15101098 31

2 BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab III penelitian “Analisis Manajemen Bandwidth Menggunakan

Metode Per connection queue (PCQ) dan Hierarchical token bucket (HTB) Studi

Kasus Dinporabudpar Kabupaten Banyumas”, dilakukan beberapa tahapan yaitu:

Perancangan Topologi Jaringan, Pembangunan Topologi Jaringan, Pengumpulan

Data, serta Analisa Hasil dan Kesimpulan terhadap pengumpulan data parameter.

Namun, sebelum melakukan proses perancangan, terdapat langkah penting yang

harus dilakukan yaitu proses perizinan untuk penerapan PCQ dan HTB di

Dinporabudpar Kabupaten Banyumas. Langkah-langkah tersebut adalah sebagai

berikut :

1. Pembuatan surat pengantar dari pihak kampus perihal pembuatan skripsi

yang akan diterapkan pada Dinporabudpar Kabupaten Banyumas, dengan

nomor surat STTT.TEL 1807/MHS-000/Ka.BAAK/XII/2016.

2. Surat pengantar diberikan ke Kesbangpol Kabupaten Banyumas. Kesbangpol

akan membuatkan surat rekomendasi izin penelitian dengan nomor

070.1/01580/XII/2016 yang ditujukan ke Bappeda. Selanjunya Bappeda

mengeluarkan surat izin penelitian dengan nomor 070.1/01523/XII/2016

untuk ditujukan kepada SKPD terkait (Dinporabudpar).

3.1 Perangkat Penelitian

Perangkat yang digunakan dalam penelitian ini terbagi atas dua jenis,

yaitu :

3.1.1 Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan untuk penerapan manajemen

bandwidth pada jaringan Dinporabudpar Kabupaten Banyumas adalah :

1. Sistem operasi Windows XP/7/8/10 yang digunakan pada komputer pada

bagian client.

2. Winbox v.2.2.18 merupakan aplikasi yang digunakan untuk remote mikrotik

server berbasis Graphic User Interface (GUI).

3. Wireshark digunakan sebagai Network Analyzer.

4. Traffic Generator digunakan untuk menguji performansi router.

5. VLC Media player digunakan sebagai media pemutar video maupun audio

dalam kebutuhan streaming di jaringan lokal atau internet.

32 15101098

3.1.2 Perangkat Keras (Hardware)

Perangkat keras yang digunakan dalam penerapan metode

managemen bandwidth di Dinporabudpar Kabupaten Banyumas adalah :

1. 1 unit Mikrotik RouterBoard seri RB2011UiAS-2HnD-IN dengan sistem

operasi RouterOS dan licence level 5.

2. 1 PC/Laptop yang digunakan untuk remote perangkat routerboard dan

digunakan sebagai PC server.

3. 3 PC/Laptop yang digunakan pada bagian client.

3.1.3 Spesifikasi Komponen

1. Spesifikasi Server

Sebuah PC dengan spesifikasi minimal :

- Processor Dual Core.

- Memory 2 GB.

- Hard Disk 80 GB.

- Fast Ethernet Card 10/100 MBps.

2. Spesifikasi Client

Sebuah PC/Laptop dengan spesifikasi minimal :

- Processor Intel Pentium 4.

- Memory 512 MB.

- Hard Disk 40 GB.

- Fast Ethernet Card 10/100 MBps.

3.2 Flowchart Proses Pengerjaan

Flowchart untuk proses perancangan Skripsi ini, dapat dilihat seperti pada

Gambar 3.1.

15101098 33

Gambar 3. 1 Flowchart Perancangan dan Implementasi.

34 15101098

Rancangan flowchart pengerjaan manajemen bandwidth dilakukan

dengan beberapa tahapan. Tahap pertama flowchart di awali dengan kata “mulai”

dimana artinya penelitian akan mulai dijalankan, kemudian memasuki tahap

kedua yaitu studi literatur. Studi literatur digunakan untuk menelusuri literatur

yang bersumber dari buku, media online maupun media massa, pakar ataupun

dari hasil penelitian orang lain yang memiliki tujuan untuk menyusun dasar teori

yang digunakan dalam melakukan penelitian. Pada tahap ini juga akan dilakukan

beberapa pengumpulan data, berupa topologi dan skenario jaringan yang akan

digunakan sebagai referensi. Tahap selanjutnya adalah perancangan jaringan,

dimana pada tahap ini dilakukan pembuatan jaringan menggunakan perangkat

mikrotik routerboard, sejumlah client dan teknologi penghubung dalam proses

pentransmisian data.

Tahap ketiga adalah perancangan skenario manajemen bandwidth dengan

PCQ dan HTB yang digunakan pada pembagian jaringan di Dinporabudpar

Kabupaten Banyumas. Tahap keempat adalah penerapan & pengambilan data

menggunakan metode manajemen bandwidth PCQ dan HTB pada jaringan lokal,

dimana pembagian dilakukan pada 3 bagian di Dinporabudpar kabupaten

Banyumas. Apabila terjadi kesalahan atau kegagalan dalam ujicoba penerapan,

maka proses akan kembali lagi ke tahap sebelumnya yaitu penerapan metode

manajemen pada jaringan sampai jaringan dapat terhubung sesuai dengan

ketentuan.

Tahap selanjutnya yaitu pengumpulan data. Pada tahap pengumpulan data

akan dilakukan pengujian skenario dengan menggunakan parameter throughput,

jitter, delay dan packet loss. Apabila data yang dibutuhkan sudah tercapai maka

dilanjutkan dengan tahap analisis hasil dan kesimpulan, Pada tahap ini dilakukan

sebuah analisis berdasarkan hasil simulasi yang berupa grafik parameter dari

variasi penggunaan metode PCQ dan HTB pada jaringan Dinporabudpar

Kabupaten Banyumas. Tahap berikutnya adalah “selesai” dimana penelitian

yang dilakukan sudah mencapai tahap akhir yang hasilnya sudah dapat

digunakan sebagai acuan penelitian yang valid.

3.3 Perancangan Pembentukan Jaringan

3.3.1 Perancangan Topologi Jaringan

Hal yang pertama kali dilakukan adalah membuat topologi

jaringan yang akan dipakai dalam pengumpulan data. Gambaran perancangan

dari sistem yang ada di Dinporabudpar Kabupaten Banyumas dapat dilihat pada

gambar 3.2.

15101098 35

Gambar 3. 2 Topologi Jaringan Dinporabudpar.

Gambar 3.2 merupakan sebuah jaringan lokal pada Dinporabudpar

Kabupaten Banyumas yang dibangun sangat sederhana. Penggunaan bandwidth

di Dinpora seringkali kurang dimanfaatkan secara optimal. Hal ini disebabkan

karena adanya satu atau lebih user yang menggunakan bandwidth secara bebas

seperti melakukan download atau untuk mengakses aplikasi-aplikasi yang

menyita kapasitas bandwidth sehingga sangat diperlukan manajemen bandwidth

dalam aplikasinya.

Mikrotik disini dikelola oleh user untuk menghubungkan koneksi

internet antar masing-masing client dimana nanti client tersebut akan melakukan

proses pertukaran data dengan ketersediaan koneksi internet. Mikrotik yang

digunakan pada perancangan ini adalah Mikrotik RouterBoard seri

RB2011UiAS-2HnD-IN dan router OS mikrotik versi 6.5 dengan licence level

5. Tahap pertama dalam perancangan sistem tersebut adalah mengkonfigurasi

perangkat mikrotik yang bertugas sebagai router yaitu melakukan alokasi

bandwidth dari Internet Service Provider (ISP) untuk digunakan oleh user.

Routing yang digunakan adalah routing statis. Metode manajemen

bandwidth yang digunakan untuk membagi kecepatan jaringan yaitu metode

PCQ dan HTB. Pada Dinporabudpar, perangkat mikrotik terhubung langsung

menuju perangkat komputer maupun laptop.

36 15101098

Tabel 3. 1 Perangkat Penyusun Jaringan

Adapun penjelasan mengenai masing-masing perangkat penyusun

jaringan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Server

Server adalah suatu sistem komputer yang menyediakan berbagai

macam layanan yang digunakan oleh client.

2. Router

Router adalah perangkat yang digunakan untuk menghubungkan

beberapa jaringan (network), baik network yang sama maupun berbeda dari

segi teknologinya.

3. Client

Client adalah suatu komputer yang dapat menggunakan berbagai

macam layanan yang ada pada server.

4. User Datagram Protocol (UDP)

UDP adalah transport layer yang tidak handal (unreliable),

connectionles. Dengan menggunakan UDP, setiap aplikasi socket dapat

mengirimkan paket – paket yang berupa datagram. Istilah datagram

diperuntukkan terhadap paket dengan koneksi yang tidak handal (unreliable

service). Koneksi yang handal selalu memberikan keterangan apabila

pengiriman data gagal, sedangkan koneksi yang tidak handal tidak akan

mengirimkan keterangan meski pengiriman data gagal.

3.3.2 Konfigurasi IP Address

Konfigurasi IP Address untuk masing-masing perangkat pada

jaringan Dinporabudpar Kabupaten Banyumas ditampilkan pada tabel 3.2

berikut :

Kategori Keterangan

Perangkat Jaringan

1 buah Routerboard mikrotik

3 buah PC client

1 buah Server

ISP Telkom (Up to 5 Mbps)

Link Model FastEthernet

Jumlah Server 1 server yaitu server Video Streaming

Protokol UDP

15101098 37

Tabel 3. 2 Konfigurasi IP Addres

Perangkat Interface IP Address

Lokal Public

Mikrotik

Routerboard

fa0/1 10.98.x.x/24 36.78.x.x

fa0/2 192.168.x.x/24

-

fa0/3 -

Server video

streaming fa0/0 10.99.10.5/24 -

PC Client 1 fa0/2 192.168.2.1/24 -

PC Client 2 fa0/3 192.168.2.2/24 -

PC Client 3 fa0/4 192.168.2.3/24 -

3.4 Skenario Implementasi Manajemen Bandwidth

Pada pembuatan skripsi ini, akan dirancang dua buah skenario jaringan

dengan menggunakan metode manajemen bandwidth yang berbeda untuk

mengakses layanan internet. Metode yang digunakan yaitu PCQ dan HTB.

Jaringan ini terdiri dari sebuah mikrotik dan 3 buah client yang terhubung satu

sama lain. Client dapat melakukan akses dengan server dan streaming video

menggunakan protocol UDP yang hanya dapat diakses oleh jaringan lokal. Dari

skenario tersebut akan diketahui perbandingan nilai parameter throughput, delay,

jitter dan packet loss dengan memanfaatkan protokol UDP. Tabel 3. 3 Skenario Pengujian jaringan

Skenario Komunikasi Beban Trafik Metode Parameter

Skenario

1

Client

dengan

Server

Tanpa beban

trafik PCQ

Delay,

Throughput,

Jitter, dan

Packet loss

1 Mbps

3 Mbps

Skenario

2

Client

dengan

Server

Tanpa beban

trafik HTB

Delay,

Throughput,

Jitter, dan

Packet loss

1 Mbps

3 Mbps

38 15101098

3.4.1 Skenario Dengan Metode Per Connection Queue (PCQ).

Pertama-tama metode manajemen bandwidth yang diaplikasikan

adalah dengan PCQ, dimana PCQ menggunakan flow identifiers (destination

address, destination port, source address atau source port) untuk memisahkan

trafik menjadi sub-stream. Metode ini dapat mengoptimalkan QoS dengan

jumlah client yang banyak, dimana hampir semua client memiliki limitasi yang

sama. Setelah dilakukan konfigurasi untuk menghubungkan ISP dengan

perangkat mikrotik. Setelah yakin bahwa koneksi bisa dilakukan, maka langkah

selanjutnya adalah melakukan setting Per connection queue (PCQ) dengan

metode simple queue pada mikrotik melalui aplikasi Winbox. Berikut adalah

perhitungan bandwidth-nya.

Bandwidth dari ISP = 5 Mbps

Jumlah Client = 3 PC

𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ 𝑝𝑒𝑟 𝐶𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡 =𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ 𝐼𝑆𝑃

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐶𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡 (3-1)

=5

3

= 1.6 𝑀𝑏𝑝𝑠

Gambar 3. 3 Alokasi bandwidth PCQ.

Sesuai dengan hasil perhitungan di atas, Jika hanya satu client

yang aktif melakukan download, maka client tersebut akan mendapatkan

maksimum bandwidth sebesar 5 Mbps. Jika dua client melakukan kegiatan

download dalam waktu yg bersamaan maka masing-masing mendapatkan

bandwidth 2,5 Mbps, begitu seterusnya pada tiga client, masing-masing akan

mendapatkan bandwidth sebesar 1,6 Mbps.

15101098 39

3.4.2 Skenario Dengan Metode Hierarchical Token Bucket (HTB).

Pada metode ini, digunakan alokasi bandwidth sebesar 5 Mbps

untuk dibagikan pada masing-masing client dengan bandwidth berbeda-beda

sesuai dengan kebutuhannya masing-masing. Pada parent network

192.168.2.0/24 digunakan 3 child/leaf queue berdasarkan IP address dengan

maksimal bandwidth (max-limit) 5 Mbps dan batas minimum bandwidth (limit-

at) yang berbeda-beda, yaitu :

1. 192.168.2.1 dengan max-limits = 5 Mbps, limit-at = 3 Mbps.

2. 192.168.2.2, dengan max-limit = 5 Mbps, limit–at = 1 Mbps.

3. 192.168.2.3, dengan max-limit = 5 Mbps, limit–at = 1 Mbps.

Untuk upload max-limit ke-tiganya di atur sama yaitu sebesar 300 Kbps.

3.5 Pengambilan Dan Pengolahan Data

3.5.1 Pengambilan Data

Proses pengambilan data pada penelitian ini menggunakan fitur

packet sniffing pada software wireshark. Terdapat dua skenario yang digunakan

dalam pengambilan data ketika client mengakses server.

Tahapan proses pengambilan data pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Ping test

Ping test yang dilakukan penelitian ini adalah untuk memastikan apakah

router terhubung dengan PC Server dan PC Client. Indikator keberhasilan

suatu jaringan dalam melakukan transfer data dapat ditandai dengan suatu

ping test.

a. Ping test di sisi server (PC Server)

Ping test ini dilakukan pada PC Server baik menggunakan metode PCQ

maupun HTB menuju client. Gambar 3.4 dibawah ini menunjukan ping

test dari sisi server dan tabel 3.4 menunjukkan hasil ping test pada sisi

server.

40 15101098

Gambar 3. 4 Ping test di sisi server.

Tabel 3. 4 Hasil ping test di sisi server.

IP Address Deskripsi Status

192.168.2.1 IP Address PC Client 1 Berhasil

192.168.2.2 IP Address PC Client 2 Berhasil

192.168.2.3 IP Address PC Client 3 Berhasil

b. Ping test di sisi client

Ping test ini dilakukan pada PC client baik menggunakan metode PCQ

maupun HTB. Gambar dibawah ini menunjukkan ping test dari sisi client

dan tabel 3.5 menunjukkan hasil ping test pada sisi client.

15101098 41

Gambar 3. 5 Ping test gateway di sisi client.

Gambar 3. 6 Ping test server Video streaming di sisi client 1, 2 dan 3.

Tabel 3.5 Hasil ping test di sisi client.

IP Address Deskripsi Status

192.168.2.254 IP Gateway Mikrotik Berhasil

10.99.10.5 IP Address Server Video

Streaming Berhasil

2. Pembagian bandwidth

Implementasi metode PCQ dan HTB ini menggunakan generator yang

bertujuan untuk mengetahui seberapa besar performansi manajemen

bandwidth terhadap beban trafik yang dihasilkan oleh trafik generator.

Software trafik generator yang digunakan pada implementasi ini adalah

42 15101098

TfGen. Trafik yang dihasilkan oleh TfGen bisa berupa trafik TCP dan UDP

dengan intensitas trafik yang bisa diubah-ubah.

Ada 4 pilihan dalam pemberian beban yang terdapat pada TfGen yaitu

continuous and constant, continuous and random, burst and periodical, burst

and random. Pada implementasi ini dibatasi hanya menghasilkan trafik UDP

saja dengan intensitas trafik bermacam-macam yaitu 0 Mbps (Tanpa beban

trafik), 1 Mbps dan 3 Mbps. Prinsip kerja dari TfGen adalah TfGen server

mengirim trafik UDP keTfGen client sehingga client seperti sedang

melakukan kegiatan download.

a. Per connection queue (PCQ)

Traffic Generator 0 Mbps (Tanpa beban trafik)

Gambar 3. 7 PCQ tanpa beban trafik.

Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa hasil konfigurasi akhir

terdapat 3 client yang melakukan akses streaming menuju server

menggunakan metode PCQ tanpa beban trafik.

Traffic Generator 1 Mbps

Gambar 3. 8 PCQ dengan beban trafik 1 Mbps.

15101098 43

Pada gambar diatas, server di akses oleh 3 client dengan

menggunakan beban trafik sebesar 1 Mbps untuk masing-masing client

yang melakukan akses streaming menuju server menggunakan metode

PCQ.

Traffic Generator 3 Mbps

Gambar 3. 9 PCQ dengan beban trafik 3 Mbps.

Pada gambar 3.9 dapat dilihat, 3 client melakukan akses streaming

menuju server namun kali ini diberikan beban trafik sebesar 3Mbps

untuk masing-masing client.

b. HTB

Traffic Generator 0 Mbps

Gambar 3. 10 HTB tanpa beban trafik

Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa hasil konfigurasi akhir

terdapat 3 client yang melakukan akses streaming menuju server

menggunakan metode HTB tanpa beban trafik.

44 15101098

Traffic Generator 1 Mbps

Gambar 3. 11 HTB dengan beban trafik 1 Mbps.

Pada gambar diatas, server di akses oleh 3 client dengan

menggunakan beban trafik sebesar 1 Mbps untuk masing-masing client

yang melakukan akses streaming menuju server menggunakan metode

HTB.

Traffic Generator 3 Mbps

Gambar 3. 12 HTB dengan beban trafik 3 Mbps.

Pada gambar 3.12 dapat dilihat, 3 client melakukan akses

streaming menuju server namun kali ini diberikan beban trafik sebesar

3Mbps untuk masing-masing client.

15101098 45

3. Streaming Video

a. Streaming di sisi Server

Setelah ping test dan pembagian bandwidth berhasil dijalankan,

langkah selanjutnya adalah melakukan streaming video menggunakan

aplikasi VLC di perangkat server.

Gambar 3. 13 Tampilan awal VLC stream sisi server.

Server berfungsi sebagai sumber streaming video, yang mana nantinya

video tersebut akan di akses oleh beberapa client di dinporabudpar.

Gambar 3. 14 Pemilihan metode streaming.

46 15101098

Gambar 3. 15 Tampilan streaming sisi server.

b. Streaming di sisi Client 1

Setelah streaming di sisi server berhasil dijalankan, selanjutnya adalah

melakukan streaming video menggunakan aplikasi VLC di perangkat

client. Keberhasilan client untuk mengakses data pada server ditandai

dengan berjalannya video streaming secara lancar tanpa kendala. Hal ini

ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 3. 16 Tampilan awal VLC stream sisi client.

15101098 47

Gambar 3. 17 Memasukkan alamat tujuan streaming.

Gambar 3. 18 Tampilan streaming sisi client 1.

48 15101098

c. Streaming di sisi Client 2

Gambar 3. 19 Memasukkan alamat tujuan streaming.

Gambar 3. 20 Tampilan streaming sisi client 2.

15101098 49

d. Streaming di sisi Client 3

Gambar 3. 21 Memasukkan alamat tujuan streaming.

Gambar 3. 22 Tampilan streaming sisi client 3.

50 15101098

3.5.2 Pengolahan Data

Parameter yang diamati untuk mengetahui performansi antara

teknik manajemen bandwidth PCQ dan HTB pada penelitian ini adalah

throughput, delay, jitter dan packet loss. Hasil pengujian pada parameter tersebut

akan dibandingkan dengan standar QoS berdasarkan standar TIPHON TR 101

329 v2.1.1 (1999-06).

1. Throughput

Throughput adalah jumlah total kedatangan paket yang sukses yang

diamati selama interval waktu tertentu. Hal ini menentukan besarnya trafik yang

dapat diperoleh aplikasi saat melewati suatu jaringan. Nilai throughput dapat

dinyatakan dalam persamaan 3-1 berikut :

𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 =𝑈𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 𝐷𝑎𝑡𝑎

𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 [8] (3-2)

2. Delay

Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari

asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media transmisi, dan waktu.

Nilai delay dapat dinyatakan dengan perhitungan sebagai berikut :

𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑅𝑎𝑡𝑎 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐷𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 [8] (3-3)

Standarisasi delay berdasarkan TIPHON seperti yang tercantum pada tabel 2.1.

3. Jitter

Jitter adalah variasi – variasi dalam panjang antrian, dalam waktu

pengolahan data dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket – paket

perjalanan akhir. Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang baik, nilai jitter

harus dijaga seminimum mungkin. Nilai jitter dapat dinyatakan dengan

perhitungan sebagai berikut :

𝐽𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟 𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑅𝑎𝑡𝑎 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠𝑖 𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝐷𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 [8] (3-4)

Standarisasi jitter berdasarkan TIPHON seperti yang tercantum pada tabel 2.2.

4. Packet loss

Packet loss adalah suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi

yang menunjukan jumlah total paket yang hilang diakibatkan collision dan

congestion dalam proses pengiriman data dari sumber ke tujuan. Nilai packet loss

dapat dinyatakan dengan perhitungan sebagai berikut :

𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝐿𝑜𝑠𝑠 = (𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚−𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎)

𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑖𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚 [8] (3-5)

Standarisasi packet loss berdasarkan TIPHON seperti yang tercantum pada tabel

2.3.