SISTEM MANAJEMEN BANDWIDTH DENGAN PRIORITAS PORT MENGGUNAKAN METODE HTB (HIERARCHICAL TOCKEN BUCKET) DENGAN TEKNIK ANTRIAN QUEUE TREE
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : FITRAWADI 201010130311198
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016
i
ii
iii
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT, atas segala hidayah yang telah diberikan dalam pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir ini. 2. Bapak Machmud Effendy, ST, MEng dan bapak M. Chasrun Hasani, ST, MT selaku pembimbing tugas akhir. 3. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Pihak Dosen beserta Staf TU Jurusan Teknik Elektro UMM. 5. Bapak/Ibu dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 6. Kedua orang tua, bapak Jawati dan ibu Enim yang telah mendukung semua mimpi dan cita-cita penulis secara materi dan moral. Untuk semua ilmu yang telah dilimpahkan sehingga penulis mampu melangkah sejauh ini. 7. Bapak Rusiati, Udiati dan Kakak Apriniwati, Abdi Haris H.S, Supriadin yang selalu mendukung dan memotivasi penulis. 8. Sahabat dan teman seperjuangan penulis, Ikhwanul Hakim, Khaerul Humam, Agus Triawan, Ahmad Said Rifki, Anrival Halim, Zaenal Abidin, R. Gian Aufar, M. Wildan, Dadang S, M.S Ardy, dan sahabat Teknik Elektro Kelas D angakatan 2010 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. 9. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah berjasa dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
vi
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : “SISTEM MANAJEMEN BANDWIDTH DENGAN PRIORITAS PORT MENGGUNAKAN METODE HTB (HIERARCHICAL TOCKEN BUCKET) DENGAN TEKNIK ANTRIAN QUEUE TREE” Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok pembahasan yang meliputi dasar teori tentang jaringan komputer, router MikroTik, dan QoS (Quality of Service) pada jaringan. Tahap perancangan yaitu membuat kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) tipe straight, membangun topologi jaringan yang digunakan dalam sistem, dan melakukan konfigurasi MikroTik router board menggunakan metode HTB (Hierarchical Tocken Bucket) dengan teknik antrian queue tree. Tahap akhir yaitu melakukan pengujian pada perangkat yang terhubung ke jaringan, melakukan analisa perhitungan untuk mencari nilai delay, packet lost dan troughput dari hasil capture pada situs web detik, google, youtube dan game online. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan khususnya dalam bidang komputer dan jaringan.
Malang, 05 Februari 2016
Penulis vii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii LEMBAR PERNYATAAN ..................................................................................... iv ABSTRAK ................................................................................................................ v ABSTRACT .............................................................................................................. vi LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................... vii KATA PENGANTAR .............................................................................................. viii DAFTAR ISI ............................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xv DAFTAR TABEL .................................................................................................... xix
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 2 1.3 Tujuan ....................................................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 3 1.5 Metodologi................................................................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir .......................................................... 4
BAB II. DASAR TEORI 2.1 Jaringan Komputer ................................................................................... 5
viii
2.2 Jenis jaringan ............................................................................................ 6 2.2.1 Local Area Network (LAN) ............................................................... 6 2.2.2 Metropolitan Area Network (MAN) .................................................. 7 2.2.3 Wide Area Network (WAN) .............................................................. 7 2.3 Komponen Jaringan .................................................................................. 8 2.3.1 Kabel .................................................................................................. 8 2.3.2 Ethernet Card ..................................................................................... 10 2.3.3 Hub dan Switch (Konsentrator) ......................................................... 11 2.3.4 Repeater ............................................................................................. 11 2.3.5 Bridge ................................................................................................. 11 2.3.6 Router................................................................................................. 12 2.4 Topologi Jaringan ..................................................................................... 12 2.4.1 Topologi Bus ...................................................................................... 13 2.4.2 Topologi Ring .................................................................................... 13 2.4.3 Topologi Star ..................................................................................... 14 2.5 Mengenal MikroTik RouterOS™ ............................................................. 15 2.5.1 Sejarah MikroTik ............................................................................... 15 2.5.2 Jenis-jenis MikroTik .......................................................................... 16 2.5.2.1 MikroTik RouterOS™ .................................................................. 16 2.5.2.2 Built In Hardware MikroTik......................................................... 17 2.6 Manajemen Bandwidth ............................................................................. 17 2.6.1 Pengertian Bandwidth ........................................................................ 17 2.6.2 Manajemen Bandwidth ...................................................................... 18 2.6.3 Cara Mengatur Bandwidth ................................................................. 20
ix
2.6.4 Manajemen Bandwidth Pada RT/RW Net Dan Kontribusinya ......... 22 2.7 HTB (Hierarchical Tocken Bucket) ......................................................... 23 2.8 Queue ........................................................................................................ 25 2.8.1 Simple Queue ..................................................................................... 25 2.8.2 Queue Tree ......................................................................................... 26 2.9 Performansi Sistem Manajemen Bandwidth dengan Prioritas Alamat Port Client............................................................................................... 26 2.9.1 Packet lost .......................................................................................... 27 2.9.2 Delay .................................................................................................. 27 2.9.3 Troughput ........................................................................................... 28
BAB III. METODOLOGI DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Tahapan Penelitian ................................................................................... 29 3.2 Pendekatan Penelitian ............................................................................... 30 3.3 Jenis Penelitian ......................................................................................... 31 3.4 Metode Penelitian ..................................................................................... 31 3.5 Rancang Bangun Sistem ........................................................................... 31 3.5.1 Analisis Kebutuhan............................................................................. 32 3.5.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras ....................................................... 32 3.5.1.2 Spesifikasi Peangkat Lunak ....................................................... 32 3.5.2 Pemasangan Peralatan ........................................................................ 33 3.5.2.1 Membuat Kabel UTP (Straight) ................................................. 33 3.5.2.2 Memasang Perangkat jaringan ................................................... 36 3.5.3 Konfigurasi MikroTik RouterBoard 750 ............................................ 39
x
3.5.3.1 Remote Menggunakan Winbox ................................................. 39 3.5.3.2 Konfigurasi IP Address, Gateway, DNS dan NAT Pada MikroTik .................................................................................. 40 3.5.3.3 Konfigurasi IP Address, Subnet Mask, DNS, Gateway pada Client ......................................................................................... 47 3.6 Konfigurasi Metode HTB (Hierarchical Tocken Bucket) dengan Teknik Antrian Queue Tree .................................................................................. 49 3.6.1 Konfigurasi Mangle ........................................................................... 49 3.6.1.1 Memisahkan Dan Menandai Paket Koneksi Yang Masuk Dan Keluar ........................................................................................ 50 3.6.1.2 Menandai Koneksi dan Paket Pada Client ................................ 52 3.6.1.3 Menandai Koneksi Dan Paket Untuk Browsing ........................ 53 3.6.1.4 Menandai Koneksi Port Dan Menandai Paket Untuk Game Online ....................................................................................... 54 3.6.1.5 Menandai Koneksi File Extensi Dan Menandai Paket Untuk Streaming Dan Download......................................................... 56 3.6.1.5.1 Menandai Paket Untuk Download...................................... 57 3.6.1.5.2 Menandai Paket Untuk Streaming ...................................... 58 3.6.2 Konfigurasi Queue Tree ..................................................................... 59 3.6.2.1 Membatasi Bandwidth Untuk Semua Client .............................. 59 3.6.2.2 Membatasi Bandwidth Per Client .............................................. 60 3.6.2.3 Membatasi Bandwidth Untuk Browsing .................................... 60 3.6.2.4 Membatasi Bandwidth Untuk Game Online .............................. 62 3.6.2.5 Membatasi Bandwidth Untuk Download Dan Streaming .......... 62
xi
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Pengujian Koneksi perangkat jaringan ..................................................... 65 4.1.1 Pengujian Koneksi IP Address Client ................................................ 65 4.1.2 Pengujian Koneksi IP Address Ether2............................................... 66 4.1.3 Pengujian Koneksi IP Address Ether1 ............................................... 67 4.1.4 Pengujian Koneksi Gateway .............................................................. 68 4.1.5 Pengujian Koneksi DNS .................................................................... 68 4.2 Capture Dengan Aplikasi Wireshark ........................................................ 69 4.2.1 Capture Pada Situs Web Detik ........................................................... 70 4.2.2 Capture Pada Situs Web Google ........................................................ 71 4.2.3 Capture Pada Situs Web Youtube ..................................................... 72 4.2.4 Capture Pada Game Online ................................................................ 74 4.3 Analisa Perhitungan Delay ....................................................................... 75 4.3.1 Untuk Delay Pada Situs Web Detik ................................................... 75 4.3.2 Untuk Delay Pada Situs Web Google ................................................ 76 4.3.3 Untuk delay Pada Situs Web Youtube ............................................... 77 4.3.4 Untuk delay Game Online ................................................................. 78 4.4 Analisa Perhitungan Packet Lost .............................................................. 80 4.4.1 Untuk Packet Lost Alamat Web Detik ............................................... 81 4.4.2 Untuk Packet Lost Alamat Web Google ............................................ 82 4.4.3 Untuk Packet Lost Alamat Web Youtube .......................................... 83 4.4.4 Untuk Packet Lost Game Online ........................................................ 83 4.5 Analisa Perhitungan Troughput ................................................................ 86 4.5.1 Untuk Troughput Alamat Web Detik ................................................. 86
xii
4.5.2 Untuk Troughput Alamat Web Google .............................................. 87 4.5.3 Untuk Troughput Alamat Web Youtube ............................................ 88 4.5.4 Untuk Troughput Game Online .......................................................... 89 BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 92 5.2 Saran ......................................................................................................... 94 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 95 LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Local Area Network .............................................................................. 6 Gambar 2.2 Metropolitan Area Network .................................................................. 7 Gambar 2.3 Wide Area Network .............................................................................. 7 Gambar 2.4 Coaxial Cable ........................................................................................ 8 Gambar 2.5 Kabel Coaxial RG-58, Terminator, Konektor BNC-T .......................... 8 Gambar 2.6 Kabel UTP Dan Konektor RJ-45 .......................................................... 9 Gambar 2.7 Pemasangan Kabel Straight Trough T568B .......................................... 9 Gambar 2.8 Pemasangan Kabel Straight Trough T568A.......................................... 10 Gambar 2.9 Ethernet Card......................................................................................... 10 Gambar 2.10 Konsentrator ........................................................................................ 11 Gambar 2.11 Sinyal Yang Diperkuat Oleh Repeater ................................................ 11 Gambar 2.12 Bridge .................................................................................................. 12 Gambar 2.13 Router .................................................................................................. 12 Gambar 2.14 Topologi Bus ....................................................................................... 13 Gambar 2.15 Topologi Ring ..................................................................................... 14 Gambar 2.16 Topologi Star ....................................................................................... 14 Gambar 2.17 Logo MikroTik .................................................................................... 15 Gambar 2.18 Blok Diagram Proses Aliran Sistem Manajemen Bandwidth ............. 19 Gambar 2.19 Alur Trafik QoS di MikroTik .............................................................. 23 Gambar 2.20 HTB (Hierarchical Tocken Bucket) Sample ....................................... 24 Gambar 2.21 Algoritma Teknik Antrian Queue Tree ............................................... 26 Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ............................................................................. 29
xiv
Gambar 3.2 Kabel UTP ............................................................................................. 33 Gambar 3.3 Memotong Dan Meratakan Kabel Dengan Cutter/Tang UTP ............... 34 Gambar 3.4 Memasukkan Kabel UTP Ke Konektor RJ-45 ...................................... 34 Gambar 3.5 Penyusunan Standar Kabel Straight ..................................................... 34 Gambar 3.6 Mengencangkan Kabel Dan Konektor Menggunakan Crimping/Tang UTP ........................................................................................................................... 35 Gambar 3.7 Hasil Test Kabel Dengan UTP Tester ................................................... 36 Gambar 3.8 Pemasangan Kabel Dari ISP ke Port 1 Pada MikroTik ......................... 37 Gambar 3.9 Pemasangan Kabel Port 2 MikroTik Ke Port 1 Switch......................... 37 Gambar 3.10 Pemasangan Kabel Port 2, 3, dan 4 Pada Switch Ke Client................ 38 Gambar 3.11 Gambar Topologi Jaringan Star .......................................................... 38 Gambar 3.12 Tampilan MAC Address Pada Saat Membuka Winbox...................... 39 Gambar 3.13 Pengaturan Default MikroTik Pada Winbox ....................................... 40 Gambar 3.14 Interface List MikroTik Pada Winbox ............................................... 41 Gambar 3.15 Address List ........................................................................................ 41 Gambar 3.16 IP Adress Ether1 ................................................................................. 42 Gambar 3.17 IP Address Ether2 ............................................................................... 42 Gambar 3.18 Address List Ether1 Dan Ether2.......................................................... 43 Gambar 3.19 Route List ............................................................................................ 43 Gambar 3.20 IP Gateway ISP ................................................................................... 44 Gambar 3.21 Route List ............................................................................................ 44 Gambar 3.22 Pengaturan DNS .................................................................................. 45 Gambar 3.23 Tab NAT Pada Firewall ...................................................................... 46 Gambar 3.24 NAT Rule ............................................................................................ 46
xv
Gambar 3.25 List Tab NAT ...................................................................................... 47 Gambar 3.26 IP Protocol Version 4 (TCP/IPv4) Client 1 ......................................... 48 Gambar 3.27 IP Protocol Version 4 (TCP/IPv4) Client 2 ......................................... 48 Gambar 3.28 IP Protocol Version 4 (TCP/IPv4) Client 3......................................... 49 Gambar 3.29 Tab Mangle Pada Firewall .................................................................. 50 Gambar 3.30 Tab General Dan Action Pada Connection In Untuk Mark Koneksi .. 50 Gambar 3.31 Tab General Dan Action Pada Connection In Untuk Mark Packet..... 51 Gambar 3.32 Tab General Dan Action Pada Connection Out Untuk Mark Connection ................................................................................................................ 51 Gambar 3.33 Tab General Dan Action Pada Connection Out Untuk Mark Packet .. 52 Gambar 3.34 Tab General Dan Action Pada Client Untuk Mark Connection .......... 52 Gambar 3.35 Tab General Dan Action Pada Client Untuk Mark Packet.................. 53 Gambar 3.36 Tab General Dan Action Pada Browsing Untuk Mark Connection .... 53 Gambar 3.37 Tab General Dan Action Pada Browsing Untuk Mark Packet ............ 54 Gambar 3.38 Tab General Dan Action Pada Port Game Online Untuk Mark Connection ................................................................................................................ 55 Gambar 3.39 Tab General Dan Action Pada Game Online Untuk Mark Packet ..... 55 Gambar 3.40 Tab Firewall Untuk Menandai File Extensi Pada Layer 7 .................. 56 Gambar 3.41 Tab General Dan Advanced Pada Download Untuk Mark Packet .... 57 Gambar 3.42 Tab Action Pada Download Untuk Mark Packet ............................... 57 Gambar 3.43 Tab General Dan Advanced Pada Streaming Untuk Mark Packet..... 58 Gambar 3.44 Tab Action Pada Streaming Untuk Mark Packet ............................... 58 Gambar 3.45 Hasil Konfigurasi Pada Mangle .......................................................... 59 Gambar 3.46 Konfigurasi Limit Bandwidth Untuk Semua Client ............................ 60 Gambar 3.47 Konfigurasi Limit Bandwidth Per Client ............................................ 61 xvi
Gambar 3.48 Konfigurasi Limit Bandwidth Browsing ............................................. 61 Gambar 3.49 Konfigurasi Limit Bandwidth Game Online ....................................... 62 Gambar 3.50 Konfigurasi Limit Bandwidth Download ............................................ 63 Gambar 3.51 Konfigurasi Limit Bandwidth Streaming ............................................ 63 Gambar 3.52 Hasil Konfigurasi pada Queue Tree .................................................... 64 Gambar 4.1 Pengujian Koneksi Pada Client 1 .......................................................... 65 Gambar 4.2 Pengujian Koneksi Pada Client 2 .......................................................... 66 Gambar 4.3 Pengujian Koneksi Pada Client 3 .......................................................... 66 Gambar 4.4 Pengujian Koneksi Pada Ether2 ............................................................ 67 Gambar 4.5 Pengujian Koneksi Pada Ether1 ............................................................ 67 Gambar 4.6 Pengujian Koneksi Pada Gateway......................................................... 68 Gambar 4.7 Pengujian Koneksi Pada DNS ............................................................... 69 Gambar 4.8 Tampilan Graphical User Interface Wireshark ..................................... 70 Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Delay ................................................................... 79 Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Rata-rata Delay ................................................. 80 Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Packet Lost ........................................................ 85 Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Troughput.......................................................... 90 Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Rata-rata Troughput .......................................... 91
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Koneksi Internet ............................................................................... 18 Tabel 3.1 Spesifikasi Perangkat Keras ...................................................................... 32 Tabel 3.2 Spesifikasi Perangkat Lunak ..................................................................... 32 Tabel 4.1 Capture Pada Situs Web Detik Selama 1 Menit ....................................... 70 Tabel 4.2 Capture Pada Situs Web Detik Selama 5 Menit ....................................... 71 Tabel 4.3 Capture Pada Situs Web Detik Selama 10 Menit ..................................... 71 Tabel 4.4 Capture Pada Situs Web Google Selama 1 Menit .................................... 71 Tabel 4.5 Capture Pada Situs Web Google Selama 5 Menit .................................... 72 Tabel 4.6 Capture Pada Situs Web Google Selama 10 Menit .................................. 72 Tabel 4.7 Capture pada situs web Youtube Selama 1 Menit .................................... 73 Tabel 4.8 Capture pada situs web Youtube Selama 5 Menit .................................... 73 Tabel 4.9 Capture pada situs web Youtube Selama 10 Menit .................................. 73 Tabel 4.10 Capture Pada Game Online Selama 1 Menit .......................................... 74 Tabel 4.11 Capture Pada Game Online Selama 5 Menit .......................................... 74 Tabel 4.12 Capture Pada Game Online Selama 10 Menit ........................................ 74 Tabel 4.13 Hasil Pengujian Delay Pada Software Wireshark ................................... 79 Tabel 4.14 Hasil Pengujian Packet Lost Pada Software Wireshark.......................... 84 Tabel 4.15 Hasil Pengujian Troughput Pada Software Wireshark ............................ 90
xviii
DAFTAR PUSTAKA [1]. Cartealy, Imam., 2012. Tips & Trik Mikrotik
Router OS untuk SOHO.
Yogyakarta, ANDI. [2]. Herlambang, Moch Linto dan Catur, L Azis., 2008. Panduan Lengkap Menguasai Router Masa Depan Menggunakan MikroTik RouterOSTM. Yogyakarta, ANDI. [3]. Kustanto dan Saputro, Daniel., 2008. Membangun Server Internet dengan MikrotikOS. Yogyakarta, Graha Media. [4]. Stalling, William., 2002. Komunikasi dan Komputer: Jaringan Komputer. Edisi Keenam. Jakarta, Salamba. [5]. Budi Sutedjo, Dharma Oetomo dkk., 2006. Konsep aplikasi Pemograman Client Server Dan Sistem Terdistribusi. Yogyakarta, ANDI. [6]. Syafrizal, Melwin., 2005. Pengantar jaringan Komputer. Yogyakarta, ANDI. [7]. Saniya, Yoga., Prioyono, W. A., Ambarwati, Rusmi., 2013 Sistem Manajemen Bandwidth dengan Prioritas Alamat IP Client. Malang, Jurnal Penelitian Teknik Elektro Universitas Brawijaya. [8]. Wijaya, A. I. dan Handoko, L. B., Manajemen Bandwidth dengan Metode HTB (Hierarchical Tocken Bucket) pada Sekolah Menengah Pertama Negeri 5 Semarang. Semarang, Jurnal Teknik Informatika Universitas Dian Nuswantoro. [9]. Mikrotik, 2008. Manual Theory of Constraints. [online]. (Last Modified On 30 June 2015). Available at: http://wiki.mikrotik.com/wiki/Manual:TOC. [Accessed August 2015].
xix
