BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Content Delivery Network (CDN) CDN adalah sekumpulan server yang saling berhubungan dari komputer di internet yang menyediakan konten web dengan cepat ke banyak pengguna dengan menduplikasi konten pada beberapa server dan mengarahkan konten ke pengguna berdasarkan kedekatan. CDN digunakan oleh penyedia layanan internet (ISP) untuk memberikan halaman web statis atau dinamis, tetapi teknologi ini sangat cocok untuk streaming audio, video, dan televisi internet (IPTV) pemrograman [1]. Dalam CDN, konten eksis di beberapa salinan pada server strategis yang tersebar. Hal ini dikenal sebagai replikasi konten. Sebuah CDN besar dapat memiliki ribuan server, sehingga memungkinkan untuk menyediakan konten identik dengan banyak pengguna secara efisien dan andal bahkan kadang-kadang lalu lintas internet maksimum [2]. Ketika sebuah halaman tertentu, file, atau program direquest oleh pengguna, server yang terdekat dengan pengguna (dalam hal ini jumlah minimum node antara server dan pengguna) secara dinamis ditentukan. Ini mengoptimalkan kecepatan isi yang disampaikan kepada user tersebut [3]. Konsep CDN adalah dengan meletakkan beberapa server pada belahan dunia, sehingga server utama (asli) tidak akan langsung melayani permintaan web request secara langsung melainkan melalui server-server pada jaringan CDN. Keuntungannya, server asli tidak akan mengalami drop akibat banyaknya 5

2 permintaan dari pengguna internet, dan efisiensi terhadap delay dan packet loss juga akan semakin baik. Gambar konsep dasar Content Delivery Network dapat dilihat pada Gambar 2.1 [4]. Original Server in North America CDN distribution node CDN Server in South Amerika CDN Server in Europe CDN Server in Asia Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network [4] 2.2 Teknik-teknik Pembagian Tugas CDN Ada beberapa teknik pembagian tugas CDN, seperti GEO DNS, packet redirection, load balancer dan lain-lain GEO DNS GEO DNS adalah salah satu penghantar kinerja CDN, sistem kerja dari GEO DNS dengan memetakan pengguna internet menurut wilayahnya. Kemudian akan dibangun CDN pada setiap wilayah yang telah dipetakan. Dengan pemetaan 6

3 wilayah maka setiap client yang melakukan request akan dilayani oleh server terdekat dengan client tersebut [5] Packet Redirection Prinsip kerja packet redirection adalah ketika client 1 yang melakukan request website telah terhubung dengan server 1 dan melakukan upload atau download file akan terjadi delay. Ketika proses request website, jika delay dianggap terlalu tinggi, maka server dapat meminta server lain melanjutkan transaksi packet yang sedang di download, sehingga kinerja pengiriman paket dapat lebih baik. Masing-masing server akan melakukan pertukaran informasi terkait kinerja server, baik secara langsung maupun melalui pihak ketiga serper DNS server [6] Load Balancer Load balancer merupakan sebuah perangkat untuk mendistribusikan beban pekerjaan secara merata melalui beberapa node. Peran yang paling penting dari Load Balancer yaitu untuk menyediakan sebuah layanan dari beberapa kumpulan server yang berada sebagai back-end dari layanan servernya. Untuk layanan internet, Load Balancer biasanya merupakan sebuah program perangkat lunak yang terhubung pada port dimana client eksternal tersambung untuk mengakses layanan. Load Balancer meneruskan request dari salah satu server dari backend server, yang biasanya di-replay kembali ke load balancer. Hal ini memungkinkan Load Balancer untuk me-replay request dari client tanpa client tersebut mengetahui tentang pemisahan fungsi internal dari layanan server yang ada. Hal ini juga dapat mencegah client berhubungan langsung dengan server 7

4 backend, yang mungkin memiliki manfaat keamanan dengan menyembunyikan struktur jaringan internal dan mencegah serangan pada jaringan [7]. 2.3 Webmapper Webmapper merupakan sistem yang mengelompokkan client sesuai dengan alamat IP, dan menetapkan setiap server yang optimal. Pengelompokkan dilakukan dengan memantau koneksi TCP antara client dan server. Ketika server terbaik ditemukan informasi ini ditransmisikan ke client melalui infrastruktur DNS [8]. Sistem kerja dari webmapper pada CDN adalah sebagai berikut. Webmapper berada di belakang DNS front-end yang bertindak sebagai server DNS otoritatif untuk domain atau satu set domain. Ketika client mengirimkan permintaan akses, domain name itu mengirimkan permintaan DNS ke server DNS local yang kemudian meneruskan permintaan ke server DNS otoritatif. Server content mengumpulkan jarak jaringan client dan memuat informasi terus menerus dan menyebarkannya kembali ke webmapper. Selanjutnya webmapper membuat pemetaan client dari informasi saat ini dan sebelumnya digabungkan (jarak jaringan, load) di mana setiap client merupakan divisi atau partisi dari total ruang alamat ip. Pengelompokkan ini penting karena tidak efisien untuk membuat tugas terpisah untuk setiap alamat ip di internet (ada banyak jutaan alamat tersebut). Pembagian tugas dalam pengelompokkan ini bertujuan untuk mengoptimalkan pelayanan server terhadap permintaan client [8]. Pengelompokkan dilakukan dengan record atau rekam jejak client. Ketika client melakukan request website, maka DNS server akan melihat history dari client tersebut pada setiap server. Kemudian DNS server akan 8

5 menghubungkan client dengan server terbaik untuk client yang melakukan request web menurut history. Contoh pengelompokkan dapat dilihat pada Tabel 2.1 [8]. Tabel 2.1 Contoh Pengelompokkan Server Content Server No Client Domain Index / / Dari Tabel 2.1 dapat dilihat pada client1 dengan alamt IP /19 saat melakukan permintaan akses konten dalam domain yang sesuai dengan domain index 2, maka dipetakan ke server konten 3 dengan probability Client2 dengan alamat IP /8 akan dipetakan ke server 2 dengan probability Software Simulator Pada Tugas Akhir ini menggunakan software simulator NS-2. NS-2 merupakan sebuah program simulasi berbasis event (kejadian) yang banyak digunakan untuk mempelajari sifat dinamis dari jaringan dan protokol komunikasi. NS-2 mampu mensimulasikan jaringan kabel dan jaringan nirkabel serta protokolnya mencakup algoritma routing, protokol komunikasi, algoritma akses dan lain-lain [9]. 9

6 Gambar 2.3 menunjukan arsitektur dasar NS-2. NS-2 menggunakan dua jenis bahasa pemrograman, C++ dan TCL.C++ digunakan sebagai core proses simulasi, sementara TCL untuk konfigurasi jaringan [9]. Gambar 2.2 Arsitektur Dasar NS-2 TclCL dan Otcl adalah komponen TCL yang berfungsi untuk menjembatani konfigurasi dengan proses simulasi. Program NS-2 menggunakan command line interface, yang menghasilkan trace atau catatan yang dapat dipergunakan oleh modul network animator (NAM) maupun plot grafik Xgraph [9]. 2.5 Kerangka Evaluasi Video EvalVid NS-2 menyediakan presentasi data menggunakan Xgraph. Namun Xgraph kehilangan detail dari kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data rata-rata untuk parameter yang ditinjau. Oleh karenanya, untuk membantu mempresentasikan paramater yang dievaluasi, digunakan EvalVid [10]. EvalVid adalah framework dan tool set untuk evaluai kualitas video dikirimkan melalui jaringan komunikasi nyata ataupun simulasi [10]. Struktur dari framework EvalVid ditunjukkan Gambar 2.4 [11]. 10

7 Play-Out Buffer User Source Video Decoder Coded Video Video Trace VS ET Reconstructed erroneous video Sender Trace Evalvid- API tcpdump Network (or simulation) loss/delay Receive Trace Evalvid- API tcpdump Video Decoder raw YUV video Reconstructed raw YUV video FV Result: -Frame Loss/ Frame Jitter -user perceived quality erroneous video raw YUV video PSNR MOS Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid Komponen utama dari struktur EvalVid dijelaskan sebagai berikut : 1. Source: Sumber video dapat berupa raw file YUV dengan resolusi Quarter Common Intermediate Format (QCIF, 176 x 144) atau di Common Intermediate Format (CIF, 352 x 288). 2. Video Encoder dan Decoder: EvalVid mendukung dua codec MPEG4, yaitu codec NCTU dan ffmpeg. 3. VS (Video Sender): komponen VS membaca file video yang dikompres dari output encoder, menfragmentasi setiap frame video yang berukuran besar menjadi segmen yang berukuran kecil dan kemudian mengirimkan segmen ini melalui paket UDP pada jaringan nyata atau simulasi. Untuk setiap pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda waktu, id paket, dan ukuran paket di sender trace file dengan bantuan tcp dump atau win dump, jika jaringan adalah Link nyata. Namun, jika jaringan disimulasikan, sender trace file disediakan oleh entitas pengirim. Komponen VS juga membangkitkan video trace file yang berisi informasi tentang setiap frame pada file video real. Video trace file dan sender trace file yang kemudian 11

8 digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya. 4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim. Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id paket, dan ukuran paket yang diterima pada penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan file video asli yang dikodekan, file video trace, file sender trace, dan file received trace, komponen ET menghasilkan laporan packet loss, jitter serta file video rekontruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima mengalami kerusakan atau tidak. 5. FV (Fix Video): penilaian kualitas video digital dilakukan dari frame demi frame. Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi penerima, termasuk yang salah, harus sama seperti video asli di sisi pengirim. Jika codec tidak dapat mencegah hilangnya suatu frame maka, FV digunakan untuk mengatasi masalah tersebut, dengan memasukkan frame terakhir yang berhasil dikodekan pada bagian frame yang hilang sebagai sebuah teknik penyembunyian error. 6. PSNR (Peak Signal Noise Ratio): PSNR adalah salah satu objek untuk menilai QoS aplikasi pada transmisi video. 7. MOS (Mean Opinion Score): suatu subjektif untuk mengukur kualitas video digital pada aplikasi. 12