PENERAPAN TEKNOLOGI MULTI-PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS) PADA JARINGAN KOMPUTER (STUDI KASUS : LAB ELKON BPPT)

Transkripsi

1 PENERAPAN TEKNOLOGI MULTI-PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS) PADA JARINGAN KOMPUTER (STUDI KASUS : LAB ELKON BPPT) KAWULA FIRDAUS PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2009

2 PENERAPAN TEKNOLOGI MULTI-PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS) PADA JARINGAN KOMPUTER (STUDI KASUS: LAB ELKON BPPT) Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Oleh : Kawula Firdaus PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2009

3 PENERAPAN TEKNOLOGI MULTI-PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS) PADA JARINGAN KOMPUTER (STUDI KASUS: LAB ELKON BPPT) Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Oleh : Kawula Firdaus Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Viva Arifin, MMSI Arini, S.T., M.T. NIP Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Informatika, Yusuf Durrachman, M.Sc., MIT NIP iii

4 PENGESAHAN UJIAN Skripsi yang berjudul Penerapan Teknologi Multi-Protocol Label Switching (MPLS) Pada Jaringan Komputer (Studi Kasus : Lab ELKON BPPT) telah diuji dan dinyatakan lulus dalam sidang Munaqosya Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada hari Jum at, 02 Oktober Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Informatika. Jakarta, 02 Oktober 2009 Tim Penguji, Dosen Penguji I, Dosen Penguji II, Herlino Nanang, MT NIP Victor Amrizal, M.Kom Pembimbing I, Pembimbing II, Viva Arifin, MMSI NIP Arini, ST, MT Mengetahui, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Dr. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis Yusuf Durrachman, M.Sc, MIT NIP NIP iv

5 PERNYATAAN DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR- BENAR HASIL KARYA SENDIRI DAN BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN. Jakarta, 02 Oktober 2009 Kawula Firdaus v

6 ABSTRAK Kawula Firdaus, Penerapan Teknologi Multi-Protocol Label Switching (MPLS) Pada Jaringan Komputer (Studi Kasus: Lab ELKON BPPT), dibimbing oleh Viva Arifin, MMSI dan Arini, S.T., M.T. Jaringan internet berkembang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir ini, ditandai dengan munculnya teknologi dan layanan-layanan baru yang menuntut pemakaian bandwidth secara efisien dan efektif. Bandwidth ini digunakan oleh router dalam menangani pengiriman paket dari satu hope ke hope lainnya. Saat ini teknologi Multi-Protocol Label Switching (MPLS) sebagai elemen jaringan yang berfungsi aktif dalam menangani pengiriman paket yaitu dengan menambahkan suatu label pada setiap paket yang datang dan menggunakan label tersebut untuk menentukan ke arah mana seharusnya paket data tersebut dikirimkan. Dalam penelitian ini dilakukan kajian terhadap kinerja teknologi MPLS dengan melihat parameter Quality of Service (QoS) yaitu bandwidth, jitter, dan packet loss. Hasil percobaan pertama diperoleh ketersediaan bandwidth sebesar 128 Kbps, nilai jitter yang kecil yaitu dan 0.234, serta packet loss yang rendah yaitu 0% dan 0.062%. Kemudian pada percobaan kedua terlihat class Gold memiliki QoS lebih baik dibandingkan class Bronze yaitu dengan bandwidth 512 Kbps, jitter 0.201, serta packet loss 0% sedangkan, class Bronze dengan bandwidth 158 Kbps, jitter 0.565, dan packet loss 69%. Kata kunci: Multi-Protocol Label Switching, QoS, bandwidth, jitter, packet loss. vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberi banyak nikmat dalam kehidupan ini dan dengan ridho-nya pula penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Shalawat serta salam senantiasa penulis haturkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa cahaya dalam kehidupan di dunia ini. Semoga rahmat Allah selalu mengalir untuknya beserta keluarga, sahabat, dan umatnya yang istiqomah mengikuti jejak beliau hingga akhir zaman. Skripsi yang berjudul PENERAPAN TEKNOLOGI MULTI- PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS) PADA JARINGAN KOMPUTER (STUDI KASUS: LAB ELKON BPPT) merupakan salah satu tugas wajib mahasiswa sebagai persyaratan untuk mengambil gelar Strata 1 (S1) pada Program Studi Teknik Informatika Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Dalam penyusunan skripsi ini penulis mendapat bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik secara moral maupun secara teknis. Oleh karena itu, perkenankanlah pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. 2. Bapak Yusuf Durrachman, M.Sc, MIT selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika dan Ibu Viva Arifin, MMSI selaku Sekretaris Program Studi Teknik Informatika. vii

8 3. Ibu Viva Arifin, MMSI dan Ibu Arini, M.T. selaku dosen pembimbing skripsi yang secara kooperatif telah memberikan bimbingan, bantuan, dan dukungan baik secara moral maupun teknis. Terima kasih banyak telah bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membimbing penulis. 4. Seluruh dosen pada Program Studi Teknik Informatika dan Program Studi Sistem Informasi khususnya bagi yang pernah mengajar penulis. Terima kasih atas ilmu-ilmu yang telah diberikan, semoga ilmu yang pernah diberi dapat menjadi tabungan amal kebaikan yang tidak pernah berhenti dan dapat penulis manfaatkan sebaik-baiknya. 5. Ibunda Farida Surdiati dan Ayahanda Edy Sukandar yang selalu memberikan dukungan kepada penulis dalam berbagai bentuk. Terima kasih mama, ayah, atas doa-doa yang tak pernah berhenti mengalir bagi anaknya dan atas semua pengorbanan yang telah diberikan baik biaya, tenaga, dan waktu. 6. Adikku Ridwan Dzuhry. Terima kasih dik atas dukungannya. Persiapkan diri dari sekarang untuk menempuh Tugas Akhir kuliah. Tetap Semangat 7. Sahabatku Deni Julianto dan Suzanti Laima yang telah bersedia membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini. 8. Kulbat Apiat, Masmian Mahida, Olia Desconova, Irfan, Siti Pratiningsih, Retno Ayu, dan Saiful Amarullah. Terima kasih banget atas bantuan, informasi, dan dukungan moril kepada penulis. 9. Anak-anak D Kanz yang selalu memberikan kegembiraan ketika penulis sedang penat. Terima kasih atas persahabatan yang indah selama ini. viii

9 10. Teman-teman penulis di TI C Terima kasih atas kebersamaannya selama menimba ilmu. 11. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah memberikan bantuan dan dukungan baik moril maupun teknis dalam penyusunan skripsi ini dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu dalam kesempatan ini. Penulis menyadari bahwa di dalam penulisan skripsi ini masih penuh dengan kekurangan. Maka dari itu saran yang membangun penulis harapkan untuk perbaikan dimasa yang akan datang. Jakarta, 02 Oktober 2009 Penulis ix

10 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING... HALAMAN PENGESAHAN UJIAN... HALAMAN PERNYATAAN..... ABSTRAK... KATA PENGANTAR.. DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR..... DAFTAR TABEL ii iii iv v vi vii x xiv xvi DAFTAR LAMPIRAN..... xvii DAFTAR ISTILAH... xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Metode Pengumpulan Data Metode Pengembangan Sistem.. 5 x

11 1.7. Sistematika Penulisan... 7 Halaman BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Konsep Jaringan Komputer Definisi Jaringan Komputer Klasifikasi Jaringan Komputer Topologi Jaringan Komputer Topologi Bus Topologi Ring Topologi Star Topologi Tree Media Transmisi Media Terarah Media Tidak Terarah Model Open System Interconnection (OSI) Multi-Protocol Label Switching Pengertian Multi-Protocol Label Switching Arsitektur MPLS Enkapsulasi Paket Distribusi Label Penggunaan MPLS Cara Kerja Jaringan MPLS Quality of Service 23 xi

12 Halaman Konsep Quality of Service Konsep Pengukuran QoS dalam Jaringan MPLS Tools untuk Mengukur QoS Aplikasi Monitoring Packet Data Open Shortest Path First (OSPF) Simulator Jaringan. 29 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Waktu Penelitian Tempat Penelitian Hipotesis Penelitian Perangkat Penelitian Metode Penelitian Metode Pengumpulan Data Metode Pengembangan Sistem BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Analysis (Analisis) Identify (Mengidentifikasi Masalah) Understand (Memahami Rumusan Masalah) Analyze (Menganalisa Elemen Sistem) Report (Melaporkan Hasil Analisis) Design (Perancangan) xii

13 Halaman Perancangan Topologi Jaringan Perancangan Sistem MPLS VPNs dan QoS Simulation Prototyping (Prototipe Simulasi) Implementation (Implementasi) Implementasi Topologi Jaringan Implementasi MPLS VPNs Implementasi QoS Monitoring (Pengawasan) Pengujian Konektifitas End-to-End Backbone MPLS VPNs Pengujian QoS Percobaan Percobaan Analisa Pengujian QoS Management (Pengelolaan) BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Topologi Bus 9 Gambar 2.2. Topologi Ring... 9 Gambar 2.3. Topologi Star Gambar 2.4. Kabel Coaxial Gambar 2.5. Twisted Pair Gambar 2.6. (a) Tampak samping, (b) FO dengan 3 core Gambar 2.7. Komunikasi Satelit Gambar 2.8. Model Referensi OSI Gambar 2.9. Arsitektur MPLS Gambar Skema Header MPLS Gambar Cara Kerja Router yang digerakkan MPLS Gambar 3.1. Kerangka Penelitian Penulis Gambar 3.2. Skema NDLC Gambar 4.1. Diagram Topologi Jaringan Gambar 4.2. Aplikasi Virtual PC Gambar 4.3. Tampilan GNS Gambar 4.4. IP address pada virtual pc Gambar 4.5. Ping client menuju server Gambar 4.6. Ping server menuju client Gambar 4.7. Hasil Konfigurasi OSPF xiv

15 Gambar 4.8. Hasil Konfigurasi BGP Gambar 4.9. Hasil Aktifasi MPLS Gambar Cek Router virtual Gambar Penambahan Routing Static 57 Gambar Hasil Ping Client menuju Server Gambar Hasil Ping Server ke Client vlan Gambar Hasil Ping Server ke Client vlan Gambar Proses Labeling Packet Data Client ke Server Gambar Proses Labeling Packet Data Server ke Client Gambar Hasil Capture Class Gold Gambar Hasil Capture Class Bronze Gambar Hasil Capture Class Gold.. 70 Gambar Hasil Capture Class Bronze xv

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Tabel Keterangan Model Referensi OSI Tabel 2.2. Kepekaan Performansi Layanan.. 23 Tabel 4.1. Spesifikasi Sistem yang Akan Dibangun Tabel 4.2. Spesifikasi Kebutuhan Software Tabel 4.3. Spesifikasi Kebutuhan Hardware Tabel 4.4. Daftar IP Address Tabel 4.5. Komponen Sistem Tabel 4.6. Perbandingan QoS Class Gold dan Bronze. 71 xvi

17 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN A : SURAT KETERANGAN PENELITIAN DARI BPPT... A-1 LAMPIRAN B : HASIL WAWANCARA.. B-1 LAMPIRAN C : KONFIGURASI ROUTER DAN SWITCH. C-1 xvii

18 DAFTAR ISTILAH 1. Any Transport over MPLS (AToM) adalah aplikasi yang membawa layer 2 traffic, seperti Ethernet dan ATM melewati awan MPLS. 2. Asynchronous Transfer Mode (ATM) adalah teknik transfer data berbasis sel dimana kebutuhan kanal jaringan menentukan alokasi paket. 3. Backbone adalah jaringan dengan jalur dan perangkat berkecepatan tinggi yang menghubungkan jaringan-jaringan lain yang lebih kecil dengan kecepatan rendah menjadi satu. 4. Bandwidth adalah kapasitas transfer data yang didukung oleh koneksi atau antarmuka jaringan. 5. Best effort adalah layanan QoS pada jaringan internet yang tidak membedakan jenis file. 6. Border Gateway Protocol adalah ptotokol yang mengatur router yang berkomunikasi dengan router dalam Autonomous System (AS) lain. 7. Connectionless adalah sambungan yang tidak menentukan jalur. 8. Connection-oriented adalah sambungan dengan mealukan pemelihan jalur terbaik. 9. Crosstalk adalah komunikasi bolak balik. 10. Differentiated services adalah paradigma dalam menyediakan QoS pada internet dengan memakai himpunan aturan dasar yang baku dan berukuran kecil dan sudah terdefinisikan dengan baik. 11. Egress adalah router pertama tempat masuknya paket data dalam cloud MPLS. xviii

19 12. Enkapsulasi adalah proses pembungkusan paket data. 13. Forwarding adalah proses pengiriman paket data. 14. Forwarding Equivalence Class (FEC) adalah kumpulan paket yang menerima perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. 15. Ingress adalah router terakhir dalam cloud MPLS tempat keluarnya paket data. 16. Integrated Services adalah menyediakan sumber daya seperti bandwidth untuk trafik dari ujung ke ujung 17. Jitter adalah ukuran delay penerimaan paket yang melambangkan smoothness dari audio/video playback. 18. Label Distribution Protocol adalah protokol yang mengatur pendistribusian paket pada jaringan MPLS. 19. Label Switching Router (LSR) adalah MPLS node yang mampu meneruskan paket-paket layer Label-switched path (LSP) adalah jalur yang melalui satu atau serangkaian LSR dimana paket diteruskan oleh label swapping dari satu MPLS node ke MPLS node lain. 21. Label-switching table adalah tabel yang berisi data label yang akan diberikan ke paket data MPLS. 22. Multi-Protocol Label Switching (MPLS) adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping di layer dua dengan routing di layer tiga untuk mempercepat pengiriman paket. 23. Node adalah titik suatu koneksi atau sambungan dalam jaringan. xix

20 24. Packet loss adalah jumlah paket hilang yang terjadi pada saat pentransferan paket data dari pengirim ke penerima (destination). 25. Per-Hop Behavior (PHB) adalah mekanisme pemilihan hop pada MPLS. 26. Quality of Service (QoS) adalah hasil kolektif dari berbagai criteria performansi yang menentukan tingkat kepuasan penggunaan suatu layanan. 27. Router adalah perangkat keras yang memfasilitasi transmisi paket data melalui jaringan komputer. 28. Service provider internet adalah instansi tempat penyedia layanan internet. 29. Sniffing adalah proses pemeriksaan isi paket data yang melewati suatu jaringan komputer. 30. Traffic engineering adalah proses pemindahan traffic sehingga traffic dari link yang memiliki congestion dipindahkan ke link yang tidak sedang digunakan. 31. Tunnel adalah jalur komunikasi aman di antara dua perangkat yang setara. 32. Virtual Private Networks adalah jaringan pribadi yang dibangun secara virtual dalam jaringan internet. 33. Weighted fair Queuing (WFQ) adalah algoritma penanganan penyumbatan yang mengidentifikasi percakapan (dalam bentuk aliran data), memisahkan paket-paket yang menjadi bagian percakapan, dan memastikan bahwa kapasitas dibagipakai secara adil antar percakapan individual tersebut. 34. Weighted Random Early Detection (WRED) adalah metode antrian yang memastikan bahwa aliran data yang memiliki prioritas lebih tinggi memiliki tingkatan kehilangan data yang lebih rendah dibandingkan aliran data lain bila terjadi suatu penyumbatan. xx 1

21 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Riset dan inovasi dalam teknologi telekomunikasi dikembangkan atas dorongan kebutuhan mewujudkan jaringan informasi yang menyediakan layanan yang beraneka ragam, memiliki kapasitas tinggi sesuai kebutuhan yang berkembang, mudah diakses dari mana dan kapan saja serta biaya infrastruktur yang tidak terlalu mahal. Teknologi semacam Asynchronous Transfer Mode (ATM) memiliki mekanisme pemeliharaan Quality of Service (QoS), dan memungkinkan diferensiasi, namun menghadapi masalah pada skalabilitas yang mengakibatkan perlunya investasi tinggi untuk implementasinya. Di lain pihak, internet dengan protokol IP berkembang lebih cepat. IP sangat baik dari segi skalabilitas, yang membuat teknologi internet menjadi cukup murah. Namun IP memiliki kelemahan serius pada implementasi QoS yang tergolong best effort. Untuk mengatasi masalah tersebut dikembangkanlah beberapa metode untuk memperbaiki kinerja jaringan IP, antara lain dengan Multi-Protocol Label Switching (MPLS). Konsep jaringan MPLS ini menggunakan switching node yang biasa disebut Label Switching Router (LSR) dengan melekatkan suatu label dalam setiap paket data yang datang, dan menggunakan label tersebut untuk menentukan ke arah mana seharusnya paket data tersebut dikirimkan. Jaringan ini terdiri dari titik-titik

22 2 LSR dan bukan merupakan jaringan IP ataupun jaringan ATM, tetapi merupakan jaringan baru dan berbeda. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) adalah Lembaga Pemerintah non Departemen (LPND) yang secara resmi dibentuk berdasarkan Surat Keputusan Presiden Nomor 25 tahun Tugas pokok dari BPPT adalah melaksanakan tugas pemerintahan di bidang pengkajian dan penerapan teknologi sesuai dengan ketentuan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Saat ini BPPT berkeinginan membuat backbone jaringan menggunakan MPLS sebagai dasar untuk penelitian-penelitian selanjutnya. Selain itu, akan diterapkan pula QoS pada jaringan backbone tersebut. Berdasarkan latar belakang masalah tersebut dan BPPT sebagai fasilitator melalui Laboraturium ELKONnya, penulis akan mencoba melakukan penelitian mengenai MPLS dan berusaha menerapkan teknologi MPLS Virtual Private Networks (MPLS VPNs) serta QoS di laboraturium tersebut Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, dapat dirumuskan masalah yang akan dibahas sebagai berikut: 1. Bagaimana mengefisiensikan bandwidth pada backbone jaringan? 2. Bagaimana mengimplementasikan jaringan komputer dengan teknologi MPLS yang mencakup koneksi secara VPN (MPLS VPNs) dan parameter QoS? 3. Bagaimana cara menguji Quality of Service pada jaringan MPLS VPNs menggunakan teknik Differentiated services (Diffserv)?

23 Batasan Masalah Agar pembahasan dalam skripsi ini tidak terlalu luas, namun dapat mencapai hasil yang optimal, maka penulis akan membatasi ruang lingkup pembahasan sebagai berikut : 1. Melakukan konfigurasi hardware dan software yang dimiliki oleh BPPT untuk membangun jaringan backbone MPLS. 2. Membuat simulasi desain jaringan MPLS yang diterapkan pada Lab ELKON BPPT menggunakan aplikasi open source yaitu GNS3. 3. Pengukuran dan analisa QoS jaringan MPLS tersebut menggunakan aplikasi Iperf, putty, dan Wireshark dengan konsentrasi pada nilai bandwidth, jitter, dan packet loss berdasarkan teknik Diffserv Tujuan Penelitian Tujuan dari skripsi ini adalah : 1. Mensimulasikan dan menerapkan teknologi MPLS VPNs pada jaringan komputer Lab ELKON hingga berjalan sesuai dengan yang diharapkan. 2. Menganalisa QoS yaitu menggunakan parameter bandwidth, jitter, dan packet loss saat terjadi proses pertukaran data berdasarkan teknik Diffserv Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dalam penelitian skripsi ini yaitu :

24 4 1. Bagi Penulis a. Mengetahui secara detail konsep teknologi MPLS sebagai bekal untuk memasuki dunia kerja yang saat ini telah menggunakan teknologi tersebut terutama perusahaan service provider internet. b. Dapat secara langsung melakukan konfigurasi teknologi MPLS pada hardware dan software suatu jaringan komputer. c. Menerapkan ilmu-ilmu yang diperoleh selama perkuliahan terutama tentang jaringan komputer sebagai dasar penelitian skripsi ini. 2. Bagi Instansi a. Mendapatkan teknologi jaringan baru yang memiliki QoS lebih baik dari best effort. b. Mendapatkan dokumentasi kegiatan penelitian MPLS sebagai rujukan untuk penelitian selanjutnya. c. Sebagai tolak ukur bagi penelitian selanjutnya untuk dapat menyempurnakan teknologi MPLS ini. 3. Bagi Universitas a. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menguasai materi pelajaran yang diperoleh dibangku kuliah. b. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menerapkan ilmunya dan sebagai bahan evaluasi. c. Sebagai tolak ukur bagi penelitian selanjutnya untuk dapat menyempurnakan teknologi MPLS ini.

25 Metodologi Penelitian Metode Pengumpulan Data 1. Metode observasi yaitu pengumpulan data dan informasi dengan cara meninjau dan mengamati secara langsung kegiatan di lapangan. 2. Metode wawancara; memungkinkan penulis sebagai pewawancara (interviewer) untuk mengumpulkan data secara tatap muka langsung dengan orang yang diwawancarai (interviewee). Hal ini membuat penulis dapat menggali permasalahan secara lebih mendalam. 3. Studi pustaka yaitu mengumpulkan data dan informasi dengan mencari dan memperoleh data-data yang diperlukan dari berbagai buku, jurnal, literatur, dan web site yang berhubungan dengan materi skripsi ini Metode Pengembangan Sistem Dalam penyusunan skripsi ini penulis melakukan penelitian menggunakan metode Network Development Life Cycle dengan tahapan sebagai berikut [Goldman and Rawles, 2001] : 1. Analisis Tahap awal ini dilakukan analisa kebutuhan, analisa permasalahan yang muncul, analisa keinginan user, dan analisa topologi jaringan yang sudah ada saat ini.

26 6 2. Design Dari data-data yang didapatkan sebelumnya, tahap design ini akan membuat gambar design topologi jaringan interkoneksi yang akan dibangun, diharapkan dengan gambar ini akan memberikan gambaran seutuhnya dari kebutuhan yang ada. Design bisa berupa design struktur topology, design akses data, design tata layout perkabelan, dan sebagainya yang akan memberikan gambaran jelas tentang project yang akan dibangun. 3. Simulation Prototype Pada tahap ini penulis akan membuat dalam bentuk simulasi dengan bantuan tools khusus di bidang network yang bersifat open source yaitu GNS3. 4. Implementasi Penulis akan menerapkan semua yang telah direncanakan dan didesign sebelumnya pada peralatan jaringan MPLS di lab ELKON BPPT. 5. Monitoring Pada tahap ini penulis akan memonitor jaringan yang telah dibuat agar jaringan komputer dapat berjalan sesuai dengan keinginan dan tujuan awal dari user pada tahap awal analisis. 6. Manajemen Tahap ini penulis akan menerapkan kebijakan sesuai dengan permintaan manajemen jaringan dari pihak BPPT. Hal ini dilakukan agar sistem yang telah dibangun dapat berjalan dengan baik.

27 Sistematika Penulisan Dalam skripsi ini, pembahasan yang penulis sajikan terbagi dalam lima bab, yang secara singkat dapat diuraikan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini membahas secara singkat teori yang diperlukan dalam penelitian skripsi. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini akan dijelaskan metodologi yang digunakan penulis dalam melakukan penelitian. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam bab ini diuraikan hasil analisis dan perancangan sistem yang dibuat. BAB V PENUTUP Bab ini adalah bab terakhir yang menyajikan kesimpulan serta saran dari apa yang telah diterangkan dan diuraikan pada bab-bab sebelumnya.

28 8 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Konsep Jaringan Komputer Definisi Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah sekelompok komputer otonom yang saling berhubungan antara satu dengan lainnya menggunakan protokol komunikasi melalui media komunikasi sehingga dapat saling berbagi informasi, program-program, penggunaan bersama perangkat keras seperti printer, hardisk, dan sebagainya. (Wahana Komputer, 2003) Klasifikasi Jaringan Komputer Berdasarkan daerah jangkauannya, jaringan dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu : 1. Local Area Network (LAN) LAN adalah jaringan komputer yang mencakup area lokal, seperti rumah, kantor atau group dari bangunan. LAN sekarang lebih banyak menggunakan teknologi berdasar IEEE Ethernet switch, atau dengan Wi-Fi. Kebanyakan berjalan pada kecepatan 10, 100, atau 1000 Mbps. (Dhoto, 2006) 2. Metropolitan Area Network (MAN) Metropolitan Area Network mencakup area geografis sebuah kota seperti jasa televise kabel dalam sebuah kota dan sebuah bank dengan banyak kantor cabang di satu kota. (Tanenbaum, 2003)

29 9 3. Wide Area Network (WAN) Wide Area Network merupakan jaringan yang memiliki luas jangkauan yang sangat besar, biasanya meliputi sebuah negara atau benua. (Tanenbaum, 2003) Topologi Jaringan Komputer Topologi Bus Topologi jaringan yang konfigurasi koneksi semua node terhubung menggunakan bus tunggal. Gambar 2.1. Topologi Bus Topologi Ring Topologi jaringan yang konfigurasi koneksi masingmasing node ada dua. Bila diurutkan, koneksi ini akan berbentuk melingkar. Gambar 2.2. Topologi Ring

30 Topologi Star Topologi jaringan yang konfigurasi koneksinya adalah semua node terhubung pada satu node pusat, yang biasanya menggunakan peralatan hub atau switch. Node pusat ini yang melakukan rebroadcast semua transmisi yang diterima dari nodenode yang ada ke tujuan masing-masing. Gambar 2.3. Topologi Star Topologi Tree Topologi jaringan yang konfigurasinya adalah gabungan dari beberapa topologi star sekaligus Media Transmisi Media Terarah Suatu media yang digunakan untuk mengirimkan data, dimana arah ujung yang satu dengan ujung yang lainnya sudah jelas, contoh : kabel. Jenis kabel secara garis besar adalah sebagai berikut :

31 11 1. Coaxial Kabel data yang menggunakan material tembaga dimana terdapat 2 bagian yaitu : a. Kabel inti ditengah. b. Kabel serabut disisi samping dengan dipisahkan oleh suatu isolator. Gambar 2.4. Kabel Coaxial 2. Twisted Pair Kabel berpilin (Twisted Pair), menggunakan kabel berpasangan dimana tujuannya untuk menghilangkan efek crosstalk. Banyak digunakan untuk jaringan LAN, dikarenakan mampu mengirimkan bandwidth dengan jumlah yang besar. Gambar 2.5. Twisted Pair Jenis kabel berpilin menurut pelindungnya dibagi menjadi Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded Twisted Pair (STP).

32 12 3. Fiber Optic Jenis kabel yang satu ini tidak menggunakan tembaga (cooper), melainkan serat optik. Dimana sinyal yang dialirkan berupa berkas cahaya. Mampu mengirimkan bandwidth lebih banyak. Banyak digunakan untuk komunikasi antar backbone, LAN dengan kecepatan tinggi. Gambar 2.6. (a) Tampak samping, (b) FO dengan 3 core Media Tidak Terarah Suatu media yang digunakan untuk mengirimkan data, dimana arah ujung yang satu dengan ujung yang lainnya tersebar, berikut contoh media tidak terarah : 1. Transmisi Radio Perkembangan teknologi komunikasi radio sangat pesat, penggunaan wireless-lan sudah semakin populer. Untuk mengirimkan data menggunakan komunikasi radio ada beberapa cara yaitu : a. Memancarkan langsung, sesuai dengan permukaan bumi. b. Dipantulkan melalui lapisan atmosfir.

33 13 2. Komunikasi Satelit Komunikasi ini digunakan untuk komunikasi jarak jauh atau antar benua. Dimana untuk menghubungkannya diperlukan teknologi satelit. Menurut jaraknya satelit bisa dikategorikan menjadi : a. Geostationary b. Medium-Earth Orbit c. Low-Earth Orbit Gambar 2.7. Komunikasi Satelit Model Open System Interconnection (OSI) OSI (Open System Interconnection) model (ISO 7498) mendifinisikan 7 layer model dari komunikasi data. Dimana bagian atas dari layernya (layer 7,6,dan 5) difokuskan untuk bentuk pelayanan dari suatu aplikasi. Sedangkan untuk layer bagian

34 14 bawahnya (layer 4, 3, 2 dan 1) berorientasikan tentang aliran data dari ujung satu ke ujung yang lainnya. Gambar 2.8. Model Referensi OSI Tabel 2.1. Tabel Keterangan Model Referensi OSI NAMA LAYER FUNGSI CONTOH FORMAT DATA Aplikasi (Layer 7) Presentasi (Layer 6) Sesi (Layer 5) Transport (Layer 4) Network (Layer 3) Data Link (Layer 2) Physical (Layer 1) Aplikasi yang saling berkomunikasi antar komputer. Aplikasi layer mengacu pada pelayanan komunikasi pada suatu aplikasi. Bertujuan untuk mendefinisikan format data, seperti ASCII text, binary dan JPEG. Sesi layer mendefinisikan bagaimana memulai, mengontrol, dan mengakhiri suatu percakapan (biasa disebut session). Pengiriman reliable dan unreliable. Koreksi error sebelum dikirim ulang. Menghasilkan pengalamatan logika yang digunakan router untuk determinasi tujuan. Mengkombinasi bit ke bytes, dan bytes ke frame. Mengakses media menggunakan MAC address. Deteksi error (tanpa koreksi) Memindah bit-bit antar perangkat. Mengatur voltase dan kabel pinout. Telnet, HTTP, FTP, WWW Browser, NFS, SMTP, SNMP. JPEG, ASCII, TIFF, GIF, MPEG, MIDI. RPC, SQL, NFS, SCP TCP, UDP, SPX IP, IPX Ethernet, HDLC EIA/TIA-232, V-35 Segmen Paket Frame Bit

35 Multi-Protocol Label Switching Pengertian Multi-Protocol Label Switching Multi-Protocol Label Switching adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping di layer dua dengan routing di layer tiga untuk mempercepat pengiriman paket. Jaringan baru ini memiliki beberapa hal penting diantaranya: 1. MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routers, serta memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data. 2. MPLS juga bisa menyediakan Quality of Service (QoS) dalam jaringan backbone, dan menghitung parameter QoS menggunakan teknik Differentiated services (Diffserv) sehingga setiap layanan paket yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang berbeda sesuai dengan skala prioritasnya Arsitektur MPLS Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031 [Rosen 2001] adalah sebagai berikut :

36 16 Gambar 2.9. Arsitektur MPLS Network MPLS terdiri atas sirkuit yang disebut label-switched path (LSP), yang menghubungkan titik-titik yang disebut label-switched router (LSR). LSR pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Setiap LSP dikaitkan dengan sebuah forwarding equivalence class (FEC), yang merupakan kumpulan paket yang menerima perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. FEC diidentifikasikan dengan pemasangan label. Untuk membentuk LSP, diperlukan suatu protokol persinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path. Hasilnya adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented Enkapsulasi Paket Tidak seperti ATM yang memecah paket-paket IP, MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket IP, dengan memasang header MPLS. Header MPLS terdiri atas 32 bit data, termasuk 20 bit label, 2 bit eksperimen, dan

37 17 1 bit identifikasi stack, serta 8 bit TTL. Label adalah bagian dari header, memiliki panjang yang bersifat tetap, dan merupakan satu-satunya tanda identifikasi paket. Label digunakan untuk proses forwarding, termasuk proses traffic engineering. Gambar Skema Header MPLS Setiap LSR memiliki tabel yang disebut label-swiching table. Tabel itu berisi pemetaan label masuk, label keluar, dan link ke LSR berikutnya. Saat LSR menerima paket, label paket akan dibaca, kemudian diganti dengan label keluar, lalu paket dikirimkan ke LSR berikutnya. Selain paket IP, paket MPLS juga bisa dienkapsulasikan kembali dalam paket MPLS. Maka sebuah paket bisa memiliki beberapa header. Dan bit stack pada header menunjukkan apakah suatu header sudah terletak di 'dasar' tumpukan header MPLS itu Distribusi Label Untuk menyusun LSP, label-switching table di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan dengan protokol distribusi

38 18 label. Ini mirip dengan protokol persinyalan di ATM, sehingga sering juga disebut protokol persinyalan MPLS. Salah satu protokol ini adalah LDP (Label Distribution Protocol) Penggunaan MPLS Penggunaan MPLS sebagai berikut : 1. MPLS Virtual Private Networks (VPNs) - memberikan MPLSenabled IP networks untuk koneksi Layer 3 dan Layer 2. Berisi 2 komponen utama yaitu layer 3 VPNs yang menggunakan Border Gateway Protocol dan layer 2 VPNs yang menggunakan Any Transport over MPLS (AToM). 2. MPLS Traffic Engineering (TE) - menyediakan peningkatan utilisasi dari bandwidth jaringan yang ada dan untuk protection services. 3. MPLS Quality of Service (QoS) - menggunakan mekanisme IP QoS existing, dan menyediakan perlakuan istimewa untuk type trafik tertentu, berdasarkan atribut QoS (seperti MPLS EXP) Cara Kerja Jaringan MPLS Jaringan MPLS terdiri dari rangkaian node-node yang bisa menswitch dan menroute berdasarkan label yang dipasang pada setiap paket. Domain MPLS terdiri dari serangkaian node MPLS yang saling menyambung. Node-node ini disebut Label Switched Router (LSR). Labellabelnya menentukan aliran paket diantara kedua endpoint (titik akhir). Jalur khusus melalui jaringan LSR untuk setiap alirannya yang disebut Forwarding Equivalence Class (FEC) telah ditentukan. MPLS adalah

39 19 teknologi yang berorientasi sambungan. Setiap FEC memiliki karakterisasi lalu lintasnya yang menentukan persyaratan QoS untuk aliran tersebut. Karena LSR mengirim paket yang didasarkan pada nilai labelnya, maka proses pengirimannya lebih sederhana dari pada dengan router IP. Gambar 2.3 menggambarkan cara kerja router yang digerakkan MPLS berikut penjelasannya. Gambar Cara Kerja Router yang digerakkan MPLS Sebelum paket dikirim, untuk paket-paket dalam FEC tertentu harus ditentukan terlebih dahulu jalurnya melalui jaringan yang disebut Label Switched Path (LSP). Selain itu yang harus ditentukan pula adalah parameter QoS-nya. Parameter QoS menentukan seberapa banyak sumber

40 20 daya yang diberikan kepada jalur tersebut dan apa kebijakan queuing (mengantri) dan discard (membuang) pada setiap LSR untuk FEC-nya tadi. Untuk melakukan hal di atas itu dibutuhkan protocol gateway interior seperti OSPF untuk informasi routing dan reachability. Setiap paket dalam FEC deberikan label. Label ini hanya berlaku untuk lokal saja. Protokol seperti Label Distribution Protocol (LDP) atau RSVP dengan versi yang telah ditingkatkan digunakan untuk menentukan route dan nilai (angka) label. Ini bisa juga ditentukan secara manual oleh operator. Paket masuk ke dalam domain MPLS melalui ingress edge LSR. Disinilah paket itu diolah untuk menentukan kebutuhannya akan layanan layer jaringan, yang mendefinisikan QoS-nya. LSR memberikannya kepada FEC tertentu dan LSP, lalu setelah itu paketnya dikirimkan. Setiap LSR yang menerima paket berlabel mengambil label yang masuk dan memasangkan label yang keluar pada paket tersebut, dan kemudian mengirimkan paket itu ke LSR berikutnya dalam LSP. Jalan ke luar (egress edge) LSR mengambil label tersebut, membaca header paket IP-nya, dan mengirimkan paket itu ke tujuan akhirnya. Salah satu fitur MPLS yang paling penting adalah label stacking (penumpukan label). Paket yang telah diberi label bisa membawa banyak lebel yang disusun berdasarkan urutan last-in-first-out (yang terakhir masuk yang pertama keluar). Pengolahannya menurut label yang paling atas. Dalam setiap LSR-nya, label bisa ditambahkan pada tumpukannya

41 21 (stack) atau diambil dari tumpukannya. Jadi dengan cara ini, kumpulan LSP bisa dibuat ke dalam satu LSP untuk bagian rute yang membentuk tunnel. FEC untuk sebuah paket bisa ditentukan oleh satu atau lebih parameter, seperti sumbernya atau alamat tujuan IP, sumber atau point tujuan, IP protokol ID, code point layanan yang berbeda-beda atau label aliran IPv6. per-hop behavior (PHB) bisa ditentukan pada LSR untuk FEC. PHB menentukan perioritas queuing (antri atau urutan) paket untuk FEC ini serta kebijakan discard-nya. Paket yang dikirim ke end-point yang sama masuk kedalam FEC yang lain dan akan diberi label yang berbeda dengan PHB yang berbeda pula pada setiap LSR-nya dan bergerak di dalam jalur yang lain melalui jaringannya. Esensi dari fungsionalitas MPLS ini adalah bahwa lalulintas itu dikelompokkan ke dalam FEC-FEC. Lalulintas dalam sebuah FEC membawa domain MPLS sepanjang LSP. Setiap paket didalam FEC secara sendiri-sendiri merupakan bagian dari FEC tertentu dengan memiliki label lokalnya masing-masing. Pemilihan rute mengacu kepada pemilihan LSP untuk FEC tertentu. MPLS mendukung routing hop-by-hop serta routing eksplisit. Dengan routing hop-by-hop ini, masing-masing LSP bebas memilih hop berikutnya untuk setiap FEC-nya. Pilihan ini menggunakan protokol routing biasa seperti OSPF. Ini memiliki beberapa kelebihan, tapi karena penggunaan metrik kinerjanya yang terbatas, routing hop-by hop tidak bisa langsung mendukung traffic engineering atau kebijakan yang berkaitan

42 22 dengan QoS dan keamanan. Pada routing eksplisit satu LSR bisa menentukan beberapa atau seluruh LSR di dalam LSP untuk sebuah FEC. Routing eksplisit memberikan semua keuntungan MPLS, termasuk kemampuan melakukan traffic engineering dan routing kegijakan. Routing eksplisit dinamis memberikan skop terbaik untuk traffic engineering.di dalam mode ini LSR yang menentukan LSP membutuhkan informasi tentang topologinya serta informasi yang berkaitan dengan QoS untuk domain MPLS. Versi OSPF yang telah ditingkatkan untuk MPLS memiliki sejumlah metrik yang lebih baru yang bisa digunakan dalam routing dengan hambatan termasuk link data rates maksimum, reservasi kapasitas saat itu, packet loss rate serta link propagation delay (keterlambatan penyebaran hubungan). Dalam memilih rute ditentukan LSP-nya untuk FEC. Ada sebuah fungsi yang terpisah, yakni menentukan LSP yang sesungguhnya dan untuk ini masing-masing LSR pada LSP harus : 1. Memberikan label pada LSP yang akan digunakan untuk mengenali paket-paket yang masuk termasuk kedalam FEC-nya yang sesuai. 2. Memberitahukan node-node upstream (aliran hulu) yang potensial dari label yang diberikan oleh LSR ini kepada FEC-nya. 3. Mempelajari hop berikut untuk LSP ini serta label yang telah diberikan node down stream (aliran hilir) kepada FEC tersebut.

43 Quality of Service Konsep Quality of Service Quality of service adalah hasil kolektif dari berbagai criteria performansi yang menentukan tingkat kepuasan penggunaan suatu layanan. Umumnya QoS dikaji dalam kerangka pengoptimalan kapasitas network untuk berbagai jenis layanan, tanpa terus menerus menambah dimensi network. Berbagai aplikasi memiliki jenis kebutuhan yang berbeda. Misalnya transaksi data bersifat sensitif terhadap distorsi tetapi kurang sensitif terhadap delay. Sebaliknya, komunikasi suara bersifat sensitif terhadap tundaan dan kurang sensitif terhadap kesalahan. Tabel berikut [Dutta-Roy 2000] memaparkan tingkat kepekaan performansi yang berbeda untuk jenis layanan network yang berlainan. Tabel 2.2. Kepekaan Performansi Layanan

44 24 IP tidak memiliki mekanisme pemeliharaan QoS. Protokol seperti TCP memang memungkinkan jaminan validitas data, sehingga suite TCP/IP selama ini dianggap cukup ideal bagi transfer data. Tetapi verifikasi data mengakibatkan tundaan hantaran paket. Lagipula mekanisme ini tidak dapat digunakan untuk paket dengan protocol UDP, seperti suara dan video. Beberapa skema telah diajukan untuk mengelola QoS dalam network IP. Dua skema utama adalah Integrated Services (IntServ) dan Differentiated Services (DiffServ). IntServ bertujuan menyediakan sumberdaya seperti bandwidth untuk trafik dari ujung ke ujung. Sementara DiffServ bertujuan membagi trafik atas kelas-kelas yang kemudian diberi perlakuan yang berbeda Konsep Pengukuran QoS dalam Jaringan MPLS Pengukuran berbasis pada komponen rute dalam hal ini LSP yang dilewati oleh paket tersebut sehingga traffic paket tersebut dalam jaringan MPLS dapat ditentukan. Pengukuran QoS dalam jaringan MPLS akan sangat sulit apabila data jaringan MPLS tidak diketahui. Hal ini dikarenakan jaringan akses dalam MPLS merupakan jaringan IP dengan system connectionless, sedang QoS merupakan bagian dari sistem connection oriented. Pengukuran QoS dalam jaringan MPLS dilakukan dengan cara menjaga agar setiap paket yang dikirim dalam jaringan selalu berada dalam jalur rute atau LSPnya. Untuk itu router dalam MPLS selalu dilengkapi dengan sistem agar bias memonitor trafik dari setiap paket. Sistem

45 25 monitoring dalam router MPLS berupa feature yang disediakan oleh Cisco IOS berupa IP Precedence, CAR, WRED,ataupun WFQ. Proses pengukuran yang terjadi dalam Edge Label Switching Router, dimulai dengan paket masuk yang diklasifikasikan dengan Commited Access Rate (ACR). Kemudian paket dideteksi kongestinya dengan Weighted Random Early Detection (WRED), jika melebihi batas WRED maka paket akan dibuang. Lalu dilakukan perhitungan parameter QoS dengan Weighted fair Queuing (WFQ).Terakhir dilanjutkan ke Label Switching Router (LSR). Ada tiga parameter utama QoS yang dapat diukur dalam jaringan MPLS. Ketiga parameter tersebut ialah bandwidth, jitter, dan packet loss. Pengukuran parameter QoS tersebut dapat ditentukan sebelum sebuah paket dikirim dalam jaringan MPLS. Pengukuran ketiga komponen QoS MPLS tersebut bertujuan agar sebuah service provider itu bisa mendistribusikan kemampuan yang dimiliki oleh jaringannya dengan jumlah rute yang ingin dibangunnya. Adapun tiga parameter utama QoS dalam jaringan MPLS ialah sebagai berikut : 1. Bandwidth Dalam jaringan MPLS penentuan besarnya bandwidth untuk setiap rute bagi sebuah paket sangat diperlukan. Hal ini dikarenakan dalam MPLS setiap jaringan akses harus memiliki akses bandwidth yang pasti untuk setiap trafik yang akan dijalankannya. Dalam MPLS akses bandwidth ini akan ditentukan oleh feature CAR yang akan

46 26 menandai setiap paket yang datang ke jaringan MPLS dengan label yang disesuaikan dengan feature IP Precedence yang akan menentukan prioritas paket tersebut dikirimkan ke dalam jaringan. Hal ini akan sangat berhubungan dengan alokasi bandwidth bagi setiap rute MPLS atau LSP. Jika sebuah LSP memiliki bandwidth yang kecil, maka LSP akan memiliki prioritas pertama untuk mengirimkan paket yang ada dalam LSPnya, disesuaikan dengan nilai IP Precedencenya. Pengukuran bandwidth dalam setiap LSP MPLS akan sangat memperhatikan besarnya bandwidth yang ada dalam jaringan akses yang mengirimkan sebuah paket, dengan jaringan akses yang menerima paket tersebut. Pengukuran bandwidth dilakukan dalam edge LSR di mana paket tersebut masuk ke dalam jaringan. Untuk mengukur bandwidth proporsional dalam jaringan MPLS, harus diketahui dahulu bandwidth jaringan akses yang merupakan sumber dari paket yang akan dikirimkan dalam jaringan MPLS dan dimasukkan sebagai bandwidth ingress edge LSR, dan harus diketahui pula bandwidth jaringan akses yang merupakan tujuan dari paket tersebut setelah dilewatkan dalam jaringan MPLS sebagai sebuah bandwidth egress edge LSR. 2. Jitter Ukuran delay penerimaan paket yang melambangkan smoothness dari audio/video playback.

47 27 3. Packet Loss Jumlah paket hilang yang terjadi pada saat pentransferan paket data dari pengirim ke penerima (destination). Dengan mengetahui besarnya bandwidth, jitter, dan packet loss pengiriman paket dalam LSP maka kemampuan QoS jaringan MPLS dalam mengirimkan suatu paket dapat dianalisa sehingga proses pengiriman paket dapat diperkirakan terlebih dahulu. Pengukuran parameter QoS dalam jaringan MPLS diperlukan sehingga paket yang dikirimkan dalam setiap LSP dapat ditentukan disesuaikan dengan besarnya nilai bandwidth, jitter, dan packet loss. Untuk mengetahui besarnya bandwidth, jitter, dan packet loss pengiriman sebuah paket dalam jaringan MPLS diperlukan program traffic generator seperti iperf Tools untuk Mengukur QoS Ada beberapa tools yang digunakan untuk mengukur QoS dalam suatu jaringan yaitu sebagai berikut : 1. NetIQ Chariot NetIQ Chariot bisa melakukan simulasi paket yang akan lewat pada jaringan. Hanya saja, sepengetahuan penulis utility ini tidak gratis. 2. Iperf Iperf adalah sebuah tool yang digunakan untuk menghitung bandwidth dan kualitas link suatu jaringan komputer. Tool ini juga bersifat freeware yang dapat diunduh pada alamat

48 28 Tool ini hanya dapat dijalankan melalui command prompt dan tidak memiliki tampilan GUI. Parameter QoS yang dapat diukur melalui tool ini adalah bandwidth, jitter, dan packet loss. Karena bersifat freeware dan output yang dihasilkan sesuai dengan parameter yang penulis uji, maka penulis memilih untuk menggunakan iperf dalam penelitian yang penulis lakukan Aplikasi Monitoring Paket Data Untuk melakukan monitoring paket data diperlukan aplikasi monitoring yang cukup banyak tersedia di pasaran, baik yang bersifat komersil maupun gratis. Aplikasi tersebut antara lain: 1. Ping Merupakan aplikasi sederhana yang terdapat pada sistem operasi Windows maupun Linux. 2. Wireshark Adalah aplikasi GUI yang dapat melakukan sniffing paket data yang lewat dalam suatu jaringan komputer. Dengan tool ini kita dapat melihat secara detail informasi yang ada pada paket data.

49 Open Shortest Path First (OSPF) OSPF merupakan routing protocol berbasis link state, termasuk dalam interior Gateway Protocol (IGP). Menggunakan algoritma Dijkstra untuk menghitung shortest path first (SPF). Menggunakan cost sebagai routing metric. Setelah antar router bertukar informasi maka akan terbentuk database link state pada masing-masing router. OSPF mungkin merupakan IGP yang paling banyak digunakan. Menggunakan metode MD5 untuk autentikasi antar router sebelum menerima Link-state Advertisement (LSA). Dari awak OSPF sudah mendukung CIDR dan VLSM, berbeda dengan RIP. Bahkan untuk OSPFv3 sudah mendukung untuk IPv6. Router dalam broadcast domain yang sama akan melakukan adjacencies untuk mendeteksi satu sama lainnya. Pendeteksian dilakukan dengan mendengarkan Hello Packet. Hal ini disebut 2 way state. Router OSPF mengirimkan Hello Packet dengan cara unicast dan multicast. Alamat multicast dan digunakan OSPF, sehingga OSPF tidak menggunakan TCP atau UDP melainkan IP protocol Simulator Jaringan Untuk mensimulasikan suatu jaringan komputer diperlukan aplikasi khusus yang dapat memperlihatkan gambar topologi yang digunakan dan bisa memperlihatkan proses ping sebagai tanda telah terjalinnya konektifitas. Ada beberapa aplikasi simulasi jaringan diantaranya adalah:

50 30 1. Packet Tracer Packet tracer adalah network simulator yang diciptakan oleh perusahaan raksasa jaringan yaitu cisco. Simulator ini dibuat untuk memudahkan dalam pembuatan skema jaringan dan mendukung beberapa command router dan switch yang didukungnya. Tetapi tidak semua command dalam dunia nyata yang dapat disimulasikan. Selain itu aplikasi ini juga bersifat komersil atau berbayar. 2. Boson Netsim Simulator ini diciptakan oleh perusahaan Boson. Sama seperti packet tracer, command yang disediakan terbatas dan berbayar jika ingin menggunakannya. 3. GNS3 GNS3 adalah sebuah graphical network simulator yang dapat mengemulasikan jaringan yang kompleks. GNS3 merupakan emulator yang dapat menjalankan Cisco Internetwork Operating System (IOS) dalam lingkungan virtual tetapi mendukung seluruh command seperti di dunia nyata. Seperti layaknya VirtualBox atau VMWare pengguna harus menyediakan sendiri installer OS, maka GNS3 pun tidak dapat berjalan tanpa IOS yang sebenarnya. Selain itu aplikasi ini bersifat opensource dan tidak berbayar. Adapun platform Cisco IOS yang telah didukung yaitu; 1710, 1720, 1721, 1750, 1751, 1760, 2610, 2610XM, 2611, 2611XM, 2620,

51 XM, 2621, 2621XM, 2650XM, 2651XM, 2691, 3620, 3640, 3660, 3725, 3745, dan Karena bersifat open source dan mendukung platform Cisco IOS yang penulis gunakan dalam penelitian ini. Maka penulis menggunakan aplikasi ini dalam membuat prototipe simulasi jaringan. 32

52 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Waktu Penelitian Waktu penelitian dibagi menjadi dua tahap, yaitu: riset dasar (dilakukan untuk memahami secara umum konsep MPLS dan mekanismenya) dan tahap riset lanjutan (mensimulasikan dan mengimplementasikan jaringan MPLS VPN beserta QoS pada Lab ELKON BPPT). Riset dasar dimulai dari bulan Maret 2009 sampai dengan April 2009 sedangkan, riset lanjutan dilakukan selama delapan minggu terhitung mulai 05 Mei Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di Laboraturium ELKON Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT). Laboraturium ini dipilih sebagai lokasi penelitian karena ketersediaan fasilitas ( perangkat dan sumber daya) yang dibutuhkan untuk mendukung proses penelitian Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian yang penulis rumuskan adalah: penerapan MPLS VPN dengan QoS menggunakan teknik Differentiated Services dapat menyediakan layanan pengiriman data berdasarkan class. Class untuk layanan traffic data voice memberikan jaminan QoS yang lebih baik dibandingkan class untuk layanan

53 33 traffic data best effort. Hal ini dapat dilihat berdasarkan parameter bandwidth, jitter, dan packet loss yang akan penulis uji pada tahap monitoring Perangkat Penelitian Sebagai sarana penelitian, diperlukan adanya perangkat penelitian. Perangkat yang digunakan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras yang digunakan adalah komputer dan perangkat jaringan untuk membuat suatu jaringan dapat terkoneksi. Sedangkan untuk perangkat lunak adalah kebutuhan sebuah sistem operasi yang mendukung jaringan dan software-software pendukung aplikasi jaringan. Semua perangkat penelitian ini adalah milik lab ELKON BPPT. Untuk dapat membuat sebuah sistem yang benar-benar dapat berfungsi secara baik dan menyeluruh diperlukan adanya lingkungan perangkat keras dan perangkat lunak sebagai berikut : 1. Lingkungan Perangkat Keras Perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari komputer server, komputer client, dan perangkat jaringan lainnya sebagaimana berikut ini : a. Komputer server dengan merk IBM System X3650 yang mempunyai spesifikasi Intel Xeon E GHz 64 bit, hardisk 136 GB, Combo Optical Drive, RAM 4 GB, VGA ATI ES 1000 (Onboard) A12, dan monitor LCD DELL.

54 34 b. Komputer client yaitu menggunakan netbook Lenovo S9 dan notebook Asus. c. Perangkat jaringan dan alat pendukung yang terdiri dari CISCO Router (tipe 7206, 3845, 2811, dan 1700) dan CISCO Switch tipe Lingkungan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu perangkat lunak untuk server dan perangkat lunak untuk client. Spesifikasinya adalah sebagai berikut : a. Perangkat lunak untuk server : Sistem operasi Redhat Enterprise 5. b. Perangkat lunak untuk client : Sistem operasi Ubuntu 8.04 dan Windows XP Home Edition Metode Penelitian Metode penelitian yang penulis gunakan yaitu berdasarkan langkah-langkah penelitian dalam model NDLC. Langkah-langkah tersebut dapat dilihat pada gambar 3.1.

55 Gambar 3.1. Kerangka Penelitian Penulis 35

56 Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang penulis gunakan dalam penelitian skripsi ini adalah metode studi pustaka, wawancara, dan observasi. Metode studi pustaka ini dilakukan dengan mencari dan membaca berbagai referensi berupa buku-buku atau literatur lainnya dan juga pencarian referensi pada situs-situs yang berkaitan dengan permasalahan penelitian ini di internet. Wawancara memungkinkan penulis sebagai pewawancara (interviewer) untuk mengumpulkan data secara tatap muka langsung dengan orang yang diwawancarai (interviewee). Hal ini membuat penulis dapat menggali permasalahan secara lebih mendalam. Observasi yaitu pengumpulan data dan informasi dengan cara meninjau dan mengamati secara langsung kegiatan di lapangan Metode Pengembangan Sistem Penulis menggunakan model pengembangan sistem NDLC (Network Development Life Cycle). Menurut Goldman dan Rawles (2001:470), NDLC merupakan model kunci dibalik proses perancangan jaringan komputer. NDLC merupakan model yang mendefinisikan siklus proses pembangunan atau pengembangan sistem jaringan komputer. Seperti model pengembangan sistem untuk software, NDLC terdiri dari elemen yang mendefinisikan fase, tahapan, langkah, atau mekanisme proses spesifik. Kata cycle (siklus) adalah kata kunci deskriptif dari siklus hidup pengembangan sistem jaringan yang menggambarkan secara eksplisit seluruh proses dan tahapan pengembangan sistem jaringan yang berkesinambungan.

57 37 Gambar 3.2. Skema NDLC NDLC dijadikan metode yang digunakan sebagai acuan (secara keseluruhan atau secara garis besar) pada proses pengembangan dan pembangunan sistem jaringan komputer, mengingat bahwa setiap sistem jaringan komputer memiliki kebutuhan yang berbeda dan memiliki permasalahan yang unik, sehingga membutuhkan solusi permasalahan yang berbeda (spesifik) dengan melakukan pendekatan yang bervariasi terhadap model NDLC. NDLC mendefinisikan siklushidup proses yang berupa fase atau tahapan-tahapan dari mekanisme yang dibutuhkan dalam suatu rangkaian proses pembangunan atau pengembangan sistem jaringan komputer. Berkaitan dengan penelitian skripsi ini, penerapan dari setiap tahap NDLC adalah sebagai berikut :

58 38 a. Analysis (Analisis) Model pengembangan sistem NDLC dimulai pada fase analisis. Pada tahap ini dilakukan proses perumusan masalah, mengidentifikasi konsep dari MPLS dan QoS. Tahap ini meliputi : 1. Identify. Kegiatan dihadapi sehingga mengidentifikasikan permasalahan yang dibutuhkan proses penerapan sistem. Pembahasan ini dapat dilihat pada bab empat sub bab Understand. Kegiatan untuk memahami mekanisme kerja sistem yang akan dibangun. Pembahasan ini dapat dilihat pada bab empat sub bab Analyze. Menganalisis sejumlah elemen atau komponen dan kebutuhan sistem yang akan dibangun. Pembahasan ini dapat dilihat pada bab empat sub bab Report. Kegiatan merepresentasikan proses hasil analisis. Pembahasan ini dapat dilihat pada bab empat sub bab b. Design (Perancangan) Tahapan selanjutnya adalah Design. Jika tahap analisis mendefinisikan apa yang harus dilakukan sistem, maka pada tahap perancangan mendefinisikan bagaimana cara sistem itu dapat melakukannya. Pada fase ini terdiri dari kegiatan perancangan topologi jaringan dan perancangan sistem MPLS VPN dan QoS. Tahap ini dapat dilihat pada bab empat sub bab 4.2, 4.2.1, dan

59 39 c. Simulation Prototyping (Prototipe Simulasi) Tahap selanjutnya adalah pembuatan prototype sistem yang akan dibangun, sebagai simulasi dari implementasi MPLS VPN dan QoS. Dengan demikian penulis dapat mengetahui gambaran umum dari proses komunikasi, keterhubungan dan mekanisme kerja dari interkoneksi keseluruhan elemen sistem yang akan dibangun. Penulis membangun prototype sistem ini pada lingkungan virtual menggunakan GNS3, dengan pertimbangan bahwa apabila ada kesalahan mudah diperbaiki, proses pembuatannya lebih cepat, dan untuk melihat implementasi MPLS VPN dan QoS yang akan diuji. Pembahasan ini dapat dilihat pada bab empat sub bab 4.3. d. Implementation (Implementasi) Pada fase ini, spesifikasi rancangan solusi yang dihasilkan pada fase perancangan, digunakan sebagai panduan instruksi implementasi MPLS VPN dan QoS. Aktifitas pada fase implementasi melingkupi implementasi topologi jaringan (sub bab 4.4.1), implementasi MPLS VPN (sub bab 4.4.2), dan implementasi QoS (sub bab 4.4.3). e. Monitoring (Pengawasan) Pada NDLC, proses pengujian digolongkan pada fase ini. Hal ini mengingat bahwa proses pengujian dilakukan melalui aktifitas pengoperasian dan pengamatan sistem yang sudah dibangun/dikembangkan dan sudah diimplementasikan untuk memastikan bilamana penerapan MPLS VPN beserta QoS sudah

60 40 berjalan dengan baik dan benar. Aktifitas pada fase ini terdiri dari pengujian konektifitas end-to-end MPLS VPN dengan cara ping dan telnet (sub bab 4.5.1). Serta pengujian (sub bab 4.5.2) dan analisa (sub bab 4.5.3) QoS menggunakan metode Diffserv (RFC-2475). f. Management (Pengelolaan) Pada NDLC, aktivitas perawatan, pemeliharaan dan pengelolaan dikategorikan pada fase ini, karena proses manajemen/pengelolaan sejalan dengan aktifitas perawatan/pemeliharaan sistem yaitu meliputi pengelolaan backbone MPLS VPN dan pengelolaan QoS. Sehingga akan menjamin fleksibilitas dan kemudahan pengelolaan serta pengembangan MPLS VPN dan QoS di masa yang akan datang. Pada penelitian ini, penulis hanya melakukan sampai tahap monitoring. Untuk tahap manajemen, secara keseluruhan merupakan kewenangan dari pihak BPPT. Hal ini dapat dilihat pada bab empat sub bab

61 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini, penulis akan menjelaskan proses penerapan backbone jaringan menggunakan MPLS. Dalam hal ini penulis menerapkan MPLS VPNs dengan QoS berdasarkan teknik Differentiated Services. Yaitu dengan membagi satu VPN menjadi dua kelas; kelas gold yang memberikan QoS untuk layanan traffic data voice dan kelas bronze yang memberikan QoS untuk layanan traffic data best effort. Hal ini bertujuan untuk menunjukkan bahwa user yang menggunakan layanan gold memiliki jaminan QoS yang lebih baik dibandingkan user yang menggunakan layanan Bronze. Dengan ini suatu instansi atau perusahaan, dapat membedakan QoS untuk setiap divisinya, sehingga dapat mengoptimalkan kapasitas jaringan yang ada Analysis (Analisis) Penulis membagi aktivitas pada tahap analisis ini menjadi beberapa fase yaitu: Identify (Mengidentifikasi Masalah) Penggunaan sistem jaringan IP sebagai backbone baik dari segi skalabilitas. Namun permasalahan akan timbul dari segi Quality of Service. Jaringan IP yang secara default memiliki QoS best effort tidak membedakan paket yang dikirim. Apakah itu file voice, video, atau data biasa. Jadi, ketika file tersebut dilewatkan pada backbone jaringan IP dapat

62 42 terjadi nilai jitter dan packet loss yang tinggi serta ketersediaan bandwidth yang rendah dari kapasitas yang diberikan. Hal ini dapat menurunkan kualitas file yang dikirimkan bahkan terdapat kemungkinan file tersebut rusak sesampainya di tujuan. Untuk itu diperlukan adanya efisiensi bandwidth pada backbone jaringan. Berdasarkan permasalahan tersebut, BPPT melalui Lab ELKON melakukan penelitian untuk menemukan solusi permasalahan tersebut. Yaitu dengan membangun jaringan backbone berbasis MPLS VPN yang dapat menyediakan QoS berdasarkan layanan yang berbeda di lab tersebut Understand (Memahami Rumusan Masalah) Hasil identifikasi rumusan masalah di atas membutuhkan pemahaman yang baik agar dapat menghasilkan solusi yang tepat guna. Dengan studi pustaka melalui perpustakaan dan internet untuk mengumpulkan data dan informasi dari berbagai sumber dalam bentuk buku, makalah, literature, artikel, dan berbagai situs web mengenai topik permasalahan terkait. Hasilnya digunakan untuk memahami permasalahan yang terjadi untuk merumuskan solusi efektif dalam menyelesaikan berbagai rumusan masalah. Dengan pemahaman ini penulis berusaha membangun dan mengimplementasikan sistem yang diharapkan dapat mengatasi berbagai perumusan permasalahan yang ada. Sehingga penulis perlu memahami konsep-konsep jaringan MPLS VPNs dan penerapan QoS dengan teknik Differentiated Services.

63 Analyze (Menganalisa Elemen Sistem) Hasil analisis penulis adalah sebagai berikut: a. Penulis akan membangun backbone jaringan berbasis MPLS VPNs yang memungkinkan penerapan QoS selain best effort. b. Penulis akan mengimplementasikan QoS dengan teknik DiffServ pada backbone MPLS tersebut. Sehingga memungkinkan pembagian paket berdasarkan classnya Report (Melaporkan Hasil Analisis) Proses akhir dari fase analisis adalah pelaporan rincian dari berbagai komponen atau elemen sistem yang dibutuhkan. Berbagai elemen atau komponen tersebut mencakup: a. Spesifikasi Sistem yang Akan Dibangun Tabel 4.1. Spesifikasi Sistem yang Akan Dibangun Sistem MPLS Keterangan a. Berjenis MPLS VPNs; berperan sebagai backbone jaringan. b. Berfungsi dalam proses labeling packet. QoS a. Penerapannya menggunakan teknik DiffServ. b. Dapat memperlakukan packet yang dating berdasarkan classnya. b. Spesifikasi Software Tabel 4.2. Spesifikasi Kebutuhan Software No. Software Keterangan 1 Redhat Enterprise 5 Sistem operasi untuk server 2 Ubuntu 8.04 Sistem operasi client 3 Windows XP Home Edition Sistem operasi client

64 44 c. Spesifikasi Hardware Tabel 4.3. Spesifikasi Kebutuhan Hardware No Perangkat Jumlah Spesifikasi Unit Spesifikasi Perangkat Unit Host/End User Device 1 Komputer Server 1 a. IBM System X3650 b. Intel Xeon E GHz 64 bit c. Hardisk 136 GB d. Combo Optical Drive e. RAM 4 GB f. VGA ATI ES 1000 (Onboard) A12 g. Monitor LCD DELL 17 2 Komputer Client 2 a. Netbook Lenovo S9 dengan spesifikasi; Intel Atom 1.6 Ghz, Layar 8.9 inci, 512 MB Memory, 80GB HDD, dan Webcam 0.3 Mpix. b. Notebook Asus dengan spesifikasi; Intel Centrino Duo T GHz dan RAM 2032 MB. Spesifikasi Perangkat Jaringan/Network Device 3 Router Cisco Tiga interface Gigabit Ethernet dan satu interface Fast Ethernet. 4 Router Cisco Dua interface Gigabit Ethernet, dua interface serial, dan dua interface Fast Ethernet. 5 Router Cisco Masing-masing unit memiliki spesifikasi; dua interface Fast Ethernet dan dua interface serial. 6 Router Cisco Satu interface Ethernet dan satu interface Fast Ethernet 7 Switch Masing-masing unit memiliki spesifikasi; 24 port Fast Ethernet dan dua interface Gigabit Ethernet. 8 Kabel UTP - Stright UTP dan cross-over UTP

65 Design (Perancangan) Tahap analisis menghasilkan rincian spesifikasi kebutuhan dari sistem yang akan dibangun yaitu jaringan MPLS VPNs pada jaringan intranet BPPT. Penulis membagi proses perancangan menjadi: Perancangan Topologi Jaringan Pada tahap ini, penulis menggunakan topologi yang sudah dirancang oleh tim BPPT dan didefinisikan parameter-parameter konfigurasi yang dibutuhkan untuk menjamin sistem jaringan komputer MPLS VPNs. Gambar 4.1. Diagram Topologi Jaringan (Sumber: Data Primer Lab ELKON BPPT, 2009)

66 46 Tabel 4.4. Daftar IP Address Perangkat Interface IP Address Gateway Router C7206 Loopback 0 Gi0/1.2 Gi0/1.6 Fa0/ / / / / Router C3845 Loopback 0 Fa1/0.2 Fa1/0.6 Fa1/ / / / / Router C1700-CE3 Loopback 0 Fa0 E / / / /24 Router C2811-CE2 Loopback 0 Fa0/0 Fa0/ / / / /24 Router C2811-CE1 Loopback 0 Fa0/0 Fa0/ / / / /24 - Switch-B Fa0/1 Fa0/2 Fa0/3 Vlan /24 Vlan / / /24 Trunking to 3845-Pe1 Switch-G Fa0/9 Fa0/11 Vlan / /24 Trunking to 7206-PE2 Server Eth / /24 Client_1 Eth / /24 Client_2 Eth / /24

67 Perancangan Sistem MPLS VPNs dan QoS Setelah rancangan topologi jaringan dibuat, langkah selanjutnya adalah membuat rancangan sistem baru yang akan dibangun dan diimplementasikan, yaitu menspesifikasikan seluruh komponen atau elemen yang dibutuhkan untuk membangun sistem jaringan backbone MPLS VPNs dan QoS. Berikut adalah spesifikasi sistem yang akan dibangun: Tabel 4.5. Komponen Sistem Sistem MPLS Keterangan a. Berjenis MPLS VPNs; berperan sebagai backbone jaringan. b. Berfungsi dalam proses labeling packet. QoS a. Penerapannya menggunakan teknik DiffServ. b. Dapat memperlakukan packet yang datang berdasarkan classnya Simulation Prototyping (Prototipe Simulasi) Pada tahap ini penulis membangun prototype dari sistem baru yang akan dibangun dan diimplementasikan pada lingkungan MPLS VPNs dengan menggunakan emulator. Tahap ini bertujuan mendemonstrasikan sistem MPLS VPNs yang telah berjalan dengan benar beserta QoS-nya. Penulis menggunakan GNS3 untuk mensimulasikan sistem yang akan dibangun sebagai prototype simulasi. Selain itu alasan penulis menggunakan GNS3 karena emulator ini dapat menjalankan semua command router cisco yang didukungnya seperti di dunia real. Adapun pembuatan prototype bertujuan untuk:

68 48 a. Memperkecil resiko kegagalan saat proses pembangunan dan implementasi sistem pada lingkungan nyata. b. Menjamin bahwa kesalahan yang terjadi pada saat proses perancangan, pembangunan dan implementasi tidak mengganggu dan tidak mempengaruhi lingkungan sistem nyata. Dalam membuat simulasi prototype ini penulis menggunakan aplikasi GNS3. Namun, aplikasi ini mempunyai kekurangan yaitu tidak mendukung IOS untuk cisco switch. Sehingga dalam prototype ini penulis tidak dapat membuat VLAN seperti di penelitian sebenarnya. Selain itu aplikasi ini tidak dapat menunjukkan packet data yang melewati jaringan. Pada simulasi ini hanya dapat menunjukkan terjadinya koneksi end to end menggunakan ping. Berikut adalah langkah-langkahnya : 1. Jalankan aplikasi Virtual PC. Aplikasi ini bertujuan untuk membuat PC virtual di aplikasi GNS3. Karena secara default GNS3 tidak memiliki fitur PC yang dapat menunjukkan proses ping. Gambar 4.2. Aplikasi Virtual PC