Saran - KESIMPULAN DAN SARAN - Analisis Kinerja Content Delivery Network Menggunakan Teknik Geo

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.2 Saran

Adapun saran dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.

1. Pada tugas akhir selanjutnya dapat menggunakan model jaringan yang berbeda dan penerapan teknik yang berbeda.

2. Untuk tugas akhir selanjutnya dapat dilakukan dengan penambahan jumlah

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Content Delivery Network (CDN)

Content Delivery Network adalah sebuah sistem yang berfungsi sebagai

client pengirim konten yang ada pada suatu web kepada client pengguna. CDN memiliki edge server yang tersebar di seluruh penjuru dunia dan secara otomatis menyimpan konten dari sebuah situs web sehingga membuat konten web lebih mudah di akses. Karena konten web disimpan di edge server, maka meskipun

server utama sedang down kemungkinan website tersebut masih bisa di akses dengan memanfaatkan konten yang berada di edge server [1].

Pemilihan lokasi edge server berdasarkan pada beberapa pertimbangan, yaitu diantaranya pertimbangan koneksi jaringan, bandwidth yang ditawarkan, pelayanan yang diberikan oleh penyedia layanan dan pertimbangan target pengunjung website yang dikhususkan untuk pengunjung luar negeri.

CDN melayani sebagian besar konten di internet saat ini, termasuk objek

web (teks, grafis dan script), objek download (file media, software), aplikasi (e- commerce, portal), media live streaming, on-demand streaming media, dan jaringan sosial. CDN melakukan mirror content (audio, graphics, video,

animation) yang tersimpan pada server original ke beberapa edge server yang tersebar di beberapa negara. Ketika ada request user ke website misalnya

halaman edge server yang kemudian

diteruskan ke client [3]. Konfigurasi jaringan CDN diperlihatkan pada Gambar 2.1 [2].

Gambar 2.1 Konfigurasi Jaringan Content Delivery Network

2.2 Teknik Geo Domain Name System (Geo DNS)

Sistem kerja dari teknik Geo DNS adalah dengan memetakan pengguna internet menurut wilayahnya. Kemudian Geo DNS akan mengarahkan client yang melakukan request pada lokasi server terdekat yang akan melayani permintaan dari client tersebut. Dengan teknik Geo DNS maka penggunaan bandwidth dan juga internet delay dapat dikurangi [3]. Sistem CDN menggunakan Geo DNS diperlihatkan pada Gambar 2.2 [3].

Gambar 2.2 Sistem CDN dengan Geo DNS

Gambar 2.2 merupakan desain secara keseluruhan penggunaan Geo DNS yang difungsikan untuk meminimalisasi jarak antara pengguna dengan server

penyedia layanan. Pada desain ini dikelompokkan beberapa server CDN berdasarkan lokasi negara :

1. Negara-negara yang berada di Benua Amerika akan dilayani oleh server

yang berlokasi di negara Amerika.

2. Negara-negara yang berada di Benua Eropa akan dilayani oleh server yang berlokasi di negara Inggris.

3. Negara-negara di Benua Asia akan dilayani oleh server yang berlokasi di negara Singapore.

Dengan kondisi infrastruktur seperti yang ditunjukkan Gambar 2.2, maka semua pengunjung yang mengakses suatu website dapat diarahkan ke satu server

yang lokasi geografisnya paling dekat dengan pengunjung sehingga beberapa layanan yang tersedia dapat diakses secara maksimal [3].

2.3 Perangkat Simulasi Yang Digunakan 2.3.1 Network 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.

Gambar 2.3 menunjukkan arsitektur dasar NS-2. NS-2 menggunakan dua jenis bahasa pemrograman, yaitu C++ danTCL.Bahasa C++ digunakan sebagai inti proses simulasi, sementara itu bahasaTCL digunakan untuk konfigurasi jaringan [4].

TCL dan OTcl adalah komponen TCL yang berfungsi untuk menjembatani konfigurasi dengan proses simulasi. NS-2 menghasilkan beberapa file yang berisi catatan kejadian selama proses simulasi berlangsung. File trace dapat di ekstrak menjadi data-data yang diperlukan untuk menghitung parameter performansi jaringan [4].

2.3.2 Evalvid (Evaluasi Video)

Evalvid adalah framework dan tool set untuk mengevaluasi kualitas video yang dikirimkan melalui jaringan komunikasi nyata ataupun simulasi. Data yang diproses pada arus transmisi akan ditandai dan disimpan pada file-file berisi trace

yang kemudian digunakan untuk memperoleh hasil parameter yang diinginkan [5]. Struktur dari framework Evalvid ditunjukkan Gambar 2.4 [6].

Video Decoder Video Decoder VSVS ET ET FV FV Source PSNR PSNR MOSMOS Network (or simulation) loss/delay Network (or simulation) loss/delay Result: -Frame Loss/ Frame Jitter -user perceived quality Result: -Frame Loss/ Frame Jitter -user perceived quality Video Decoder Video Decoder User Play-Out Buffer tcpdump tcpdump Evalvid- API Evalvid- API Receive Trace Sender Trace Video Trace Coded Video raw YUV video Reconstructed raw YUV video

raw YUV video erroneous video

Reconstructed erroneous video

Gambar 2.4 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 digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya.

4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim. Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id packet, 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.

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 [6].

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Munculnya web sebagai media untuk berbagi konten dan layanan telah menyebabkan pertumbuhan internet yang cepat. Pada saat yang sama, jumlah pengguna yang mengakses konten dan layanan berbasis web tumbuh secara pesat. Hal ini menyebabkan permintaan yang sangat besar pada bandwidth internet. Akibatnya banyak server dari situs web tidak dapat melayani permintaan semua pelanggan.

Dengan demikian, diperlukan peningkatan kapasitas pelayanan dan kecepatan server sehingga pertumbuhan pengguna internet masih dapat diimbangi oleh layanan server. Namun, penambahan server di lokasi yang berbeda akan membutuhkan sumber daya yang menambah cost jaringan. Sehingga dibutuhkan sebuah sistem yang bisa dijadikan solusi untuk mengatasi masalah tersebut yaitu

Content Delivery Network (CDN).

Content Delivery Network (CDN) merupakan teknologi mirroring content

yang melakukan replika content dari server original ke edge server yang tersebar di seluruh dunia. Sehingga dengan penggunaan CDN ini, suatu web akan cepat dibuka dari negara manapun dan kuota bandwidth di server asal akan sangat minim pemakaiannnya. Perkembangan CDN diikuti dengan lahirnya perusahaan- perusahaan yang menyewakan server-server sehingga para pemilik website tidak perlu membangun server sendiri.

Permasalahan yang ada pada jaringan CDN adalah DNS tidak dapat mengalokasikan alamat URL ke alamat IP yang sesuai dengan rute terdekatnya, sehingga dibutuhkan sebuah teknik dalam meningkatkan layanan CDN.

Tugas Akhir ini mengajukan studi analisis kinerja teknik Geo Domain Name System (Geo DNS) pada Content Delivery Network. Teknik Geo DNS terintegrasi dalam Domain Name System (DNS) yang digunakan oleh CDN dalam membagi tugas pelayanan pelanggan kepada server-server yang bersangkutan.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah pada penelitian ini adalah : 1. Memodelkan jaringan CDN pada simulator.

2. Menerapkan teknik Geo DNS pada jaringan CDN dalam simulator.

3. Parameter kinerja yang dapat mempresentasikan kualitas sistem yaitu berupa delay, packet loss dan throughput.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini yaitu untuk membandingkan kinerja dari ketiga konfigurasi jaringan yaitu single server, jaringan CDN tanpa Geo DNS dan jaringan CDN dengan teknik Geo DNS.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian Tugas Akhir ini yaitu dapat mengetahui hasil kinerja yang lebih baik terutama terhadap delay, packet loss dan throughput dari ketiga konfigurasi jaringan (single server, jaringan CDN tanpa Geo DNS dan jaringan CDN dengan teknik Geo DNS).

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penelitian ini antara lain :

1. Simulasi hanya menggunakan tiga server yang melayani permintaan dari sepuluh client.

2. Hanya menganalisis penerimaan data (download) dan tidak menganalisis pengiriman data (upload).

3. Hanya membahas solusi penggunaan teknik Geo DNS di jaringan CDN. 4. Trafik yang diminta setiap client adalah trafik video dimana dilakukan 20

kali percobaan pada setiap konfigurasi jaringan.

5. Parameter yang dianalisis adalah delay, packet loss dan throughput trafik video. Sementara kinerja pensinyalan CDN tidak dibahas.

1.6 Metode Penelitian

Agar Tugas Akhir ini dapat diselesaikan, maka penulis menggunakan metode penelitian sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Studi literatur berkaitan dengan studi kepustakaan dan kajian dari berbagai sumber pustaka yang relevan dan mendukung dalam penulisan Tugas Akhir ini.

2. Perancangan dan Simulasi

Perancangan simulasi dilakukan dengan pembuatan script untuk ketiga konfigurasi jaringan menggunakan bahasa pemrograman TCL, pemilihan

server, client dan background traffic simulasi dengan menggunakan

4 3. Analisis

Analisis dilakukan dengan menghitung parameter kinerja dari hasil simulasi dengan membandingkan jaringan tanpa CDN dengan jaringan setelah dilakukan penerapan CDN.

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran mengenai Tugas Akhir ini, secara singkat penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir. BAB 2 DASAR TEORI

Bab ini berisi penjelasan tentang CDN (Content Delivery Network) secara umum, Teknik Geo Domain Name System, Network Simulator (NS-2) dan Evaluasi Video (Evalvid).

BAB 3 PERANCANGAN SIMULASI

Dalam bab ini akan dibahas mengenai perancangan alur penelitian, spesifikasi perangkat, perancangan konfigurasi jaringan, spesifikasi trafik simulasi dan parameter evaluasi.

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA

Bab ini membahas hasil penelitian yang dilakukan dan analisa terhadap hasil yang diperoleh.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil penelitian Tugas Akhir.

ABSTRAK

Content Delivery Network (CDN) adalah sebuah sistem yang terdiri dari beberapa server yang terletak di seluruh dunia dan berfungsi sebagai pengirim konten pada suatu web kepada klien pengguna. Masing-masing server tersebut memiliki berkas yang sama persis dengan server lainnya, sehingga bisa dikatakan setiap server adalah cerminan dari server lainnya. Server pada jaringan CDN terdistribusi secara global dengan tujuan untuk melayani konten ke pengguna dengan ketersediaan yang besar dan performa tinggi.

Tugas akhir ini menganalisis penerapan teknik Geo Domain Name System

(Geo DNS) pada jaringan CDN menggunakan Network Simulator (NS-2). Dimana pada teknik ini dilakukan pemetaan pada setiap client sesuai dengan server

terdekat yang akan melayaninya. Hasil simulasi rata-rata menunjukkan bahwa penerapan teknik Geo DNS pada jaringan CDN dapat meningkatkan QoS dari suatu jaringan. Dengan teknik Geo DNS delay turun dari 0.2792 detik menjadi 0.0676 detik, packet loss turun dari 44.19% menjadi 4.12% dan nilai throughput

naik dari 154.033 Kbps menjadi 267.919 Kbps.

Kata kunci : Content Delivery Network, Geo Domain Name System dan Network Simulator-2

TUGAS AKHIR

ANALISIS KINERJA CONTENT DELIVERY NETWORK MENGGUNAKAN TEKNIK GEO DOMAIN NAME SYSTEM

Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Ekstensi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh :

RIZKY DIAN EKA PUTRI NIM : 130422018

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2016

ABSTRAK

Tugas akhir ini menganalisis penerapan teknik Geo Domain Name System

(Geo DNS) pada jaringan CDN menggunakan Network Simulator (NS-2). Dimana pada teknik ini dilakukan pemetaan pada setiap client sesuai dengan server

naik dari 154.033 Kbps menjadi 267.919 Kbps.

Kata kunci : Content Delivery Network, Geo Domain Name System dan Network Simulator-2

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan umat Nabi Muhammad S.A.W.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

“ANALISIS KINERJA SISTEM CONTENT DELIVERY NETWORK

MENGGUNAKAN TEKNIK GEO DOMAIN NAME SYSTEM”

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda Surya Darwin Nasution dan ibunda Irna Juwita yang senantiasa memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta adik tercinta Dwi Cipta Agustra yang senantiasa mendukung dan memberi semangat.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Suherman, ST., M.Comp., Ph.D selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

iii

2. Bapak Dr. Ali Hanafi Rambe, ST., MT, selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Arman Sani, MT dan Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST., MT. selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

6. Teman - teman Sub-Jurusan Telekomunikasi Teknik Elektro USU, khususnya Denny, Rizal dan Elizabeth yang selama ini membantu dan memfasilitasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2013 atas dukungan, do’a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.

8. Abang-abang senior yang selalu membantu, mendukung dan memberi masukan selama menjalani perkuliahan.

9. Sahabat-sahabat tersayang : Nina, Syintha, Yani, Fitri, Fella dan Eva yang selalu mendukung dan memberikan semangat kepada penulis dan semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Juni 2016 Penulis

NIM. 130422018 Rizky Dian Eka Putri

v DAFTAR ISI ABSTRAK ... i KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix BAB 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 LatarBelakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ... 2 1.4 Manfaat Penelitian ... 2 1.5 Batasan Masalah ... 3 1.6 Metode Penelitian ... 3 1.7 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Content Delivery Network (CDN) ... 5

2.2 Teknik Geo Domain Name System (Geo DNS) ... 6

2.3 Perangkat Simulasi Yang Digunakan ... 8

2.3.1 Network Simulator (NS-2) ... 8

2.3.2 Evalvid (Evaluasi Video) ... 9

BAB 3 PERANCANGAN SIMULASI ... 12

3.1 Perancangan Alur Penelitian ... 12

3.2 Spesifikasi Perangkat Penelitian ... 13

3.2.1 Perangkat Keras ... 13

3.2.2 Perangkat Lunak ... 14

3.3 Perancangan Simulasi ... 14

3.3.1 Single Server ... 14

3.3.2 Jaringan CDN tanpa Geo DNS ... 15

3.3.3 Implementasi Teknik Geo DNS ... 16

3.4 Spesifikasi Trafik Simulasi CDN ... 18

3.5 Parameter Evaluasi ... 19

3.5.1 Packet Loss ... 19

3.5.2 Delay ... 19

3.5.3 Throughput ... 20

3.6 Langkah Pelaksanaan Simulasi ... 20

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ... 23

4.1 Umum ... 23

4.2 Hasil Pengujian Jaringan Tanpa CDN ... 23

4.2.1 Delay ... 23

4.2.2 Packet Loss ... 25

4.2.3 Throughput ... 27

4.3 Hasil Pengujian Pada Jaringan CDN ... 29

vii

4.3.2 Packet Loss ... 32

4.3.3 Throughput ... 34

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

5.1 Kesimpulan ... 38

5.2 Saran ... 39 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konfigurasi Jaringan Content Delivery Network (CDN) ... 6

Gambar 2.2 Sistem CDN dengan Geo DNS ... 7

Gambar 2.3 Arsitektur Dasar NS-2 ... 8

Gambar 2.4 Struktur Framework EvalVid ... 9

Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Penelitian ... 12

Gambar 3.2 Rancangan Simulasi Jaringan Single Server ... 14

Gambar 3.3 Implementasi Geo DNS pada Jaringan CDN ... 16

Gambar 3.4 Urutan Pelaksanaan Simulasi ... 21

Gambar 4.1 Karateristik Delay Single Server ... 24

Gambar 4.2 Karateristik Perbandingan Delay Single Server ... 25

Gambar 4.3 Karateristik Packet Loss Single Server ... 26

Gambar 4.4 Karateristik Perbandingan Packet Loss Single Server ... 27

Gambar 4.5 Karateristik Throughput Single Server ... 28

Gambar 4.6 Karateristik Perbandingan Throughput Single Server ... 29

Gambar 4.7 Karateristik Delay Single Server dan Jaringan CDN ... 31

Gambar 4.8 Perbandingan Delay Single Server dengan Jaringan CDN ... 31

Gambar 4.9 Karateristik Packet Loss Single Server dan Jaringan CDN... 33

Gambar 4.10 Perbandingan Packet Loss Single Server dengan jaringan CDN ... 34

Gambar 4.11 Karateristik Throughput Single Server dan Jaringan CDN ... 36

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video ... 18

Tabel 3.2 Packet Loss versi TIPHON ... 19

Tabel 3.3 Delay versi TIPHON ... 20

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Delay Single Server ... 23

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Packet Loss Single Server ... 25

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Throughput Single Server ... 27

Tabel 4.4 Perbandingan Delay Single Server dengan Jaringan CDN ... 30

Tabel 4.5 Perbandingan Packet Loss Single Server dengan Jaringan CDN ... 32

Tabel 4.6 Perbandingan Throughput Single Server dengan Jaringan CDN ... 35

Dalam dokumen Analisis Kinerja Content Delivery Network Menggunakan Teknik Geo Domain Name System (Halaman 79-104)