Hal 1 dari 5 ANALISA PERBANDINGAN KINERJA LAYANAN VIDEO STREAMING PADA JARINGAN IP DAN JARINGAN MPLS Fiqi Rathomy Jurusan Teknik Elektro FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih Sukolilo, Surabaya 6111 Abstrak Teknologi internet berbasis IP berkembang sangat pesat dan telah menjadi standar defacto untuk sistem komunikasi data secara global. IP sangat baik dalam segi skalabilitas sehingga membuat teknologi internet menjadi cukup murah. Namun, masalah mungkin terjadi ketika satu rute memiliki bandwidth lebih banyak, tetapi dalam rute yang lebih panjang, sedangkan satu rute yang lain yang lebih pendek dipilih tetapi memiliki bandwidth rendah akibatnya jaringan padat yang kemungkinan dapat menyebabkan collision. MPLS menjanjikan banyak harapan untuk peningkatan performansi jaringan paket tanpa harus menjadi rumit seperti ATM. MPLS mencoba mengatasi beberapa dari masalah tranfer data, yaitu tidak adanya jalur yang tetap, cepat, dan terjamin keandalannya. Kata kunci : Transmisi video, /IP, MPLS, Video Streaming, performance. I. PENDAHULUAN Internet Protocol didesain untuk interkoneksi sistem komunikasi komputer pada jaringan paket switched. Tujuan dari /IP adalah untuk membangun suatu koneksi antar jaringan (network), dimana biasa disebut internetwork, atau intenet, yang menyediakan pelayanan komunikasi antar jaringan yang memiliki bentuk fisik yang beragam. Tujuan yang jelas adalah menghubungkan hosts pada jaringan yang berbeda, atau mungkin terpisahkan secara geografis pada area yang luas. Aspek lain yang penting dari /IP adalah membentuk suatu standarisasi dalam komunikasi. IP menghantarkan paket dengan memeriksa alamat tujuan di header. Jika alamat tujuan masih merupakan bagian dalam sebuah network, paket dihantarkan langsung ke host tujuan. Jika alamat tujuan bukan merupakan bagian internal network, paket dikirimkan ke network lain dengan mekanisme yang disebut routing. Dalam routing IP OSPF dan BGP memegang menentukan rute dan lalu mengirim paket. IP melakukan pemilihan routing untuk setiap paket. Tidak ada pertukaran informasi kontrol (handshake) untuk membentuk hubungan dari ujung ke ujung sebelum transmisi data. Karenanya, IP disebut protokol tanpa koneksi (connectionless). IP mengandalkan protokol di layer lain untuk keperluan itu, dan juga keperluan seperti pemeriksaan dan perbaikan kesalahan. Dalam proses routing IP, tidak terdapat mekanisme pemeliharaan QoS. Protokol yang sering digunakan di atas IP, yaitu, memiliki feature yang memungkinkan jaminan validitas data. Namun tidak bersifat universal, karena memiliki banyak kelemahan untuk diaplikasikan pada paket suara atau multimedia. Dengan mulai digunakannya IP sebagai infrastruktur informasi global, mulai digagas berbagai cara untuk mewujudkan jaringan IP dengan QoS. MPLS, Multiprotocol Label Switching, adalah arsitektur jaringan yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping dilayer 2 dengan routing dilayer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. MPLS merupakan salah satu bentuk konvergensi vertical dalam topologi jaringan. MPLS menjanjikan banyak harapan untuk peningkatan performansi jaringan paket tanpa harus menjadi rumit seperti ATM. MPLS mencoba mengatasi beberapa dari masalah tranfer data, yaitu tidak adanya jalur yang tetap, cepat, dan terjamin keandalannya. MPLS memperkenalkan gambaran baru mengenai mekanisme forwarding yang memiliki sifat connection oriented, dengan penggunaan label pendek berukuran tetap. Konsep dari label adalah mirip dengan apa yang diterapkan dalam ATM dan frame relay, namun tidak persis sama. MPLS memberikan konsep yang berbeda dari mekanisme yang ada pada layer 2 dan layer 3, meskipun sebenarnya MPLS menggabungkan kedua mekanisme tersebut. Posisi MPLS adalah diantara datalink layer dan network layer. MPLS mengenalkan konsep connection oriented untuk diterapkan pada jaringan berbasis IP yang pada dasarnya adalah connectionless. Quality of Service (QoS) dari transmisi video melalui jaringan MPLS ini perlu diketahui agar para pengguna merasa puas dalam menggunakannya. Dengan analisa ini diharapkan para pengguna teknologi transmisi video yang ingin menggunakan jaringan MPLS mengetahui kinerja layanan video streaming melalui jaringan MPLS ini. II. PERENCANAAN SISTEM Jaringan IP memegang semua aliran trafik data pada level yang sama. Maka, semua trafik tidak mempedulikan karakteristik tetapi hanya memegang dalam usaha layanan sebaik baiknya. Dalam jaringan IP, sebelum mengirim paket, OSPF dan BGP memegang menentukan rute dan lalu mengirim paket. Namun, masalah mungkin terjadi ketika satu rute memiliki bandwidth lebih banyak, tetapi dalam rute yang lebih panjang, sedangkan satu rute yang lain yang lebih pendek dipilih tetapi memiliki bandwidth Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI ITS 1
Hal 2 dari 5 rendah akibatnya jaringan padat yang kemungkinan dapat menyebabkan collision. Pada jaringan MPLS, program yang dilayani internet ditanya untuk QoS yang berbeda dalam hal aplikasi. Sebagai contoh, dalam FTP, permintaan yang tidak memiliki error daripada waktu tunda ketika video streaming memilih rate transmisi data kecepatan tinggi dan tidak ada delay. Tujuan FTP adalah tidak memiliki error, jaringan mengirim kembali data yang tidak terjangkau, sehingga pada jaringan MPLS delay sepertinya akan terjadi. Untuk mengetahui kinerja layanan video streaming melalui dua protokol jaringan ini, percobaan harus dilakukan dalam berbagai skenario.. Topologi yang digunakan adalah sebagai berikut : III. HASIL UJICOBA DAN ANALISA Pada bagian ini akan dilakukan analisa terhadap performansi transmisi video pada jaringan IP dan MPLS, analisa ini dilakukan dengan membandingkan antara tanpa beban, dan berbeban 2, 1 Mb, 2 Mb. Parameter yang diukur meliputi paket loss, throughput, delay, jitter. 3.1 Pengukuran packet loss Pada percobaan satu, pengukuran packet loss untuk transmisi video satu arah pada jaringan IP didapat grafik sebagai berikut: % Los s 1 7.5 1 5 1 2.5 1 7.5 5 2.5 Paket Loss Transmisi Video Jaringan IP TC P U DP Ta n p a Be b a n Be b a n 2 Be b a n 1 Mb Be b a n 2 Mb B eban Gambar 1 Topologi sistem yang akan dirancang Pada percobaan ini terdapat enam komputer dimana ada satu server video MCU dan dua client yang menggunakan OS Windows XP, tiga PC router menggunakan OS Linux Debian, dan satu switch, peralatan tambahannya berupa dua webcam dan Headphone. Dan pengujian dilakukan di laboratorium jaringan telekomunikasi elektro ITS. Pada paper ini akan dilakukan beberapa tahap ujicoba dengan tujuan untuk mendapatkan beberapa perbandingan data hasil pengukuran, adapun tahap ujicoba yang akan dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Melakukan ujicoba pengukuran kinerja jaringan IP pada transmisi video satu arah. Dengan tanpa beban, dan terbebani oleh paket dan sebesar 2, 1 Mb, dan 2 Mb. 2. Melakukan ujicoba pengukuran kinerja jaringan MPLS pada transmisi video satu arah. Dengan tanpa beban, dan terbebani oleh paket dan sebesar 2, 1 Mb, dan 2 Mb. Selanjutnya pada bab berikutnya akan dilakukan analisa data, untuk bisa mengetahui paket loss, delay, jitter dan throughput yang dibutuhkan pada jaringan yang akan digunakan untuk aplikasi transmisi video, serta kualitas videonya. Berikut ini akan dijelaskan langkah langkah dalam menjalankan ujicoba tersebut : Gambar 4 Grafik packet loss video streaming pada jaringan IP Gambar diatas menunjukkan nilai rata rata packet loss yang terjadi pada packet video, Pembebanan dilakukan dengan variabel nilai yang sama dengan beban, hal ini dimaksudkan agar didapatkan hasil perbandingan antara beban dan terhadap packet loss payload H.261, pembebanan dibangkitkan dari client 1.1.1.3 menuju server 1.1.1.1, dari grafik di atas terlihat bahwa packet loss pada lebih besar daripada pada pembebanan, hal ini dikarenakan pada paket video menggunakan RTP (Realtime Transport Protocol ), dimana RTP menggunakan protocol transport untuk mengirimkan packet voice dan video, berdasarkan pengamatan pada saat ujicoba streaming video dan voice banyak yang hilang pada pembebanan paket sebesar 2 Mb. % Lo ss 22.5 2 17.5 15 12.5 1 7.5 5 2.5 Paket Lo ss Transmisi Video Jaringan MPLS 2 B eban 1 Mb 2 Mb Gambar 5 Grafik packet loss video streaming pada jaringan MPLS Gambar 2 Petunjuk ujicoba pengukuran kualitas jaringan Proses pengambilan data pada pembebanan packet dilakukan sebelum client melakukan streaming menggunakan netmeeting, hal ini dimaksudkan supaya protokol RTP yang membawa payload H.261 / paket video tampak. Dari gambar Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI ITS 2
Hal 3 dari 5 grafik di atas terlihat bahwa semakin besar paket yang dibebankan pada server MCU semakin besar pula packet loss untuk payload H.261, hal ini dapat disebabkan oleh kongesti dalam jaringan serta keterbatasan buffer pada MCU. 3.2 Pengukuran Throughput Pada percobaan pengukuran throughput untuk transmisi video untuk jaringan IP ini didapat grafik sebagai berikut: Throuhput (ps) 18 17 16 15 14 13 Throughput Video pada Jaringan IP 2 1 Mb 2 Mb Gambar 6 Grafik throughput transmisi video pada Jaringan IP Dari gambar diatas, terlihat bahwa pada gambar grafik di atas terlihat bahwa besar throughput untuk paket video berada pada range 149,81 ps sampai 177.16 ps. Variasi nilai throughput untuk video disebabkan oleh panjang paket H.261 yang berbeda beda pada saat pengiriman akibat adanya pembebanan, berdasarkan hasil pengamatan pada saat ujicoba, kualitas video saat pembebanan dengan pembebanan dengan nilai yang kecil tidak terlalu jauh berbeda dengan kualitas video pada kondisi tanpa beban sehingga komunikasi video berjalan dengan lancar, tetapi pada saat beban dinaikkan mencapai nilai 2 Mb informasi video menjadi terputus putus akibat throughput mengecil. Pembebanan dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh RTP antara kondisi tanpa beban dan terbebani, yang mana RTP ini digunakan untuk mengirimkan paket video pada protokol H.323 yang menggunakan sebagai transportnya. IP Dari gambar diatas, terlihat bahwa besarnya throughput bervariasi antara 164,83 ps sampai 178,31 ps untuk paket video pada berbagai kondisi, hal ini disebabkan pengaturan panjang paket yang berbeda beda oleh layer aplikasi neetmeeting akibat adanya pembebanan. Dari hasil pengamatan pada saat ujicoba, pembebanan tidak terlalu berpengaruh pada kualitas video. pada pembebanan paket throughput rata rata video sebesar 164.83 ps sampai 178.17 ps, penurunan throughput tersebut diakibatkan karena besar noise lebih besar daripada streaming video sehingga bandwidth lebih banyak digunakan oleh beban. 3.3 Pengukuran Delay Delay yang diukur pada pengukuran ini merupakan rata rata selisih waktu saat paket mulai dikirimkan client hingga diterima oleh server. Perhitungan delay ini diperoleh dari hasil penjumlahan delay propagasi dan paketisasi yang direkam oleh software wireshark. Berikut ini grafik yang didapat dari percobaan yang telah dilakukan : Delay (ms) 12 1 8 6 4 2 Delay Video Streaming 2 1 Mb 2 Mb Pembebanan IP MPLS Gambar 1 Grafik delay transmisi video pada Jaringan IP dan Jaringan MPLS Dari grafik pada gambar diatas terlihat bahwa Pada kondisi tanpa beban transmisi video memiliki delay yang sama pada kedua jaringan, pada kondisi terbebani 2 transmisi video pada jaringan MPLS memiliki nilai lebih besar daripada delay pada jaringan IP, namun pada kondisi terbebani 2 Mb kondisi delay untuk kedua jaringan hampir sama. 3.4 Pengukuran Jitter Throughput (ps) 18 175 17 165 16 155 Throughput Video pada Jaringan MPLS 2 1 Mb 2 Mb MPLS Pada saat ujicoba jitter yang diukur merupakan jitter rata rata dari jitter beberapa packet video yang tercapture pada wireshark, pada pengukuran jitter juga dilakukan empat skenario yang sama dengan pengukuran delay. Berikut ini grafik yang didapat dari percobaan : Gambar 8 Grafik throughput transmisi video pada jaringan MPLS Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI ITS 3
Hal 4 dari 5 jitter (ms) 12 1 8 6 4 2 Jitter Paket Video pada Jaringan IP 2 1 Mb 2 Mb Gambar 12 Grafik jitter transmisi video Jaringan IP Dari gambar grafik di atas terlihat bahwa Pembebanan mengakibatkan jitter untuk paket video menjadi lebih besar daripada pembebanan. Dari grafik juga dapat dilihat bahwa paket video lebih rentan terhadap jitter. jitter(ms) 7 6 5 4 3 2 1 Jitter Paket Video pada jaringan MPLS 2 1 Mb 2 Mb Gambar 13 Grafik jitter transmisi video dua arah Dari gambar grafik di atas terlihat bahwa pada pembebanan paket didapatkan hasil yang sama dengan sistem videostreaming jaringan IP bahwa semakin besar beban dan, besar jitter semakin meningkat, hal tersebut disebabkan karena besar packet loss meningkat dan salah satu efek daripada packet loss adalah jitter. IV. KESIMPULAN Setelah dilakukan percobaan ini didapatkan kesimpulan : Dari hasil pengujian videostreaming jaringan IP terdapat packet loss tanpa beban sebesar.15%, sedangkan pada sistem videostreaming jaringan MPLS terdapat packet loss sebesar.76 %. Hal ini dikarenakan terdapat delay yang lebih besar yang disebabkan packetization delay dan propagation delay. tetapi hal tersebut masih dapat ditoleransi, karena batas maksimum packet loss sebesar 1%, Pada pengukuran delay, transmisi video pada jaringan MPLS memiliki delay lebih besar daripada jaringan. Hal ini disebabkan sebelum paket dikirimkan pada LSR terjadi pertukaran informasi asal dan tujuan paket kemudian paket di engkapsulasi terlebih dahulu dengan label untuk memberi informasi kemana paket diteruskan, Pada pengukuran throuhput, besar throuhput tanpa beban jaringan MPLS hampir sama namun ketika dibebani dengan 2 Mb, throughput MPLS lebih besar daripada jaringan IP. Hal ini dikarenakan ketika jaringan IP dibebani 2 Mb banyak paket video yang hilang lebih besar daripada MPLS, Pada paket data yang besar, pengiriman melalui jaringan MPLS dapat lebih cepat dari pengiriman melalui jaringan IP karena besar jitter jaringan MPLS lebih kecil dari jaringan IP. Hal ini disebabkan teknologi MPLS memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Dan juga throughputnya bisa lebih baik dikarenakan besar paket loss lebih sedikit dibandingkan jaringan IP, Jaringan MPLS baik bila di implementasikan pada perusahaan yang membutuhkan pengiriman paket data yang besar pada jaringan komputernya, hal ini disebabkan pada pengiriman paket data yang besar MPLS bisa lebih cepat dan lebih aman karena setiap paket akan di engkapsulasi dengan label. Munculnya teknologi MPLS mendorong teknolgi lain yang hampir sama yaitu IP VPN. Dengan alasan skalabilitas pula IP VPN dapat menjadi pilihan lain dan mudah di implementasikan pada jaringan besar seperti internet selain MPLS karena VPN meng enkripsi paket data sehingga hanya orang yang memiliki kunci paket data tersebut yang bisa membaca isi paket. V. DAFTAR PUSTAKA 1. Luthfi, Adnan Basalamah. Standar H.323 untuk networking aplikasi multimedia, Computer Network Research Group (CNRG) ITB, 1999. 2. Thomas,Tom. Boson CCNA 64 81, Boson Press, 2. 3. Video and media streaming servers,http://www.mediacollege.com/video/strea ming/ 4. MPLS Linux, http://mpls.sourceforge.com/ 5. Austerberry, David. The technology of video & audio streaming, Focal Press, June 24 6. Wibisono, kuncoro, Pengantar MPLS, www.ilmukomputer.com, 23 7. Wastuwibowo, Kuncoro Next Generation Network, www.telkom.info, Desember 23 8. Hwan kwak, Kyoung, astudy on the performance enhancement of video streaming service in MPLS Network, Konkuk University Seoul Korea, 21. Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI ITS 4
Hal 5 dari 5 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Fiqi Rathomy dilahirkan di kota Gresik pada tanggal 7 Juni 1985 sebagai anak kedua dari tujuh bersaudara. Memulai pendidikan di MI Ma arif Sidomukti Giri Gresik pada tahun 1991, SMP NU 2 Gresik pada tahun 1997, dan SMAN 1 Gresik pada tahun 2. mengikuti Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Institut Teknologi Sepuluh Nopember pada tahun 23 di Jurusan Teknik Elektro ITS, Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi kemahasiwaan seperti divisi KALAM HIMATEKTRO, anggota Resimen Mahasiswa 82 ITS, anggota HMI Sepuluh Nopember komisariat elektro, dan asisten praktikum PST di Laboratorium Jaringan Telekomunikasi. Saat ini penulis sedang menyelesaikan Tugas Akhir. Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI ITS 5