analisis dan perancangan load balancing dengan...

ANALISIS DAN PERANCANGAN LOAD BALANCING DENGAN METODE

ECMP MENGGABUNGKAN MODEM ADSL DAN USB PADA KANTOR

PENGOLAHAN DATA ELEKTRONIK, ARSIP, DAN DOKUMENTASI

DAERAH KABUPATEN LOMBOK TENGAH

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Habib Burhanuddin Yusuf

12.11.5899

kepada

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AMIKOM YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2016

NASKAH PUBLIKASI





disusun oleh

Habib Burhanuddin Yusuf

12.11.5899

Dosen Pembimbing

Sudarmawan, MT

NIK. 190302035

Tanggal, 23 April 2016

Ketua Jurusan

Teknik Informatika

Sudarmawan, MT

NIK. 190302035

1





Habib Burhanuddin Yusuf1), Sudarmawan2),

1, 2) Teknik Informatika STMIK Amikom Yogyakarta

Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 Email: [email protected]), [email protected])

Abstract - Nowadays internet connection is not a

special thing in office affairs. Local Electrical Data

Processor, Archives, and Documentation Office of

the district of Central Lombok is an office which

extremely needs an internet connection in daily

works. However, it's vital role could be a big

problem when it is getting troubled. It's current

internet network feels unreliable, because it

suffered lost connection oftentimes.

In this research, Researcher identified problem

which is suffered by object of research, and then try

to offer the alternative choice of way out about the

problem. By using Network Development Life Cycle

(NDLC) network system development with

supporting datum form field collection. Also load

balancing feature with Equal Cost Multi Path

(ECMP) method.

The answer which is produced was a prototype

from simulation which held by Researcher in order

to display an image for Local Electrical Data

Processor, Archives, and Documentation Office of

the district of Central Lombok Office to develop the

network system for the future. And the other one,

Researcher also gives some points of conclusion

and advice with the network system for the direct

implementation so the object can get better

capability and performance.

Keywords: capability and performance, internet, lost

connection, NDLC, ECMP, prototype, simulation,

conclusion, and advice

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Ketersediaan internet kini sudah menjadi menu

pokok bagi penggelut bisnis mau pun bidang

kemasyarakatan, salah satunya adalah Kantor

Pengolahan Data Elektronik, Arsip, dan

Dokumentasi Deareah Kabupaten Lombok Tengah

ini. Perannya sudah masuk dalam kebutuhan primer

dari kantor teresebut. Sayang, jaringan internet yang

sekarang ini terasa kurang andal, karena kerap

mengalami lost connection pada jaringannya. Hal ini

cukup mengganggu dan dapat menurunkan kinerja

dari objek.

Idealnya, kantor masa kini memiliki jaringan

internet yang andal dan dapat menjalankan perannya

secara berkesinambungan. Dan dalam kasus seperti

ini, ada beberapa cara yang dapat diterapkan.

Pertama adalah dengan mengganti Internet Service

Provider (ISP) yang ada saat ini dengan yang lebih

andal, atau mengimplementasikan fitur load

balancing dari beberapa ISP.

Jika berkaca peada penelitian yang dilakukan

oleh Saudara Dwi Hermanto (2015) menyimpulkan

bahwa kinerja dari load balance sangat membantu

dalam dua penyempurnaan suatu koneksi yang lebih

stabil. Dikarenakan fungsi dari load balance itu

sendiri digunakan untuk membagi beban (load) ke

dalam beberapa jalur (link). Sehingga, Penulis

memutuskan untuk menawarkan solusi berupa

pemergeran dua ISP telekomunikasi seluler dengan

satu ISP yang memang fokus pada penyediaan jasa

internet dengan cara load balncing menggunakan

metode Equal Cost Multipath (ECMP) untuk

menyelesaikan permasalahan di atas.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang tersebut di

atas, dapat diidentifikasi permasalahan sebagai

berikut:

1. Bagaimana cara yang tepat agar

mendapatkan koneksi internet yang lebih

stabil.

2. Bagaimana fitur load balancing dengan

metode ECMP dapat menyelesaikan masalah

pada koneksi jaringan yang tidak stabil.

1.3 Manfaat dan Tujuan Penelitian

Dengan dikerjakannya penelitian ini, Penulis

tentu memiliki tujuan yang hendak dicapai baik bagi

pihak terkait maupun Penulis sendiri. Tujuannya

adalah sebagai berikut:

2

1. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan

gelar Sarjana S1 pada jurusan Teknik

Informatika di STMIK Amikom Yogyakarta.

2. Mengatasi masalah jaringan pada Kantor

Pengolahan Data Elektronik, Arsip, dan

Dokumentasi Daerah Kabupaten Lombok

Tengah.

3. Mengimplementasikan ilmu yang dimiliki

oleh penulis sejak melakukan proses belajar

di STMIK Amikom Yogyakarta.

4. Merancang dan menganalisis penggunaan

meotde ECMP pada load balancing.

5. Dapat mengidentifikasi permasalah jaringan

komputer di lapangan serta menyediakan

solusinya.

2. Landasan Teori

2.1 Tinjauan Pustaka

Menurut Teguh, melakukan penelitian tentang

laod balancing yang diterapkan di SMK

Muhammadiyah 07 Randudongkal dengan

membandingkan Metode Nth dan PCC.

Metodologi yang digunakan olehnya adalah

metode observasi dan pengujian. Hasil dari

penelitan tersebut disimpulkan bahwa load

balancing bukan akumulasi dari dua jaringan (1 +

1 = 2), tetapi mengacu pada pembagian beban

koneksi. Selain itu ia juga menyimpulkan bahwa

metode PCC lebih unggul disbanding dengan

metode Nth. [1]

Menurut Dwi, melakukan penelitian

mengenai fitur MetaRouter yang dilakukan pada

Jaringan Global Media Solusindo yang meliputi

load balancing, manajemen QoS, dan traffic

monitoring. Dalam penilitiannya, metodologi yang

digunakan adalah PPDIOO (Prepare, Literature,

Plan, Design, Implementation, Operate,

Optimize). Akhirnya, Ia menyimpulkan bahwa

kinerja dari load balance sangat membantu dalam

penyempurnaan suatu koneksi yang lebih stabil.

Dikarenakan fungsi dari load balance itu sendiri

digunakan untuk membagi beban (load) ke dalam

beberapa jalur (link). [2]

Dan Nurul, melakukan penelitian dengan

judul Implementasi Load Balancing dan Failover

Menggunakan Mikrotik RouterOS Berdasarkan

Multihomed Gateway Pada Warung Internet

”Diga”. Di penelitian ini, poin utama yang dibahas

adalah load balancing dan failover dalam

multihomed gateway. Kemudian, Ia juga

menggunakan dua ISP lalu memisahkan jalur dari

kedua ISP teresbut untuk kebutuhan internet dan

game online berdasarkan jaringan nasional dan

internasional dengan pengaturan IP statis.

Berdasarkan hal yang tersebut di atas, Ia

menyimpulkan bahwa hipotesisnya tentang kinerja

dari multihomed gateway pada teknik load

balancing dan failover dapat dilakukan oleh

routerOS v2.9 dari Mikrotik. Selain itu, dari hasil

pengujian yang sudah Ia lakukan, membuktikan

bawha gateway dari kedua ISP yang dipakai dapat

dipisahkan berdasarkan kebutuhan bandwidth

lokal mau pun internasional. [3]

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Jaringan Komputer

Tiga abad sebelum sekarang, msaing-masing

ditandai dengan dominasi yang berbeda. Abad ke-18

didominasi oleh perkembangan sistem mekanik yang

mengiringi revolusi industry. Abad ke-19 merupakan

zaman mesin uap. Abad ke-20, teknologi radio,

televisi, dan komputer memegang peran untuk

pengumpulan, pengolaan, dan media distribusi

informasi. Abad ke-20 ini, di mana teknologi

pengembangan sistem dan teknologi yang digunakan,

penyebaran informasi melalui media internet,

peluncuran satelit-satelit komunikasi dan perangkat

komunikasi wireless/seluler, menandai awal abad

millennium. [4]

2.2.2 Load Balance

Proses load balancing sebenarnya merupakan

proses fleksibel yang dapat diciptakan dengan

berbagai cara dan metode. Proses ini tidak dapat

dilakukan oleh sebuah perangkat tertentu atau sebuah

software khusus saja. Cukup banyak cara dan pilihan

untuk mendapatkan jaringan yang dilengkapi dengan

sistem load balancing. Cara kerja dan prosesnya pun

berbeda-beda satu dengan yang lainnya. Namun, cara

yang paling umum dan banyak digunakan adalah

dengan mengandalkan konsep virtual server atau

virtual IP. [5]

2.2.3 Internet Service Provider (ISP)

Internet Service Provider (ISP) adalah

perusahaan atau badan penyedia jasa layanan internet

kepada pelanggan baik pelanggan yang sifatnya

individu mau pun ke pelanggan yang sifatnya

korporat. ISP awalnya diidentikkan dengan

perusahaan jasa telekomunikasi, karena dulu ISP

menawarkan produknya melalui jaringan telepon.

Seperti salah satunya adalah Telkomnet Instant dari

Telkom. Sekarang, dengan perkembangan teknologi,

ISP berkembang tidak hanya menggunakan jaringan

telepon tapi juga menggunakan teknologi radio atau

wireless. About.com memberikan pengertian

Internet Service Provider adalah perusahaan

3

penyuplai ke pengguna rumahan atau bisnis, mulai

dari dial-up modem tradisional sampai dedicated

T1/T3. [6]

2.2.4 MikroTik

MikroTikls [dengan trade name MikroTik®]

didirikan tahun 1995 bertujuan mengembangkan

sistem ISP dengan wireless. MikroTikls saat ini telah

mendukung sistem ISP dengan wireless untuk jalur

data internet di banyak negara, antara lain Iraq,

Kosovo, Sri Lanka, Ghana dan banyak negara

lainnya.

Pengalaman dalam melakukan instalasi di

Latvia menempa kami dengan kondisi serupa di

negara-negara pecahan Uni Soviet dan negara

berkembang lainnya. Berbagai pengembangan telah

dilakukan hingga saat ini tersedia perangkat lunak

sistem operasi router versi 2 yang menjamin

kestabilan, kontrol, dan fleksibilitas pada berbagai

media antar muka dan sistem routing dengan

menggunakan komputer standart sebagai hardware.

Perangkat lunak ini mendukung berbagai aplikasi

ISP, mulai dari RADIUS modem pool, hingga sirkuit

backbone dengan DS3. [7]

2.2.5 Network Development Life Cycle (NDLC) [8]

a. Analysis: Tahap awal ini dilakukan analisa

kebutuhan, analisa permasalahan yang

muncul, analisa kebutuhan user, dan analisa

topologi jaringan yang sudah ada saat ini.

Metode yang biasa digunakan pada tahap ini

di antaranya; (1) wawancara; (2) survei

langsung; (3) membaca blueprint; (4)

menelaah tiap data.

b. Design: dari data-data yang didapatkan

sebelumnya, tahap ini akan membuat

gambar desain topologi jaringan

interkoneksi yang akan dibangun.

Diharapkan dengan gambar ini akan

memberikan gambaran seutuhnya dari

kebutuhan yang ada. Design bisa berupa

desain struktur topologi, desain akses data,

desain tata layout pengabelan, dan

sebagainya yang akan memberikan

gambaran jelas tentang project yang akan

dibangun.

c. Simulation Prototype: beberapa networker

akan membuat dalam bentuk simulasi

dengan bantuan tools khusus di bidang

network seperti BOSON, PACKET

TRACERT, NETSIM, dan sebagainya. Hal

ini dimaksudkan untuk melihat kinerja

awal dari network yang akan dibangun dan

sebagai bahan presentasi dan sharing

dengan team lainnya.

d. Implementation: pada tahapan ini akan

memakan waktu lebih lama dari tahapan

sebelumnya. Dalam implementasi

networker akan menerapkan semua yang

telah direncanakan dan didesain

sebelumnya. Implementasi merupakan

tahapan yang sangat menentukan dari

berhasil atau tidaknya suatu project yang

akan dibangun dan di tahap inilah team

work akan diuji di lapangan untuk

menyelesaikan masalah teknis mau pun

non teknis.

e. Monitoring: setelah implementasi tahapan

monitoring merupakan tahapan yang

penting, agar jaringan komputer dan

komunikasi dapat berjalan sesuai dengan

keinginan dan tujuan awal dari user pada

tahap awal analisis, maka perlu dilakukan

kegiatan monitoring.

f. Management, di manajemen atau

pengaturan, salah satu yang menjadi

perhatian khusus adalah masalah policy,

kebijakan yang perlu dibuat untuk

membuat/mengatur agar sistem yang telah

dibangun dan berjalan dengan baik dapat

berlangsung lama dan unsur reliability

terjaga.

3. Analisis

3.1 Desain Topologi Jaringan

Penulis memilih untuk menggunakan perangkat

dari Mikrotik dengan pertimbangan aspek jangka

panjang. Dimana, Mikrotik sendiri memliki

distributor resmi di Indonesia yang berpusat di Kota

Yogyakarta. Sehingga apabila terjadi kerusakan,

objek dapat mengklaim garansi dalam rentan waktu

yang cukup singkat. Selain itu, Mikrotik juga

memiliki sebuah aplikasi remote access dengan

antarmuka pengguna yang sangat user friendly

bernama Winbox. Sehingga saat administrator

jaringa hendak melakukan penyesuaian, dapat

dilakukan dengan cara yang sangat mudah dan

sederhana.

4

Gambar 1. Perancangan Topologi Jaringan

4. Pembahasan

4.1 Simulasi Prototyping

a. Melakukan remote access dengan Winbox

Tahap pertama yang harus dilakukan adalah

melakukan remote access pada Mikrotik

RB951Ui-2nD yang akan digunakan sebagai

load balancer dengan menggunakan aplikasi

bernama WinBox.

b. Pengaturan Modem USB

Lalu masuk ke jendela interface, dan setting

dua modem USB dengan tipe “PPP Client”.

Gambar 2. PPP Client setting

c. Pengaturan NAT

Langkah ini dilakukan untuk memberikan

izin akses kepada koneksi jaringan yang sudah

terdaftar. Untuk melakukannya, buka IP >

Firewall.

Gambar 3. NAT rules

Namun jika pada jendela firewall masih

kosong atau kurang dari yang seharusnya, maka

harus dilakukan pengaturan manual. Dengan

cara menekan tombol plus berwarna biru,

kemudian pada kolom “Chain” diisi dengan

“srcnat”. Setelah itu memilih interface

luarannya. Jangan lupa untuk membuka tab

“Action” dan memilih “masquerade”.

d. Pengaturan ECMP

Setelah semua pengaturan standar koneksi ke

internet selesai, selanjutnya sudah bisa dimulai

pengaturan untuk load balance ECMP.

Tambahkan rule default gateway pada dst-

address yakni 0.0.0.0 dan gateway dari ISP

utama beserta dua ISP pembantu.

Karena sistem memiliki koneksi jaringan

internet yang berbeda kecepatan bandwidth,

buatlah perbandingan untuk membagi beban

jaringan. Pada kasus ini, kecepatan ISP utama

adalah 8,14 Mbps, kecepatan ISP pembantu 1

dan ISP pembantu 2 adalah 1,43 Mbps dan 2,24

Mbps. Sehingga didapatkan perbandingan 1:2:8.

Gambar 4. Pengaturan ECMP

e. Pengaturan IP mangle dan route

Dengan tersedianya lebih dari satu gateway,

terkadang membuat permasalahan baru pada

router, yakni paket respon untuk request yang

diterima dari interface WAN 1, bisa saja dikirim

melalui interface WAN 2. Untuk menghindari

hal tersebut, perlu dibuat aturan routing agar

koneksi outgoing pada router tetap melalui

interface yang sama dengan interface trafik

incoming-nya berasal. Untuk itu, masuklah ke

jendela “Terminal”, dan memasukkan kode

berikut.

/ip firewall mangle

add chain=input in-interface=isp-main

action=mark-connection new-connection-

mark=isp-main_conn

add chain=input in-interface=isp-backup1


mark=isp-backup1_conn

add chain=input in-interface=isp-backup2


mark=isp-backup2_conn

add chain=output connection-mark=isp-

main_conn action=mark-routing new-routing-

mark=ke_isp-main

5


backup1_conn action=mark-routing new-

routing-mark=ke_isp-backup1


backup2_conn action=mark-routing new-

routing-mark=ke_isp-backup2

/ip route

add dst-address=0.0.0.0/0

gateway=192.168.1.88 routing-mark=ke_isp-

main



backup1



backup2

4.2 Pengujian Sistem

a. Pengujian terhadap latency

Pada pengujian pertama, Penulis me-

monitoring sistem jaringan yang ada dengan

mengirimkan package data ke google.com

melalui command prompt (cmd). Pada tahap ini

penulis melakukan perbandingan respon paket

(latency) dari sistem jaringan sebelum

diterapkan load balance dengan sistem jaringan

yang sudah diterapkan load balance. Dan

berikut hasilnya.

Tabel 1. Tabel perbandingan latency

b. Pengujian fungsional load balancing

Pada tahap ini, Penulis melakaukan

pemantauan traffic internet pada tiap ISP yang

digunakan dengan hasil sebagai berikut.

Tabel 2. Tabel penyebaran data

c. Penguijan reliability dari load balancing

Pada pengujian terakhir ini, akan diuji

reliability dari sistem load balancing. Dimana,

pengujian merupakan simulasi terjadinya down

pada ISP utama. Hal tersebut dilakan dengan

mengirim package data sebanyak 30 paket pada

situs google.com, kemudian setelah 15 paket

pertama terkirim lalu koneksi dari/ke ISP utama

diputus pada paket ke 16 sampai paket ke 30.

Setelah itu barulah diamati keandalan dari

jaringan ini.

Gambar 6 Hasil uji keandalan jaringan

4.3 Pembahasan Pengujian

a. Pembahasan latency

Pada pembahasan latency, bisa dilihat dari

tabel perbandingan (Tabel 1) bahwa sistem

jaringan mengalami peningkatan antara sistem

yang belum dengan yang sudah diterapkan load

balance. Dilihat dari estimasi waktu pengiriman

paket, semua aspek mengalami peningkatan

mulai dari waktu minimum yang naik 256%, dan

waktu maksimum yang naik 520%. Hal ini

disebabkan karena Equal Cost Multi-Path

(ECMP) merupakan persistent per-connection

load balancing yang berarti melakukan

pembagian beban secara terus-menerus per

koneksi secara merata. Namun jika mengacu

pada International Telecommunication Union

(ITU) kemudian melihat rata-rata latency yang

masih berkisar pada 0 - 150 ms dan package loss

yang masuk berkisar 0 - 3% keduanya masih

masuk dalam kategori baik (dari tiga kategori -

Baik, cukup, dan buruk-).

b. Pembahasan fungsional load balancing

Tabel 2 menunjukkan bahwa penyebaran

data pada masing-masing ISP tidak merata.

Bahkan pada kasus yang terjadi di atas, beban

jaringan terbesar justru berada pada jalur ISP

cadangan 1. Hal tersebut memang merupakan

fungsionalitas dari ECMP dimana pembagian

beban jaringan dilakukan secara merata (equal

cost) berdasarkan perbandingan kecepatan pada

tiap jaringan. Dengan begitu jika salah satu jalur

milik ISP down atau terputus, check-gateway

akan men-knock down jalur tersebut dan

menggunakan jalur ISP lain yang masih aktif,

sehingga bisa mendapatkan efek failover.

6

c. Pembahasan reliability dan waktu

recovery sistem load balancing

Menurut data yang ditampilkan pada gambar

4.11 menunjukkan bahwa proses pengiriman 30

paket data berhasil terkirim sebanyak 29 paket

dengan persentase kehilangan paket 3%.

Hal yang tersebut di atas juga dapat dijadikan

sebagai landasan dalam mengukur waktu

recovery sistem jaringan ini. Bsa dilihat bahwa

sistem kehilangan satu paket data dari 30 paket

data yang dikirimkan. Penulis kemudian

mencoba pengujian serupa berulang-ulang agar

mendapatkan data yang konkret, dan mendapati

sistem mengalami kehilangan terkecil yakni satu

paket dan terbesar sebanyak empat paket. Jika

dalam sekali sesi request timed out secara

default adalah 4.000 milidetik atau sama dengan

empat detik, maka dalam sekali me-recovery

sistem dibutuhkan waktu 4 – 16 detik.

5. Penutup

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pemabahasan

yang disajikan pada BAB IV, Penulis dapat

menyimpulkan penelitian mengenai load balancing

dengan metode ECMP ini sebagai berikut:

1. Load balancing dengan metode ECMP tidak

mengakumulasi bandwidth tapi membagi

beban jaringan menjadi sama rata

berdasarkan perbandingan kecepatan tiap

ISP.

2. Dengan dibaginya beban secara merata tiap

jalur membuat performa jaringan secara

keseluruhan dapat turun, namun masih

dapat ditoleransi jika menggunakan

layanan dari provider-provider yang baik.

3. Load balancing ECMP merupakan

persistent per-connection, dengan begitu

jika salah satu jalur milik ISP down, check-

gateway akan memutuskan jalur tersebut

dan menggunakan jalur ISP lain yang

masih aktif.

4. ECMP memiliki tingkat keandalan

jaringan yang tinggi jika melihat dari

tingkat kehilangan data saat melakukan

efek failover. Tapi tidak pada kondisi yang

ekstrem.

5.2 Saran

Merunut dari hasil penelitian dan beberapa poin

kesimpulan yang tersebut di atas, ada beberapa saran

dalam pengimplementasian penelitian ini.

1. Jika akan menggunakan load balancing

dengan metode ECMP disarankan untuk

menggunakan open DNS.

2. ISP pembantu disarankan yang cukup baik

agar tidak terpaut sangat jauh pada ISP utama

3. Pastikan modem yang dipakai sudah

mendukung produk MikroTik.

4. Untuk implementasi di lapangan, disarankan

untuk menggunakan produk dengan seri

RB951Ui-2HnD.

Daftar Pustaka

[1] Prayitno, Teguh. 2015. Analisis Perancangan

Load Balancing 3 ISP Dengan Kombinasi

Modem ADSL dan USB Di SMK

Muhammadiyah 07 Randudongkal. Yogyakarta:

STMIK Amikom Yogyakarta.

[2] Hermanto, Dwi. 2015. Analisis dan Implementasi

Fitur MetaRouter Mikrotik Untuk Load Balance

dan QOS Menggunakan Mikrotik RB751U-

2HND Pada Jaringan Global Media Solusindo.

Yogyakarta: STMIK Amikom Yogyakarta.

[3] Zamzami, Nurul Fadilah. 2012. Implementasi

Load Balancing dan Failover Menggunakan

Mikrotik RouterOS Berdasarkan Multihomed

Gateway Pada Warung Internet ”Diga”.

Bandung: Politeknik Telkom.

[4] Syafrizal, Melwin. 2008. Pengatar Jaringan

Komputer. Yogyakarta: ANDI.

[5] Andestoni, M., dkk. 2010. Makalah Load

Balancing. Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga.

[6] _______. 2011. Pengertian ISP – Internet Service

Provider. Situs: jaringankomputer.org.

[7] _______. Tentang Mikrotik. Situs: mikrotik.co.id.

[8] Stiawan, Deris. Fundamental: Internetworking

Development & Design Life Cycle. Palembang:

Universitas Sriwijaya.

Habib Burhanuddin Yusuf, memeroleh gelar

Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik

Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus

tahun 2016.

Sudarmawan, memeroleh gelar Sarjana Teknik (S.T),

Jurusan Teknik Elektro Universitas Gajah Mada

Yogyakarta, lulus tahun 1998. Memperoleh gelar Magister

Teknik (M.T) Program Pasca Sarjana Magister Teknik

Elektro Fakultas Teknik Elektro Universitas Gajah Mada

Yogyakarta, lulus tahun 2006. Saat ini menjadi Dosen di

STMIK AMIKOM Yogyakarta.

analisis dan perancangan load balancing dengan...

Documents