2 bab iii - repository.ittelkom-pwt.ac.id
Post on 16-Oct-2021
8 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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.
top related