Analisis Perbandingan Kinerja Class Based Queue (CBQ) dan Hierarchical Fair Service Curve (HFSC) pada FreeBSD. Tugas Akhir

Transkripsi

1 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 : Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Mei 2012

2 ii

3 iii

4 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 : 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 iv

5 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. v

6 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 vi

7 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 Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Batasan Masalah Sistematika Penulisan Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Penelitian Terdahulu Quality of Service (QoS) Bandwidth Delay Jitter Packet Loss Teknik-teknik QoS vii

8 2.3.1 Class Based Queue (CBQ) Hierarchical Fair Service Curve (HFSC).15 Bab 3 Metode dan Perancangan 3.1 Metode Top Down Definisi Tujuan Analisis Kebutuhan dan Studi Kelayakan Analisis Situasi dan Perencanaan Perancangan Implementasi Evaluasi Pemeliharaan Perencanaan Perencanaan Hardware Perencanaan Software Perancangan Perancangan Topologi Jaringan Simulasi Perancangan Tahapan Implementasi CBQ pada Router FreeBSD Perancangan Tahapan Implementasi HFSC pada Router FreeBSD Perancangan Hirarki Link Sharing pada CBQ Perancangan Hirarki Link Sharing pada HFSC Skenario Pengujian.32 Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Implementasi Konfigurasi Kernel Konfigurasi Routing Konfigurasi Interface.34 viii

9 4.1.4 Konfigurasi CBQ dan HFSC pada PF Hasil Pengukuran Hasil Pengukuran dengan Skenario 1 (Kondisi Tanpa Beban) Hasil Pengukuran dengan Skenario 2 (PC1/PC2 Streaming) Hasil Pengukuran dengan Skenario 3 (PC1/PC2 Transfer File) Hasil Pengukuran dengan Skenario 4 (PC1 Streaming / PC2 Transfer File) Hasil Pengukuran untuk Delay Hasil Pengukuran untuk Jitter Hasil Pengukuran untuk Packet Loss Pembahasan Skenario 1 (Kondisi Tanpa Beban) Skenario 2 (PC1/PC2 Streaming) Skenario 3 (PC1/PC2 Transfer File) Skenario 4 (PC1 Streaming / PC2 Transfer File).. 46 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 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 ix

10 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 x

11 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 Gambar 2.5 Metode Antrian CBQ 14 Gambar 3.1 Tahap-tahap Pembangunan dan Pengembangan Jaringan Komputer Gambar 3.2 Topologi Jaringan yang Digunakan untuk Simulasi 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 Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengukuran dengan Skenario Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengukuran dengan Skenario Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengukuran dengan Skenario Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengukuran dengan Skenario 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 xi

12 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 xii

13 Daftar Lampiran Lampiran 1 Konfigurasi VLC Media Player...61 Lampiran 2 Konfigurasi FTP Lampiran 3 Konfigurasi iperf Lampiran 4 Konfigurasi ping Lampiran 5 Data Hasil Pengukuran.79 xiii

14 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 xiv

15 RTT SSH TCP TCP/IP UDP UTP : Round-Trip Time : Secure Shell : Transmission Control Protocol : Transmission Control Protocol / Internet Protocol : User Datagram Protocol : Unshielded Twisted Pair xv

16 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. xvi

17 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. xvii