RANCANGAN LAYANAN E-LEARNING

Transkripsi

1 1/6 RANCANGAN LAYANAN E-LEARNING JARINGAN TERPADU BERBASIS METODE LOAD BALANCING Anton Wijaya Dr. Ir. Achmad Affandi, DEA Ir. Djoko Suprajitno Rahardjo, MT Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Sukolilo, Surabaya 6111, Indonesia anton9@mhs.ee.its.ac.id Abstrak --- Teknologi yang kian berkembang pesat, sangat memungkinkan terjadinya pembelajaran yang lebih atraktif. Diharapakan proses pembelajaran tidak lagi monoton dan membosankan. Secara langsung sistem pada moodle tidak menyediakan layanan tayangan video, sehingga dirasa perlu untuk mengintegrasikannya dengan suatu sistem layanan lain. Internet Protocol Television (IPTV) merupakan tren perkembangan teknologi broadcasting melalui Internet Protocol (IP). Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan perancangan dan pembuatan IPTV berbasis metode load berbasis Linux Virtual Server (LVS) dengan algoritma penjadwalan round robin. Kemudian dilakukan pengujian performansi IPTV berbasis metode load dan LMS serta IPTV load, dengan memutar 1 sampai 4 video secara bersamaan. Dari pengujian yang dilakukan diketahui, bahwa dengan aplikasi dan content yang sama sangat berpengaruh dalam kinerja sebuah, sedangkan pada pengukuran respone time sangat berpengaruh dengan banyakny, dengan bertambahnya jumlah maka semakin cepat dalam mengakses suatu halaman IPTV, seperti dilihat pada nilai saat mengakses 1 halaman membutuhkan waktu detik dengan dua disbanding satu membutuhkan waktu detik. Pada pengukuran packet loss didapatkan hasil.16%-.937%, hal ini sudah memenuhi standart dimana paket loss besarnya dibawah 1% Menurut standar ITU-T Y diperlukan yang dapat melayani sesuai permintaan pelanggan. Pada tugas akhir ini akan dilakukan perancangan IPTV digabung dengan LMS, yang dibandingkan dengan IPTV. Oleh karena itu perlu dikaji aspek-aspek peformansi jaringan ketika kedua sistem ini dijalankan secara bersamaan, sehingga dapat dihasilkan sebuah rekomendasi untuk membangun sebuah sesuai dengan keadaan yang diinginkan dan dapat mengakomodir seluruh kebutuhan metode pembelajaran jarak jauh dalam institusi pendidikan. II. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI A. Gambaran Umum Sistem Pada tugas akhir ini akan direncanakan sistem yang sama dengan yang berbeda, dalam hal ini yaitu IPTV load dengan IPTV dan LMS yang menggunakan 3 buah komputer, 1 buah load balancer, IPTV, LMS dan 1 buah switch. Gambar 1 adalah topologi jaringan yang akan digunakan dalam tugas akhir ini. Secara sederhana dapat dijelaskan bahwa pada saat client ingin mengakses sebuah content atau aplikasi dari akan diarahkan oleh load balancer kepada yang ada, sesuai alamat IP yang telah diset pada masing-masing untuk merespon permintaan dari client tersebut. Kata Kunci : Internet Protocol Television, Load, round robin I. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi informasi saat ini berkembang sangat pesat. Salah satu bidang yang mendapatkan dampak yang cukup berarti dengan perkembangan teknologi, adalah bidang pendidikan. Dimana pada dasarnya pendidikan merupakan suatu proses komunikasi dan informasi dari pendidik kepada peserta didik yang berisi informasi- informasi pendidikan, yang memiliki unsur-unsur pendidik sebagai sumber informasi, media sebagai sarana penyajian ide, gagasan,dan materi pendidikan, serta peserta didik itu sendiri. Beberapa bagian unsur ini mendapatkan sentuhan media teknologi informasi, sehingga mencetuskan lahirnya ide tentang e-learning. Agar lebih menarik dalam penyajiannya maka perlu di gabungkan antara layanan e-learning dengan IPTV. Dimana siswa dapat menikmati pembelajaran dengan hal yang berbeda yaitu dengan melihat tampilan berupa video, dalam proses penggabungan tersebut Gambar 1. Perencanaan Sistem dan Persiapan Disini client akan mengakses video secara bersamaan mulai dari 1 video, 2 video, 3 video, dan 4 video, dengan mengujinya pada variasi bandwidth yang berbeda-beda yaitu,,,, 7 Mbps, dan. Seperti ditunjukkan flowchart pada gambar 2.

2 2/6 Pengukuran performasi jaringan Menjalankan wireshark untuk pengambilan data Membuka akses IPTV secara bersamaan 1 Video 2 Video 3 Video 4 Video tunggal (virtual IP address). IPVS membuat IPVS table pada kernel untuk menelusuri dan merutekan paket ke real secara efisien. Tabel ini digunakan oleh load balancer yang sedang aktif (yang pasif adalah backup-nya) untuk meneruskan client request dari virtual IP address ke real. IPVS table secara rutin diperbarui menggunakan software ipvsadm. Pengukuran pada variasi Load LMS dan IPTV Load Balancing 2 IPTV Variasi pembatasan bandwidth Pengamatan performasi jaringan :throughput & packet loss Performasi load Gambar 2 Flowchart perancangan implementasi B. skema LVS (Linux Virtual Server) dalam Load Balancing LVS adalah model cluster yang memiliki availabilitas tinggi yang terdiri atas beberapa real (cluster node). Seperti pada gambar 3, LVS terdiri dari dua bagian yaitu load balancer (manager/master) dan real (slave). Antara real dan load balancer dapat saling terhubung dengan high-speed Local Area Network (LAN) ataupun Wide Area Network (WAN). Load balancer mampu meneruskan user request ke yang berbeda dan membuat - yang bekerja secara paralel tersebut tampak dari sisi user seperti satu dengan IP address tunggal [2]. Gambar 3 Arsitektur dasar LVS C. Algoritma Penjadwalan Round Robin (rr) Mekanisme penjadwalan pada LVS dikerjakan oleh sebuah patch kernel yang disebut modul IP Virtual Server atau IPVS modules. Modul ini mengaktifkan layer 4 yaitu transport layer switching yang dirancang dapat bekerja dengan baik pada multi dalam IP address Gambar 4 Algoritma penjadwalan round robin Pada penjadwalan tipe round-robin, manager mendistribusikan client request sama rata ke seluruh real tanpa memperdulikan kapasitas ataupun beban request. Jika ada tiga real (A,B,C), maka request 1 akan diberikan managerkepada A, request 2 ke B, request 3 ke C dan request 4 kembali ke A [3]. C. Performansi (Network Performance) Pengujian Network Performance pada load, dan IPTV dapat diamati dengan menggunakan program Wireshark. Wireshark mampu membaca paket-paket data yang lewat pada jaringan dan menganalisanya. Beberapa protokol yang didukung Wireshark antara lain TCP, UDP, RTP, SIP, dan lain-lain. Data pada proses sinkronisasi adalah TCP dan pada proses panggilan video call. Beberapa parameter QoS yang dicapture melalui Wireshark untuk pengujian Network Performance antara lain, 1. Parameter QoS jaringan Packet Loss Packet Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IP mencapai tujuannya. Kegagalan paket tersebut mencapai tujuan, dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinkan, diantaranya yaitu: 1. Terjadinya overload trafik didalam jaringan, 2. Tabrakan (congestion) dalam jaringan, 3. Error yang terjadi pada media fisik, 4. Kegagalan yang terjadi pada sisi penerima antara lain bisa 5. disebabkan karena overflow yang terjadi pada buffer. Di dalam implementasi jaringan IP, nilai packet loss ini diharapkan mempunyai nilai yang minimum. Secara umum terdapat empat kategori penurunan performansi jaringan berdasarkan nilai packet loss sesuai dengan versi Tiphon yaitu seperti tampak pada tabel 1 [4].

3 3/6 Tabel 1. Kategori Performansi Jaringan [4] Kategori Degredasi Packet loss Sangat bagus % Bagus 3% Sedang 15% Jelek >25% Throughput Throughput adalah jumlah bit yang diterima dengan sukses perdetik melalui sebuah sistem atau media komunikasi dalam selang waktu pengamatan tertentu. Umumnya throughput direpresentasikan dalam satuan bit per second (bps). Untuk men-capture nilai throughput dapat dilakukan dengan melihat nilai bit per second (bps) dari B ke A. B adalah dan A adalah client pada hasil Conversation di Wireshark. Waktu sinkronisasi Waktu sinkronisasi merupakan waktu yang dibutuhkan unruk menyelesaikan proses sinkronisasi di antara LMS dan client. Untuk melihat waktu sinkronisasi kita dapat melihatnya dari nilai duration.. Duration adalah lama waktu yang dibutuhkan untuk mengirimkan data yang terjadi hanya pada alamat-alamat tertentu. Nilai ini juga dapat dilihat pada Conversation di Wireshark. 2. Pengukuran Maximum Workload Web Server dengan httperf Beban kerja maksimum suatu web dalam menangani koneksi dari client dalam waktu tertentu. Workload web dapat diuji dengan menggunakan software web benchmarking tool seperti httperf. Httperf adalah tool sederhana berbasis command line yang dapat dijalankan di atas sistem operasi Linux untuk menguji (benchmarking) performansi suatu web. Httperf melakukan tes dengan mengirimkan sejumlah workload HTTP atau HTTP request ke web target dan menampilkan hasil tes tersebut ke komputer monitoring. Hasil tes yang didapatkan antara lain: jumlah request yang dikirimkan, jumlah request, jumlah balasan, reply time, throughput (Net I/O), connection rate, statistik penggunaan CPU dan lain-lain. III. HASIL UJI COBA Pada bagian ini akan dilakukan pembahasan mengenai analisis data serta pembahasan mengenai hasil implementasi yang telah dilakukan pada bagian sebelumnya yaitu mengenai performansi dan kualitas unjuk kerja load dan IPTV. Analisis dilakukan berdasarkan data yang didapat dari hasil transfer data antar dan klien. A. Analisa Pengamatan Troughput Pengukuran throughput dilakukan pada sisi client pada saat mengakses video, yang kemudian dilakukan perbandingan performansi antara LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load. Berikut ini akan dibahas perbandingan hasil pengukuran throughput di sisi client pada LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load saat client me-load 4 video secara bersamaan. Terlihat pada gambar 4 perbandingan nilai throughput pada saat memutar 1 video Gambar 5 Perbandingan throughput antara IPTV- LMS load dengan IPTV load Dari gambar 5 saat pengujian loading 1 video perbandingan throughput tersebut dapat diketahui bahwa nilai throughput tertinggi yaitu sebesar bps dicapai pada konfigurasi IPTV load dengan dua IPTV pada bandwidth. Sedangkan nilai throughput terendah yaitu bps dicapai pada konfigurasi IPTV load dengan satu IPTV pada bandwidth. Gambar 6 berikut ini menujukkan grafik perbandingan nilai troughput pada saat client memutar 2 video Gambar 6 Perbandingan throughput antara IPTV- LMS load dengan IPTV load Dari gambar 6 perbandingan throughput tersebut dapat diketahui bahwa nilai throughput tertinggi yaitu sebesar bps dicapai pada konfigurasi IPTV load dengan dua IPTV pada bandwidth. Sedangkan nilai throughput terendah yaitu bps dicapai pada konfigurasi IPTV- LMS load pada bandwidth. LMS load 1 IPTV load 2 IPTV LMS

4 4/ Gambar 7 Perbandingan throughput antara IPTV- LMS load dengan IPTV load Dari gambar 7 saat pengujian loading 3 video nilai throughput dapat diketahui bahwa nilai throughput tertinggi yaitu sebesar bps dicapai pada konfigurasi IPTV load dengan dua IPTV pada bandwidth. Sedangkan nilai throughput terendah yaitu bps dicapai pada konfigurasi IPTV-LMS load pada bandwidth. LMS juga. Hal ini disebabkan semakin besar ukuran halaman yang di-load, semakin besar ukuran file yang diunduh maka semakin banyak pula jumlah paket yang dikirimkan dari ke client. Pertambahan jumlah IPTV juga akan meningkatkan throughput di sisi client (downlink). Hal ini diakibatkan karena pertambahan jumlah IPTV akan meningkatkan kecepatan pemrosesan request dari client sehingga mempersingkat response time. Dengan ukuran data yang sama, maka peningkatan response time akan menghasilkan throughput yang semakin besar. Pada LMS dan IPTV yang jadi satu dalam load pada pemutaran 4 video sangat berbeda jauh hal ini dikarenakan perbedaan aplikasi maupun content pada masing-masing yaitu LMS dan IPTV. B. Analisa Pengamatan Packet Loss Berikut ini akan dibahas perbandingan hasil pengukuran packet loss di sisi client pada LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load saat client me-load 4 video secara bersamaan. Data dari perbandingan packet loss saat me-load 1 video pada LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load ditunjukkan pada gambar 9 berikut ini LMS LMS Gambar 8 Perbandingan throughput antara IPTV- LMS load dengan IPTV load Dari data gambar 7 saat pengujian loading 4 video perbandingan throughput dapat diketahui bahwa nilai throughput tertinggi yaitu sebesar bps dicapai pada konfigurasi IPTV load dengan dua IPTV pada bandwidth. Sedangkan nilai throughput terendah yaitu bps dicapai pada konfigurasi IPTV-LMS load pada bandwidth. Dari data yang dibandingkan dari hasil pengukuran throughput dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai bandwidth, maka nilai throughput-nya akan semakin besar dikarenakan lebar bandwidth mempengaruhi nilai throughput. Semakin besar ukuran halaman, maka nilai throughput-nya akan semakin besar Gambar 9 Perbandingan packet losst antara IPTV- LMS load dengan IPTV load Dari gambar 9 saat pengujian loading 1 video perbandingan packet loss antara LMS dan IPTV dalam satu load dengan dua IPTV load, terlihat bahwa nilai packet loss terbesar adalah.893% pada IPTV-LMS load saat bandwidth dibatasi. Sedangkan nilai packet loss terkecil adalah.125% pada satu IPTV load saat bandwidth dibatasi.

5 5/ LMS LMS Gambar 1 Perbandingan packet losst antara IPTV-LMS load dengan IPTV load Dari gambar 1 saat pengujian loading 2 video perbandingan packet loss antara LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load pada Tabel 4, terlihat bahwa nilai packet loss terbesar adalah.928% pada satu IPTV load saat bandwidth dibatasi. Sedangkan nilai packet loss terkecil adalah.16% pada dua IPTV load saat bandwidth dibatasi Gambar 11 Perbandingan packet losst antara IPTV-LMS load dengan IPTV load LMS Gambar 12 Perbandingan packet losst antara IPTV-LMS load dengan IPTV load Dari gambar 12 saat pengujian loading 4 video perbandingan packet loss antara LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load, terlihat bahwa nilai packet loss terbesar adalah.937% pada IPTV-LMS load saat bandwidth dibatasi. Sedangkan nilai packet loss terkecil adalah.173% pada satu IPTV load saat bandwidth dibatasi. Secara umum dapat disimpulkan dari perbandingan nilai packet loss pada pengujian performansi jaringan dalam tugas akhir ini dari tabel yang disajikan, nilai packet loss yang dihasilkan konfigurasi LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load masih sangat kecil dan hampir mendekati %. Menurut standar ITU-T Y.1541 [9], nilai packet loss untuk komunikasi data TCP yang masih tergolong baik adalah 1-3 atau,1 (,1%). Hal tersebut menunjukkan bahwa hampir tidak ada data yang hilang pada saat transfer data. Untuk mengamati seberapa lama seorang pengguna mengakses sebuah halaman situs IPTV pada pengujian konfigurasi yang berbeda dapat dilakukan dengan membagi total response time dengan jumlah akses simultan. Hasil perhitungan rata-rata response time untuk seorang pengguna pada pengujian berbagai konfigurasi terdapat pada gambar 13. Dari gambar 11 saat pengujian loading 3 video perbandingan packet loss antara LMS dan IPTV dalam satu load dengan IPTV load, terlihat bahwa nilai packet loss terbesar adalah.827% pada IPTV-LMS load saat bandwidth dibatasi. Sedangkan nilai packet loss terkecil adalah.182% pada IPTV- LMS load saat bandwidth dibatasi 1 Mbps. Rata-rata Respone Time (detik) IPTV- LMS load 1 IPTV load 2 IPTV load Konfigurasi Server Gambar 13 Grafik perhitungan rata-rata respone time

6 6/6 Dari rata-rata response time, terlihat bahwa response time IPTV load dengan dua IPTV load memberikan response time yang tercepat bagi pengguna dengan rata-rata waktu,433 detik untuk membuka satu halaman situs IPTV. Hasil pengujian membuktikan pertambahan IPTV akan mempercepat proses penanganan akses pengguna. Sedangkan rata-rata response time terlama adalah pada pengujian IPTV-LMS load dengan ratarata response time 1.34 detik. Dapat disimpulkan bahwa pertambahan jumlah IPTV dapat meningkatkan rata-rata response time. Jumlah koneksi maksimum ke IPTV (koneksi/detik) LMS dan IPTV load 1 IPTV load Variasi Server 2 IPTV load Gambar 14 Perbandingan jumlah maksimum koneksi ke IPTV Dibandingkan dengan LMS dan IPTV load, IPTV load lebih baik dalam penanganan akses pengguna ke IPTV. Server IPTV load dengan dua IPTV mampu menangani 8 koneksi dalam satu detiknya sedangkan LMS dan IPTV load tidak mampu menangani akses, hal ini dikarenakan terjadinya bentrok file data pada load, yang bingung memproses permintaan user karena terdapat dua aplikasi maupun content pada masing-masing yaitu LMS dan IPTV. Hal ini dapat dicapai karena beban kerja (pemrosesan request) terbagi ke ke dua IPTV tersebut, sehingga response time menjadi lebih singkat. IV. KESIMPULAN dan SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan dari sistem yang telah diimplementasikan dan hasil analisa pada pengukuran performasi jaringan yang telah dilakukan, beberapa hal yang dapat disimpulkan adalah : Performasi load dengan dua yang berbeda dalam satu jaringan load yaitu IPTV dan LMS, sering terjadi error hal ini dikarenakan adanya dua yang berbeda dengan dua aplikasi maupun content yang berbeda sehingga membuat binggung load dalam merespon permintaan client. Penambahan dengan content yang sama dapat mempengaruhi kinerja pada meliputi throughput, packet loss, maupun respone time yang lebih baik dalam menangani client. Performansi IPTV berbasis metode load sudah memenuhi standar yang ditetapkan dalam rekomendasi ITU-T Y.1541[6] tentang nilai packet loss yang masih dianggap baik pada komunikasi data TCP yaitu,1 (,1%) dimana nilai packet loss terbesar yang dicapai adalah.937%. V. DAFTAR PUSTAKA [1] Oetomo, B.S.D., dan Priyogutomo, J., Feb 24. Kajian Terhadap Model e-media dalam Pembangunan Sistem e-education. Makalah Seminar Nasional Informatika di Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta. [2] Dublin, L., Cross, J., Implementing elearning: Getting the Most from Your elearning Investment, the ASTD International Conference, Mei 23. [3] Baskoro, A., 211. Rancang Bangun Server Learning Management System (Lms) Berbasis Metode Load Balancing. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro ITS. Surabaya. [4] Firmansyah, A., 29. Implementasi Sistem Sinkronisasi Uni-Direksional pada Learning Management System antar Institusi Pendidikan. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Elektro ITS. Surabaya. [5] NAT Technology White Paper, <URL: Solutions/Te chnology/security_and_vpn/technology_white_pa per/288/613642_57_.htm>, Agustus, 28. [6] Network Performance Objectives for IP-based Services, ITU-T Y.1541 Recommendations, Februari 26. [7] Estimating End-to-End Performance in IP Networks for Data Applications, ITU-T G.13 Recommendations, Nopember 25. RIWAYAT PENULIS Anton Wijaya, lahir di Magetan 13 Oktober 1987, merupakan anak pertama dari pasangan ayahanda H. Abadi dan bunda Katiyem. Memulai pendidikan formalnya di SDN 3 Maospati (1994-2), kemudian meneruskan pendidikan di SLTPN 1 Maospati (2-23), kemudian lulus pada tahun 26 dari SMAN 3 Madiun (23-26). Setelah itu, penulis melanjutkan pendidikan di D3-Elektro di Universitas Gadjah Mada (26-29), kemudian langsung melanjutkan pendidikan Strata-1 di Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dengan mengambil Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia.