Performance Analysis of VoIP-SIP using RSVP on a Proxy Server

Transkripsi

1 Performance Analysis of VoIP-SIP using on a Proxy Server Sigit Haryadi dan Indra Gunawan Teknik Telekomunikasi - Institut Teknologi Bandung sigit@telecom.ee.itb.ac.id Ringkasan Pada penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap kinerja protokol yang ada pada VoIP seperti SIP dan kinerja dari jaringan yang menggunakan protokol. Metode yang digunakannya adalah simulasi dengan menggunakan OPNET (Optimized Network Engineering Tools), dan skenario yang dibuat berhasil dijalankan. Kesimpulan dari penelitian ini adalah (a) Pada skenario simulasi, bila tidak digunakan protokol, delay yang dihasilkan bila digunakan codec G.711 adalah 4 ms sedangkan penggunaa codec G723 menghasilkan delay terbesar 175 ms, Penggunaan protokol sebagai protokol untuk pemesanan jaringan ternyata sangat mengurangi nilai delay, misal pada penggunaan codec G.711, ketika tidak menggunakan delay maksimum mencapai 4 ms sedangkan ketika menggunakan hanya 2 ms. (b) Penggunaan SIP untuk proses connect dan disconect akan menghasilkan call-setup yang lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan protokol H323. Pada skenario jaringan yang dibuat, call-setup terbesar 1.5 detik, artinya masih diambang batas untuk komunikasi interlokal yang mensyaratkan waktu maksimal 2 detik. Kata Kunci: SIP, OPNET, 1. Pendahuluan Perkembangan teknologi VoIP belakang ini cukup pesat. Hal yang mendukung berkembangnya teknologi VoIP adalah semakin handalnya protocol-protocol VoIP seperti H.323 dan SIP ( Sesion Innitiation Protocol). Selain itu juga protocol pendukung VoIP untuk menjaga kualitas dari jaringan juga semakin handal. Salah satu protocol untuk menjamin kualitas jaringan adalah ( Resource Reservation Protocol) adalah kemampuan end station atau host untuk meminta level QoS tertentu. membawa perintah sepanjang jaringan serta mengunjungi tiap node yang dipakai untuk membawa data stream. Tiap paket VoIP terdiri dari 2 bagian yaitu header dan payload. Header terdiri dari IP header, Real Transport Protocol (RTP) header, User Datagram Protocol (UDP) header dan link header. IP header bertugas menyimpan informasi routing untuk mengirimkan paket-paket ke tujuan. Pada tiap header IP disertakan tipe layanan atau type of service (ToS) yang memungkinkan paket tertentu seperti paket suara diperlakukan berbeda dengan paket non real time. UDP header memiliki ciri tertentu yaitu tidak menjamin paket akan mencapai tujuan sehingga UDP cocok digunakan untuk voice real time yang sangat peka terhadap delay. Hal ini disebabkan UDP mengasumsikan bahwa layer diatasnya sudah menggunakan metode untuk menjamin sampainya paket ke tujuan. UDP meneriman data dari layer aplikasi untuk kemudian menambahkan port sumber dan port tujuan. Layer protocol menerima UDP datagram dan mengenkapsulasikannya menjadi paket IP dan meneruskan ke layer data link. UDP tidak memperhatikan urutan segmen baik itu di tujuan ataupun di sumber. Pada penelitian ini akan digunakan protocol SIP sebagai protocol signallingnya. Protokol SIP didukung oleh beberapa protokol antara lain, (Resourece Reservation Protocol) untuk melakukan pemesanan pada jaringan, RTP (Real time Transport Protocol) dan RTCP (Real time Transport Control Protocol) untuk mentransmisikan media dan mengetahui kualitas layanan serta SDP (Session Description Protocol) untuk mendeskripsikan sesi media. Protocol merupakan protocol standard untuk menentukan QoS (Quality of Service) secara dinamis sepanjang jaringan heterogen. adalah kemampuan end station atau host untuk meminta level QoS tertentu. membawa perintah sepanjang jaringan serta mengunjungi tiap node yang dipakai untuk membawa data stream. melakukan negosiasi dengan admission control dan policy control. Admission control menentukan apakah node memiliki resource yang cukup untuk mensuplai QoS yang diinginkan sedangkan policy control menentukan apakah user memiliki izin administrative untuk melakukan reservasi. Gambar 1.1 Proses pesan Pada jaringan SIP ada 2 komponen yang selalu ada untuk melakukan komunikasi yaitu user agent client dan server. Pada SIP terdiri dari 2 jenis server yaitu a. Proxy server Proxy server adalah server yang menerima request, mengolahnya, serta meneruskan request yang diterimanya ke next hop server atau ke end user 1

2 setelah mengubah beberapa header pada pesan request. b. Redirect server Komponen ini merupakan server yang menerima pesan request serta memberikan respon terhadap request tersebut yang berisi alamat dari next hop server. Proses persinyalan Menggunakan Proxy server Secara umum proses pesan pada proxy server adalah sebagai berikut: Konfigurasi jaringan yang dibuat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut Gambar 2.1 Arsitektur jaringan VoIP Gambar 1.2 Proses koneksi dengan menggunakan proxy server Jika komunikasi akan berakhir maka akan dilakukan prosedur berikut 1. Pesan request BYE dikirimkan ke proxy server 2. Pesan request diteruskan proxy server ke called 3. Pesan respon 2 K dikirimkan dari called ke proxy server 4. Pesan respon diteruskan proxy server ke caller dan komunikasi berakhir Proses persinyalan menggunakan redirect server Berbeda dengan proxy server pada redirect server ini akan memberi tahukan alamat called untuk kemudian caller yang akan melakukan proses koneksi kepada called Gambar 2.2 Konfigurasi jaringan di Bandung Gambar 2.3 Konfigurasi jaringan di Jakarta Gambar 2.4 Konfigurasi jaringan di Surabaya Gambar 1.3 Proses koneksi dengan menggunakan redirect server Prosedur pemutusan hubungan pada redirect server 1. Pesan request BYE dikirmkan ke called 2. Pesan respon 2 OK dikirimkan ke caller maka komunikasi berakhir 2. Arsitektur Jaringan VOIP SIP Simulasi ini dijalankan dengan kondisi: 1. Mengacu pada jarak real antara Jakarta Bandung dan Surabaya 2. Ada dua jenis codec yang dilakukan yaitu codec G.723 dan G.711 yang memiliki bit rate yang berbeda. 3. Dilakukan simulasi untuk membandingkan jaringan yang menggunakan dengan jaringan yang tidak menggunakan. 4. Komponen yang ada dalam konfigurasi jaringan 2

3 Dibawah ini adalah komponen-komponen yang berada pada konfigurasi jaringan yang dibuat. IP Phone IP Phone adalah suatu hardware yang biasa digunakan untuk komunikasi VoIP. Pada bagian ini terjadi pengolahan sinyal analog menjadi digital untuk kemudian dilakukan proses paketisasi menjadi paket IP. Switch Perangkat ini berfungsi juga untuk merutekan trafik dari end user ke router Router Pada bagian ini akan dilakukan proses pengaktivan dengan menset setiap interface menjadi enable untuk fungsi. Proses ini dilakukan pada interface information pada bagian QoS information Gambar 2.5 protocol parameter Server Server merupakan penyedia layanan aplikasi dalam jaringan Gambar 3.2 Delay jaringan untuk codec G.723 Penggunaan sebagai protocol untuk pemesanan jaringan akan mengakibatkan delay yang lebih kecil. Hal ini disebabkan penggunaan akan mengakibatkan komunikasi VoIP seolah- oleh connection oriented karena dengan paket yang dikirimkan akan melalui jalur yang sama karena router sudah melakukan pemesanan pada jaringan untuk mengirimkan paket pada jalur yang sama sampai komunikasi berakhir sehingga walaupun secara teori komunikasi VoIP menggunakan protocol UDP yang bersifat connection less namun dengan sifat yang ini akan mengurangi delay yang cukup signifikan dibandingkan jika tidak menggunakan. 2. G Analisis data 3.1 Analisis parameter delay Hasil simulasi dari setiap codec 1. Codec G.723 Gambar 3.3 Delay jaringan non untuk codec G.711 Gambar 3.1 Delay jaringan non untuk codec G.723 3

4 Gambar 3.4 Delay jaringan untuk codec G.711 Tampak bahwa ketika jaringan tidak mempergunakan sebagai protocol untuk pemesanan jaringan delay yang dihasilkan untuk codec G711 sudah melewati batas minimun yang disyaratkan untuk komunikasi VoIP yang sangat memperhatikan delay. Dimana pada jaringan VoIP diharapkan delay yang dihasilkan kurang dari 35 ms. 3.2 Analisis parameter jitter Jitter adalah variasinya delay antar paket yang terjadi pada jaringan IP. Besarnya nilai jitter sangat dipengaruhi besarnya tumbukan antar paket congestion yang ada pada jaringan IP. Semakin besar beban trafik pada jaringan akan menyebabkan semakin besar peluang terjadinya congestion dengan demikian jitter akan semakin besar. Hasil simulasi dari setiap codec 1. Codec G.723 Gambar 4.6 Jitter jaringan untuk codec G.723 Dengan menggunakan menghasilkan nilai jitter yang lebih baik. Dari hasil simulasi tampak bahwa nilai jitter yang dihasilkan untuk jaringan yang tidak menggunakan 2 kali lipat dibandingkan yang menggunakan. Secara teori, jitter disebabkan kongesti pada jaringan dan juga pengaruh dari pemilihan jalur yang berbeda untuk proses pengriman paket dari pemanggil ke penerima. Pemilihan jalur yang berbeda akan menyebabkan waktu kedatangan paket di penerima akan tidak bervariasi. Untuk meminimalisasi jitter yang disebabkan oleh keadaan kedua diusahakan agar pengiriman tiap-tiap paket ini dilakukan melalui jalur yang sama dan jangan sampai terjadi loss atau kongesti pada jaringan. Salah satu cara agar setiap paket yang dikirim melalui jalan yang sama adalah dengan melakukan pemesanan pada jaringan dengan menggunakan. 2. Codec G.711 Gambar 3.5 Jitter jaringan non untuk codec G.723 Gambar 3.7 Jitter jaringan non untuk codec G711 4

5 Paket loss yang terjadi cukup kecil yaitu sekitar.7 % artinya kualitas jaringan cukup baik, bahkan menurut standar yang dikekuarkan Typhon termasuk kategori excellent. Bagusnya nilai packet loss ini dikarenakan trafik pada jaringan belum terlalu pada sehingga jaringan belum banyak mengalami kongesti. Untuk codec G711 beban paket puncak yang dikirimkan pada jaringan hanya sekitar 3 packet persekon sedangkan kapasitas router mencapai 5 paket persekon sehingga kemungkinan overflow pada router cukup kecil. Gambar 4.8 Jitter jaringan untuk codec G711 Penggunaan codec yang berbeda juga mempengaruhi nilai jitter. Nilai jitter untuk codec G711 lebih besar dibandingkan G723 karena codec G711 menghasilkan trafik lebih besar dibandingkan G723 sehingga kongesti jaringan lebih padat. 3.3 Analisis parameter packet loss Hasil simulasi jaringan untuk packet loss. Tabel 3.1 Packet loss pada jaringan yang menggunakan codec G723 tanpa menggunakan Tabel 3.2 Packet loss pada jaringan yang menggunakan codec G723 menggunakan Tabel 3.3 Packet loss pada jaringan yang menggunakan codec G711 tanpa menggunakan Tabel 3.4 Packet loss pada jaringan yang menggunakan codec G711 menggunakan Analisis Call Setup Berikut ini adalah hasil simulasi pada jaringan untuk jaringan yang menggunakan codec G723 Waktu Call Setup Gambar 3.9 Waktu call setup untuk jaringan dengan codec G723 tanpa waktu Call Setup Waktu Call Setup Codec G723 Waktu Call Setup Codec G723 menggunakan Gambar 3.1 Waktu call setup untuk jaringan dengan codec G723 menggunakan Tampak bahwa dengan jumlah user yang semakin besar terlihat bahwa waktu call serup juga membesar. Hal ini disebabkan ketika jumlah user membesar artinya trafik yang dikirimkan ke jaringan juga membesar dan paket yang harus diproses oleh server SIP juga semakin besar sehingga waktu proces untuk setiap paket yang datang karena jumlah paket yang semakin membesar. Penggunaan dapat mereduksi nilai call setupkarena pada sebelum dilakukan proses call setupakan dilalukan terlebih dahulu proses pemesanan pada jaringan sehingga sebelum mendapat jawaban dari jaringan bahwa sudah tersedia resource yang cukup untuk melakukan pemesanan proses call setuptidak dilakukan. Hal ini menyebabkan ketika paket suara dikirimkan ke 5

6 jaringan akan langsung melalui jalur yang sudah dipesan dan hal ini menyebabkan terjadi pengurangan waktu call setup. Hasil simulasi jaringan untuk codec G.711 Waktu Call Setup Gambar 3.11 Waktu call setup untuk jaringan dengan codec G711 tanpa Waktu Call Setup Gambar 3.12 Waktu call setup untuk jaringan dengan codec G711 menggunakan Tampak bahwa proses call setupuntuk codec G711 yang tidak menggunakan jaringan waktu call set up mencapai 1.5 detik, nilai call set up ini ini sudah mendekati nilai ambang untuk call setupuntuk sambungan interlokal yang berada pada nilai 2 detik. Namun jika menggunakan waktu call setup hanya mencapai nilai maksimal.6 detik untuk jumlah user yang sama. 4. Kesimpulan Waktu Call Setup Codec G.711 1,8 1,6 1,4 1,2,8 1,6,4,2 Waktu Call Setup Codec G711 Menggunakan dibuat call setup terbesar yaitu 1.5 detik yang artinya masih diambang batas untuk komunikasi interlokal yang mensyaratkan waktu maksimal 2 detik. Penggunaan sebagai protocol untuk pemesanan jaringan ternyata cukup mengurangi nilai delay karena dengan maka lintasan yang dilalui oleh paket dalam satu jaringan IP akan melalui lintasan yang sama. Hal ini cukup membantu untuk jaringan yang menggunakan codec G.711, ketika tidak menggunakan delay maksimum mencapai 4 ms sedangkan ketika menggunakan hanya mencapai 2 ms yang artinya masih dalam kategori yang diperbolehkan untuk komunikasi suara. 5. Daftar Pustaka [1] Tharom, Tabratas. Teknis dan Bisnis VoIP. Elex Media Komputindo.Jakarta. 22 [2] Collins Daniel. Carrier Grade Voice over IP. McGrawHill.21 [3] OPNET IT Guru Simulator, Attributes and Parameter Description. [4] Juhana, Tutun, "Network Interface Layer, ET544", Bandung Institut of Technology, 23. [5] Hendrawan, Computer Architecture and Protocol, ET 543, Bandung Institut of Technology, 23. [6] Eyers, Tony. " Predicting Internet Telephony Call Setup Delay", Australia. [7] Marjamaki, Harri. "Delay Characteristic of An IP Voice Terminal", Tampere University of Technology.1999 [8] Consultronic."Jitter Measurement", April 23 [9] Xie, Liehue. "How Delay and Packet Loss Impact Voice Quality of VoIP", Qovia inc.sept.23 [1] Schulzrinne, Henning. " Interaction of Call Setup and Resource Reservation Protocol in Internet Telephony", Colombia University.1999 Kesimpulan yang didapatkan dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: Codec yang digunakan untuk implementasi VoIP sebaiknya menggunakan bandwidth yang cukup kecil namun tetap harus memperhatikan kulaitas suara yang dihasilkan. Sebagai contoh pada konfigurasi jaringan yang dibuat delay yang dihasilkan codec G.711 menghasilkan delay terbesar 4 ms sedangkan dengan codec G723 menghasilkan delay terbesar 175 ms. Melihat hasil yang didapat ternyata codec G.723 lebih cocok untuk komunikasi suara yang sangat memperhatikan delay. Penggunaan SIP untuk proses connect dan disconect akan menghasilkan call setup yang lebih kecil dibandingkan dengan protocol H323 karena paket yang dikirimkan untuk proses call set up lebih kecil dan pada konfigurasi jaringan yang 6