BAB 2: TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Penelitian Terkait
Pada penelitian Syahputra & Asegaff (2017) yang berjudul analisis dan implementasi load balancing dengan metode Nth pada jaringan komputer dinas pendidikan provinsi jambi di mana di lakukan load balancing pada komputer server dan hasilnya dapat menyeimbangkan beban bandwith yang dibutuhkan server agar dapat melayani koneksi baik komputer client.
Pada penelitian Firdaus (2017) yang berjudul analisis perbandingan kinerja load balancing metode ECMP (Equal Cost Multi-Path) dengan metode Per Connection Classifier (PCC) pada mikrotik routerOS dengan hasil percobaan bahwa metode PCC mendapatkan throughput lebih baik dan mempunyai ketahanan yang lebih bagus dibandingkan dengan metode ECMP ketika mengalami masalah pada suatu jaringan.
Dalam metode ECMP akan mendapatkan hasil RTT yang lebih bagus dibandingkan dengan PCC.
Pada penelitian Prakash & Deepalakshmi (2017) dengan judul server-based dynamic load balancing di mana penyeimbang beban SDN memecahkan banyak masalah yang biasanya tidak dapat diselesaikan oleh penyeimbang beban tradisional karena penyeimbang beban tradisional menggunakan perangkat keras khusus. Dalam tulisan ini, diusulkan algoritma load balancing server dinamis berdasarkan open flow dan sflow untuk mendistribusikan beban secara efisien di antara cluster server. Dalam pendekatan kami, penyeimbang beban memasang aturan wildcard di sakelar secara reaktif berdasarkan beban server yang diukur berdasarkan penggunaan memori, penggunaan CPU, dan jumlah koneksi aktif. Analisis komparatif dari pekerjaan yang di usulkan telah dilakukan dan hasilnya menunjukkan bahwa algoritma load balancing server dinamis kami lebih baik dari pada algoritma round robin dan load balancing acak.
Pada penelitian Qilin & WeiKang (2015) dengan judul a load balancing method based on SDN dimana kunci dari load balancing server berdasarkan SDN adalah mengatur tabel aliran SDN. Di satu sisi, jumlah tabel aliran tidak boleh terlalu besar, jika tidak, kinerja pemeliharaan dinamis tabel aliran di pengaruhi, dan pencocokan fuzzy dari alamat IP sumber biasanya di gunakan. Di sisi lain, kisaran IP yang cocok
16
dari tabel aliran tidak bisa terlalu luas, ini akan buruk untuk pengiriman lalu lintas jaringan yang tepat. Dalam makalah ini, algoritma pengaturan dari tabel aliran adalah beberapa batas trade-off di atas persyaratan. Ini mengedepankan algoritma desain
"tabel aliran tunggal" dan "tabel aliran kelompok". Siklus hidup "tabel aliran tunggal"
sangat singkat, tetapi "tabel aliran grup" memiliki siklus yang panjang. "Grup tabel aliran" secara efektif dapat menghindari masalah jumlah tabel aliran yang berlebihan, sedangkan "tabel aliran tunggal" lagi untuk memantau lalu lintas setiap klien dan memberikan dasar untuk perubahan "tabel aliran grup".
Pada penelitian Aslam, S. & Shah, M. A (2015) yang berjudul Load Balancing Algorithms in Cloud Computing: A Survey of Modern Techniques dalam tulisan ini, kami telah menyajikan perbandingan yang berbeda algoritma load balancing untuk komputasi awan seperti, round robin (RR), Min-Min, Max-Min, Koloni semut, Karton, Madu lebah dan lainnya. Kami menjelaskan kelebihan dan keterbatasan untuk ini algoritma yang menunjukkan hasil dalam kondisi yang berbeda. Yang vital bagian dari makalah ini adalah perbandingan dari berbagai algoritma mempertimbangkan karakteristik seperti keadilan, throughput, kesalahan toleransi, overhead, kinerja, dan waktu respons dan pemanfaatan sumber daya. Batasan pekerjaan yang ada adalah masing-masing algoritma cloud computing tidak mengatasi masalah terkait seperti keadilan, throughput tinggi dan kesetaraan. Pekerjaan di masa depan adalah untuk mengurangi masalah di atas dan menggunakan pendekatan hibrida dalam membuat kinerja yang lebih baik dan mengamankan sistem tersebut.
Pada penelitian Zhu et al (2018) yang berjudul Improved Dynamic Load Balancing Algorithm Based On Least-Connection Scheduling. Dalam tulisan ini, kami telah menyajikan perbandingan yang berbeda untuk algoritma load balancing bawaan Nginx, ada masalah distribusi beban yang tidak seimbang. Didasarkan pada least_conn, sebuah algoritma load balancing yang ditingkatkan diusulkan untuk meningkatkan algoritma. Berat WE dari node dihitung menurut faktor beban statis dan faktor beban dinamis, dan dihitung menurut faktor beban statistik. CTL load komposit dari node memilih node dengan rasio CTL dan WE terkecil. Jika ada beberapa node minimum, algoritma round_robin diadopsi untuk node minimum ini, dan satu node dipilih. Di bawah jumlah koneksi konkuren yang sama, waktu respon rata-rata dan jumlah kegagalan permintaan dari permintaan pengguna dihitung. Membandingkan hasil pengujian dari ketiga algoritma, algoritma enh_conn yang diusulkan dalam
makalah ini lebih baik daripada dua algoritma bawaan Nginx dalam hal waktu respons permintaan pengguna dan jumlah aktual permintaan yang diproses.
Pada penelitian Aghdai et al (2019) dilakukan penyeimbangan beban pada lapisan transportasi di pusat data, jaringan pengiriman konten dan jaringan selular dimana tempat konsistensi per-koneksi (PCC) harus dipenuhi untuk memenuhi kinerja optimal. Penyeimbang beban cloud asli L4 adalah biasanya digunakan sebagai fungsi jaringan virtual (VNF) dan adalah elemen penerusan penting dalam infrastruktur cloud modern. Pada penelitian ini telah diidentifikasi ketidakseimbangan beban di antara instance layanan sebagai yang utama penyebab keterlambatan pemrosesan tambahan yang disebabkan oleh transport-layer memuat penyeimbang. Penyeimbang beban transport-layer yang ada mengandalkan salah satu dari dua metode: pengalihan lalu lintas tingkat host, yang dapat menambahkan sebanyak 12,48% lalu lintas tambahan ke jaringan yang mendasarinya, atau pelacakan koneksi, yang menghabiskan banyak memori dalam load balancers. Kedua metode ini menghasilkan penggunaan sumber daya jaringan yang tidak efisien. Kami mengusulkan Balancer load congestion-aware dalam jaringan (INCAB) untuk mencapai distribusi muatan yang merata di antara instance layanan dan penggunaan sumber daya jaringan yang optimal di samping memenuhi persyaratan PCC. Penelitian ini menunjukkan bahwa INCAB mampu mengidentifikasi dan memantau setiap sumber daya yang paling banyak digunakan setiap contoh dan dapat meningkatkan distribusi beban di antara semua instance layanan. INCAB menggunakan filter Bloom dan koneksi ultra-kompak tabel untuk distribusi aliran dalam jaringan. Lebih jauh lagi, tidak bergantung pada penghuni akhir untuk pengalihan lalu lintas. Simulasi level aliran kami menunjukkan bahwa INCAB meningkatkan waktu penyelesaian rata-rata arus oleh 31,97% dibandingkan dengan solusi stateless.
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Topologi Jaringan
Penggunaan internet sering mengalami kendala lambatnya koneksi internet pada saat puncak puncak pemakaian akses internet yang sering mengalami kelambatan dan berakibat loss connection. Adapun struktur jaringan yang sekarang digunakan pada penelitian ini adalah seperti pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Struktur Jaringan Komputer Yang digunakan
Pada jaringan komputer diatas terdapat jaringan komputer 24 client yang langsung terhubung ke ISP melalui sebuah HUB atau Switch 24 port, dimana untuk melakukan koneksi ke internet HUB harus melakukan antrian First In First Out (FIFO). Karena pada jaringan hanya dilayani oleh sebuah ISP, maka pada saat high session, jaringan sering mengalami penundaan atau pelambatan layanan (low speed).
Untuk memperbaiki kinerja jaringan komputer pada penelitian Utami (2017), maka pada penelitian ini diusulkan penggunaan dua Internet Service Provider (ISP) atau link koneksi internet yang berbeda. Selanjutnya dilakukan pemakaian jaringan internet seperti biasa sehingga dihasilkan penambahan beban bandwidth pada salah satu ISP sehingga jaringan menjadi lambat dan tidak stabil. Untuk memperbaiki koneksi maka dibutuhkan proses failover yang merupakan kemampuan sebuah sistem dengan berpindah gateway dengan cara otomatis (load balancing) yang bertujuan dalam mengurangi beban kerja pada ISP tersebut sehingga koneksi menjadi stabil kembali.
Pada penelitian ini digunakan Mikrotik yang berfungsi untuk mengoptimalkan pendistribusian bandwidth pada tiap – tiap client yang akan mengakses koneksi internet dengan algoritma Fuzzy Logic. Dalam konsepnya adalah dimana mikrotik akan mengenali paket yang akan mengakses internet tersebut, kemudian menyeimbangan beban dari kedua ISP selanjutnya ISP akan memilih jalur mana yang akan dilewatinya. Dalam penelian ini akan dilakukan pengujian kualitas kinerja dari koneksi internet yang dirancang menggunakan sebuah situs web yaitu www.speedtest.net yang bisa diakses melalui online. Dalam uji coba ini akan didapatkan besar grade bandwidth dan akan berapa besar throughput, delay dan Jitter. Penulis juga membandingkan berapa kecepatan dari bandwidth diantara penyedia jasa ISP Pgncom dengan jaringan lokal sebelum menggunakan load balancing kemudian dibandingkan antara keduai ISP tersebut yang sudah menggunakan load balancing.
Pada uji protocol, dilakukan cara bagaimana menggunakan kegiatan sebuah permintaan yang dilakukan dari client menuju server dengan melalui protokol TCP atau UDP dengan memanfaatkan sebuah program aplikasi yang sudah ditentukan yaitu network analyzer (Qilin & WeiKang, 2015). Pada pengujian tersebut maka uji coba akan dilakukan sebanyak lima kali terhadap server yang sama, kemudian data yang didapatkan akan dibuat kedalam bentuk tabel pembanding. Dimana bagan penelitian bisa dilihat seperti pada Gambar 3.2.
20
Pada bagan penelitian Gambar 3.2 diatas bahwa proses awal adalah konfigurasi jaringan komputer dengan dual ISP menggunakan mikrotik. Selanjutnya dilakukan pemakaian jaringan internet yang berakibat pada penambahan beban pada jaringan komputer yang terkoneksi ke internet melalui dua ISP melalui router. Selanjutnya dilakukan proses failover dan load balancing untuk menyeimbangkan koneksi dengan metode PCC dan ECMP serta Fuzzy. Lalu dilakukan pengamatan kinerja masing-masing metode dengan menggunakan perangkat lunak speedtest dimana parameter yang diamati adalah waktu ping, download dan upload. Setelah dilakukan pengamatan maka diperoleh hasil percobaan berupa hasil pengamatan dari 3 parameter dengan menggunakan Mikrotik tanpa load balancing dan Mikrotik dengan load balancing.
3.1.1 Topologi Jaringan Komputer Yang Diusulkan
Pada penelitian ini topologi jaringan komputer yang diusulkan adalah seperti pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Topologi Jaringan Komputer
Pada Gambar 3.3 di atas terlihat dua unit ISP yang digunakan modem ISP dan access point yang terhubung ke jaringan komputer lokal (LAN 24 client PC) melalui unit mikrotik RB 750. Adapun konfigurasi komputer yang akan diuji adalah dengan jaringan LAN topologi Star dengan sebuah switch (HUB) yang terhubung ke ISP melalui mikrotik RB 750. Pada pengujian akan dilakukan load balancing menggunakan metode PCC dan ECMP serta Fuzzy, dimana konfigurasi komputer pada pengujian load balancing metode PCC dan ECMP berbeda dengan pengujian dengan load balancing metode Fuzzy yang menggunakan server.
3.2 Metode Load Balancing
Metode load balancing dalam penelitian ini dilakukan dengan menyebarkan beban traffic secara seimbang melalui 2 unit ISP untuk mengoptimalkan penggunaan bandwidth sehingga diperoleh kinerja yang lebih optimal. Metode ini merupakan sebuah teknik dalam pendistribusian beban traffic data pada dua atau lebih jalur koneksi dengan cara seimbang dimana tujuannya adalah supaya traffic bisa berjalan secara optimal dan memaksimalkan throughput, kemudian akan memperkecil waktu tanggap dan mengantisipasi adanya over load pada salah satu rule koneksi internet
22
yang ada pada mikrotik. Proses pembagian beban pada sistem load balancing memiliki cara dan algoritma khusus dalam penerapannya. Perangkat yang digunakan pada penerapan load balancing pada umumnya menyediakan beberapa jenis algoritma dalam melakukan pembagian terhadap beban traffic yang bertujuan dalam mencocokkan penyetaraan beban traffic berdasarkan karakteristik pada server yang dimiliki. Didalam load balancing yang terdapat pada mikrotik, ada beberapa hal yang penting diperhatikan untuk melakukan setting load balancing yaitu static route, police route, firewall mangle dan firewall src-nat. Dimana firewall mangle merupakan penanda terhadap suatu router sebelum paket masuk ke routing dimana static route dan policy route berfungsi untuk memanajemeni uplink flow yang merupakan kebijakan jalur routing yang mau dilewati oleh paket data yang sudah diberi tanda.
3.3 Konfigurasi Jaringan 1. Konfigurasi Mikrotik
Pada setiap router mempunyai default konfigurasi yang tidak sama tergantung pada perangkat keras pada setiap perangkat yang digunakan. Script default dalam konfigurasi router dapat dilihat seperti perintah /system default-configuration print.
Konfigurasi Default dimana interface akan diberi nama dengan tujuan supaya lebih mempermudah untuk memilih interface yang mana pemasangan kabel akan dirancang.
a. Pada Ether 1 akan di setting dengan nama: ether1- gateway, dengan konteks bahwa pengguna akan merancang kabel yang tersambung kedalam internet pada ether1.
b. Pada Ether 2 di setting dengan nama ether2-master-local
c. Pada Ether 3 sampai ether yang terakhir akan diberikan nama dengan ether3-slave-local. Didalam interface ini, pengaturan master-port ditujukan kedalam ether2 sehingga ada pada interface ether2 pada segmen jaringan yang sama.
Pengguna dapat menghubungkan ke ether2 dengan jaringan lokal, maupun ether3 dan yang lainnya kecuali pada ether1. Pada jaringan lokal harus ada pada segmen yang sama. Alamat IP akan dipasang berdasarkan Default konfigurasi untuk interface yang terhubung kedalam jaringan lokal dimana alamat IP Addressnya adalah 192.168.88.1/24. Dengan demikian maka segmen jaringan 192.168.88.0/24 akan menggunakan jaringan lokal. Tetapi hal tersebut tidak dapat digunakan pada
perangkat yang mempunyai 1 interface ethernet, RB411 series, RB433 series, RB435 series, RB800 series, CCR series dan RB1000 series. Dimana alamat IP akan selalu terhubung dengan ether1.
Dimana default konfigurasi menjalankan DHCP Server yang terhubung ke jaringan lokal. Sebuah client dapat terhubung ke ethernet kecuali pada ether1, sehingga dengan otomatis maka akan memperoleh alamat ip address. Pada default konfigurasi DHCP client akan dijalankan pada ether1 dengan konteks bahwa akan terhubung kedalam jaringan. Penyedia layanan ISP akan memberi alamat IP dengan cara dinamik mala client tidak lagi untuk mengatur alamat IP, gateway, dns, dll. Jika penyedia layanan ISP memberikan alamat IP secara otomatis maka kita tinggal menghubungkan kabel internet kedalam ether1 yang ada pada router Mikrotik sehingga router tersebut dapat memperoleh alamat IP sehingga sudah dapat terkoneksi dengan internet.
Komponen yang mempunyai embedded interface wireless akan memiliki default konfigurasi dalam pengaturan berdasarkan pada situasi dari perangkat keras router.
a. Mode, merupakam komponen yang memperoleh lisensi level 4 keatas secara defaul dengan mode "AP Bridge", sementara router itu sendiri memperoleh lisensi level 3 dengan menerapkan mode station.
b. Band, apabila router support di 2Ghz dan MIMO maka digunakan band
d. Chain, dimana router telah include ke dual chain dimana pengaturan default chain 0,1 akan diaktifkan dan menggunakan single chain, akan hanya menerapkan chain 0.
e. Security Profile, konfigurasi default akan membentuk Security profile dimana serial number router adalah WPA dan WPA2 Key.
f. SSID, ditetapkan melalui mac-address interface wireless yang pada umumnya diatur oleh SSID "MikroTik-[Enam Digit Terakhir MAC-Address]"
Lain dari beberapa tahapan pengaturan tersebut antarmuka wireless dibridge sesuai antarmuka ethernet lokal, dengan hal tersebut maka jaringan wireless memiliki
24
segmen yang sama terhadap jaringan dengan menggunakan media transmisi kabel.
Bagi perangkat tersebut yang menggunakan interface wireless tambahan dipasang pada port MiniPCI akan dilakukan disable.
Beberapa jalur firewall yang ingin diterapkan pada sebuah default konfigurasi dalam keamanan router dan juga mengurangi penggunaan resource router melaui drop paket yang tidak diinginkan. Ini merupakan konfigurasi pada jalur firewall default yang akan diterapkan:
Dimana jalur awal yang ada di firewall memberikan ijin koneksi ke ICMP yang mengarah kedalam perangkat router. Kemudian jalur kedua memberi ijin koneksi dengan status estabilished yang mengarah ke perangkat router. Jalur yang ketiga memberi ijin koneksi dengan status related yang mengarah ke perangkat router. Jalur yang ke empat akan melakukan drop disetiap koneksi yang mengarah ke router dan terhubung kedalam interface ether1-gateway. Dimana jalur yang terakhir adalah jalur
NAT dan memberikan ijin ke client dengan menggunakan perangkat router dalam menyewa IP router supaya dapat terhubung kedalam internet.
Static DNS diterapkan konfigurasi default dimana nama dari dns nya adalah
“router” dan alamat IP addressnya adalah 192.168.88.1. Dengan artian bahwa router bekerja dibawah kendali DNS Server. Kalau kita membuka sebuah web browser dan dibagian address barnya masukkan alamat webnya http://router sehingga yang ditampilkan pada web browser yaitu alamat IP 192.168.88.1 kemudian ditampilkan web router MikroTik tersebut.
Dimana default konfigurasi dapat di manipulasi atau bisa juga dihilangkan berdasarkan keinginan kita. Dan kalau pada kenyataannya default konfigurasi menyulitkan dalam melakukan pengaturan maka dapat melakukan langkah sebagai berikut dimana dulu dilakukan adalah wajib me-remote perangkat router dulu, kemudian akan ada informasi tentang default konfigurasi yang bisa kita lihat pada gambar pertama dalam penelitian yang kita lakukan, kemudian pilih “ Remove Configuration “ dan kalau pada kenyataannya default konfigurasinya telah digunakan, maka kita boleh hilangkan melalui cara reset atau melakukan netinstall.
2. Konfigurasi Mangle
Mangle merupakan sebuah langkah dimana interface akan segera mengeksekusi data yang telah diterimanya. Di-mangle ada aturan yang berfungsi dalam memilih paket supaya bisa dikendalikan berdasarkan jalur routing yang tersedia. Pada tahapan ini akan diterapkan sebuah aturan dari mangle dari metode load balancing dimana client hanya dapat melakukan akses ke port 80 saja dengan tujuan supaya aplikasi atau traffic HTTPS seperti yahoo messenger dimana port yang dipakai adalah 5050 dan 443 dimana disconnected tidak akan terjadi yang diakibatkan dari load balancing dimana alamat IP yang dimiliki akan berbeda-beda. Dimana default routing akan mendefenisikan aplikasi yang digunakan tanpa melalui sebuah reaksi dari load balancing.
3. Konfigurasi Routing
Dalam melanjutkan paket data yang sudah dikenal oleh mangle, sehingga aturan baru harus dibuat pada sebuah routing table supaya bisa melalui paket data kedalam gateway ISP berdasarkan pada marking paket yang diperoleh dari sebuah tahapan dari
26
mangle. Dalam membuat aturan yang terdapat pada routing table dapat dilihat perintah seperti berikut ini:
Didalam perintah diatas dibarisan awal diberikan pernyataan dimana tiap routing mark diberikan nama dengan “Koneksi1” yang melewati gateway:
192.168.1.1 kemudian tiap routing mark diberi nama: “Koneksi2” selanjutnya akan melewati gateway: 192.168.2.1.
4. Konfigurasi NAT
Pengaturan yang dilakukan pada Nth dengan teknik load balancing yang terakhir yaitu NAT atau masquerade kalau didalam Mikrotik. Dimana fungsinya adalah untuk mengubah alamat sumber paket dalam hal ini adalah client yang mendapatkan alamat IP Private supaya dapat dikenal oleh internet dengan cara menerjemahkannya menjadi alamat IP Public. Perintahnya dapat dilihat seperti berikut:
Pada langkah tersebut dimana router menerapkan masquerade dalam paket melalui “srcnat” alamat client. Dimana paket lewat melalui gateway berdasarkan tujuan dari paket. Konfigurasi harus dilakukan untuk tahap yang selanjutnya dari Mikrotik yang terdapat pada perintah tersebut supaya client yang ada pada interface LOKAL bisa ping kedalam kedua jalur gateway tersebut. Langkah tersebut bertujuan untuk malakukan action redirect kedalam ECMP walaupun tidak melalui sebuah kinerja dari load balancing. Dapat dilihat seperti perintah berikut:
3.4 Konfigurasi PCC
Didalam konfigurasi pada PCC menggunakan sebuah perangkat yaitu RB433UAH berikut kondisi yang akan diterapkan:
1. Pada Ether1 dan Ether2 tersambung kedalam penyedia ISP masing-masing yang berbeda dan besaran bandwidth yang digunakan tidak sama dimana ISP-1 sebanyak 512 kbps kemudian ISP-2 sebanyak 256 kbps.
2. Dalam hal ini openDNS dan web-proxy internal akan digunakan pada konfigurasi ini.
3. Mikrotik RouterOS yang digunakan adalah versi 4.5 alasannya karena didalam konfigurasi PCC yang digunakan adalah mulai dari versi 3.24. Topologi jaringan dan alamat IP yang digunakan dapat dilihat seperti perintah dan gambar 3.4 berikut:
Gambar 3.4 Konfigurasi PCC menggunakan RB433UAH
28
Dalam melakukan koneksi ke cilent yang digunakan adalah koneksi ke wireless pada wlan2 dimana rentang IP clientnya adalah 10.10.10.2 - 10.10.10.254 dengan netmasknya adalah 255.255.255.0 dan alamat IP yang digunakan pada wlan2 adalah 10. 10. 10. 1 yang digunakan pada wlan2. Ada tambahan mangle yang dibuat dengan tanda cetak tebal jika pada suatu ISP menggunakan DNS. Sesudah konfigurasi IP dan DNS dalam keadaan tepat maka wajib dipasang default route kedalam IP gateway masing-masing ISP supaya dapat melanjutkan seluruh traffic yang tidak berkaitan dengan gateway. Kita gunakan check-gateway yang berfungsi apabila ada gateway yang terputus maka gateway yang lain akan mengambil alih.
4. PC client bisa tersambung ke jaringan nirkabel kita dengan konfigurasi berikut:
Supaya PC Client bisa mendapatkan koneksi internet maka kita wajib mengubah alamat IP Private client ke alamat IP publik pada interface publik yaitu ether-1 dan ether-2.
Dengan perintah tersebut dimana router dan PC client telah bisa menggunakan jaringan secara online ke internet. Dalam menuju ke internet silahkan ping ke router maupun ke dalam PC client menuju internet. Apabila belum sukses maka coba periksa sampai mendapatkan hasil. Perangkat routerboard yang dapat digunakan untuk Web Proxy Internal adalah RouterBoard 450 G, RouterBoard 433 AH, RouterBoard 433 UAH, RouterBoard 800 dan RouterBoard 1100 dimana perangkat ini memiliki slot ekspansi (Universal Serial Bus, Kartu memori non-volatile, CF Card) sebagai tambahan dalam media penyimpanan. Pada perangkat seperti ini dimana yang digunakan adalah Universal Serial Bus flashdisk dimana USB tersebut dipasang kedalam port USB. Dalam pemasangan awal dimana media penyimpanan tambahan