analisis perbandingan kinerja class based queue (cbq)...

Analisis Perbandingan Kinerja Class Based Queue (CBQ) dan

Hierarchical Fair Service Curve (HFSC) pada FreeBSD

Tugas Akhir

Diajukan kepada

Fakultas Teknologi Informasi

Untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Oleh :

Ferdi Danilia Tarindje

NIM : 672005205

Program Studi Teknik Informatika

Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Mei 2012

iv

Pernyataan

Tugas akhir yang berikut ini :

Judul : Analisis Perbandingan Kinerja Class Based

Queue (CBQ) dan Hierarchical Fair Service

Curve (HFSC) pada FreeBSD

Pembimbing : 1. Wiwin Sulistyo, S.T., M.Kom.

2. Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs.

Adalah benar hasil karya saya :

Nama : Ferdi Danilia Tarindje

NIM : 672005205

Saya menyatakan tidak mengambil sebagian atau seluruhnya dari hasil karya

orang lain kecuali sebagaimana yang tertulis pada daftar pustaka.

Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya sesuai dengan ketentuan yang

berlaku dalam penulisan karya ilmiah.

Salatiga, 10 Mei 2012

Ferdi Danilia Tarindje

v

Prakata

Syukur kepada Allah Bapa di Sorga dan Tuhan Yesus Kristus atas

penyertaan dan anugerah yang diberikan kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Analisis Perbandingan Kinerja

Class Based Queue (CBQ) dan Hierarchical Fair Service Curve (HFSC)

pada FreeBSD”. Tugas akhir ini diajukan sebagai persyaratan dalam

menyelesaikan Program Studi Strata Satu Teknik Informatika pada Fakultas

Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan tugas akhir

ini tidak terlepas dari kekurangan dan ketidaksempurnaan mengingat

keterbatasan pengetahuan serta pengalaman yang dimiliki, walaupun

demikian dengan berbekal keyakinan dan keinginan untuk memperoleh

sesuatu yang bermanfaat, maka penulis berusaha untuk menyusun tugas

akhir ini dengan sebaik mungkin.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis mendapat bantuan dan

dukungan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada:

1 Bapak Andeka Rocky Tanaamah, SE., M.Cs., selaku Dekan Fakultas

Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana.

2 Bapak Dian W. Chandra, S.Kom., M.Cs., selaku Ketua Program

Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi Universitas

Kristen Satya Wacana dan juga selaku Pembimbing 2.

3 Bapak Wiwin Sulistyo, S.T., M.Kom., selaku Pembimbing 1 yang

senantiasa berkenan meluangkan waktu dan pikiran serta memberikan

pengarahan selama proses penyusunan tugas akhir.

vi

4 Seluruh dosen pengajar yang telah mendidik dan membagikan ilmu

kepada penulis selama menjalani perkuliahan di Fakultas Teknologi

Informasi Universitas Kristen Satya Wacana.

5 Seluruh pegawai tata usaha di Fakultas Teknologi Informasi

Universitas Kristen Satya Wacana yang melayani penulis selama

masa kuliah di Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen

Satya Wacana.

6 Mama dan seluruh keluarga, atas doa dan dukungan yang diberikan

kepada penulis selama proses penyusunan tugas akhir.

7 Istary Amysha Badilo, atas doa dan semangat yang diberikan kepada

penulis selama proses penyusunan tugas akhir.

8 Teman-teman kos 777 dan IKMAPPOS, atas bantuan yang diberikan

kepada penulis selama proses penyusunan tugas akhir.

9 Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu sehingga

penyusunan tugas akhir ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan, namun penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat

memberikan manfaat kepada para pembaca. Terima kasih, Tuhan

memberkati.

Salatiga, Mei 2012

Penulis

vii

Daftar Isi

Halaman Judul………………………………………….….…………..…..i

Halaman Persetujuan Ujian Skripsi…………………….……………..…...ii

Halaman Publikasi...…………………………………….…….……..…….iii

Halaman Pernyataan…………………………………….…….……..…….iv

Prakata…………………………………………………….….……..……..v

Daftar Isi……………………………………………………….……..…...vii

Daftar Tabel……………………………………………………….…...…..x

Daftar Gambar………………………………………………………....…..xi

Daftar Kode Program………………………………………………….…..xii

Daftar Lampiran……………………………………………......…….……xiii

Arti Singkatan…………………………………………………..…....……xiv

Abstract……………………………………………………………......…..xvi

Bab 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang…………………………………………....……1

1.2 Rumusan Masalah………………………………...……………2

1.3 Tujuan dan Manfaat……………………………...…………….2

1.4 Batasan Masalah………………………………...………….….3

1.5 Sistematika Penulisan…………………………...…….……….3

Bab 2 Tinjauan Pustaka

2.1 Penelitian Terdahulu…………………………....……….……..5

2.2 Quality of Service (QoS)………………………………………6

2.2.1 Bandwidth…………………………....………………6

2.2.2 Delay………………………………………………...7

2.2.3 Jitter……………………………………….…………9

2.2.4 Packet Loss………………………………………….10

2.3 Teknik-teknik QoS……………………………...…………….11

viii

2.3.1 Class Based Queue (CBQ)…………………………13

2.3.2 Hierarchical Fair Service Curve (HFSC)………….15

Bab 3 Metode dan Perancangan

3.1 Metode Top Down……………………………………………17

3.1.1 Definisi Tujuan……………………………………..19

3.1.2 Analisis Kebutuhan dan Studi Kelayakan…....…….19

3.1.3 Analisis Situasi dan Perencanaan…………..………20

3.1.4 Perancangan………………………………...………20

3.1.5 Implementasi……………………….……...………..20

3.1.6 Evaluasi……………………………….…...………..21

3.1.7 Pemeliharaan…………………….………...………..21

3.2 Perencanaan……………………………….………...………..21

3.2.1 Perencanaan Hardware………….………….………21

3.2.2 Perencanaan Software………….…………….……..22

3.3 Perancangan…………………………….…………………….25

3.3.1 Perancangan Topologi Jaringan Simulasi…...….…..25

3.3.2 Perancangan Tahapan Implementasi CBQ

pada Router FreeBSD…..………………..…………27

3.3.3 Perancangan Tahapan Implementasi HFSC

pada Router FreeBSD……………..……..…………28

3.3.4 Perancangan Hirarki Link Sharing pada CBQ….….30

3.3.5 Perancangan Hirarki Link Sharing pada HFSC….…31

3.3.6 Skenario Pengujian………………………………….32

Bab 4 Hasil dan Pembahasan

4.1 Implementasi………………………………………………….33

4.1.1 Konfigurasi Kernel………………………………….33

4.1.2 Konfigurasi Routing……………………...…………34

4.1.3 Konfigurasi Interface……………………………….34

ix

4.1.4 Konfigurasi CBQ dan HFSC pada PF……………..35

4.2 Hasil Pengukuran…………………………………….……….38

4.2.1 Hasil Pengukuran dengan Skenario 1

(Kondisi Tanpa Beban)……………………..………38


(PC1/PC2 Streaming)…………..……….…………..42


(PC1/PC2 Transfer File)…………..……….……….46


(PC1 Streaming / PC2 Transfer File)………...…….48

4.2.5 Hasil Pengukuran untuk Delay.................................42

4.2.6 Hasil Pengukuran untuk Jitter...................................43

4.2.7 Hasil Pengukuran untuk Packet Loss........................43

4.3 Pembahasan…………………………………………...……...44

4.3.1 Skenario 1 (Kondisi Tanpa Beban)………..……….44

4.3.2 Skenario 2 (PC1/PC2 Streaming)…………....……..45

4.3.3 Skenario 3 (PC1/PC2 Transfer File)……………….46

4.3.4 Skenario 4 (PC1 Streaming / PC2 Transfer File)..…46

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan……………………………………………………49

5.2 Saran…………………………………………………………..50

Daftar Pustaka…………………………………………………………….51

Daftar Lampiran…………………………………………………………..55

Lampiran 1. Konfigurasi VLC Media Player……………………………..55

Lampiran 2. Konfigurasi FTP……………………………………………..61

Lampiran 3. Konfigurasi iperf………………………………….………….71

Lampiran 4. Konfigurasi ping………………….……………….…………72

Lampiran 5. Data Hasil Pengukuran…………….……………..………….73

x

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Tabel Kategori Nilai Delay............................................................9

Tabel 2.2 Tabel Kategori Nilai Jitter.............................................................9

Tabel 2.3 Tabel Kategori Nilai Packet Loss..................................................11

xi

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Delay Antara Dua Host……………………………..…………8

Gambar 2.2 Variasi Delay…………………………………….……………10

Gambar 2.3 Empat Langkah Utama untuk Mengimplementasikan QoS…..11

Gambar 2.4 Contoh Link Sharing pada CBQ……………………...………13

Gambar 2.5 Metode Antrian CBQ…………………………………………14

Gambar 3.1 Tahap-tahap Pembangunan dan Pengembangan

Jaringan Komputer………………......………………………..18

Gambar 3.2 Topologi Jaringan yang Digunakan untuk Simulasi……..…...26

Gambar 3.3 Tahapan Implementasi CBQ pada Router FreeBSD…………27

Gambar 3.4 Tahapan Implementasi HFSC pada Router FreeBSD………..29

Gambar 3.5 Hirarki Link Sharing Menggunakan CBQ………………..….30

Gambar 3.6 Hirarki Link Sharing Menggunakan HFSC……………..…...31

Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengukuran dengan Skenario 1...........................39




Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengukuran Delay Secara Keseluruhan...............42

Gambar 4.6 Grafik Hasil Pengukuran Jitter Secara Keseluruhan................43

Gambar 4.7 Grafik Hasil Pengukuran Packet Loss Secara Keseluruhan.....44

xii

Daftar Kode Program

Kode Program 4.1 Script pada file GENERIC…………………………….33

Kode Program 4.2 Script pada file sysctl.conf……………………………..34

Kode Program 4.3 Script pada file mrouted.conf………………………….34

Kode Program 4.4 Script pada file rc.conf………………………………...34

Kode Program 4.5 Script pada file pf.conf Menggunakan CBQ……….….35

Kode Program 4.6 Script pada file pf.conf Menggunakan HFSC…………36

Kode Program 4.7 Output pfctl –s all untuk ALTQ_CBQ….…………….37

Kode Program 4.8 Output pfctl –s all untuk ALTQ_HFSC………………38

xiii

Daftar Lampiran

Lampiran 1 Konfigurasi VLC Media Player……………………..……….61

Lampiran 2 Konfigurasi FTP……….……………………………...…..….67

Lampiran 3 Konfigurasi iperf…………………………………….…..……77

Lampiran 4 Konfigurasi ping………………………………………...……78

Lampiran 5 Data Hasil Pengukuran……………………………………….79

xiv

Arti Singkatan

ALTQ : Alternate Queue

CBQ : Class Based Queue

CPU : Central Processing Unit

DDR : Double Data Rate

FIFO : First In First Out

FTP : File Transfer Protocol

GB : Giga Bytes

GHz : Giga Hertz

HFSC : Hierarchical Fair Service Curve

HTB : Hierarchical Token Bucket

HDD : Hard Disk Drive

IP : Internet Protocol

IPv4 : Internet Protocol version 4

LAN : Local Area Network

Mb : Mega bits

MB : Mega Bytes

ms : milli second

OWD : One-way Delay

PC : Personal Computer

PF : Packet Filtering

Priq : Priority queue

QoS : Quality of Service

RAM : Random Access Memory

RED : Random Early Detection

RJ45 : Registered Jack

xv

RTT : Round-Trip Time

SSH : Secure Shell

TCP : Transmission Control Protocol

TCP/IP : Transmission Control Protocol / Internet Protocol

UDP : User Datagram Protocol

UTP : Unshielded Twisted Pair

xvi

Abstract

Package treatment in a router basically does not have any priority in

supporting multimedia applications such as voice, video and audio which are

sensitive to delay, jitter and packet loss. In order to support multimedia

applications, QoS has to be implemented on router. This research was aimed

to analyse and to compare two QoS techniques, ie. CBQ and HFSC on

FreeBSD. Investigation was arranged in four scenarios: no load condition,

streaming network, data network, and mixed streaming-data network. Three

experiments were carried out for each scenario with 30 samples respectively.

The first result shows that average delay of CBQ was lower than HFSC,

average jitter of CBQ was higher than HFSC, and there were no packet

losses of both CBQ and HFSC. The second result shows that average delay

and jitter of CBQ were lower than HFSC, except average packet loss of CBQ

was higher than HFSC. The third result shows average delay of CBQ was

lower than HFSC. The last scenario result shows average delay and packet

loss of CBQ were higher than HFSC, except average jitter of CBQ was lower

than HFSC.

Keywords : QoS techniques, CBQ, HFSC, delay, jitter, packet loss.

xvii

Abstrak

Perlakuan paket di router pada dasarnya tidak memiliki prioritas

untuk mendukung aplikasi-aplikasi multimedia seperti suara, video dan audio

yang sensitif terhadap delay, jitter dan packet loss. Agar bisa mendukung

penggunaan aplikasi-aplikasi multimedia, pada router perlu diterapkan QoS.

Tujuan penelitian ini adalah membandingkan kinerja dua teknik QoS yaitu

CBQ dan HFSC pada FreeBSD. Pengujian dilakukan dengan menggunakan

empat skenario: kondisi tanpa beban, kondisi streaming, kondisi transfer

data, kondisi campuran streaming dan transfer data. Pada setiap skenario

dilakukan 3 kali percobaan dengan masing-masing 30 sampel. Hasil untuk

skenario pertama delay rata-rata CBQ lebih rendah dibandingkan HFSC,

jitter CBQ lebih tinggi dibandingkan HFSC, dan tidak ada packet loss untuk

CBQ dan HFSC. Untuk skenario kedua, delay dan jitter rata-rata CBQ lebih

rendah dibandingkan HFSC, kecuali untuk packet loss rata-rata CBQ lebih

tinggi dibandingkan HFSC. Untuk skenario ketiga, delay rata-rata CBQ lebih

rendah dibandingkan HFSC. Untuk skenario terakhir, delay dan packet loss

rata-rata CBQ lebih tinggi dibandingkan HFSC, kecuali untuk jitter rata-rata

CBQ lebih rendah dibandingkan HFSC.

Kata kunci : teknik QoS, CBQ, HFSC, delay, jitter, packet loss.

analisis perbandingan kinerja class based queue (cbq)...

Documents