7

BAB II DASAR TEORI

II.1 WWW (World Wide Web)

II.1.1 TCP, Router, dan Packet Loss

Internet merupakan jaringan komputer global yang saling berkomunikasi dengan

menggunakan protokol jaringan Internet Protocol (IP). Jaringan fisik akan

mentransmisi sinyal pesan antar dua titik jaringan. Router akan menentukan jalur

yang digunakan untuk menghubungkan antar sender dengan receiver. Di atas

protokol IP adalah TCP (Transmission Control Protocol). IP berfungsi sebagai

kontrol komunikasi pada jalur antar dua titik, sedangkan TCP mengontrol

komunikasi secara end to end. TCP bertanggung jawab dalam mendekomposisi

pesan ke dalam paket data jaringan, menggabungkannya kembali di sisi receiver,

dan memastikan pesan terkirim tanpa ada error.

Congestion terjadi ketika trafik paket data yang masuk ke sebuah router lebih

cepat daripada kemampuan router dalam memprosesnya, dan antrian router telah

penuh. Ketika antrian router mengalami overflow, paket data akan dibuang.

Router tidak akan menginformasikan ke sender ketika sebuah paket dibuang.

Satu-satunya mekanisme untuk mendeteksi packet loss adalah sedikitnya jumlah

acknowledgement dari receiver. Jika acknowledgment tidak diterima, TCP akan

mengirim ulang paket tersebut dan memperlambat laju pengiriman paket untuk

mengurangi congestion. Akibatnya, throughput koneksi akan berkurang beberapa

sebagai akibat dari pembuangan paket.

II.1.2 Protokol HTTP

WWW merupakan gabungan antara aplikasi client dan server di internet yang

saling berkomunikasi via Hyper Text Transport Protocol (HTTP). HTTP

diimplementasikan menggunakan TCP/IP. HTTP menspesifikan aturan

menginterpretasi dan menangani dokumen dan multimedia. Namun, HTTP

bergantung pada TCP untuk memastikan dokumen telah ditransimisikan secara

8

lengkap dan benar. Web client menginisiasi komunikasi dengan mengirimkan

HTTP request ke web server. Setelah menerima HTTP request, web server akan

menjawab dengan HTTP response header. Jika request berhasil, maka web server

akan mengirimkan objek yang diminta. Gambar II-1 menunjukkan hubungan

antara web server, web browser, dan layer dibawahnya yaitu protokol HTTP dan

TCP/IP.

Gambar II-1 Layer komunikasi jaringan antara web server dengan web client

(browser).

Meskipun HTTP merupakan protokol aplikasi yang dominan di internet, trafik

jaringan juga berisi protokol penting lainnya seperti SMTP (Simple Mail Transfer

Protocol) dan FTP (File Transfer Protocol). Trafik dari semua aplikasi tersebut,

berkompetisi di router dan berinterferensi satu sama lain pada saat beban trafik

besar.

II.1.3 Jalur Internet

Di internet, jalur antara web server dan browser biasanya terdiri atas 15-20 link

[CRO]. Masing-masing link tersebut memungkinkan terjadinya packet loss.

Contohnya pada gambar II-2 berikut menunjukkan link traversal antara jalur dari

client di ITB ke web server resmi MIT.

9

Gambar II-2 Jalur koneksi dari salah satu client di ITB menuju web server

www.mit.edu

Paket data berjalan melalui gateway LAN (Local Area Network) menuju ke

jaringan regional. Dari jaringan regional, paket data memasuki backbone internet.

Meskipun backbone internet memiliki bandwith terbesar, pada gateway router

antara jaringan regional dan backbone, dan router pada backbone, paling sering

terjadi congestion dan delay terbesar. Oleh karena itu, komunikasi antar jaringan

regional menjadi lebih kencang daripada komunikasi yang traversal melalui

backbone internet.

II.2 Web Cache

Cache diartikan sebagai tempat penyimpanan yang bersifat temporal, terletak di

dekat pengguna sehingga pengguna dapat dengan cepat mengaksesnya. Teknologi

caching berhasil karena pattern data menunjukkan locality of reference. Ada dua

jenis locality yaitu temporal dan spasial (Wessels, 2001). Temporal berarti suatu

data lebih populer dari data yang lain. Artinya dalam periode waktu tertentu, data

yang populer akan lebih sering diakses. Spasial artinya request terhadap beberapa

data tertentu, biasanya terjadi bersamaan dengan suatu request.

Request yang menunjukkan locality of reference akan sering mengakses data yang

sama atau mirip dalam interval waktu yang dekat. Locality memungkinkan

caching alogrithm untuk memprediksi referensi data di masa datang, dan

10

memindahkan data tersebut ke tempat penyimpan cache yang lebih cepat, pada

saat CPU sibuk. Dengan mengurangi komputasi dan transfer data, caching dapat

menyembunyikan latensi akses data dan meningkatkan kinerja sistem secara

keseluruhan.

II.2.1 Motivasi dan Tujuan

Tujuan dari web cache adalah untuk mempercepat akses pengguna ke sebuah

konten web, mengurangi network load, dan mengurangi server load tujuan

(Hoffman dan Beaumont, 2005). Jika obyek yang diinginkan tersimpan dalam

cache, maka akses terhadap sebuah konten dapat diakselerasi sehingga

mengurangi network load.

Kecepatan akses dan dampak trafik jaringan yang dihasilkan web cache

dipengaruhi oleh beberapa hal berikut:

a. Ukuran/kapasitas cache

b. Aturan cacheability

c. Kecepatan koneksi jaringan pada cache

d. Rata-rata transaksi maksimal cache

e. Lokasi cache

f. Karakteristik konten yang diakses pengguna

II.2.2 Operasi Dasar Web Cache

Ketika client mengirim request terhadap sebuah obyek, browser pertama kali

akan mengecek ketersediaannya pada cache yang ada di mesin client. Jika cache

pada browser tidak memiliki salinan dari objek yang diinginkan, browser akan

mengirimkan request ke cache server dalam jaringan lokal. Jika memiliki salinan

dari objek yang diinginkan, cache server mengirimkan objek tersebut ke client.

Sehingga, akan mengurangi delay panjang yang disebabkan oleh pengiriman

objek dari jaringan internet. Jika cache tidak memiliki salinan objek yang

diinginkan, maka cache akan mengambil objek langsung dari web server aslinya,

untuk kemudian disimpan ke dalam cache jika perlu. Operasi dasar tersebut dapat

dilihat pada gambar II-3.

11

Setiap request yang dapat dilayani oleh web cache akan menghasilkan cache hit

dan setiap request yang tidak dilayani oleh web cache akan menghasilkan cache

miss.

Gambar II-3 Operasi dasar web cache

12

II.2.3 Fungsi Dasar Web Cache

Web cache memiliki empat fungsi dasar yaitu (Wessels, 2001):

a. Discovery, berkaitan dengan bagaimana cache menemukan lokasi objek

yang diminta.

b. Dissemination, berkaitan dengan bagaimana objek yang diinginkan akan

dikirimkan ke web cache, dikirimkan ke client yang menginginkan objek

tersebut, dan diputuskan apakah akan disimpan dalam cache atau tidak.

c. Validation, merupakan metode untuk menjaga agar objek web yang ada di

cache tetap up to date.

d. Replacement, merupakan metode untuk memilih antara obyek yang lebih

populer dan kurang populer yang dilatarbelakangi oleh keterbatasan

kapasitas penyimpanan.

II.2.4 Penghitungan Kinerja

Berikut ini ada beberapa cara menghitung kinerja web cache (Hoffman dan

Beaumont, 2005):

a. Throughput (requests per second atau bytes per second), menghitung

jumlah total trafik yang dapat ditangani web cache.

Jika beban trafik melebihi kapasitas throughput dari cache, maka akan

terjadi bottleneck di jaringan. Nilai throughput dapat dipengaruhi oleh

bandwith jaringan koneksi. Semakin tinggi nilai throughput, semakin

tinggi pula kinerja cache.

b. Response time merupakan interval waktu dari request dikirimkan oleh

client sampai client menerima response dari web cache.

Jika terjadi hit, response time menggambarkan kecepatan web cache dalam

mengambil dan merespon objek. Jika terjadi miss, nilai response time

ditambahkan dengan waktu yang dibutuhkan web server untuk merespon

request. Semakin kecil nilai response time, semakin tinggi kinerja cache.

13

c. Hit ratio, menghitung trafik yang dapat dilayani oleh web cache. Hit ratio

dihitung dengan membandingkan antara jumlah request yang

menghasilkan hit dengan total request.

II.3 Cooperative

Cooperative didefinisikan sebagai paradigma yang memanfaatkan komunikasi

untuk membuat node bekerja sama. Proses komunikasi dilakukan secara

terdistribusi untuk memperoleh keuntungan bersama (Liu dkk., 2009).

Menurut (Auramaki dan Kovalainen, 2003), proses cooperative akan

menghasilkan knowledge baru, dan sharing interpretasi dan makna. Pada proses

cooperative, knowledge yang lama juga digunakan, dievaluasi, dan diperbaharui.

Menurut (Cabitza dkk., 2009), pada proses cooperative, dibutuhkan artifak yang

dapat digunakan oleh aktor yang kompeten/koordinator untuk mengetahui apa

yang telah dan apa yang sedang terjadi dalam proses cooperative. Selain itu

artifak tersebut juga dapat digunakan untuk melihat konteks cooperative terkait

dengan tujuan dan ekspektasi bersama. Artifak tersebut adalah:

a. Templates: properti hasil dari kerja cooperative.

b. Maps: spesifikasi interdependensi antar task maupun sumber daya dalam

skenario cooperative.

c. Scripts: spesifikasi protokol mengenai artikulasi sebuah task dan interaksi

sumber daya.

II.4 Cooperative Web Cache

II.4.1 Hirarki Web Cache

Beberapa web cache dapat bergabung membentuk sebuah hirarki. Web cache

yang terletak di level paling bawah akan meneruskan setiap cache miss ke level

atasnya sampai status cache hit diperoleh atau request terkirim ke web server

aslinya. Untuk menggambarkan hubungan antara dua buah web cache digunakan

istilah parent, child, and sibling. Child caches merupakan cache yang terletak satu

14

level di bawah parent cache. Sibling cache merupakan sesama cache yang terletak

satu level. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar II-4. Pada hubungan

sibling, sebuah web cache hanya boleh meminta objek yang telah disimpan oleh

sibling. Sedang pada hubungan parent, web cache dapat meminta objek apapun

kepada parent, baik sudah tersimpan dalam cache’s parent maupun tidak

(Wessels, 2001).

Gambar II-4. Hirarki web cache

II.4.2 Lingkup Cooperative Web Cache

Cooperative web cache merupakan mekanisme untuk berbagi dokumen antar

cache (Dykes dan Robins, 2001). Jika terjadi cache miss, proxy dapat memilih

untuk mengalihkan request menuju web cache lain yang berada pada satu level

yang sama, daripada menuju ke web cache lain yang berada pada level di atasnya

maupun web server original. Web cache dapat mempercepat penerimaan data

karena :

1. Kecepatan transfer pada jaringan lokal lebih cepat daripada kecepatan

transfer pada jaringan internet.

2. Dokumen web biasanya di-request ulang oleh user yang sama maupun

user yang berbeda, yang berada pada jaringan lokal yang sama.

Sibling Cache

15

Gambar II-5 menunjukkan lingkup bahasan antara hierarchical web cache dengan

cooperative web cache. Hierarchical web cache terjadi jika suatu request

diteruskan ke web cache lain yang berada pada satu level di atasnya. Cooperative

web cache terjadi jika suatu request diteruskan ke web cache lain yang berada

pada level yang sama.

Gambar II-5. Hierarchical Web Cache dan Cooperative Web Cache

II.4.3 Tujuan Cooperative Web Cache

Tujuan dari cooperative web cache adalah untuk meningkatkan hit rate dan

mengurangi duplikasi objek antar web cache. Hit rate dapat ditingkatkan dengan

asumsi bahwa setiap request yang menghasilkan cache miss di cache lokal,

mungkin menghasilkan cache hit dari web cache lain yang menjadi anggota

cooperative web cache.

Pada web cache yang tidak tergabung dalam cooperative web cache, masing-

masing web cache pasti akan berusaha untuk menyimpan seluruh objek, meskipun

objek tersebut juga ada di web cache yang lain. Dengan cooperative web cache,

objek cukup disimpan di salah satu web cache, dan dapat diakses oleh seluruh

anggota cooperative web cache.

16

II.4.4 Protokol Komunikasi ICP

Internet Cache Protocol (ICP) merupakan protokol tercepat untuk menentukan

sibling web cache yang memiliki objek web tertentu (Hoffman dan Beaumont,

2005). Web cache saling mempertukarkan pesan query dan reply ICP untuk

mengetahui web cache yang mana yang biasanya memiliki objek tertentu.

Selanjutnya, web cache akan mengirimkan request HTTP ke sibling web cache

terpilih untuk mengambil objek web yang diinginkan. Protokol ini

diimplementasikan dengan UDP untuk mempercepat proses query dan

meminimalkan trafik.

Gambar II-6. Penggunaan protokol ICP

Gambar II-6 mengilustrasikan bagaimana protokol ICP digunakan. Prosesnya

adalah sebagai berikut:

1. Client mengirimkan request HTTP ke sebuah web cache untuk

memperoleh objek tertentu. Pada kasus ini, web cache tidak memiliki

objek yang diinginkan.

17

2. Web cache mengirimkan pesan ICP_OP_QUERY ke seluruh sibling web

cache.

3. Setiap sibling web cache akan mengirimkan respond seperti pesan

ICP_OP_HIT, pesan ICP_OP_MISS, atau pesan error. Jika ada sibling

web cache yang mengirimkan pesan HIT, web cache akan mengirimkan

pesan request HTTP ke sibling web cache tersebut untuk mengambil objek

yang diinginkan. Sibling web cache yang dipilih adalah yang pertama kali

mengirimkan pesan HIT. Response yang tercepat menunjukkan bahwa

sibling web cache letaknya paling dekat, jalurnya tidak mengalami

congestion, dan cache tidak overloaded. Pada contoh ini, diasumsikan

bahwa tidak ada response yang mengembalikan HIT.

4. Karena objek web tidak ditemukan di sibling web cache, web cache akan

mengirimkan pesan request HTTP menuju parent web cache atau web

server aslinya.

5. Web server kemudian mengirimkan objek ke web cache dan kemudian

menyimpannya.

6. Web cache mengirimkan objek ke client.

II.5 Squid

Squid merupakan aplikasi web cache yang bersifat open source. Manfaat Squid

antara lain (Wessels, 2004):

a. Penghematan bandwith untuk akses internet.

b. Mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mengakses sebuah halaman

web.

c. Mengamankan host pada jaringan internal dengan melewatkan setiap trafik

web ke proxy.

d. Mengumpulkan statistik trafik web pada jaringan.

e. Mencegah pengguna mengunjungi web site yang tidak sesuai aturan

tertentu.

18

f. Memastikan bahwa hanya pengguna terdaftar yang dapat melakukan

koneksi ke internet.

g. Meningkatkan privacy pengguna dengan menyaring informasi dari web

request.

h. Mengurangi beban web server.

i. Konversi request terenkripsi Hyper Text Transfer Protocol Secure

(HTTPS) di satu sisi, menjadi request tak terenkripsi (HTTP) di sisi yang

lain.

Squid berfungsi sebagai proxy dan cache. Sebagai sebuah proxy, squid menjadi

media antara pada transaksi web. Squid menerima request dari client,

memprosesnya, dan meneruskan request ke web server aslinya. Request dapat

disimpan dalam log, ditolak, maupun dimodifikasi sebelum diteruskan.

Sebagai sebuah cache, Squid menyimpan konten web yang baru saja diakses,

untuk kemungkinan penggunaan ulang selanjutnya. Request selanjutnya untuk

konten yang sama mungkin diambil dari cache, daripada mengambil kembali

konten tersebut ke web server aslinya.

Gambar II-6 menunjukkan posisi Squid yang berada di antara client dan server.

Squid menerima request baik HTTP maupun HTTPS dari client, dan

berkomunikasi dengan beberapa protokol server yaitu server HTTP, FTP, dan

Gopher. Secara konsep, Squid memiliki dua sisi, yaitu sisi client yang

berkomunikasi dengan web client seperti browser, dan sisi server yang

berkomunikasi dengan web server. Server tersebut disebut sebagai web server

aslinya karena merupakan lokasi asli atas data yang diminta.

19

Gambar II-7. Fungsi Squid

II.6 Universitas Riset

II.6.1 Karakteristik Universitas Riset

Menurut (The Boyer Commission on Educating Undergraduates in the Research

University, 1998), universitas riset memiliki karakteristik sebagai berikut:

a. Mempunya komitmen untuk menciptakan pengetahuan baru.

b. Kemampuan penelitian digunakan sebagai dasar pengangkatan dan

promosi anggota fakultas.

c. Jumlah mahasiswa pasca sarjana jauh lebih banyak daripada jumlah

mahasiswa tingkat sarjana.

d. Memiliki lingkungan penelitian yang mendukung, yaitu perpustakaan yang

lengkap, laboratorium yang memadai, komputer yang canggih, dan

memiliki penerbit kampus.

e. Berorientasi internasional dengan menarik mahasiswa pasca sarjana dari

berbagai belahan dunia, sehingga terbentuk komunitas yang memiliki

keragaman dimensi, heterogen, multikultural, dan multietnik.

f. Mendukung kesenian, dengan menyediakan fasilitas seni yang memadai.

20

II.6.2 Tujuan Terwujudnya ITB sebagai Universitas Riset

Berdasarkan (Institut Teknologi Bandung, 2009), tujuan dari terwujudnya ITB

sebagai Universitas Riset Research University) adalah

a. Meningkatkan peran ITB dalam memecahkan masalah strategis nasional,

regional dan global melalui riset dalam bidang IPTEKS.

b. Mewujudkan ITB sebagai Universitas Riset berkelas dunia.

c. Menciptakan kesempatan yang lebih luas kepada setiap individu di ITB

untuk melakukan penelitian yang berdampak terhadap masyarakat dan

bangsa dalam bidang ekonomi, sosial, dan politik.

d. Menciptakan suasana penelitian dan pengembangan yang makin kondusif

dan kreatif sehingga memperoleh hasil yang optimum.

e. Mendorong penelitian dan pengembangan dalam bentuk penelitian dasar

(long term), terapan, dan bersifat multi disiplin.

f. Mendorong pemaduan penelitian dan pengembangan dengan pendidikan

dan pengabdian masyarakat diantaranya mendiseminasikan hasil penelitian

berupa publikasi dan penyuluhan.

II.7 Strategi

Strategi merupakan sekumpulan aksi yang menawarkan keuntungan jangka

panjang bagi stakeholder organisasi (Ward dkk., 2004). Strategi harus

mengidentifikasi posisi organisasi saat ini dan posisi organisasi yang diinginkan di

masa datang, sehingga dapat menentukan cara terbaik untuk mencapai posisi yang

diinginkan.

Ada 3 macam strategi pada organisasi (Ward dan Peppard, 2002), yaitu

a. Strategi bisnis

Strategi bisnis merupakan keputusan bisnis yang ditetapkan oleh

organisasi mengenai sasaran, arahan, dan perubahan yang akan dilakukan

demi mencapai sasaran organisasi. Strategi bisnis menyatakan kemana

organisasi akan menuju dan mengapa keputusan tersebut diambil.

21

b. Strategi sistem informasi

Strategi sistem informasi menyatakan informasi dan sistem yang

dibutuhkan organisasi untuk mendukung strategi bisnis secara

keseluruhan.

c. Strategi teknologi informasi

Strategi teknologi informasi menyatakan bagaimana kebutuhan organisasi

akan informasi dan sistem dapat didukung oleh teknologi.

Gambar II-8. Hubungan antara strategi bisnis, strategi sistem informasi, dan

strategi teknologi informasi.

Gambar II-8 menyatakan hubungan antara strategi bisnis, strategi sistem

informasi, dan strategi teknologi informasi. Strategi sistem informasi diturunkan

dari strategi bisnis, sehingga strategi sistem informasi yang ditetapkan dapat

mendukung strategi bisnis. Strategi sistem informasi menyatakan kebutuhan dan

22

prioritas informasi dan sistem yang dibutuhkan untuk mendukung strategi bisnis.

Strategi teknologi informasi harus memenuhi kebutuhan strategi sistem informasi

melalui dukungan infrastruktur dan layanan.

II.8 Metode Eksperimen

Eksperimen dilakukan untuk menemukan sesuatu terkait dengan proses atau

sistem tertentu. Eksperimen dapat definisikan sebagai pengujian terhadap sebuah

sistem dengan merubah variabel input dari sebuah proses atau sistem sehingga

alasan terhadap perubahan output dapat diobservasi dan dan diidentifikasi. Untuk

melakukan eksperimen, (Montgomery, 1997) memberikan petunjuk sebagai

berikut:

a. Identifikasi dan pernyataan masalah.

Tujuannya adalah untuk mendapatkan pernyataan atas masalah yang

beralasan. Pernyataan atas masalah tersebut berguna untuk membangun

ide terkait dengan sasaran eksperimen. Selain itu, pernyataan atas masalah

yang gamblang dapat memberikan pemahaman atas fenomena dan solusi

akhir atas permasalahan.

b. Pembatasan lingkup.

Faktor-faktor yang akan dipertimbangkan dalam eksperimen, nilai batas

atas dan batas bawah atas faktor dan level spesifik atas eksperimen yang

akan dilakukan. Selain itu, harus dijelaskan bagaimana faktor-faktor

tersebut dapat dikontrol pada nilai yang diinginkan dan bagaimana cara

mengukurnya.

c. Pemilihan variabel yang akan diamati.

Variabel yang akan diamati harus dipastikan memberikan informasi yang

berguna atas proses yang akan dipelajari. Pada umumnya, rata-rata

maupun standard deviasi atas karateristik yang diukur, akan menjadi

variabel yang harus diamati.

d. Pemilihan design experiment.

Tahap ini meliputi jumlah eksperimen yang akan dilakukan, pemilihan

urutan eksperimen, dan menentukan apakah ada batasan yang akan

diterapkan.

23

e. Menjalankan eksperimen.

f. Analisa statistik terhadap data.

Metode statistik harus digunakan untuk menganalisa data sehingga hasil

dan kesimpulannya bersifat objektif dan bukan merupakan anggapan.

g. Kesimpulan dan rekomendasi.

Setelah data dianalaisis, kesimpulan atas hasil dan rekomendasi harus

dibuat.