PERANCANGAN VIRTUAL NETWORK MENGGUNAKAN FLOWVISOR DAN OPENFLOW SOFTWARE DEFINED NETWORKING DI BPPT

PERANCANGAN VIRTUAL NETWORK MENGGUNAKAN FLOWVISOR DAN OPENFLOW SOFTWARE DEFINED NETWORKING DI BPPT Rio Michael Benjulian Faculty of Computer Science, Bina Nusantara University Danau Indah IV/13, Jakarta Utara 14350 08121061897, [email protected]

Lusy Ambarwati Rochimah Faculty of Computer Science, Bina Nusantara University Jl. Malaka II no. 30, Duren Sawit, Jakarta Timur 14360 085695085270, [email protected]

Tatang Gunar Setiadji Faculty of Computer Science, Bina Nusantara University 08161802435, [email protected]

ABSTRACT

BPPT Serpong has a computer network used for operational and also frequently used for experimental. The purpose of this research is to create a network system that can be used for operational and research together without any interference with the use of FlowVisor OpenFlow Software Defined Networking (SDN). Research methods used include analysis method (a survey of the current system and literature) and network topology design method. Results of the study is the design of a virtual network simulation based on the OpenFlow SDN BPPT network. The conclusions of this study indicate two virtual networks constructed successfully and run on the same physical network infrastructure without disrupting each other with each other. Key Words: Virtual Network, FlowVisor, OpenFlow, Software Defined Networking.

ABSTRAK

BPPT Serpong memiliki jaringan komputer yang dipergunakan untuk keperluan operasional dan juga sering digunakan untuk keperluan eksperimen. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat sistem jaringan yang bisa dipergunakan untuk operasional dan penelitian secara bersama-sama tanpa ada gangguan dengan menggunakan FlowVisor dari OpenFlow Software Defined Networking (SDN). Metode penelitian yang digunakan meliputi metode analisis (survei terhadap sistem yang sedang berjalan dan studi literatur) dan metode perancangan topologi jaringan. Hasil penelitian adalah simulasi perancangan virtual network berbasis OpenFlow SDN pada jaringan BPPT. Simpulan dari penelitian ini menunjukkan dua buah virtual network berhasil dikonstruksi dan berjalan pada infrastruktur jaringan fisik yang sama tanpa saling menggangu satu dengan yang lain. Kata kunci: Virtual Network, FlowVisor, OpenFlow, Software Defined Networking.

PENDAHULUAN Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) sebagai lembaga negara yang bergerak di bidang riset, mempunyai tugas di bidang pengkajian dan penerapan teknologi.BPPT memiliki enam lokasi yang tersebar di seluruh Indonesia yaitu di Serpong, Jakarta, Lampung, Yogyakarta, Surabaya, dan Denpasar. Oleh karena itu, BPPT memerlukan pengaturan jaringan komputer yang dapat meningkatkan kualitas komunikasi (pertukaran data), guna meningkatkan kinerja instansipemerintahan tersebut. Selain itu, BPPT juga sering menjadi tempat mahasiswa dalam menyusun karya tulis ilmiah. Permasalahnya adalah jaringan komputer yang ada di BPPT belum dapat bekerja berbarengan sambil beroperasi untuk melakukan penelitian dan percobaan bagi para peneliti di BPPT sendiri maupun bagi mahasiswa. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah sistem jaringan untuk melakukan penelitian dan percobaan tanpa harus mengganggu jaringan yang sedang berjalan dalam satu infrastruktur jaringan fisik yang sama. Berdasarkan latar belakang permasalahan tersebut, maka dibuat suatu sistem jaringanvirtual network berbasis OpenFlow Software Defined Networking (SDN) di BPPT yang dapat digunakan untuk bereksperimen oleh peneliti dan mahasiswa tanpa harus mengganggu sistem jaringan.

Permasalahan yang ada pada sistem jaringan di BPPT adalah: •

Apakah sistem jaringan di BPPT sudah memadai untuk digunakan sebagai tempat penelitian dan percobaan sehingga beresiko untuk mengalami gangguan?

•

Bagaimana cara mengembangkan rancangan jaringan agar menjadi lebih efisien?

•

Bagaimana cara mengelola sistem jaringan di BPPT yang menggunakan perangkat jaringan lebih dari satu?

Ruang lingkup dari sistem yang dibuat adalah sebagai berikut: •

Menganalisa jaringan yang berjalan di BPPT, dibatasi hanya sistem jaringan yang ada di Serpong.

•

Perancangan virtual networkSoftware Defined Networking (SDN)pada sistem jaringan di BPPT Serpong.

•

Mengevaluasi dan mengujicoba rancangan secara simulasi.

Tujuan •

Membuat sistem jaringan yang bisa dipergunakan untuk operasional dan penelitian secara bersama-sama tanpa ada gangguan dan mudah untuk perawatan dan modifikasi.

•

Menjadikan pembangunan dan pengkonfigurasian jaringan lebih fleksibel dan efisien.

•

Mengurangi ketergantungan terhadap vendor atau produk tertentu di dalam implementasi jaringan.

METODE PENELITIAN

Gambar 3.1 Diagram Alir Kerangka Pemikiran Gambar 3.1 menunjukkan diagram alir kerangka pemikiran yang di gunakan dalam penyusunan skripsi ini. Hal yang pertama kali dilakukan adalah menentukan topik. Dalam skripsi ini topik yang dipilih berhubungan tentang OpenFlow Software Defined Networking (SDN). Setelah menentukan topik, langkah selanjutnya adalah melakukan studi pustaka awal, seperti membaca jurnal, artikel, buku, dan sumber-sumber lainnya dari internet untuk mencari tahu hasil kerja terdahulu dari peneliti lainnya ataupun permasalahanpermasalahan yang dapat dikembangkan. Langkah selanjutnya adalah menentukan tempat penelitian, dimana dalam skripsi ini dilakukan pada BPPT Serpong. Setelah ditetapkannya topik dan tempat penelitian serta telah dilakukannya studi pustaka awal, langkah selanjutnya adalah melakukan kunjungan ke tempat penelitian untuk mengumpulkan data-data yang didapat dengan cara observasi sistem berjalan dan wawancara dengan pihak yang berwenang.

Data-data yang telah didapatkan dari kunjungan tersebut selanjutnya akan dianalisa untuk perumusan masalah dan latar belakang, seperti apakah terdapat permasalahan atau pengembangan kerja yang mungkin dilakukan dari penelitian sebelumnya seperti pada studi pustaka awal. Setelah mendapat topik, rumusan permasalahan, serta data-data yang dibutuhkan, maka penyusunan skripsi dapat dimulai dengan menentukan ruang lingkup penyusunan. Jika ternyata data-data yang dibutuhkan masih kurang, maka dapat dilakukan kunjungan ulang ke tempat penelitian. Setelah memiliki topik, latar belakang masalah, dan ruang lingkup penyusunan serta data-data yang dibutuhkan, langkah selanjutnya adalah menuliskan bagian 3.2 yang membahas sistem yang sedang berjalan beserta masalah yang ada. Pada tahap ini pula studi pustaka lanjutan akan di mulai hingga penyusunan skripsi ini selesai. Studi pustaka lanjutan akan dibutuhkan ketika megidentifikasi solusi-solusi yang tersedia untuk permasalahan yang di hadapi, memilih solusi yang tepat dari solusisolusi yang tersedia, hingga perancangan dan implementasi solusi. Penulisan bab 3.3 dan bab 4 yang berisi identifikasi solusi, perancangan, konfigurasi dan uji coba dilakukan setelah dilakukannya simulasi. Dengan selesainya penulisan bab 3 dan bab 4, langkah selanjutnya adalah penyelesaian penulisan bagian skripsi lainnya yang meliputi bab 1 yang merupakan pendahuluan, bab 2 yang berisi tinjuan pustaka, bab 5 yang berisikan simpulan dan saran, serta bagian-bagian kelengkapan skripsi lainnya.

Gambar 3.5 Rancangan Topologi Jaringan BPPT Serpong

Jika kita amati secara lebih cermat, maka topologi multiple ring pada jaringan BPPT sebenarnya dapat di ilustrasikan seperti gambar 3.5 dimana menyerupai struktur multi tree dengan terdapat tambahan link diantara Distribution Switch yang berada dalam satu jalur. Untuk implementasi virtual network, maka perlu dilakukan sedikit modifikasi pada jaringan. Adapun yang dilakukan pada modifikasi ini adalah mematikan link antar Distribution Switch yang terdapat dalam satu jalur ring sehingga tidak terdapat loop. Loop terjadi apabila suatu paket yang dikirim dari suatu switch/router dapat kembali ke switch/router tersebut tanpa melalui jalur yang sama dengan paket tersebut dikirim. Hal ini diperlukan karena Controller yang digunakan dalam ujicoba tidak mendukung algoritma Spanning Tree. Algoritma Spanning Tree digunakan oleh switch/router untuk menghindari Broadcast Storm.

HASIL DAN BAHASAN Simulasi Topologi Untuk keperluan uji coba, topologi jaringan BPPT Serpong akan disimulasikan menggunakan mininet seperti pada gambar 1 Pada simulasi tersebut setiap distribution switch akan ditambahkan 2 buah host.

Gambar 1 Simulasi Topologi BPPT

Gambar 2 menunjukkan jaringan BPPT Serpong yang berhasil disimulasikan. Pada bagian adding host telah berhasil disimulasikan 28 host dari h1 sampai dengan h28. Pada bagian adding switch telah berhasil disimulasikan 15 switch dari B2TE09 sampai dengan UPTHB14. Bagian adding links menampilkan simulasi koneksi yang berhasil tercipta antar switch-host dan antar switch.

Gambar 2 Simulasi Topologi BPPT (2)

Koneksi Antara Switch, FlowVisor dan Controller Gambar 3 menunjukkan switch yang telah berhasil terhubung ke FlowVisor pada label ‘Connected Switch’.

Gambar 3 Koneksi Switch ke FlowVisor Gambar 4 menunjukkan switch yang telah berhasil terhubung ke kontroler. Switch-switch tersebut akan terhubung ke kontroler melalui FlowVisor yang bertindak sebagai perantara.

Gambar 4 Koneksi Switch ke Controller

Menciptakan Virtual Network

Gambar 5 Pembuatan Virtual Network

Gambar 5 menunjukkan dua buah virtual network yang telah berhasil diciptakan. Virtual network pertama bernama operasional dan pada uji coba ini dikendalikan oleh kontroler yang berada pada alamat 192.168.8.130. Virtual network kedua bernama eksperimental dan pada uji coba ini dikendalikan oleh kontroler yang berada pada alamat 192.168.8.131. Gambar 5 juga menunjukkan sebagian hasil uji coba yang berhasil menambah link ke dalam virtual network dengan perintah add-flowspace.

Isolasi Antar Jaringan Setelah pembuatan virtual network berhasil, selanjutnya akan diujicobakan isolasi antar virtual network tersebut. Dua buah skenario telah disiapkan seperti pada gambar 6 dan 7. Pada gambar 6 host dengan nomor ganjil seperti h1, h3, h5, dan seterusnya hingga h27 akan dimasukkan kedalam virtual network operasional. Hanya host di

dalam virtual network operasional yang dapat melakukan koneksi satu

dengan yang lainnya. Host yang berada diluar virtual network operasional, yaitu host genap dalam skenario ini, tidak akan dapat melakukan koneksi dengan host di dalam virtual network operasional ataupun sebaliknya.

Gambar 6 Skenario Uji Coba Isolasi Jaringan Operasional

Gambar 7 menunjukkan skenario uji coba isolasi jaringan eksperimental. Situasinya sama seperti pada scenario pertama, hanya saja pada virtual network eksperimental host yang termasuk di dalam nya adalah host dengan nomor genap seperi h2, h4, h6 dan seterusnya hingga h28.

Gambar 4.7 Skenario Uji Coba Isolasi Jaringan Ekperimental

Gambar 8 dan 9 menunjukkan hasil uji coba isolasi jaringan operasional dengan menggunakan perintah ‘ping’. Terlihat jelas pada bahwa hanya host

ganjil yang dapat melakukan koneksi satu dengan lainnya. Tanda ‘X’ menunjukkan bahwa tes ‘ping’ gagal, sehingga tidak terlihat host genap. Gambar 10 dan 11 juga menunjukkan hasil uji coba isolasi jaringan eksperimental yang diharapkan seperti pada skenario, dimana hanya host genap yang dapat melakukan koneksi satu dengan lainnya pada virtual network eksperimental.

Gambar 8 Hasil Ujicoba Isolasi Jaringan Operasional

Gambar 9 Hasil Ujicoba Isolasi Jaringan Operasional (2)

Gambar 10 Hasil Uji Coba Isolasi Jaringan Ekperimental

Gambar 11 Hasil Uji Coba Isolasi Jaringan Ekperimental (2)

SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil uji coba yang dilakukan terhadap perancangan virtual network pada sistem jaringan BPPT Serpong, maka dapat disimpulkan:

1. Hasil uji coba rancangan menggunakan proses simulasi menunjukkan dua buah virtual network berhasil dikonstruksi dan berjalan pada infrastruktur jaringan fisik yang sama tanpa saling menggangu satu dengan yang lain. 2. Untuk implementasi virtual network di lingkungan yang nyata berdasarkan hasil uji coba, maka pada topologi jaringan berjalan di BPPT perlu dilakukan sedikit modifikasi jaringan. 3. Komponen dan tahapan uji coba sudah dilakukan mendekati kondisi senyata mungkin.

Seluruh

proses

uji

coba

dapat

digunakan

dalam

mengimplementasikan virtual network pada sistem jaringan di BPPT. Beberapa komponen yang digunakan dalam uji coba seperti FlowVisor dan kontroler dapat digunakan dalam proses implementasi. Adapun topologi dan switch yang disimulasikan akan digantikan dengan switch fisik seperti PC Switch atau switch komersial.

Saran yang dapat diberikan berkaitan dengan pengembangan topik skripsi ini adalah: 1. Saat ini belum tersedia GUI baik untuk FlowVisor maupun kontroler, karena masih berjalan di atas mesin Linux yang umumnya text based. Dengan adanya GUI diharapkan dapat membantu orang untuk lebih mudah memahami virtual networking yang dibangun dengan FlowVisor dan OpenFlow Software Defined Networking (SDN). 2. Saat ini semua kontroler dan FlowVisor masih berjalan di atas mesin Linux. Tidak semua orang memahami Linux dengan baik. Beberapa orang terbiasa menggunakan mesin Windows. Akan lebih baik jika terdapat Kontroler ataupun FlowVisor yang dibangun untuk mesin Windows.

REFERENSI Dye, Mark A., Rick McDonald & Antoon W.Rufi. (2008). Network Fundamentals, CCNA Exploration Companion Guide. Indianapolis: Cisco Press. Forouzan, Behrouz A. (2007). Data Communication & Networking, 4th Ed. New York: McGraw- Hill.

Hyojoon, Kim & Nick Feamster. Februari, (2013). Improving Network Management with Software Defined Networking. IEEE Communication Magazine (Online), hal.114-119,

di

akses

tanggal

15

Desember

2013

dari

http://www.cc.gatech.edu/ McKeown, Nick, Tom Anderson, Hari Balakrishnan, Guru Parulkar, Larry Peterson, Jennifer Rexford, Scott Shenker& Jonathan Turner. (2008). OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review (Online), Vol.38, No.2, di akses 15 Desember 2013 dari http://www.sigcomm.org/ McKeown, Nick, Natasha Gude, Teemu Koponen, Justin Pettit, Ben Plaff, Martin Casado & Scott Shenker. (2008). NOX: Towards an Operating System for Networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review (Online), Vol.38, No.3, di akses 15 Desember 2013 dari http://www.sigcomm.org/ Mendonca, Marc, Bruno Astuto A. Nunes, Katia Obraczka & Thierry Turletti. (2013). Software Defined Networking for Heterogeneous Networks. IEEE MMTC E-Letter (Online), Vol.8, No.3 di akses 15 Desember 2013 dari http://www.hal.inria.fr Nadeau, Thomas D., Ken Gray. (2013). SDN: Software Defined Networks. California: O’Reilly. Sherwood, Rob, Glen Gibb, Kon-Kiong Yap, Guido Appenzeller, Martin Casado, Nick McKeown & Guru Parulkar. (2009). FlowVisor: A Network Virtualization Layer. Di akses tanggal 15 Desember 2013 dari http://archive.openflow.org/ Sherwood, Rob, Glen Gibb, Kon-Kiong Yap, Guido Appenzeller, Martin Casado, Nick McKeown & Guru Parulkar. (2010). Can the Production Network be the Testbed?. OSDI'10 Proceedings of the 9th USENIX conference on Operating systems design and implementation (Online), No.1-6, di akses tanggal 15 Desember 2013 dari http://www.acm.org/ Shinde, Mandar B. & Sunil G. Tamhankar. (2013). Review: Software Defined Networking and OpenFlow. International Journal of Scientific Research in

Network Security and Communication (Online), Vol.1, No.2, di akses 15 Desember 2013 dari http://www.isroset.org/ Sofana, Iwan. (2010). Cisco CCNA & Jaringan Komputer. Bandung : Penerbit Informatika Bandung. Stallings, William. (2013). Software-Defined Networks and OpenFlow. The Internet Protocol Journal (Online), Vol.16, No. 1, di akses 15 Desember 2013 dari http://www.cisco.com/ipj/

RIWAYAT PENULIS Nama Penulis

: Rio Michael Benjulian

Tempat / Tanggal Lahir

: Jakarta / 16 Februari 1989

Menamatkan Pendidikan

: S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Informasi Teknologi pada 2014

Nama Penulis

: Lusy Ambarwati Rochimah

Tempat / Tanggal Lahir

: Jakarta / 23 November 1992

Menamatkan Pendidikan

: S1 di Universitas Bina Nusantara dalam bidang Informasi Teknologi pada 2014