analisis throughput pada kinerja load balancing jaringan...

19
6 1. Pendahuluan Dewasa ini manusia sangat bergantung pada kebutuhan akses informasi internet secara mudah, cepat dan praktis. Peralatan elektronik yang mendukung teknologi wireless merupakan pilihan banyak orang sebagai koneksi internet. Hal tersebut dikarenakan wireless memberikan kemudahan dan fleksibilitas yang tinggi. Teknologi wireless dapat diimplementasikan di berbagai tempat yang tidak mungkin dapat dicapai jaringan kabel, sehingga teknologi ini efektif dan populer untuk perangkat layaknya notebook, smartphone, dan gadget-gadget lain yang semakin lama banyak digunakan oleh masyarakat luas. Melalui gelombang elektromagnetik, Wireless LAN mengirim dan menerima data melalui udara, dan meminimalkan penggunaan sambungan kabel, sehingga Wireless LAN memiliki fleksibilitas, mobilitas, kemampuan handover, menawarkan efisiensi waktu dan biaya pemeliharaan yang murah [1]. Dalam kenyataannya, masih banyak penggunaan teknologi wireless seperti jaringan hotspot, yang masih menggunakan backbone kabel ke dalam setiap access point yang dipakai. Hal ini dirasa kurang efisien dan kesulitan dalam implementasi.Teknologi yang dapat mengatasi permasalahan tersebut yaitu menggunakan jaringan WDS (Wireless Distribution System).Teknologi ini memungkinkan koneksi beberapa access point secara langsung tanpa menggunakan backbone kabel [2]. Faktor kendala yang mempengaruhi jaringan nirkabel atau biasa dikenal dengan sebutan Wireless Local Area Network (WLAN) selain manajemen bandwidth adalah kemacetan atau bottleneck yang terjadi dikarenakan banyaknya user yang mengakses WLAN. Dengan jumlah user yang overload dan tanpa pembatas user yang diatur di setiap AP tersebut akan mengakibatkan congestion, untuk mengatasi hal tersebut akan digunakan pengaturan dalam sistem WDS dengan mikrotik yang mengacu pada load balancing dengan mengontrol dan membatasi jumlah user serta melakukan pembagian jumlah userdengan membesar kecilkan cakupan Tx power APsesuai dengan bebannya menggunakan metode cell breathing[3]. Saat ini jaringan WLAN di Pusat internet dan game Neo-Net Salatiga masih menggunakan teknologi WLAN standar, yaitu masih terdapat dua SSID untuk setiap WLAN dengan menggunakan satu router board mikrotik dengan dua access point yang tidak diatur jumlah maksimal user dari setiap access point sehingga bekerja hanya pada signal jaringan access point terkuat sehingga setiap user yang akan terhubung dengan WLAN secara random akan terhubung apada AP dengan cakupan Tx power yang terkuat, dengan jarak user ke AP paling dekat sehingga dapat mengakibatkan throughput dan paket data tidak maksimal. Dari gambaran jaringan tersebut juga mengakibatkan terjadinya overload dan congestion. Load balancing menggunakan metode cell breathing dengan mikrotik ini dijadikan solusi untuk mengatur kapasitas userdi setiap access point, sehingga secara otomatis access point yang telah terisi dengan banyak user, tidak akan terjadi overload maupun congestion. Dengan kapasitas jumlah user yang sudah teratur menjadikan throughput menjadi maksimal dan mengurangi delay yang terjadi.

Upload: phungdat

Post on 11-Mar-2019

226 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

6

1. Pendahuluan

Dewasa ini manusia sangat bergantung pada kebutuhan akses informasi

internet secara mudah, cepat dan praktis. Peralatan elektronik yang mendukung

teknologi wireless merupakan pilihan banyak orang sebagai koneksi internet. Hal

tersebut dikarenakan wireless memberikan kemudahan dan fleksibilitas yang

tinggi. Teknologi wireless dapat diimplementasikan di berbagai tempat yang tidak

mungkin dapat dicapai jaringan kabel, sehingga teknologi ini efektif dan populer

untuk perangkat layaknya notebook, smartphone, dan gadget-gadget lain yang

semakin lama banyak digunakan oleh masyarakat luas.

Melalui gelombang elektromagnetik, Wireless LAN mengirim dan

menerima data melalui udara, dan meminimalkan penggunaan sambungan kabel,

sehingga Wireless LAN memiliki fleksibilitas, mobilitas, kemampuan handover,

menawarkan efisiensi waktu dan biaya pemeliharaan yang murah [1]. Dalam

kenyataannya, masih banyak penggunaan teknologi wireless seperti jaringan

hotspot, yang masih menggunakan backbone kabel ke dalam setiap access point

yang dipakai. Hal ini dirasa kurang efisien dan kesulitan dalam

implementasi.Teknologi yang dapat mengatasi permasalahan tersebut yaitu

menggunakan jaringan WDS (Wireless Distribution System).Teknologi ini

memungkinkan koneksi beberapa access point secara langsung tanpa

menggunakan backbone kabel [2].

Faktor kendala yang mempengaruhi jaringan nirkabel atau biasa dikenal

dengan sebutan Wireless Local Area Network (WLAN) selain manajemen

bandwidth adalah kemacetan atau bottleneck yang terjadi dikarenakan banyaknya

user yang mengakses WLAN. Dengan jumlah user yang overload dan tanpa

pembatas user yang diatur di setiap AP tersebut akan mengakibatkan congestion,

untuk mengatasi hal tersebut akan digunakan pengaturan dalam sistem WDS

dengan mikrotik yang mengacu pada load balancing dengan mengontrol dan

membatasi jumlah user serta melakukan pembagian jumlah userdengan membesar

kecilkan cakupan Tx power APsesuai dengan bebannya menggunakan metode

cell breathing[3].

Saat ini jaringan WLAN di Pusat internet dan game Neo-Net Salatiga masih

menggunakan teknologi WLAN standar, yaitu masih terdapat dua SSID untuk

setiap WLAN dengan menggunakan satu router board mikrotik dengan dua

access point yang tidak diatur jumlah maksimal user dari setiap access point

sehingga bekerja hanya pada signal jaringan access point terkuat sehingga setiap

user yang akan terhubung dengan WLAN secara random akan terhubung apada

AP dengan cakupan Tx power yang terkuat, dengan jarak user ke AP paling

dekat sehingga dapat mengakibatkan throughput dan paket data tidak maksimal.

Dari gambaran jaringan tersebut juga mengakibatkan terjadinya overload dan

congestion. Load balancing menggunakan metode cell breathing dengan mikrotik

ini dijadikan solusi untuk mengatur kapasitas userdi setiap access point, sehingga

secara otomatis access point yang telah terisi dengan banyak user, tidak akan

terjadi overload maupun congestion. Dengan kapasitas jumlah user yang sudah

teratur menjadikan throughput menjadi maksimal dan mengurangi delay yang

terjadi.

Page 2: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

7

Agar tidak memperluas area pembahasan, perlu adanya batasan-batasan

untuk menyederhanakan permasalahan, yaitu (1) hanya melakukan perancangan

dan konfigurasi, serta menganalisis kinerja WLAN dalam penerapan WDS dengan

konsep cell breathing di jaringan NEO-Net salatiga (2) perangkat yang digunakan

sesuai dengan alat-alat yang terdapat pada jaringan lama di Neo-Net yaitu: satu

buah Mikrotik outdoor RB 411AR yang mempunyai dua interface wireless, satu

miniPCI R52 serta satu buah antenna yang bekerja di frekuensi 2.4 Ghz.

Menggunakan ISP BMP dengan paket 2Mb up to 4Mb (3) pengujian dilakukan

pada saat sebelum dan sesudah jaringan WLAN dengan metode cell breathing(4)

menggunakan total user dengan 21 random client/device (5) pengamatan jaringan

dilakukan dari salah satu user dari total 21 user yang terhubung dengan WLAN

(6).

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang, membangun, dan menganalisis

sebuah jaringan WLAN standar menjadi WLAN yang dikonfigurasi menggunakan

metode cell breathing untuk memaksimalkan kualitas throughput. Manfaat yang

dapat diambil dari penelitian ini adalah memberikan informasi untuk kepentingan

ke depannya dalam dunia teknologi, terutama tentang pemahaman teknologi WDS

yang mulai banyak diterapkan. Serta konsep kerja pembatasan user yang

bermanfaat diterapkan di dalam kasus WLAN di Neo-net Salatiga maupun di

tempat lain.

2. Tinjauan Pustaka

Pada penelitian sebelumya dilakukan oleh Olivia Brickley dari Cork

Institute of Technology, peneliti tersebut menggunakan1 Routerboard dan 2 AP

serta menggunakan 17 random user yang aktif untuk koneksi WLAN. Tujuan

utama dari penelitian sebelumnya adalah menganalisis beban dari masing-masing

AP dengan 17 user dan membuktikan bahwa dengan menggunakan metode load

balancing untuk mencegah terjadinya kemacetan yang terjadi di dalam trafik

WLAN. Penelitian tersebut dilakukan dan dibandingkan dengan jaringan WLAN

standar sebelum dan sesudah memakai metode load balancing. Dengan topologi

jaringan WLAN standar menggunakan dua SSID dilakukan percobaan 17 user

dengan letak user secara random, secara otomatis akan terhubung pada salah satu

AP terdekat dan terbukti 17user hanya terhubung pada satu AP dan menghasilkan

kemacetan atau yang biasa disebut bottleneck sebesar 60%. Setelah merubah

topologi dari topologi WLAN kabel standar dengan membuat dua SSID dan

menggunakan WDS serta menggunakan metode Load Balancing dihasilkan

penurunan bottleneck sebesar 100%. Penelitian tersebut dilakukan sebanyak 14

kali berturut dalam waktu 9 menit dengan kapasitas 17 user yang aktif secara

random. Dalam waktu 9 menit tersebut pemutusan koneksi WLAN pada setiap

user sebanyak 19 kali. Untuk perbandingan sebelum dan sesudah menggunakan

load balancing di dalam AP tersebut dapat dilihat bahwa sebelum menggunakan

load balancing terjadi kemacetan sebesar 60% dikarenakan 17 user yang aktif

secara random.[4].

Page 3: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

8

Tabel 1 Kemacetan Trafik Sebelum Menggunakan Load Balancing

Waktu(s) USER

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

0.0-60

60-120

120-180

180-240

240-300

300-360

360-420

420-480

480-540

Pada Tabel 1 menunjukkan terjadinya bottleneck pada AP 1 di dalam

jaringan WLAN. Semua user terhubung hanya pada AP 1 dikarenakan semua user

terletak pada posisi paling mendekati AP 1 dan menjadikan bukti kelemahan pada

WLAN standar. Setelah menggunakan Load Balancing, menghasilkan jaringan

WLAN jauh lebih baik yaitu jaringan tanpa terjadi bottleneck sama sekali.

Perbandingan hasil dari penelitian tersebut membuktikan bahwa dengan

menggunakan load balancing WLAN meningkatkan performa WLAN dari

congestion yang terjadi 60% hingga tanpa terjadi congestion sama sekali. Pada

kesempatan yang diberikan untuk melengkapi penelitian sebelumya maka peneliti

dalam penelitian ini akan menerapkan teknologi cell breathing dalam kinerja

Load Balancing Mikrotik pada jaringan WLAN.

Cell breathing (Pernapasan sel) adalah mode wireless yang digunakan untuk

mencerminkan fakta bahwa cakupan area dari base station dalam sistem WLAN

akan menjadi lebih kecil jika ada lebih banyak user. Dalam metode jaringan ini

secara umum diterapkan pada jaringan seluler CDMA dengan konsep dari

cakupan base station atau sumber sinyal dan kapasitas antar pengguna yang saling

berhubungan[5]. Meningkatnya jumlah pengguna yang aktif di dalam sel

menyebabkan meningkatnya traffic rate pada sel (base station).Istilah Cell

Breathing menunjuk pada pernapasan sel yang terjadi pada base station atau

sumber sinyal elektromagnetik dari suatu jaringan. Di dalam penelitian ini

dilakukan penerapan dari cell breathing dari jaringan selular ke dalam jaringan

WLAN. Pengaturan dilakukan di dalam AP dengan mengatur cakupan transmit

power. Peningkatan jumlah user yang aktif dalam cakupan sel menyebabkan

peningkatan total interferensi pada base station dan dapat mengakibatkan

congestion. Untuk mengatasi hal tersebut di dalam cakupan sel, user perlu untuk

mengirimkan dengan daya yang lebih tinggi untuk mempertahankan rasio signal-

Page 4: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

9

to-noise tertentu ke user. Pengaturan cakupan Tx power di dalam AP yang terjadi

overload. Konsep pengaturan cakupan Transmit Power dari AP atau base station

paling luas adalah 24dBi. Dengan memperkecil cakupan area Tx power, secara

otomatis akan membatasi jumlah user, memperbesar throughput jaringandan

mengurangi kemacetan. Bentuk cell breathing seperti pada Gambar 1.

Gambar 1 Mekanisme Kinerja Metode Cell Breathing[3]

Pada Gambar 1 adalah gambaran dari metode cell breathing secara umum

menurut IEEE. Terlihat adanya banyak user yang terhubung dengan ke 2 AP.

Diketahui bahwa jika terdapat banyak user yang akan terhubung dengan WLAN

tersebut, dan skalabilitas random browsing yang dilakukan oleh semua user,

secara otomatis akan mempengaruhi jumlah throughput yang akanditerima setiap

user. Pada Gambar 1 terlihat perubahan cakupan Tx Power dari AP, pada AP 1

cakupan Tx power dikecilkan sehingga range AP ke user menjadi terbatas, tetapi

throughput dari AP 1 semakin besar. Secara otomatis, user yang lain akan

terhubung pada AP2. Dari proses tersebut secara otomatis beban trafik yang

terjadi akan menjadi seimbang untuk masing-masing AP dan pembagian beban

trafik tersebut dapat dilakukan sesuai jumlah user yang terhubung di dalam

WLAN [6].

Dari konsep Cell Breathing dalam kasus ini dieketahui bahwa titik persoalan

dari studi kasus yaitu banyaknya jumlah user yang selalu berubah-ubah setiap

waktu dan dari total proses penggunaaan bandwidth yang selalu berkurang setiap

waktunya. Dari masalah tersebut juga menghasilkan throughput yang tidak

maksimal dan sering terjadi kemacetan. Oleh karena itu dalam penelitian ini

peneliti menggunakan formula pendekatan “user distribution” [3]:

Formula yang digunakan adalah perbandingan dari jumlah user dan

kapasitas pemakaian WLAN(SDM) dengan kinerja WLAN sebelumnya yang

dikonfigurasi dengan Load balancing dan berdasar sistem throughput normal

jaringan sebelumnya. (TN) didefinisikan sebagai fraction of time (kumpulan waktu

dari channel yang berhasil terhubung dengan transmit payload tiap bitsnya).

Untuk perhitungan Ttr (kemungkinan bahwa ada 1 tranmisi yang diberikan slot

dalam AP) dan Ps(kemungkinan tranmisi yang berhasil terhubung) serta r(

kemungkinan bahwa user melakukan transmit data); n(jumlah client yang

terhubung dengan AP) dapat dihitung dengan menggunakan formula:

Page 5: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

10

Hasil yang didapat dari rumus tersebut dikelompokkan dan dirangkum dalam

Tabel 2. Tabel 2 Hasil Perhitungan dari Rumus user distribution

parameter Keterangan Hasil dari rumus

E[P] Rata-rata ukuran payload(diukur dalam

satuan 50 )

61.8 slot /detik

Durasi slot/waktu yang kosong 50

Ts Rata-rata waktu dari channel AP yang

sibuk /putus

57 slot /detik

Tc Rata-rata waktu dari channel AP yang

terjadi bottleneck

53 slot/detik

Kondisi kemungkinan terjadi bottleneck 0.6n

W Maksimum throughput 128kb/s

3. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini dengan menggunakan metode

NDLC (Network Development Life Cycle) adapun siklus tahapannya berisi

analysis, design, simulation, prototyping, implementation, monitoring sehingga

perencanaan yang akan dilakukan diharapkan bisa maksimal. Gambar 2adalah

gambaran dari NDLC yang merupakan metode penelitian yang digunakan.Tahap

Analysisadalah tahap dimana dilakukannya analisis permasalahan yang muncul,

analisis topologi dan juga analisis kebutuhan.

Gambar 2 NetworkDevelopmentLife Cycle[7]

Gambar 3 menggambarkan topologi jaringan lama di Neo-net, dimana pada

topologi yang digunakan masih menggunakan metode WLAN standar. Dengan

menggunakan 2SSID dalam jaringan tersebut, masing-masing AP memiliki SSID

Page 6: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

11

dan keduanya tanpa menggunakan fitur WDS. Sehingga di dalam jaringan WLAN

tersebut masih beresiko sering terjadinya congestion. Pengetesan throughput

dilakukan menggunakan software Jperf. Jperf adalah software berbasis java yang

digunakan untuk mengukur bandwith, paket loss dan jitter. Hasil pengujian

throughput jaringan wireless WLAN standar di Neo-net yang lama oleh salah satu

user dari 21 random user yang mengakses WLAN standar.

Gambar 3Topologi Jaringan Neo-Net Lama

. Tabel 3 Hasil Pengujian Pembebanan UDP 1 MB

Interval

(s)

Transfer

(kbytes)

Bandwith

(kbits/s)

Jitter

(ms)

Loss data

(%)

0.0-1.0 86.4 788 6.031 4

1.0-2.0 73.5 517 13.252 7

2.0-3.0 111 835 10.188 22

3.0-4.0 121 882 7.436 6.7

4.0-5.0 108 906 10.358 3.8

5.0-6.0 109 953 4.084 13

6.0-7.0 75 553 16.437 11

7.0-8.0 87.6 894 8.981 36

8.0-9.0 69.7 964 7.276 0

9.0-10.0 124 906 15.223 9.2

Tabel 3 menampilkan hasil pengukuran dengan ukuran UDP Bandwith

sebesar 1 Mbytes pada salah satu userpada congestion dengan 21 random user

jaringan lama adalah sebagai berikut, totalinterval = 0.0-10.0s, total transfer =

Page 7: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

12

965.2kbytes, rata-rata bandwith = 0.797Mbit/s, dengan rata-rata jitter = 9.92 ms

dan rata-rata loss data= 11.27 %. Berdasarkan standar ITU, rata-rata loss data

yang dipersyaratkan untuk layanan multimedia dengan kualitas baik yaitu 0-0.5

%[8], Sehingga bisa dikatakan jaringan WLANyang lama masuk kategori buruk,

dan tidak layak untuk digunakan apalagai sebagai layanan multimedia. Setelah

melakukan analisis pada jaringan yang lama selesai, lalu dilakukan analisis

kebutuhan hardware dan software yang mendukung pembuatan dari metode cell

breathing pada Tabel 4. Komponen yang digunakan yaitu RB411AR, Mini PCI

R52, Mini antena omni directional 20dBi, kabel pigtail untuk menyambungkan

antena dan aplikasi Winbox V2.2.15

Tabel 4 Hardware dan Software yang Digunakan

No Komponen Jumlah Spesifikasi

1 Wireless Mikrotik RB411AR 1 -Atheros AR7130

300MHz

--1 buah embedded

Atheros Wireless

802.11b+g 54Mbps

2.4GHz

-2 types ethernet

cap

wireless Tx Power

20dBi

2 MiniPCI R52 1 -

2.4GHz~2.4835GHz

-8 dBi

typ.(excluding cable

loss)

3 Mini Antenna omni directional 1 OM-2024 2.4 GHz

15 dBm.

4 Kable Pigtail 1 RP-SMA Male

5 Winbox 1 Winbox Loader

V2.2.15

Tahap analisis dilakukan pada saat survei lokasi untuk untuk mengetahui

kondisi sebenarnya dilapangan. Denah lokasi bangunan Neo-Net dengan dua

lantai yang digunakan untuk lokasi WLAN umum. Lantai 1 adalah cafe dan

Lantai dua adalah untuk game. Tanda bulat merah adalah tanda untuk masing-

masing AP untuk masing-masing lantai yang dilangsungkan dari lantai 1 ke lantai

2 dengan lubang di lantai 2 serta diperkuat dengan antena 20dBi. Ukuran gedung

dengan Lebar gedung 5meter dan Panjang 10 meter terlihat pada Gambar 4.

Page 8: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

13

Cakupan Tx Power AP pada jaringan sebelumnya ini masih menggunakan sistem

WLAN standar tanpa konfigurasi lain, masih menggunakan dua SSID dan

masing-masing AP berdiri sendiri, dalam arti jika ada banyak user yang akan

mengakses WLAN, secara otomatis semua user akan terhubung dengan AP yang

cakupan Tx Powernya paling kuat dan tentunya adalah AP yang jaraknya paling

dekat dengan user. Jika terjadi secara terus menerus maka akan terjadi congestion

atau kemacetan pada jaringan WLAN tersebut khususnya pada AP 1.

Gambar 4 Denah dan Cakupan Tx Power dari Masing-Masing AP di Setiap Lantai

Tahap kedua adalah Design dimana pada tahap ini membuat gambar desain

topologi jaringan yang dibangun. Untuk membuat desain topologi baru

berdasarkan jaringan lama, tidak menambah atau mengurangi device yang sudah

ada. Gambar 5 merupakan desain jaringan baru untuk menerapkan metode cell

breathing. Di dalam topologi ini terdapat perbedaan yaitu pada sistem WDS dan

pengaturan pada Tx Power dari setiap AP berdasar total dari user yang terhubung

pada WLAN. Di dalam penelitian ini menggunakan total 21user. Alasan utama

memakai fitur WDS adalah Teknologi ini memungkinkan koneksi beberapa

access point secara langsung tanpa menggunakan backbone kabel. Keuntungan

yang bisa terlihat dari WDS dibanding solusi lainnya adalah bahwa dengan sistem

ini header MAC address dari paket traffic tidak berubah antar link access point.

Tidak seperti pada proses encapsulation misalnya pada komunikasi antar router

yang selalu menggunakan MAC address pada hop berikutnya. Terminologi

distribution system dalam IEEE 802.11 merupakan sistem yang mampu

melakukan interkoneksi jaringan Basic Service Sets (BSS). Sistem ini lebih baik

dalam membuat sel untuk menghubungkan antar BSS yang dikontrol oleh sebuah

acces point utama. Jadi tujuan utama distribution system yaitu untuk memperluas

Page 9: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

14

jaringan wireless yang memungkinkan client melakukan roaming antar jaringan

atau tetap tinggal pada jaringan yang tersedia sebelumnya. Sebuah aspek penting

pada WDS yaitu memiliki perbedaan dalam implementasi, misalnya skema pada

koneksi yang dilakukan pada AP outdoor yang menggunakan channel berbeda

pada penerapan WDS, PC card pada accesspoint melakukan multiple access pada

waktu yang bersamaan[2].

Gambar 5Desain Topologi Jaringan

Tahap ketiga adalah tahap Simulation Prototyping yang merupakan tahap

untuk pembuatan sebuah bentuk simulasi dengan bantuan tools khusus.Pada tahap

simulation prototyping dilakukan proses simulasi dengan software GNS 3 ini

dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Simulasi dengan GNS 3

Dengan aplikasi GNS 3 ini didiskripsikan tentang sistem jaringan yang

akan dibangun. GNS 3 adalah salah satu aplikasi simulasi dalam jaringan dengan

Page 10: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

15

spesifikasi yang lengkap. Terdapat fitur mikrotik dalam pembuatan jaringan

secara sederhana ataupun kompleks. Di dalam konfigurasi desain ini dilakukan

pengaturan dari model modem dengan kapasitas bandwidth sebesar 2Mb, dua

router, ip server mikrotik 192.168.5.1, 2 AP, dan 20 userterdapat pada Tabel 5.

Tabel 5 Desain GNS 3

Desain Keterangan

Modem ADSL Bandwidth2Mb

Jumlah Router 1

IP server mikrotik 192.168.5.1

Jumlah AP 2

Jumlah Server 1

Jumlah client 21

Tahap keempat adalah tahap Implementasi, merupakan tahap yang paling

menentukan karena semua perencanaan yang telah dibuat akan diterapkan. Tahap

implementasi akan diterapkan setelah apa yang telah di desain sebelumnya. Tahap

yang dilakukan pada implementasi yang pertama adalah instalasi WDS. Dalam

penelitian ini, peneliti memakai fitur WDS dengan alasan mendasar yaitu fitur

WDS menyediakan layanan untuk menghubungkan beberapa AP tanpa

kabel.Langkah pertama yaitu menghubungkan Main AP (192.168.5.1/24) dan

Slave AP (192.168.5.1/24) dengan mode bridge. Dalam mode tersebut dapat

membentuk koneksi WDS yang bekerja dengan identifikasi SSID kedua access

point untuk sinkronisasi dan beberapa kesamaan konfigurasi diantaranya,

penggunaan channel radio yang sama (channel 11), mode standar wireless yang

sama (802.11 n). Slave AP pada jaringan WDS ini berfungsi sebagai repeater

yang menyediakan link koneksi terhadap Main AP dan menyediakan koneksi

infrastruktur kepada client.Konfigurasi jaringan WDS yang terbentuk selanjutnya

dikoneksikan ke mikrotik router. Hal tersebut dilakukan dengan menyambungkan

interface LAN pada Main AP (192.168.5.1/24) menuju interface mikrotik eth1-to-

Loc (192.168.3.99/24). Melalui konfigurasi tersebut maka jaringan WDS dapat

terhubung dengan mikrotik sebagai gateway jaringan.Mikrotik sebagai gateway

jaringan WDS memiliki beberapa konfigurasi diantaranya pemberian

namainterface dan IP address yang sudah dibahas sebelumnya. Konfigurasi lain

yaitu pada penggunaan DNS server dengan alamat 114.30.80.34 yang mengacu

pada alamat BMP bandwidth 2Mb, pengaturan default gateway router yang

menuju IP 192.168.5.1 (IP BMP).

Access Point mempunyai daya untuk menyalurkan sinyal pada frekuensi

tertentu, daya tersebut disebut Transmit ( Tx ) power dan dihitung dari besar

Page 11: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

16

energi yang disalurkan melalui satu lebar frekuensi (bandwidth). Di dalam

penelitian ini Access Point 1 mempunyai besar TxPower 20 dBm pada mode

wireless 802.11g 54Mbps yang dapat mencakup area standar sebesar 1 Km.

Dalam penelitian ini untuk menghitung TxPower, peneliti menggunakan rumus

yaitu: EIRP = Tx Output Power +Antenna Gain. Penelitian ini dilakukan dengan

parameter faktor luas Neo-Net sebesar 10m x 5m, penempatan user dan besar

bandwidth 2Mb.

Tahap kelima adalah tahap Monitoring. Tahap monitoring berfungsi untuk

meninjau atau mengamati kinerja dari jaringan yang telah dibuat tadi agar tetap

berjalan sesuai keringinan dan tujuan awal dari user pada tahap analisis.

Monitoring disini hanya melakukan pengamatan dan analisis pada beberapa

parameter seperti reliabilitas kinerja jaringan dan throughputyang dihasilkan

dengan melakukan pembebanan dengan User Datagram Protocol(UDP).

Pada tahap keenam adalah manajemen atau pengelolaan dan pengaturan

merupakan tahap akhir dalam penggunaan metode NDLC. Manajemen yang

dilakukan adalah pada channel frequency yang digunakan oleh peneliti pada

jaringan yang dibuat dengan menggunakan frequency 2437 MHz dan 2462 MHz ,

pemilihan channel frequency pada frequency 2.4 GHz didasarkan pada 3 channel

frequency yang non-overlapping. Frequency yang diijinkan dalam penggunaannya

ada 14 channel yaitu 2412 MHz, 2417 MHz, 2422 MHz, 2432 MHz, 2437 MHz,

2422 MHz, 2447 MHz, 2542 MHz, 2457 MHz, 2462 MHz, 2467 MHz, 2472

MHz dan 2477MHz. Frekuensi yang non-overlapping hanya ada 3 channel yaitu

channel 1, 6, 11 pada frekuensi 2412 MHz, 2437 MHz serta 2462 MHz [7]

4. Hasil dan Pembahasan

Hasil dan pembahasan dimulai dari konfigurasi yang disederhanakan dalam

bentuk tabel untuk memudahkan dalam membacanya disertai dengan pembahasan

pada tiap-tiap hasil yang ditampilkan dalam bentuk gambar. Pada Tabel 6

merupakan tabel konfigurasi cell breathing. dan hasil konfigurasi pada WLAN

yang telah dibuat, dimana untuk IP address pada RB adalah 192.168.5.1, lalu

ditampilkan juga mac address dan juga remote mac address dimana dimana

menjadi patokan dalam koneksi pada tiap WLAN pada transmit dan juga receive.

Lalu untuk tx/rx band menggunakan yang 2GHz karena bekerja pada frekuensi2.4

GHz dimana masing-masing stream atau tiap link mempunyai channel width 20

MHz, sedangkan untuk frekuensiyang digunakan adalah 2412 untuk menghindari

channel overlapping. Interfacedi routerboard sudah selesai dikonfigurasi setelah

itu dilakukan pengecekan status pada tiap interface.

Page 12: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

17

Tabel 6 Konfigurasi Cell Breathing pada Router

Keterangan Routerboard Gedung Neo

IP address 192.168.5.1

Interface name Cell breathing

Mac address D4:CA:6D:B0:92:67

WLAN 1 name WLAN 1

WLAN 2 name WLAN 2

Tx/Rx Band 2GHz-N

Frequency use WLAN 1& WLAN 2 2412

WLAN 1 mode Cell breathing

WLAN 2 mode WDS

Enable cell breathing WLAN 1 yes

Tx power WLAN 1 17dBm

Tx power WLAN 2 24 dBm

Mode Bridge name Bridge1

Pada Tabel 6 dapat dilihat konfigurasi WLAN secara keseluruhan dengan

spesifikasi setiap fitur. Seluruh konfigurasi yang telah dilakukan dirangkum dalam

satu tabel dari IP address, interface name, MAC address, Tx power dan mode

WLAN.

Pada Gambar 7 dapat dilihat interface list dari WDS yang telah dibuat.

Bekerja pada frekuensi yang sama dengan Band 2GHz-G dikarenakan hanya

mempunyai 1 SSID. Kemudian untuk traffic hasil konfigurasi pada interface cell

breathing yang dibebani dengan 21 random useryang aktif.

Gambar 7 Status Interface List

Page 13: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

18

Gambar 8 Traffic WLAN 1 dan WLAN 2 Tanpa Cell Breathing

Pada Gambar 8 menunjukkan perbedaan besar Traffic WLAN interface

tanpa menggunakan cell breathing. Terlihat yang telah dikonfigurasi dengan

beban random 21 user untuk WLAN 1 dan 2. Dalam grafik traffic terlihat bahwa

pada WLAN 1 mengalami beban yang padat sehingga pelonggaran sel harus

dilakukan. Maka dilakukan penerapan cell breathing untuk cakupan Tx power dari

24 menjadi 17 AP 1 akan diperkecil sehingga memaksimalkan throughput dengan

membagi jumlah userdengan AP 2. Untuk perbandingan lain dari WLAN 1 dan 2

Setelah dilakukan metode cell breathing adalah seperti pada Gambar 9.

Gambar 9Traffic WLAN 1 dan WLAN 2 Setelah Menggunakan Cell Breathing

Pada Gambar 9 menampilkan traffic tiap-tiap WLAN yang telah

dikonfigurasi cell breathingdi gedung Neo. Disini tiap-tiap WLAN hanya

menangani pembagian beberapa user sesuai dengan konfigurasi cell breathing.

Secara teknis rongga sel di AP 1 akan diperkecil sehingga cakupannya area Tx

Page 14: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

19

Power akan menjadi kecil tetapi total throughput akan lebih maksimal sedangkan

di sisi AP 2 rongga sel akan diperluas untuk menampung user lain yang akan

terhubung dengan WLAN. Traffic yang tampil memperlihatkan bahwa WLAN

1dan WLAN 2 menangani 21 usersecara random. Dengan 1 SSID akan

memudahkan proses penyambungan dengan jaringan WLAN. Secara otomatis

WLAN 1 akan menampung hanya beberapa user saja dan selebihnya akan

terhubung ke WLAN 2[7].

Gambar 10traffic ping dari user ke WLAN yang telah dikonfigurasi

Gambar 11Cakupan Tx Power AP setiap lantai setelah menggunakan cell breathing

Pada Gambar 10 menampilkan hasil testping antara user ke routerboard di

gedung NEO telah dikonfigurasi tadi untuk memastikan koneksi WLAN sudah

berjalan dengan baik. Ping dari 192.168.5.1 merupakan ip routerboard yang

merupakan WLAN 1 dengan jarak dari user ke AP 3 Meter. Pada gambar 11

menunjukkan cakupan Tx power dari AP setiap lantai yang telah menggunakan

cell breathing. Hasil cakupan tersebut telah dilakukan pengujian dari penempatan

user random dari berbagai sisi di ruangan tersebut. Terlihat bahwa cakupan Tx

power menunjukkan sifat sinyal dinamis yaitu dengan cakupan AP power sesuai

dengan bebannya.

Page 15: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

20

Gambar 12 Test download WLAN 1 dengan beban overload 10 usertanpa cell breathing

Pada Gambar 12 menampilkan hasil download pada salah satu random user

dari 21user pada jaringan lama dimana jaringan ini tanpa menggunakan cell

breathinghanya mampu melakukan transfer rate 30.988 kb/sec. Hasil dari

download ratekurang maksimal karena jaringan lama masih menggunakan metode

transmisi WLAN standar dan masih mengalami overload dan congestion,

kemudian dilakukan pengujian berikutnya dengan menggunakan jaringan yang

telah diterapkan cell breathing pada salah satu random user di WLAN 1.

Gambar 13 Test download ratedengan metode cell breathing

Pada Gambar 13 menampilkan hasil download pada salah satu random user

dari 21user pada jaringan baru dimana jaringan ini menggunakan metode cell

breathing dengan hasil mampu melakukan transfer rate 101.305 kb/sec. Hasil dari

download rate terlihat sudah lebih baik dari jaringan lama karena jaringan ini

sudah dikonfigurasi dengan membagi user dengan memperkecil area cakupan Tx

Power pada WLAN 1. Untuk mendapatkan nilai throughput rata-rata maka

dilakukan uji coba, dengan cara melakukan perhitungan secara manual

Diketahui : File Size = 23.141MB = 23696,384 kb

waktu (s) = 1menit 26 detik = 86 s

Transfer rate / download terbaik = 101.305kb/sec

Parameter perhitungan pertama diambil dari transfer rate/download terbaik,

hasil bandwidth yang bisa diperoleh:

download terbaik = 101.305 kb/sec

bandwidth = 101.305 x 8 = 810.4kb/sec

Page 16: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

21

Parameter perhitungan kedua diambil berdasarkan file size dan waktu lama

download. Sisa file yang belum terdownload berdasarkan Gambar 13 file size

yang belum terdownload adalah:

23.141Mb – 14.611MB

8.63MB = 8734.72kb =69877.76kb

waktu lama download = 86s

waktu lama download = filesize/bandwidth

bandwidth = filesize / waktu lama download

bandwidth = 69877.76kb/86s = 812.532093kb/sec

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah diolah, perbandingan perhitungan

bandwidth berdasarkan lama waktu download, ukuran file serta download rate

yang didapat hasilnya tidak begitu jauh.

Tabel 7Pengujian dengan Beban 1 MB

Interval Transfer Bandwidth Jitter Loss

(s) (KBytes) Kbps (ms) (%)

0.0 - 1.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 1.285 ms 1

1.0 - 2.0 sec 119 Kbytes 976 Kbits/sec 0.408 ms 1

2.0 - 3.0 sec 125 Kbytes 1023 Kbits/sec 0.777 ms 0

3.0 - 4.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 0.522 ms 1

4.0 - 5.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 1.078 ms 0.4

5.0 - 6.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 1.549 ms 0

6.0 - 7.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 0.018 ms 0.3

7.0 - 8.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 1.574 ms 0.7

8.0 - 9.0 sec 122 Kbytes 1000 Kbits/sec 1.312 ms 0

9.0 - 10.0 sec 122 Kbytes 999 Kbits/sec 1.599 ms 0.5

Pada Tabel 7 merupakan pengujian pertama pada salah satu user dengan cell

breathing menampilkan hasil pengujian menggunakan jperf. Didapatkan hasil

pengukuran dengan ukuran UDP bandwidth sebesar 1 Mbytes adalah sebagai

berikut total interval = 0.0-10.0s, total transfer = 12.2 Mbytes, rata-rata

bandwidth = 1.004 Mbits/s, dengan rata-rata jitter = 1.62 msdan rata-rata loss

Page 17: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

22

data = 0.2%. Berdasarkan data yang telah didapat, selanjutnya melakukan

penempatan berdasarkan standard dari ITU untuk mengetahui kualitas dari

jaringan.

Tabel 8 Jitter Standar dari ITU

Berdasarkan pada Tabel 8 rata-rata jitter yang didapat dengan pembebanan

UDP 1 MB didapatkan adalah 1.62 ms dikategorikan baik, karena masuk dalam

range jitter 0 - 20 ms dengan kategori jaringan yang baik.

Tabel 9 Packet LossStandar dari ITU

Packet loss % Penjelasan

0 - 0.5 Baik

0.5 – 1.5 Cukup

1 - 5 Buruk

Berdasarkan pada Tabel 9 Paket loss standard ITU, didapatkan packet loss

pada pembebanan UDP 1 MB adalah 0,49 %, hal ini termasuk dalam kategori

baik karena masuk dalam range 0 – 0.5 % dalam tabel standard packet loss dari

ITU.

Gambar 14 Hasil Analisis sebelum dan sesudah implementasi Cell breathing

(Throughput )

Jitter (ms) Penjelasan

0 – 20 Baik

20 – 50 Cukup

>50 Buruk

Page 18: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

23

Dari Gambar 14 terlihat perubahan throughput jaringan WLAN sebelum

dan sesudah menerapkan metode cell breathing. Terbukti throughput menjadi

lebih baik untuk jaringan WLAN dengan cell breathing, meningkat sebesar= 60%.

Gambar 15 Hasil Analisis sebelum dan sesudah implementasi Cell breathing(paket loss)

Dari Gambar 15 terlihat perubahan throughput jaringan WLAN sebelum

dan sesudah menerapkan metode cell breathing. Terbukti throughput menjadi

lebih baik untuk jaringan WLAN dengan cell breathing, meningkat sebesar= 80%.

Gambar 16 Hasil Analisis sebelum dan sesudah implementasi Cell breathing(jitter)

Dari Gambar 16 terlihat perubahan throughput jaringan WLAN sebelum dan

sesudah menerapkan metode cell breathing. Terbukti throughput menjadi lebih

baik untuk jaringan WLAN dengan cell breathing, meningkat sebesar= 70%.

5. Simpulan

Dari hasil penelitian yang diperoleh throughput jaringan lama yang

diperoleh hanya mampu melakukan transfer rate 30 kBps setelah diterapkan Cell

Breathing mampu melakukan transfer rate sebesar 101 kBps karena WLAN

dengan metode cell breathing inimampu menghasilkan throughputyang besar.

Cell breathing menghasilkan traffic lebih baik untuk setiap user yang terhubung

dengan WLAN. Metode ini terbukti dapat mengatasi congestion dan overloading.

Page 19: Analisis Throughput pada Kinerja Load Balancing Jaringan ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/8723/3/T1_672009606_Full... · dengan sebutan Wireless Local Area Network ... cakupan

24

Hasil analisis dari pembagian user dan akses 21 user secara random ini

membuktikan bahwa metode ini jauh lebih baik daripada jaringan WLAN standar.

Selain mengoptimalkan kinerja AP, setiap user tidak akan mengalami kegagalan

traffic di dalam jaringan WLAN sehingga user dapat maksimal dalam memakai

layanan WLAN.

6. Daftar Pustaka

[1] Arianto, Tri, 2009, Implementasi Wireless Local Area Network dalam

RT/RW Net, Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK, 14(2) :152-157.

[2] Putra, Dimas Lazuardi Adya, 2011, Analisis Kinerja Implementasi Wireless

Distribution System Pada Perangkat Access Point 802.11 G Menggunakan

OPENWRT, http://repo.eepis-its.edu/494/1/1305.pdf. (Diakses tanggal 8

Januari 2014).

[3] Shengling Wang, 2009 “Cell Breathing Based on Supply-Demand Model in

Overlapping WLAN Cells” dalam Proc.IEEE PIMRC'98, Vol. 2, pages 677-

681, Boston, MA, USA, September.

[4] Olivia Brickley, 2005 “Load Balancing in Wireless LANs Utilising Advanced

Cell Breathing To Decrease Bottleneck Rate” Centre for Adaptive Wireless

Systems,Department of Electronic Engineering,IEEE Cork Institute of

Technology, Cork, Ireland. 0-7803-8887.

[5] A. Jalali, 1998On cell breathing in CDMA networks. In Proc. IEEE ICC'98,

Vol. 2, pages 985 - 988, Atlanta, Georgia, USA.

[6] P. Bahl, M. T. Hajiaghayi, K. Jain, V. Mirrokni, L. Qiu, and A. Saberi. Cell

breathing in a wireless lans: Algorithms and evaluation. Microsoft Technical

Report, 2005.

[7] James E. Goldman, Philips T. Rawles, Third Edition, John Wiley & Sons,

2001, Applied Data Communications, A business-Oriented Approach 470.

[8] ITU, 2011, http://www.Itu.Int/En/Pages/default.aspx. Diakses tanggal 6

Februari 2014.

[9] IEEE Cell Breathing in Wireless LANs: Algorithms and Evaluation, 2004,

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.106.7891. (Diakses

tanggal 10 Januari 2014).

[10] Wilkins, Sean, 2011, Designing for GNS3 Internetwork Solutions (DESGN),

United States.

[11] “Channel dan Interfensi pada WLAN (802.11)”

http://www.ilmujaringan.com/?p=618(diakses 2 january 2014)

[12] A. Balachandran, P. Bahl, G. Voelker, 2002"Hot-Spot Congestion Relief

inPublic-Area Wireless Networks" WMCSA.