(3). Wehrle, Klaus. Gèuneðs, Mesut. Gross, James.(2010). Modeling and Tools for Network Simulation. USA:Springer.
RIWAYAT PENULIS Ade Putra Tio Aldino lahir di kota Jambi pada 3 Oktober 1992. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Bina Nusantara jurusan Teknik Informatika pada 2013 Vicky Permana lahir di kota Duri pada 10 Maret 1991. Penulis menamatkan pendidikan S1 di Bina Nusantara jurusan Teknik Informatika pada 2013
