Rancang Bangun dan Analisa Metode Penjadwalan Load Balancing pada Video Streaming Server
TUGAS AKHIR
Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh: Galih Swasono Jati 201010370311232
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
HALAMAN PERSEMBAHAN
Segala puji syukur atas limpahan rahmat dan hidayah Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. ALLAH SWT. Atas segala limpahan rahmat, hidayah, serta karuni-NYA, atas segala ilmu yang diberikan, dan segala kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 2. Kedua orang tua saya Ayahanda Sunarto B. Tjaria, S.Pd. dan Ibunda Neni Masdianti yang telah membesarkan dan merawat saya sejauh ini, tanpa tanda jasa dan kasih sayang kalian berdua saya tidak ada apa-apanya. Adik saya Amanda Wiranusa Bhakti Putri yang saya sayangi. 3. Pembimbing saya Bapak Zamah Sari, M.T. dan Bapak Agus Eko Minarno, M.Kom. yang telah memberi ilmu selama masa perkuliahan dan sabar memberi bimbingan selama proses mengerjakan tugas akhir ini. 4. Teman-teman jurusan Informatika angkatan 2010 yang selama kurang lebih empat tahun berjuang bersama-sama di bangku kuliah. Terima kasih sharing ilmunya kawan. 5. Teman-teman Informatika E 2010 yang telah memberikan warna baru dalam kehidupan saya. Teman-teman kontrakan Luber, Riky, Irfan, Setya, Duwiky, Hafizh, Zakaria, dan terakhir kepada Amar Ananda, terima kasih atas apa yang kalian diberikan kawan. 6. Teman-teman KKN 78 Situbondo-Kapongan-Peleyan 2013, terima kasih telah berbagi kebersamaan dan kekeluargaannya. Geng Horok-Horok and Friends, SKP78. 7. Teman-teman komunitas KOLAM (Komunitas Linux Arek Malang) dan KALIUMM (Komunitas Linux UMM), terima kasih atas ilmu yang diberikan. 8. Teman-teman Micro Demand TELKOM, terimakasih atas petualangan dan canda tawa kalian. Dan kepada semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, kalian sangatlah berarti. Salam hormat untuk kalian semua.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena telah melimpahkan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun dan Analisa Metode Penjadwalan Load Balancing pada Video Streaming Server” dengan baik dan lancar. Pada tugas akhir ini penulis membahas tentang sistem load balancing berbasis Linux Virtual Server (LVS) yang diterapkan pada layanan video streaming, dimana pada LVS terdapat algoritma penjadwalan yang dapat digunakan dan memiliki performasi yang berbeda pula. Peneliti menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan. Malang, Januari 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
JUDUL LEMBAR PERSETUJUAN ..........................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ...........................................................................
iii
ABSTRAK ......................................................................................................
iv
ABSTRACT ....................................................................................................
v
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................
vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................
vii
DAFTAR ISI...................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ..........................................................................................
1
1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................
2
1.3. Tujuan ......................................................................................................
2
1.4. Batasan Masalah .......................................................................................
2
1.5. Metodologi Penelitian ...............................................................................
3
1.6. Sistematika Penulisan ..............................................................................
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Operasi Linux .................................................................................
6
2.2 Dasar Sistem Cluster ..................................................................................
6
2.2.1 Pengertian Sistem Cluster ...............................................................
6
2.2.2 Load Balancing ...............................................................................
8
2.3 Linux Virtual Server .................................................................................
9
2.4 Jaringan Komputer ....................................................................................
13
2.4.1 Pengertian Jaringan Komputer ........................................................
13
2.4.2 Jenis-jenis Jaringan Komputer ........................................................
13
2.5 Protokol Jaringan ......................................................................................
15
viii
2.6 Model OSI .................................................................................................
16
2.7 TCP/IP.......................................................................................................
18
2.8 Internet Protokol .......................................................................................
19
2.9 Video Streaming .......................................................................................
20
2.10 Quality of Service ...................................................................................
22
2.11 Demiliterized Zone (DMZ) .....................................................................
24
BAB III
ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Sistem .................................................................................
25
3.2 Komponen Sistem ....................................................................................
26
3.2.1 Komponen Perangkat Keras ...........................................................
26
3.2.2 Komponen Perangkat Lunak ..........................................................
26
3.3 Pembuatan Sistem ....................................................................................
28
3.3.1 Kernel Sistem ...................................................................................
28
3.3.2 Konfigurasi LVS (Director/Balancer) .............................................
29
3.3.3 HTTPerf (Client) ..............................................................................
30
3.3.4 Clipbucket (Real Server) .................................................................
30
3.4 Proses Perancangan Sistem .......................................................................
30
3.4.1 Instalasi dan Konfigurasi Real Server .............................................
30
3.4.2 Instalasi dan Konfigurasi pada Director / Load Balancer ................
31
3.4.3 Instalasi Httperf pada Client ............................................................
32
3.4.4 DMZ (Demiliterized Zone) ..............................................................
33
3.5 Implementasi Sistem .................................................................................
33
3.6 Pengujian Sistem.......................................................................................
33
3.7 Pengambilan Kesimpulan .........................................................................
35
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1 Implementasi Sistem .................................................................................
36
4.1.1 Sistem LVS ......................................................................................
36
4.1.2 Proses Pengujian ..............................................................................
37
4.1.3 DMZ (Demiliterized Zone) ..............................................................
38
ix
4.2 Instalasi dan Konfigurasi ..........................................................................
39
4.2.1 Instalasi Sistem Operasi ...................................................................
39
4.2.2 Konfigurasi Director ........................................................................
39
4.2.3 Konfigurasi Real Server ..................................................................
41
4.2.4 Instalasi dan Konfigurasi Clipbucket ..............................................
42
4.2.5 Konfigurasi DMZ ............................................................................
49
4.3 Pengujian Sistem .......................................................................................
52
4.3.1 Pengujian Sistem LVS-NAT ...........................................................
52
4.3.2 Pengujian Gangguan Terhadap Real Server ....................................
54
4.3.3 Pengujian DMZ................................................................................
57
4.4 Pengujian Algoritma Penjadwalan ...........................................................
58
4.4.1 Pengujian Throughput pada Server .................................................
60
4.4.2 Pengujian Response Time pada Server ...........................................
61
4.5 Pengujian Quality of Service pada Video Streaming ................................
62
4.5.1 Pengujian Throughput......................................................................
62
4.5.2 Pengujian Packet Loss .....................................................................
64
4.5.3 Pengujian Delay ...............................................................................
67
4.5.4 Pengujian Jitter ................................................................................
69
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ...............................................................................................
72
5.2 Saran .........................................................................................................
73
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
74
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Skema LVS-NAT .....................................................................
10
Gambar 2.2
Skema LVS-Direct Routing .....................................................
10
Gambar 2.3
Skema LVS-Tunneling .............................................................
11
Gambar 2.4
OSI Layer .................................................................................
16
Gambar 2.5
TCP/IP Layer ............................................................................
19
Gambar 3.1
Rancangan sistem LVS ............................................................
25
Gambar 3.2
Topologi sistem jaringan LVS .................................................
29
Gambar 3.3
Proses instalasi dan konfigurasi pada real server .....................
30
Gambar 3.4
Proses instalasi dan konfigurasi pada director .........................
31
Gambar 3.5
Topologi DMZ .........................................................................
32
Gambar 4.1
Proses sistem LVS via NAT .....................................................
37
Gambar 4.2
Proses pengujian DMZ .............................................................
38
Gambar 4.3
Perintah ifconfig .......................................................................
39
Gambar 4.4
IP address pada masing-masing interface ................................
40
Gambar 4.5
Mengaktifkan fungsi routing ....................................................
40
Gambar 4.6
Fungsi routing yang sudah aktif ...............................................
40
Gambar 4.7
Konfigurasi iptables .................................................................
41
Gambar 4.8
Tampilan pengaturan ip address pada terminal .......................
41
Gambar 4.9
Pengaturan ip address ..............................................................
42
Gambar 4.10 Hasil konfigurasi ip address .....................................................
42
Gambar 4.11 Pembuatan root password MySQL ..........................................
43
Gambar 4.12 Pembuatan databases Clipbucket .............................................
44
Gambar 4.13 Edit file SELinux ......................................................................
44
Gambar 4.14 Ekstrak file phpshield ...............................................................
46
Gambar 4.15 Tampilan halaman instalasi Clipbucket ...................................
48
Gambar 4.16 Halaman utama Clipbucket ......................................................
48
Gambar 4.17 Halaman admin Clipbucket ......................................................
49
Gambar 4.18 Konfigurasi MySQL pada database server ...............................
49
Gambar 4.19 Pengaturan database pada Clipbucket ......................................
51
Gambar 4.20 Pengaturan iptables pada director.............................................
52
xi
Gambar 4.21 Pengaturan iptables pada director.............................................
52
Gambar 4.22 Iptables-save .............................................................................
52
Gambar 4.23 Iptables-restore .........................................................................
52
Gambar 4.24 Konfigurasi ipvsadm.................................................................
52
Gambar 4.25 Halaman utama Clipbucket ......................................................
53
Gambar 4.26 Monitoring load balancing .......................................................
53
Gambar 4.27 Statistik load balancing ............................................................
53
Gambar 4.28 Halaman utama Clipbucket ......................................................
54
Gambar 4.29 Ping pada real server pertama ..................................................
55
Gambar 4.30 Halaman setelah kembali di-reload ..........................................
55
Gambar 4.31 Dua real server pada saat koneksi terputus ..............................
56
Gambar 4.32 Halaman setelah di-reload kembali ..........................................
56
Gambar 4.33 SSH pada real server ................................................................
57
Gambar 4.34 Remote database dari real server ke database server ...............
57
Gambar 4.35 Client mengakses ip database server ........................................
58
Gambar 4.36 Grafik perbandingan throughput ..............................................
63
Gambar 4.37 Grafik perbandingan throughput ..............................................
64
Gambar 4.38 Grafik perbandingan packet loss ..............................................
65
Gambar 4.39 Grafik perbandingan packet loss ..............................................
66
Gambar 4.40 Grafik perbandingan delay .......................................................
67
Gambar 4.41 Grafik perbandingan delay .......................................................
68
Gambar 4.42 Grafik perbandingan jitter ........................................................
69
Gambar 4.43 Grafik perbandingan jitter ........................................................
70
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Kebutuhan perangkat keras ...........................................................
26
Tabel 3.2 Spesifikasi kebutuhan perangkat lunak .........................................
28
Tabel 3.3 Contoh tabel pengujian throughput ...............................................
33
Tabel 3.4 Contoh tabel pengujian response time ..........................................
34
Tabel 3.5 Contoh tabel pengujian Quality of Service ...................................
34
Tabel 4.1 Hasil pengujian throughput ...........................................................
60
Tabel 4.2 Hasil pengujian response time .....................................................
61
Tabel 4.3 Hasil pengukuran throughput dengan bandwidth 512 kbps .........
62
Tabel 4.4 Hasil pengukuran throughput dengan bandwidth 1024 kbps .......
63
Tabel 4.5 Hasil pengukuran packet loss dengan bandwidth 512 kbps .........
65
Tabel 4.6 Hasil pengukuran packet loss dengan bandwidth 1024 kbps .......
66
Tabel 4.7 Hasil pengukuran delay dengan bandwidth 512 kbps ..................
67
Tabel 4.8 Hasil pengukuran delay dengan bandwidth 1024 kbps ................
68
Tabel 4.9 Hasil pengukuran jitter dengan bandwidth 512 kbps ...................
69
Tabel 4.10 Hasil pengukuran jitter dengan bandwidth 1024 kbps .................
70
xiii
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Asyanto, Budi. 2011. Perancangan dan Pembuatan Load Balancing Pada
Clustering Web Server Menggunakan LVS (Studi Kasus : Web Server Lemigas). Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta. [2]
Lestariningati, Susmini Indriani. 2011. Perancangan dan Implementasi
Video On Demand Pada Jaringan Lokal. Majalah Ilmiah UNIKOM vol. 9. [3]
Nasution, Abdul Haris. 2011. Komparasi Algoritma Penjadwalan Pada
Layanan Terdistribusi Load Balancing LVS via NAT. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. [4]
Yonathan, Brian. 2011. Analisis Kualitas Layanan (QOS) Audio-Video
Layanan Kelas Virtual di Jaringan Digital Learning Pedesaan. Institut Teknologi Bandung. Bandung. [5]
Sihombing, Roland Oktavianus Lukas, & Zulfin, Muhammad. 2013.
Analisis Kinerja Trafik Web Browser dengan Wireshark Protocol Analyzer Pada Sistem Client-Server. Universitas Sumatera Utara. Medan. [6]
Arifin, Yunus. 2012. Implementasi Quality Of Service dengan Metode
HTB (Hierarchical Token Bucket) pada PT. Komunika Lima Dua Belas. Universitas Udayana. Bali. [7]
Ikhwan, Syariful. 2014. Analisa Delay Yang Terjadi Pada Penerapan
Demiliterized Zone (DMZ) Terhadap Server Universitas Andalas. Universitas Andalas. Padang. [8]
Setup Your Own Youtube Like Website Using Clipbucket diakses melalui
http://www.unixmen.com/setup-your-own-youtube-clone-website-usingclipbucket/ pada tanggal 15 November 2014.
74
[9] melalui
Pengaturan Bandwidth Internet dengan HTB Tools di Ubuntu diakses http://lutfi-blog.trunojoyo.ac.id/2009/10/pengaturan-bandwidth-internet-
dengan.html diakses pada 13 Januari 2015.
75
