Aplikasi Server Berbasis TCP/IP untuk Mendukung Penyampaian Materi Pembelajaran Iwan Handoyo Putro 1) Petrus Santoso 2) Gerry ASP Sampetoding 3) 1,2,3) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra Jl. Siwalankerto 121-13, Surabaya 60236 e-mail : iwanhp@petra.ac.id, petrus@petra.ac.id, m23404053@john.petra.ac.id ABSTRACT Dalam sebuah kelas komputer yang terhubung dengan jaringan lokal (LAN) diperlukan aplikasi yang dapat menunjang proses penyampaian materi pembelajaran agar dapat dipastikan seluruh mahasiswa dapat mengikuti materi dengan baik. Aplikasi ini disusun dengan menggunakan bahasa pemrograman Microsoft Visual C# dan terdiri dari dua bagian, yaitu aplikasi pada komputer dosen atau disebut juga sisi server dan aplikasi pada komputer mahasiswa yang disebut juga sisi klien. Aplikasi pada komputer dosen bertugas untuk melakukan monitoring terhadap tampilan layar komputer mahasiswa serta mengirim materi pembelajaran ke seluruh layar klien sedangkan aplikasi pada komputer mahasiswa berfungsi untuk menampilkan isi layar komputer dosen yang berisi materi pembelajaran. Komunikasi antara kedua aplikasi dilakukan dengan protokol TCP/IP, khususnya menggunakan protokol HTTP untuk proses pertukaran data. Pengujian yang dilakukan pada sisi server menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengaktifkan web server dan menyimpan tampilan layar masing-masing kurang dari 1 detik. Ukuran file hasil capture tampilan layar untuk layar dominan putih dan layar warna masing-masing 40.39 dan 99.33 KB. Pada pengujian dengn 20 komputer klien, rata-rata bandwidth yang digunakan dalam komunikasi antara komputer dosen dengan komputer mahasiswa ketika dalam proses Monitor adalah 1.36 MBytes/s. Key words Aplikasi TCP/IP, Aplikasi Server, Protokol HTTP 1. Pendahuluan Metode penyampaian materi pembelajaran yang di ruang kelas biasanya dilakukan dengan menggunakan media seperti papan tulis, whiteboard maupun Over Head Projector atau OHP. Perkembangan teknologi diiringi dengan terjangkaunya harga-harga perangkat komputer maupun LCD Projector mendorong semakin banyak pembangunan kelas-kelas kuliah yang didukung dengan prasarana komputer yang dapat menciptakan suasana belajar yang lebih menarik dan interaktif. Di institusi pendidikan dengan fasilitas ruang kelas yang telah dilengkapi dengan komputer, biasanya proses perkuliahan berlangsung dengan dosen menjelaskan materi perkuliahan serta memperlihatkan materi yang diajarkan dengan PC yang terhubung dengan LCD proyektor di depan kelas. Mahasiswa dapat memperhatikan materi yang diberikan sambil mencari bahan pendukung lain dengan komputer di hadapannya masing-masing. Sepintas terlihat metode pengajaran ini terlihat ideal dan menarik. Namun demikian kondisi ini dapat menciptakan sisi negatif, di antaranya adalah konsentrasi mahasiswa tidak terfokus kepada materi yang diajarkan oleh dosen di depan kelas. Hal ini disebabkan karena mahasiswa terkadang mengerjakan hal lain yang tidak berhubungan dengan materi dan perkuliahan yang sedang disampaikan [1]. Lebih lanjut, dosen kesulitan dalam memantau dan mengetahui hal yang dilakukan oleh mahasiswa karena lebih terfokus pada penyampaian materi. Permasalahan lain yang mungkin timbul adalah dosen mengalami
kesulitan untuk memperlihatkan secara langsung kepada kelas hal atau temuan menarik yang ditemukan mahasiswa. 2. Landasan Teori 2.1. Protokol TCP/IP Protokol TCP/IP merupakan protokol yang mampu memberikan dukungan jaringan untuk menghubungkan seluruh tempat dan host dengan mengikuti aturan standar yang mencakup tentang tata cara komputer-komputer saling berkomunikasi dan bagaimana melakukan interkoneksi terhadap jaringan-jaringan yang telah dibangun. Protocol TCP/IP disusun dengan mengadopsi konsep empat layer yang dikenal sebagai model Department of Defense (DOD), yaitu Application Layer, Transport Layer, Internet Layer, dan Network Interface Layer [3, 5]. Gambar 1 memperlihatkan perbandingan konsep OSI dan konsep TCP/IP. 2.3. Network Application API Microsoft menyediakan dua interface bagi aplikasi-aplikasi jaringan untuk memanfaatkan layanan-layanan stack protocol TCP/IP [2, 4], yaitu : WinSock. Merupakan implementasi pada aplikasi jaringan yang banyak memanfaatkan Socket API (application programming interface). Adapun Socket API merupakan mekanisme standar untuk mengakses layanan-layanan datagram dan session pada TCP/IP. NetBIOS. Merupakan suatu API standar yang dipakai dalam mekanisme komunikasi antar proses atau inter-process communication (IPC) di lingkungan Windows. NetBIOS disertakan di dalam Windows terutama untuk mendukung kompatibilitas terhadap aplikasi-aplikasi lama. Meskipun demikian, NetBIOS dapat dipakai untuk menyediakan koneksi standar ke protokol-protokol yang mendukung layanan-layanan penyampaian pesan dan penamaan NetBIOS, misalnya TCP/IP dan NetBEUI. 3. Perancangan Aplikasi Gambar 1. Perbandingan model konsep OSI dan TCP/IP [3] Aplikasi yang disusun dalam penelitian ini terdiri dari 2 bagian yaitu sisi server yang digunakan oleh dosen dan sisi klien yang dipakai oleh mahasiswa di mana akan terjadi pertukaran informasi tampilan layar antar keduanya [1]. Pada paper ini pembahasan difokuskan pada pengembangan aplikasi di sisi server/komputer dosen. Blok diagram sistem secara utuh diperlihatkan pada Gambar 2. 2.2. Application Layer Aplication Layer merupakan lapisan pada model TCP/IP yang terletak paling atas dan merupakan layer di mana program atau aplikasi memperoleh akses ke dalam jaringan [4]. Layer ini berada pada lapisan yang sama dengan Session Layer, Presentation Layer dan Application Layer pada model OSI [7]. Terdapat beberapa layanan TCP/IP yang beroperasi pada Layer Application. Layanan tersebut meliputi HyperText Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Telnet, Domain Name System (DNS) dan Simple Network Management Protocol (SNMP) [6]. Gambar 2. Blok Diagram Sistem
Aplikasi dibuat dengan tujuan untuk mengirimkan dan menerima pesan terkait tampilan layar, baik tampilan layar pada komputer dosen maupun tampilan layar pada komputer mahasiswa. Batasan jaringan yang akan dikerjakan di sini adalah dalam satu jaringan lokal dengan jumlah komputer mahasiswa hingga 20 komputer mahasiswa. Komunikasi antara aplikasi pada komputer dosen dan aplikasi pada komputer mahasiswa dilakukan dengan protokol TCP/IP, di mana untuk pertukaran semua data menggunakan Hyper Text Transfer Protocol (HTTP). Komputer dosen bertugas sebagai web server untuk menyediakan data yang diperlukan oleh aplikasi pada komputer mahasiswa. Ketika komputer dosen memonitor semua komputer mahasiswa, maka aplikasi pada komputer mahasiswa mengaktifkan web server untuk menyediakan data-data yang dibutuhkan oleh aplikasi pada komputer dosen untuk melakukan proses pengawasan terhadap tampilan komputer mahasiswa. Untuk melakukan semua interaksi atau proses yang diinginkan oleh dosen, maka pada komputer dosen disediakan sebuah file yang berisi perintah yang akan dilakukan oleh aplikasi pada komputer mahasiswa. Secara periodik aplikasi pada komputer mahasisswa mengakses file tersebut pada web server untuk mengetahui proses yang harus dilakukan. untuk melakukan proses : membangun web server, melakukan capture screen pada tampilan layarnya dan disimpan ke dalam image file pada direktori web server sehingga dapat diakses oleh komputer mahasiswa. 3.2. Desain Proses Menampilkan Layar Komputer Dosen Proses capture screen pada komputer dosen tidak melibatkan web server. Web server hanya berperan dalam pertukaran data file image dari hasil capture tampilan layar komputer dosen. Image hasil capture screen diletakkan pada direktori web server, tepatnya pada pada \webserver\image\serverscreen.jpg, sehingga untuk memperoleh file tersebut, komputer mahasiswa melakukan request terhadap file melalui web server. Setiap image hasil capture dari tampilan komputer dosen disimpan dalam bentuk file image dengan metode kompresi JPG sehingga ukuran file tidak terlalu besar dan tidak memerlukan waktu yang lama untuk mengambilnya dari web server. Aplikasi pada sisi dosen melakukan capture tampilan layar komputer dalam selang interval waktu tertentu, sehingga setiap perubahan pada tampilan layar dapat ditampilkan pada komputer mahasiswa. Desain awal dari proses capture tampilan layar komputer dosen dapat dilihat pada Gambar 3. 3.1. Desain Aplikasi pada Komputer Dosen (Sisi Server) Aplikasi yang digunakan oleh dosen digunakan sebagai web server yang mengatur komunikasi server dan client, menyediakan image file dari hasil capture screen tampilan komputer dosen, menyediakan file kontrol untuk aplikasi pada mahasiswa, mengawasi tampilan layar komputer mahasiswa, menampilkan tampilan layar komputer mahasiswa pada layar komputer dosen jika diperlukan, serta menyimpan berbagai pengaturan yang diperlukan agar tidak perlu melakukan pengaturan lagi ketika menjalankan aplikasi ini. Tujuan utama aplikasi pada dosen adalah sebagai web server yang melayani permintaan dan memberikan data yang diperlukan, menyediakan image file dari tampilan komputer dosen, dan menyediakan file yang digunakan oleh aplikasi pada komputer mahasiswa untuk mengetahui proses yang harus dilakukan. Pada dasarnya aplikasi pada komputer dosen akan diarahkan Gambar 3. Proses Menampilkan Layar Komputer Dosen Untuk menampilkan tampilan layar komputer dosen dilakukan langkah-langkah :
Pertama-tama, dilakukan pemeriksaan apakah aplikasi di sisi dosen sedang dalam proses broadcast untuk melayani permintaan file capture tampilan layar atau tidak. Jika tidak maka tidak dilakukan proses capture tampilan layar komputer dosen. Jika aplikasi di sisi dosen sedang dalam proses broadcast tampilan layar untuk ditampilkan pada layar komputer mahasiswa, maka akan dilakukan proses capture layar komputer dosen. Hasil capture layar akan disimpan dalam bentuk image. Hasil capture tampilan layar kemudian disimpan dalam bentuk image file dengan tipe kompresi yang digunakan adalah JPG. Setelah menyimpan hasil capture tampilan pada direktori web server, proses ini akan menunggu selama 1 detik sebelum proses diulang dari awal lagi. 3.3. Desain Proses Pengawasan Pada Komputer Mahasiswa Untuk melakukan pengawasan terhadap komputer mahasiswa, maka aplikasi di sisi dosen mengambil semua image file tampilan layar komputer mahasiswa. Disini, aplikasi di sisi mahasiswa bertindak sebagai web server dan aplikasi pada sisi dosen sebagai web client. Komputer dosen mengambil image file dari semua komputer mahasiswa yang telah diletakkan pada direktori web server pada komputer mahasiswa. Desain awal dari proses pengawasan pada tampilan layar komputer mahasiswa dapat dilihat pada Gambar 4. Untuk melakukan pengawasan terhadap komputer mahasiswa dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : Pertama-tama, melakukan pemeriksaan apakah aplikasi di sisi dosen sedang dalam proses monitor. Jika tidak, tidak dilakukan proses selanjutnya. Jika aplikasi pada sisi dosen sedang dalam status monitor maka aplikasi pada sisi mahasiswa akan bertindak sebagai web server yang menyediakan image file dari tampilan layar komputer mahasiswa dan aplikasi pada dosen akan bertindak sebagai web client. Setelah memperoleh image file dari semua komputer mahasiswa, aplikasi di sisi dosen menampilkan file tersebut pada form khusus agar dapat menampilkan semua tampilan komputer mahasiswa. Setelah menampilkan image file pada form khusus, proses ini menunggu selama 5 detik sebelum diulangi lagi dari awal. Berarti image file yang ditampilkan di komputer dosen diperbaharui setiap 5 detik. 4. Pengujian Pengujian aplikasi ini dilakukan dari satu komputer dosen yang terhubung dengan 20 komputer mahasiswa melalui Local Area Network (LAN). Gambar konfigurasi jaringan dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Konfigurasi Jaringan untuk Pengujian Gambar 4. Proses Pengawasan Tampilan Layar Komputer Mahasiswa Untuk melakukan pengujian pada aplikasi di sisi mahasiswa, maka perlu dijalankan aplikasi terlebih dahulu. Tampilan aplikasi yang telah dijalankan dapat dilihat pada Gambar 6.
Percobaan Layar putih Layar berwarna 3 40.7 KB 97 KB 4 40.4 KB 97 KB 5 40.3 KB 97.3 KB 6 40.5 KB 104 KB 7 40.3 KB 103 KB 8 40.5 KB 97 KB 9 40.3 KB 97 KB 10 40.5 KB 97 KB Rata-rata 40.14 KB 99.5 KB Gambar 6. Tampilan Aplikasi di Sisi Mahasiswa 4.1. Mengaktifkan Web Server Ketika aplikasi di sisi mahasiswa dijalankan, secara otomatis web server diaktifkan. Waktu yang diperlukan untuk mengaktifkan web server dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Waktu untuk Mengaktifkan Web Server Percobaan Waktu (detik) 1 0.32 2 0.16 3 0.15 4 0.16 5 0.16 6 0.15 7 0.15 8 0.16 9 0.15 10 0.16 Rata-rata 0.17 Dari Tabel 2, rata-rata ukuran file hasil capture adalah 69.86 KB. File tersebut dikompres dalam format JPG. Dari data di atas, jika dalam jaringan terdapat 20 komputer mahasiswa yang melakukan request terhadap file tersebut setiap 1 detik, maka kepadatan jaringan adalah : Bandwith usage = 69.86 KB x 20 client = 1397.2 KB atau 1.36 MB Jadi rata-rata bandwidth yang digunakan dalam komunikasi antara komputer dosen dengan komputer mahasiswa ketika dalam proses Monitor adalah 1.36 MBytes/s. 4.3. Pengawasan Tampilan Layar Komputer Mahasiswa Untuk melakukan pengawasan terhadap tampilan layar komputer mahasiswa, maka dilakukan dengan menekan tombol Monitor dan akan muncul form baru yang memperlihatkan tampilan pada komputer mahasiswa. Tampilan form ini dapat dilihat pada Gambar 7. Dari Tabel 1 diperoleh waktu rata-rata untuk mengaktifkan web server adalah 0.17 detik. 4.2. Capture Layar dan Penyimpanan File Sedangkan ukuran file hasil capture dapat dilihat pada Tabel 2. Pembagian kategori untuk kondisi layar adalah layar dengan dominan warna putih dan layar dengan banyak komposisi warna. Tabel 2. Besar Ukuran File Capture Percobaan Layar putih Layar berwarna 1 37.5 KB 102.7 KB 2 40.4 KB 103 KB Gambar 7. Pengawasan terhadap Komputer Mahasiswa
Ketika melakukan pengawasan pada layar komputer mahasiswa, maka komputer dosen melakukan pembacaan pada file image yang terdapat pada web server di komputer mahasiswa. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk mengakses file image pada komputer mahasiswa dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Waktu yang Dibutuhkan untuk Mengakses Image File pada Komputer Mahasiswa Percobaan Waktu (detik) 1 0.94 2 0.94 3 0.11 4 0.47 5 0.63 6 0.94 7 0.63 8 0.94 9 0.11 10 0.94 Rata-rata 0.665 [2] Jones, Anthony, and Amol Deshpande. Windows Sockets 2.0: Write Scalable Winsock Apps Using Completion Ports. 7 November, 2008. <http://msdn.microsoft.com/enus/magazine/cc302334.aspx> [3] Microsoft Corporation. Introduction to TCP/IP. 7 November 2008. <http://msdn.microsoft.com/enus/library/ms810606.aspx> [4] Microsoft Corporation. Overview of the Windows API. 7 November 2008. <http://msdn.microsoft.com/enus/library/aa383723(vs.85).aspx> [5] Reid, Fiach, Network Programming in.net, Oxford: Elsevier Digital Press, 2004. [6] Wikipedia, Application Layer, http://en.wikipedia.org/ wiki/application_layer, accessed date : 2 September 2009 [7] Wikipedia, Internet Protocol Suite, http://en.wikipedia. org/wiki/tcp/ip, accessed date : 2 September 2009 Dari tabel di atas, waktu yang diperlukan untuk mengakses file image pada komputer mahasiswa adalah 0.665 detik. 5. Kesimpulan 1. Jumlah koneksi yang terjadi tidak mempengaruhi proses yang dilakukan oleh aplikasi pada sisi dosen, kecuali proses Monitor membutuhkan waktu relatif lebih lama jika komputer mahasiswa yang diawasi semakin banyak. Hal ini terjadi karena banyaknya file tampilan layar komputer mahasiswa yang harus diakses dan dibaca. 2. Besarnya ukuran data rata-rata yang dipertukarkan adalah sebesar 1.36 MB setiap detik yang terjadi ketika proses Broadcast terjadi. REFERENSI [1] Putro, I.H., et al, Aplikasi Klien Berbasis TCP/IP untuk Manajemen Presentasi di Ruang Kelas, Prosiding Seminar Nasional Teknologi Informasi 2009, Oktober 2009, Jakarta.