OPTIMALISASI JARINGAN KOMPUTER
DENGAN METODE
HIERARCHICAL TOKEN BUCKET
PER CONNECTION QUEUE
(PCQ)
QUEUE TREE
UNTUK MENDUKUNG KEGIATAN PERKULIAHAN PJJ
DI SEKOLAH TINGGI ILMU KEPOLISIAN PTIK
IMAM SUTANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Optimalisasi Jaringan Komputer dengan Metode Hierarchical Token Bucket Per Connection Queue
(PCQ) Queue Tree untuk Mendukung Kegiatan Perkuliahan PJJ Di Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian STIK-PTIK adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, November 2016
Imam Sutanto
RINGKASAN
IMAM SUTANTO. Optimalisasi Jaringan Komputer Dengan Metode
Hierarchical Token Bucket Per Connection Queue (PCQ) Queue Tree Untuk Mendukung Kegiatan Perkuliahan PJJ Di Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian PTIK. Dibimbing oleh SUGI GURITMAN, SRI WAHJUNI dan JAROT PRIANGGONO.
Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian PTIK merupakan lembaga pendidikan akademik kepolisian yang terdiri dari 32 POLDA PJJ di seluruh Indonesia. Proses pembelajaran PTIK terdiri dari metode tatap muka dan Pembelajaran Jarak Jauh atau disebut dengan PJJ. PJJ PTIK menggunakan aplikasi web learning yaitu
WebEx Meeting Center dan Cisco WebEx sebagai server PJJ. Manajemen
bandwidth yang diterapkan pada perangkat jaringan komputer di PTIK yaitu menggunakan router Mikrotik Cloud Core, dengan menggunakan metode simple queue. Metode tersebut memiliki kelemahan yaitu pembagian alokasi bandwidth
berdasarkan segmentasi virtual local area network (VLAN) yang terdiri dari ruang perkuliahan, audiotorium dan rektorat. Jika pada salah satu VLAN tersebut dalam keadaan idle, maka alokasi bandwidth VLAN tersebut tidak dapat digunakan oleh VLAN lain. Perancangan model optimalisasi jaringan komputer untuk meningkatkan kualitas perkuliahan PJJ dengan menggunakan metode
hierarchical token bucket (HTB) per connection queue (PCQ) queue tree. Dengan membuat empat model kelas dengan skala prioritas dan penggunaan bandwidth secara spesifik berdasarkan port list, alamat IP tujuan, file extension. Hasil presentase pengukuran kinerja optimalisasi jaringan terhadap metode simple queue mengalami penurunan delay sebesar 6,01%, packet loss sebesar 0,26%,
jitter sebesar 13,56% dan throughput meningkat sebesar 9,5%. Pengukuran tingkat kepuasan mahasiswa terhadap perkuliahan PJJ menggunakan metode
Customer Satisfaction Index (CSI) dan hasil pengukuran indeks kepuasan CSI sebesar 74%. Hasil pengukuran kesenjangan /gap terhadap pelayanan yang diberikan oleh PTIK Jakarta dengan metode service quality (servqual) terdapat nilai negatif yang perlu ditingkatkan oleh PTIK Jakarta. Kategori tersebut yaitu bukti fisik (tangible), kehandalan (reliability), daya tanggap (responsive) dan jaminan (assurance) yang perlu ditingkatkan oleh PTIK Jakarta dan sebagai pendukung penelitian ini.
SUMMARY
IMAM SUTANTO. OPTIMIZATION OF COMPUTER NETWORK WITH THE METHODS HIERARCHICAL TOKEN BUCKET PER CONNECTION QUEUE (PCQ) QUEUE TREE TO SUPPORT DISTANCE LEARNING CLASS ACTIVITY IN THE SCHOOL OF POLICE SCIENCE PTIK. Supervised by SUGI GURITMAN, SRI WAHJUNI and JAROT PRIANGGONO.
High School of Science POLICE called PTIK is an educational institution of academic police consisted of 32 Polisi Daerah (POLDA) throughout Indonesia. PTIK learning process consists of face-to-face and Distance Learning or called by PJJ. PTIK PJJ learning using a web application that WebEx Meeting Center and Cisco WebEx as PJJ server. Bandwidth management PTIK applied with using the device is the computer network that uses routers Mikrotik Cloud Core, with the method simple queue. The method has the weakness of sharing the bandwidth allocation based segmentation Virtual Local Area Network (VLAN), which consists of lectures space, audiotorium, rector. If the VLAN segmentation condition is idle, then the VLAN bandwidth allocation can not be used by another VLAN. Design model of the computer network optimization to improve the quality of the lecture PJJ using methods Hierarchical Token Bucket (HTB) Per Connection Queue (PCQ) Queue Tree to create a four-class model and specific priorities.
The average yield percentage comparison of measurements between simple queue with HTB PCQ Queue tree methods was decreased is a delay of 6.01%, packet loss as much as 0,26%, jitter of 13,56% and throughput increased by 9.5%. Measure the level of satisfaction of students to use the lecture PJJ using the Customer Satisfaction Index (CSI) with the percentage of satisfaction index of 74% and service quality (servqual) as gap in the services provided the PTIK Jakarta. These categories were the negative value, namely tangible, reliability, responsive and assurance the services need to be improved the PTIK Jakarta.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Komputer
pada
Program Studi Ilmu Komputer
OPTIMALISASI JARINGAN KOMPUTER
DENGAN METODE
HIERARCHICAL TOKEN BUCKET
PER CONNECTION QUEUE
(PCQ)
QUEUE TREE
UNTUK MENDUKUNG KEGIATAN PERKULIAHAN PJJ
DI SEKOLAH TINGGI ILMU KEPOLISIAN STIK-PTIK
IMAM SUTANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Penelitian : Optimalisasi Jaringan Komputer Dengan Metode
Hierarchical Token Bucket Per Connection Queue
(PCQ) Queue Tree Untuk Mendukung Kegiatan Perkuliahan PJJ di Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian PTIK
Nama : Imam Sutanto
NIM : G651130784
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing
Dr. Sugi Guritman Ketua
Dr. Ir. Sri Wahjuni, MT
Anggota Dr. Jarot Prianggono, M.Kom Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Magister Ilmu Komputer
Dr. Ir. Sri Wahjuni, MT NIP. 19680501200501 2 001
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr NIP. 19650814199002 1 001
ggal pelaksanaan ujian tesis)
Tanggal Lulus:
(tanggal penandatanganan tesis oleh Dekan Sekolah Pascasarjana)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Desember 2014 ini ialah sistem jaringan komputer Pembelajaran Jarak Jauh (PJJ), dengan judul Optimalisasi Jaringan Komputer Dengan Metode Hierarchical Token Bucket Per Connection Queue (PCQ) Untuk Mendukung Kegiatan Perkuliahan PJJ di Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian PTIK.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Sugi Guritman, Ibu Dr. Ir. Sri Wahjuni, MT dan Bapak Dr Jarot Prianggono selaku pembimbing. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Deni, S.Kom dan Bapak Adi beserta staf dari Divisi IT PTIK yang telah membantu dan memberikan ijin dalam melakukan pengumpulan data serta informasi mengenai proses pembelajaran jarak jauh pada penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, istri serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh rekan-rekan Program Magister Ilmu Komputer kelas Khusus atas doa dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL iv
DAFTAR GAMBAR iv
DAFTAR LAMPIRAN v
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 3
Tujuan Penelitian 3
Manfaat Penelitian 3
Ruang Lingkup Penelitian 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 4
Pendidikan Jarak Jauh 4
Virtual Local Area Network (VLAN) 5
WebEx 5
Alokasi IP Address pada WebEx 5
Kebutuhan Konsumsi BandwidthStreaming Video WebEx 6 Hasil Pengukuran Konsumsi Bandwidth Video WebEx 7 Kebutuhan Bandwidth Berdasarkan Format File 7
Service Quality 8
Parameter Kualitas Jaringan 9
Packet Loss 9
Delay 10
Throughput 11
Jitter 11
Metode Pengukuran Kualitas Jaringan 12
Periode Pengukuran Dalam Tahunan 12
Periode Pengukuran Dalam Per-Hari 12
Konsistensi Pengukuran Pada Waktu Jam Sibuk 12
Periode Pengukuran Harian 13
Periode Pengukuran Tetap Harian 13
Periode Pengukuran Tetap Dalam Waktu Per-Jam 13
Trend Komunikasi Data 13
Adaptasi Variabel Bandwidth 15
Tipe Antrian 15
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
Stochastic Fairness Queuing 16
Per Connection Queue (PCQ) 16
Queue Tree 18
Simple Queue 19
Mangle 19
Protokol Layer 7 19
Token Bucket Algorithm 20
Hierarchical Token Bucket 21
HTB Packet Flow 21
HTB Queue Tree Structure 22
3 METODOLOGI PENELITIAN 24
Waktu dan Tempat Penelitian 24
Identifikasi Masalah 24
Analisis 25
Studi Literatur 25
Studi Lapangan/Observasi 25
Pemodelan HTB PCQ Queue Tree 25
Implementasi dan Pengukuran delay, packet loss, jitter dan throughput 25
Uji Kepuasan 26
Evaluasi 27
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 29
Permasalahan pada Penelitian 29
Analisis Model yang digunakan saat ini 29
HTB PCQ Queue Tree 30
Sistem yang diterapkan saat ini 30
Pemodelan HTB PCQ Queue Tree 35
PCQ Queue Tree 38
Implementasi dan Pengukuran Optimalisasi Jaringan PTIK 39 Analisis Perbandingan delay, packet loss, jitter dan throughput antara simple
queue dan PCQ queue tree 40
Pengukuran Delay 40
Pengukuran Packet Loss 41
Pengukuran Jitter 42
Pengukuran Throughput 43
Uji Kepuasan 44
Perancangan dan Penyusunan Kuesioner 45
Identifikasi Variabel Penelitian 46
Penyebaran Data Kuesioner 48
Perhitungan Nilai Gap Servqual 52
Analisis Data 54
Evaluasi 56
5 SIMPULAN DAN SARAN 57
Simpulan 57
Saran 57
DAFTAR PUSTAKA 58
LAMPIRAN 60
RIWAYAT HIDUP 106
DAFTAR TABEL
1 Kebutuhan Bandwidth Streaming Video WebEx 6
2 Rekomendasi List Port Cisco Webex 6
3 Hasil Pengukuran Konsumsi Maksimum Bandwidth Streaming video
webEx 7
4 Rata-rata bandwidth yang digunakan 7
5 Persyaratan aplikasi QoS 9
6 Standarisasi packet loss versi TIPHON 10
7 Standarisasi delay/latency versi TIPHON 10
8 Standarisasi jitter versi TIPHON 12
9 Contoh bit rate Youtube video untuk H.264 14
10Tipe antrian pada Mikrotik 15
11Regular expression (regex) pada protokol layer 7 19
12Kriteria nilai customer satisfaction index 28
13Spesifikasi Perangkat Lunak (software) 31
14Spesifikasi Perangkat Keras (hardware) 31
15Detail Informasi Perangkat Server dan Jaringan PTIK 33
16Hasil pengujian delay simple queue 41
17Hasil pengujian delay PCQ queue tree 41
18Hasil pengujian packet loss simple queue 41
19Hasil pengujian packet loss PCQ queue tree 42
20Hasil pengujian jittersimple queue 43
21Hasil pengujian jitter PCQ queue tree 43
22Hasil pengujian throughput simple queue 44
23Hasil pengujian throughput PCQ queue tree 44 24Data hasil uji validitas butir/item evaluasi tingkat kepuasan perkuliahan
PJJ 48
25Data hasil uji reliabilitas butir/item evaluasi tingkat kepuasan
perkuliahan PJJ 50
27Hasil Rata-Rata Nilai Weight Factor pada Customer Satification Index
(CSI) 54
DAFTAR GAMBAR
1 Empat Komponen Definisi Pendidikan Jarak Jauh 4
2 Perbedaan (a) High jitter dan (b) Low jitter 11
3 Jenis Informasi Kebutuhan Kecepatan Data Rate 13
4 Pelayanan Terhadap Rate Throughput 14
5 FIFO Queues 16
6 SFQ Queues 16
7 PCQ Queues 16
8 Penggunaan PCQ 17
9 PCQ Rate 18
10 Script Queue Simple 18
11 Script Queue Tree 18
12 Token Bucket Regulator 20
13 Token Bucket Algorithm 20
14 Traffic Token Bucket 21
15 HTB Packet Flow 22
16 HTB Queue Tree Structure 22
17 Rules HTB queue tree 23
18 Kerangka Penelitian 25
19 Model Manajemen Bandwidth dan VLAN STIK-PTIK 30
20 Topologi STIK-PTIK 32
21 Contoh PJJ STIK-PTIK 33
22 Topologi Manajemen Bandwidth STIK-PTIK 34
23 Skema Model HTB Dengan PCQ Queue Tree 35
24 Model Parent DownStream 36
25 Model Parent UpStream 36
26 Perancangan pengaturan kelas model 37
27 Pembagian Mangle Rules per Kelas 39
28 Queue tree 39
29 Hasil Perbandingan Rata-Rata Delay Antara Simple Queue dengan
PCQ Queue Tree 41
30 Hasil Perbandingan Rata-Rata Packet Loss antara Simple Queue dengan
PCQ Queue Tree 42
31 Hasil Perbandingan Rata-Rata Jitter antara Simple Queue dengan PCQ
Queue Tree 43
32 Hasil Perbandingan Rata-Rata Throughput antara Simple Queue dengan
PCQ Queue Tree 44
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rules Firewal Layer 7 Protocols 60
2 Filter Rules 61
3 Rules Mangle Downstream 66
4 Mangle Rules Upstream 68
5 Perangkat Jaringan dan Server Data Center PTIK 69
6 Paket Data Wireshark PJJ Simple Queue Minggu Pertama (M1) Selasa 71 7 Paket Data Wireshark PJJ Simple Queue Minggu Pertama (M1) Kamis 75 8 Paket Data Wireshark PJJ Simple Queue Minggu Kedua (M2) Selasa 79 9 Paket Data Wireshark PJJ Simple Queue Minggu Kedua (M2) Kamis 83 10Paket Data Wireshark PJJ PCQ Queue Tree Minggu Pertama (M1)
Selasa 87
11Paket Data Wireshark PJJ PCQ Queue Tree Minggu Pertama (M1)
Kamis 91
12Paket Data Wireshark PJJ PCQ Queue Tree Minggu Kedua (M2)
Selasa 95
13Paket Data Wireshark PJJ PCQ Queue Tree Minggu Kedua (M2)
Kamis 99
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pendidikan merupakan proses pembelajaran menekankan kontrol yang sistematis terhadap proses pembelajaran, dengan memberikan keleluasan kepada pembelajar untuk mengembangkan strategi pembelajaran. Dilihat dari segi aspek metode penyampaian materi pembelajaran yang terjadi selama proses pembelajaran berlangsung, melahirkan sebuah sistem pendidikan konvensional dengan metode tatap muka dan sistem pendidikan jarak jauh.
Dalam pendidikan konvensional, pengajar dan pembelajar berada pada satu ruang dan waktu yang sama selama proses pembelajaran berlangsung, yaitu pengajar memberikan dan menyampaikan materi yang akan dipaparkan pada ruang kelas. Sedangkan, dalam pembelajaran jarak jauh, pengajar dan pembelajar tidak berada dalam ruang dan waktu yang sama dalam menyampaikan materi. Menurut UU No. 20 tahun 2003 Pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya untuk memiliki kekuatan spiritual keagamaaan, pengendalian diri, kepribadian, kecerdasan, akhlak mulia, serta ketrampilan yang diperlukan dirinya, masyarakat, bangsa, dan Negara. Simonson (2009) menyebutkan bahwa pendidikan jarak jauh memiliki karakteristik antara lain lembaga pendidikan berbasis formal dengan sistem komunikasi interaktif yang menghubungkan peserta didik, sumber daya dan instruktur atau guru yang dipisahkan oleh lokasi dan waktu. Karakteristik pendidikan jarak jauh antara lain sebagai berikut :
1. Adanya lembaga formal yang menyelenggarakan program penididkan.
2. Kelompok peserta belajar terpisah dengan pengajar (isntruktur, tutor, dosen, guru, widyaiswara).
3. Mengunakan sistem telekomunikasi untuk menghubungkan peserta belajar, sumber-sumber belajar, dan pengajar.
Keputusan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia nomor 107/u/2001 tentang penyelenggaraan program pendidikan tinggi jarak jauh. Menteri Pendidikan Nasional menimbang : Pertama bahwa pendidikan akademik dan pendidikan profesional diselenggarakan dengan cara tatap muka dan/atau jarak jauh, kedua bahwa untuk penyelenggaraan Program Pendidikan Tinggi Jarak Jauh pada Perguruan Tinggi yang menyelenggarakan sistem tatap muka, (Kemendiknas RI).
Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian atau STIK-PTIK dengan memiliki peran sebagai lembaga pendidikan kedinasan dan lembaga pendidikan akademik, yag mempunyai jati diri sebagai Perguruan Tinggi Kedinasan Kepolisian Republik Indonesia yang bertujuan untuk mengembangkan Ilmu Kepolisian di Indonesia. Untuk mewujudkan hal tersebut, senantiasa dilakukan usaha-usaha maksimal untuk meningkatkan kualitas proses belajar-mengajar (akademik) dan kualitas kelembagaan Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian “STIK-PTIK”. Sehingga lembaga ini mampu meluluskan perwira-perwira dengan kualitas terbaik untuk memenuhi kebutuhan masyarakat, bangsa dan Negara Indonesia (PTIK 2010).
2
quality dengan konsep model of Service Quality Gap Analysis, yang menekankan pada lima parameter kualitas pelayanan pada instansi institusi pendidikan. Masayuki (2014) menjelaskan QoS dengan metode queuing algorithm (QA) pada parameter packet loss video dan jitter untuk mengevaluasi kecepatan video streaming. Lee (2013) melakukan QoS HTB dengan metode end-to-end bandwidth priority dari bandwidth yang dialokasikan. Purwanto (2012) membandingkan dan mengevaluasi antara metode Class Based Queuing (CBQ) dengan Hierarchical Token Bucket (HTB) untuk pembatasan bandwidth pada ruang lingkup jaringan client server berdasarkan IP address, dengan menggunakan parameter pengukuran jitter, throughput dan packet loss. Penelitian tersebut menyebutkan bahwa HTB memiliki keunggulan dibandingkan dengan CBQ. Namun implementasi yang dilakukan terbatas pada ruang lingkup client dan
server, dengan alokasi bandwidth dalam penelitian tersebut yang sama diberikan pada masing-masing kelas dan membolehkan peminjaman bandwidth antar semua kelas. Semua kelas memiliki prioritas setara.
Proses pelaksanaan perkuliahan PJJ di PTIK Jakarta dilaksanakan setiap hari mulai Senin sampai Jumat pukul 08:00 - 14:00 setiap minggunya, yang terdiri dari 32 PJJ POLDA di seluruh Indonesia. Proses pelaksanaan perkuliahan PJJ menggunakan akses jaringan internet di masing-masing POLDA di seluruh Indonesia dan menggunakan aplikasi WebEx meeting center, dengan alamat situs https://stik-ptik.webex.com/stik-ptik. Masing-masing host POLDA STIK-PTIK saling terhubung atau interkoneksi pada sebuah meeting room yang sudah disediakan oleh admin PJJ STIK-PTIK Jakarta. Cisco WebEx merupakan server
PJJ PTIK yang berada di cloud internet Cisco. Manajemen bandwidth yang diterapkan pada perangkat jaringan komputer di STIK-PTIK yaitu menggunakan router Mikrotik Cloud Core, dengan menggunakan metode sistem antrian simple queue. Metode tersebut memiliki kelemahan dalam implementasi manajemen
bandwidth, terutama pada pembagian alokasi bandwidth yaitu pada pembatasan segmentasi virtual local area network (VLAN) yang terdiri dari ruang kelas, audiotorium dan rektorat. Jika salah satu segmentasi VLAN tersebut dalam keadaan idle atau tidak digunakan, maka alokasi bandwidth VLAN tersebut tidak dapat digunakan oleh VLAN lain yang berdampak pada interkoneksi jaringan perkuliahan PJJ. Survei terhadap tingkat kepuasaan mahasiswa bertujuan untuk meningkatkan perbaikan pelayanan perkuliahan PJJ yang diberikan oleh PTIK dan sebagai pendukung penelitian ini.
Berdasarkan latar belakang permasalahan yang dihadapi oleh STIK-PTIK, penulis membangun model optimalisasi pembagian bandwidth secara spesifik berdasarkan skala prioritas penggunaan akses jaringan komputer dan internet. Metode sistem antrian yang digunakan yaitu Hierarchical Token Bucket (HTB)
Per Connection Queue (PCQ) queue tree. Model optimalisasi yang dilakukan adalah memodelkan empat kelas model skala prioritas bandwidth yaitu kelas pertama adalah PJJ-PTIK, kelas kedua adalah browsing, kelas ketiga adalah live streaming/youtube dan kelas keempat adalah download. Parameter pengukuran kualitas jaringan dengan menggunakan empat parameter QoS yaitu delay, packetloss, jitter dan throughput bandwidth jaringan, dengan menggunakan wireshark sebagai analisis paket data jaringan. Survei tingkat kepuasan terhadap proses perkuliahan PJJ yaitu mahasiswa peserta PJJ menggunakan metode
(Servqual) sebagai gap/kesenjangan pelayanan perkuliahan PJJ. Hasil kuesioner tersebut untuk mendukung hal dalam perbaikan pelayanan terhadap perkuliahan PJJ dan sebagai pendukung penelitian ini.
Perumusan Masalah Rumusan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Melakukan analisis pada sistem jaringan komputer saat ini pada perkuliahan PJJ terhadap parameter kualitas jaringan delay, packet loss dan bandwidth pada STIK-PTIK.
2. Merancang model untuk optimalisasi jaringan komputer yang diusulkan untuk perkuliahan PJJ di STIK-PTIK.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah :
1. Menganalisis sistem jaringan komputer dan manajemen bandwidth yang digunakan dalam kegiatan perkuliahan PJJ.
2. Membangun model optimalisasi manajemen bandwidth jaringan komputer STIK-PTIK untuk mendukung proses perkuliahan PJJ.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penilitian ini adalah menghasilkan model manajemen
bandwidth jaringan komputer yang dapat mendukung perbaikan kegiatan perkuliahan dan PJJ di STIK-PTIK. Dengan memberikan peningkatan kualitas yang lebih baik serta memberikan tingkat kepuasan kepada mahasiswa terhadap penggunaan perkuliahan PJJ. Selanjutnya diharapkan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi meningkatkan kinerja jaringan komputer di sekretariat PJJ STIK-PTIK.
Ruang Lingkup Penelitan
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
Pendidikan Jarak JauhSchlosser dan Simonson (2006) mendefinisikan tentang pendidikan jarak jauh adalah sebagai proses pengajaran pembelajaran yang dilakukan oleh seseorang (pengajar) yang terpisah dengan peserta belajar baik dari sisi jarak maupun waktu. Definisi pendidikan jarak jauh merupakan sebuah aplikasi telekomunikasi dan perangkat elektronik yang memungkinkan siswa atau peserta didik untuk menerima instruksi yang berasal dari beberapa lokasi yang berbeda. Empat komponen utama dari definisi konsep pendidikan jarak jauh seperti pada Gambar 1.
1. Konsep bahwa pendidikan jarak jauh berbasis kelembagaan adalah lembaga pendidikan sekolah tradisional atau perguruan tinggi, lembaga non-tradisional yang menawarkan pendidikan untuk siswa pada lokasi geografis yang jauh. 2. Definisi komponen kedua pendidikan jarak jauh adalah konsep pemisahan guru
dan siswa. Pemisahan secara geografis adalah guru disatu lokasi dan siswa dilokasi lain atau dengan kata lain pemisahan guru dan siswa dalam waktu. Pendidikan jarak jauh Asynchronous berarti bahwa instruksi dalam memberikan materi dan media akses dalam waktu yang terpisah.
3. Pendidikan jarak jauh sebagai berbasis institusi pendidikan formal dimana kelompok belajar dipisahkan dan sistem telekomunikasi interaktif yang digunakan untuk menghubungkan peserta didik, sumber daya, dan instruktur. 4. Konsep penelitian menghubungkan peserta didik, sumber daya, dan instruktur.
Merupakan instruktur yang berinteraksi dengan peserta didik dan sumber daya yang tersedia. Desain prosedur sumber daya pembelajaran yang mengatur ke dalam pengalaman yang mempromosikan materi belajar.
Gambar 1 Empat komponen komponen definisi pendidikan jarak jauh (Simonson 2009)
Virtual Local Area Network (VLAN)
pada jaringan LAN yang sama. Keuntungan menggunakan VLAN adalah jaringan komputer dapat dikelompok berdasarkan segmentasi kelompok/organisasi (misalnya sales, engineer). VLAN dibagi tiga jenis yaitu VLAN port-based, tag-based dan protocol-based. VLAN port-based adalah salah satu host komputer yang terhubung ke sebuah port tertentu pada switch yang ditugaskan secara spesifik. VLAN tag-based merupakan VLAN yang ditambahkan ke sebuah frame interface Ethernet. Tag ini berisikan sebuah ID VLAN yang digunakan untuk mengidentifikasi bahwa sebuah frame adalah milik VLAN tertentu. Standarisasi spesifikasi 802.1Q merupakan standarisasi IEEE 802.1 yang mengizinkan beberapa host group/workgroup untuk berbagi informasi secara transparan pada jaringan yang sama tanpa adanya kebocoran informasi antar jaringan. VLAN tag-based merupakan VLAN yang memberikan sebuah keamanan dengan cara mengisolasi dan mengelompokkan user pada sebuah jaringan LAN. VLAN
protocol-based merupakan lalu lintas data yang terhubung secara spesifik ke beberapa port tertentu berdasarkan jenis protokol yang digunakan (Beasley 2008).
WebEx
WebEx adalah sebuah aplikasi web meeting online yang dikembangkan oleh Cisco yang menawarkan beberapa pendekatan secara fleksibel untuk para pengguna yang dapat saling berkomunikasi dan berkolaborasi melalui media yaitu gambar, video, dan suara dimana pun berada secara lebih mudah (Stevenson 2005).
Penggunaan WebEx dalam penerapan aplikasi web meeting antara lain :
1. WebEx Meeting Center
Meeting center sebuah aplikasi yang memberikan solusi pertemuan dilingkungan belajar yang dinamis kepada pekerja dan pelanggan dalam jaringan dalam waktu yang real atau nyata..
2. WebEx Event Center
Dirancang khusus untuk penggunaan skala yang lebih besar, yang dapat dengan mudah melibatkan ribuan orang dalam suatu jaringan dan saling berinteraksi satu sama lain.
3. WebEx Training Center
Merupakan program pelatihan secara online yang dinamis untuk laboratorium komputer, pelatihan dan diskusi interaktif dalam sebuah jaringan.
4. WebEx Sales Center
Memberikan sebuah solusi kemudahan kepada pengguna dalam mendapatkan keunggulan dalam persaingan, baik penjualan dalam meningkatkan prospek perusahaan.
5. WebEx Support Center
Dengan memberikan dukungan secara teknis yang berkelas dunia dengan komponen kontrol desktop secara jarak jauh dan real dalam memberikan bantuan dan dalam memecahkan suatu masalah.
Alokasi IP Address pada WebEx
WebEx memberikan sebuah alokasi alamat IP Address tujuan yang merupakan informasi layanan range IP Address dalam penggunaan aplikasi WebEx sebagai berikut :
6
2. 64.68.116.0 – 64.68.116.255 3. 66.163.32.0 - 66.163.63.255 4. 209.197.192.0 - 209.197.223.255 5. 173.243.12.0 - 173.243.12.255 (Subnet)
Kebutuhan konsumsi bandwidthstreaming video WebEx
Bandwidthmatrix merupakan pedoman dalam penambahan bandwidth yang sesuai dengan kebutuhan dan tergantung pada alokasi pemakaian bandwidth. Secara umum yang direkomendasikan oleh Cisco pada minimum bandwidth
sebesar 50 Kbps untuk penggunaan Instant Messenger (IM), Video, Voice Over Internet Proctool (VOIP) dan kemampuan desktop sharing dari sebuah koneksi aplikasi Cisco webEx. Pada Tabel 1 merupakan kebutuhan konsusmsi bandwidth streaming video dengan kategori parameter resolusi yang digunakan (Cisco 2014).
Tabel 1 Kebutuhan bandwidth streaming video webEx Resolution P2P Bandwidth Remarks
90p 0 - 120 kbps Additional bandwidth may be consumed if severe packet loss is detected. This will compensate for lost packets.
180p 120 - 360 kbps Additional bandwidth may be consumed if severe packet loss is detected. This will compensate for lost packets.
360p 360 - 1200 kbps Actual resolutions include 360p, 432p, and 512p. Additional bandwidth may be consumed if severe packet loss is detected. This will compensate for lost packets.
720p 1200kbps -
2000kbps Actual resolutions include 576p and 720p. Additional bandwidth may be consumed if severe packet loss is detected. This will compensate for lost packets. aSumber : Cisco (2014)
Sebuah list port yang digunakan dalam penggunaan bandwidth yang direkomendasikan oleh Cisco pada sebuah sesi video yaitu Cisco WebEx connect application. Cisco webEx memiliki beberapa list port secara random/acak yang menggunakan protokol Transport Control Protocol (TCP) dan User Data Protocol (UDP). Rekomendasi yang digunakan Cisco webEx untuk list port audio
dan video seperti pada Tabel 2 (Cisco 2014).
Tabel 2 Rekomendasi list port Cisco WebEx
Item Port Type Port Number
A/V Server port TCP 80 AND 443
UDP 5101
STUN server TCP 80
UDP 8070/8090
UDP Random aSumber : Cisco (2014)
Hasil Pengukuran Konsumsi Bandwidth video WebEx
Pemakaian bandwidth yang dibutuhkan pada Cisco WebEx untuk mengirimkan sebuah paket data video lebih besar dibandingkan pemakaian bandwidth untuk menerima paket data video. Tabel 3 merupakan hasil pengukuran konsumsi bandwidth dari Cisco WebEx dalam sebuah video streaming (Cisco 2014).
Tabel 3 Hasil pengukuran konsumsi maksimum bandwidthstreamingvideo
webEx
Maximum Bit Rate (Send) Maximum Bit Rate (Recive) High-definition (HD) 720 (1280x720) 3.0 Mbps 2.5 Mbps High-quality (HQ) 360p 9640x360) 1.5 Mbps 1 Mbps Standard quality 180p (320x180) 0.5 Mbps 0.5 Mbps
Six thumbnails 90p - 0.5 Mbps
One thumbnail 90p 50 kbps -
aSumber : Cisco (2014)
Kebutuhan bandwidth berdasarakn format file
Aktual bit rate adalah sebuah data dalam mengirim dan menerima sebuah format file multimedia yang digunakan secara independen. Dimana data tersebut ditransmisikan kedalam sebuah konten multimedia yang pertama kali diekstrak dan ditranskodekan menjadi sebuah bit stream yaitu dengan format H.264 SVC. Ketika klien yang berpartisipasi/terkoneksi dalam menerima sebuah bit stream, stream tersebut diterjemahkan kedalam decode dan diolah oleh sebuah mesin untuk menampilkan sebuah file video. Rata-rata pengukuran penggunaan
bandwith video berdasarkan format file seperti pada dalam Tabel 4.
Tabel 4 Rata-rata bandwidth video berdasarkan format file yang digunakan File Format Sent/Received Video Only Video Plus Audio flv Sender traffic
(kbps) 932 1262
Receiver traffic
(kbps) 697 989
avi Sender traffic
(kbps) 984 1271
Receiver traffic
(kbps) 730 976
wmv Sender traffic
(kbps) 1225 1261
Receiver traffic
(kbps) 906 968
mov Sender traffic
8
Receiver traffic
(kbps) 723 964
wav Sender traffic
(kbps) - 96 (Audio only)
Receiver traffic
(kbps) - 96 (Audio only)
aSumber : Cisco (2014)
Service Quality
Menurut Parasuraman et.al. yang dikutip oleh Kotler dan Keller tahun 2009, metode servqual (service quality) yang dikembangkan oleh Parasuraman, et.al tahun 1990. Model kualitas jasa servqual ini melakukan penelitian berdasarkan
customer perceived quality. Metode service quality (servqual) mendefinisikan kualitas pelayanan sebagai suatu perbedaan antara kenyataan dengan harapan atas layanan yang diterima oleh pelanggan (Parasuraman, et.al, 1990).
Terdapat lima gap dalam metode Servqual antara lain :
1. Dimensi yang pertama dari kualitas pelayanan menurut konsep Servqual ini adalah tangible yaitu dimensi yang mengukur bukti fisik baik infrastruktur dan non infrastruktur. Karena suatu pelayanan tidak bisa dilihat, tidak bisa dicium dan tidak bisa diraba, maka aspek tangible menjadi penting sebagai ukuran terhadap pelayanan bukti fisik. Gap pertama yaitu kesenjangan antara persepsi manajemen terhadap ekspektasi konsumen dengan ekspektasi konsumen. 2. Dimensi yang kedua reliability yaitu dimensi yang mengukur kehandalan dari
perusahaan dalam memberikan pelayanan kepada pelanggannya. Dibandingkan dengan empat dimensi kualitas pelayanan lainnya, dimensi ini sering dipersepsi paling penting bagi pelanggan dari berbagai industri jasa. Gap kedua yaitu kesenjangan yang terjadi pada spesifikasi kualitas jasa.
1. Dimensi yang ketiga adalah responsiveness. Responsiveness adalah dimensi kualitas pelayanan yang paling dinamis. Harapan pelanggan terhadap kecepatan pelayanan hampir dapat dipastikan akan berubah dengan kecenderungan naik dari waktu ke waktu. Sama seperti hal dimensi pelayanan lainnya, maka kepuasan terhadap dimensi responsiviness adalah berdasarkan persepsi dan bukan aktualnya. Gap ketiga ini merupakan kesenjangan yang terjadi pada penyampaian jasa. Gap ketiga bernilai negatif terjadi karena penyampaian jasa tidak dapat mencapai target dan tidak ada pengukuran target. 2. Dimensi keempat adalah assurance yaitu dimensi kualitas yang berhubungan dengan kemampuan perusahaan dan perilaku front-line staf dalam menanamkan rasa percaya dan keyakinan kepada para pelanggannya. Gap keempat, yaitu kesenjangan antara penyampaian jasa dengan komunikasi eksternal.
Parameter Kualitas Jaringan
Parameter merupakan karakteristik dari hasil pengukuran suatu objek. Beberapa parameter yang dijadikan sebagai refrensi umum untuk dapat melihat performansi dari sebuah jaringan LAN antara lain delay, packet loss, jitter dan
throughput (Jousman 2008). Beberapa aplikasi umum dan standarisasi jaringan yang digunakan seperti pada Tabel 5. Standarisasi jaringan merupakan suatu persyaratan dari sebuah kebutuhan sistem aplikasi (Tanenbaum 2011).
Tabel 5 Persyaratan aplikasi QoS
Application Bandwidth Delay Jitter Loss
Email Low Low Low Medium
File sharing High Low Low Medium
Web access Medium Medium Low Medium
Remote login Low Medium Medium Medium
Audio on demand Low Low High Low
Video on demand High Low High Low
Telephony Low High High Low
Videoconferencing High High High Low
aSumber : Tanenbaum (2011)
Ada empat karakteristik untuk melakukan pengukuran kualitas layanan dalam sebuah jaringan :
Packet Loss
Packet Loss merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena sebuah
collision dan congestion pada jaringan. Hal ini terjadi karena buruknya kualitas jaringan pada sebuah paket jaringan yang di drop pada jaringan wireless dan LAN. Beberapa penyebab terjadinya paket loss antara lain :
a. Congestion, disebabkan terjadinya antrian yang berlebihan dalam sebuah jaringan.
b. Node yang bekerja melebihi kapasitas buffer.
c. Memory yang terbatas pada sebuah interface/node.
d. Policing atau kontrol terhadap sistem jaringan, bahwa jumlah trafik yang mengalir sesuai dengan besarnya bandwidth. Jika besarnya trafik yang mengalir didalam jaringan melebihi dari kapasitas bandwidth yang ada, maka
policing control akan membuang atau drop sebuah paket yang melebihi trafik yang ada.
Persentase packet loss dihitung dengan menggunakan pada persamaan 1 (Braun 2008) dan memiliki kategori standarisasi packet loss menurut
Telecommunication and Internet Protocol Harmonization (TIPHON) seperti pada Tabel 6.
10
Tabel 6 Standarisasi Packet Loss versi TIPHON Kategori Degredasi Packet Loss
Sangat Bagus 0%
Bagus 3%
Sedang 15%
Buruk 25%
aSumber : TIPHON (2002) Delay
Delay adalah waktu yang dibutuhkan saat paket data dikiirim sampai dengan paket data diterima. Kualitas suatu jaringan sangat terpengaruh oleh besarnya suatu delay. Ada 3 jenis delay yang diukur pada jaringan LAN yaitu:
1. Delay propagation (propagasi) adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah sinyal informasi untuk bergerak dalam media komunikasi seperti kabel, serat optik, gelombang mikro dan satelit.
2. Delay transmission (transmisi) adalah waktu yang dibutuhkan suatu sistem untuk melewatkan sejumlah paket data. Delay berbanding lurus dengan besarnya paket data dan berbanding terbalik dengan kecepatan bandwidth
jaringan tersebut.
3. Delayqueue (antrian) adalah lamanya waktu yang dibutuhkan suatu paket data, sebelum paket tersebut diteruskan sampai tujuan. Delay ini juga termasuk
delay yang terjadi pada perangkat jaringan.
Delay transmisi diukur ketika bit pertama dari sebuah paket yang masuk ke suatu link jaringan sampai bit terakhir dari beberapa paket yang sama masuk ke sebuah link jaringan. Delay ini tergantung pada nilai R pada transmisi rate (dalam
bit per detik atau bps). Hal ini juga tergantung pada panjangnya sebuah paket adalah L (dalam bit). Oleh karena itu, delay transmisi menggunakan rumus persamaan 2 (Braun 2008) dan memiliki kategori standarisasi delay/latency
menurut TIPHON seperti pada Tabel 7.
Delay = (N − 1)
(2)
Keterangan :
Number of bits to transmit = L (bit)
Transmission rate = R (bit/sec)
N = Total Packet
Tabel 7 Standarisasi Delay/Latency versi TIPHON Kategori Degredasi Delay/Latency
Sangat Bagus < 150 ms
Bagus 150 - 300 ms
Sedang 300 - 450 ms
Buruk > 450 ms
Throughput
Throughput adalah jumlah data yang dikirim dari suatu titik jaringan ke suatu titik jaringan yang lain. Jumlah throughput adalah jumlah rata-rata data yang dikirimkan untuk semua terminal pada sebuah jaringan.
Untuk menentukan throughput adalah dengan mempertimbangkan transfer
sebuah data file besar dari host A ke host B melalui jaringan komputer.
Throughput adalah setiap waktu pada rate (dalam bit/second) dimana host B menerima file. Throughput dihitung meenggunakan rumus persamaan 3, bahwa
throughput didasarkan pada payload, paket UDP atau TCP payload (Velasquez 2014).
= ∑ x 8
(3)
Keterangan :
T = Throughput (byte/sec)
∑ = (bytes)
FinishTime – Start Time = (sec) Jitter
Jitter adalah variasi waktu kedatangan sebuah paket. Perbedaan antara sebuah koneksi low-jitter dan high-jitter terlihat pada Gambar 15 dimana rata-rata
delay tidak berbeda jauh antara low-jitter dan high-jitter, tetapi jika jitter yang tinggi pada sebuah media streaming akan sulit untuk mencapai hasil sebesar 99% dari paket yang diterima dari streaming dengan jitter yang rendah. Jika delay pada media streaming yang dijalankan terlalu lama dapat menyebabkan delay pada sebuah streaming. Salah satu cara untuk mengurangi terjadinya jitter adalah dengan menggunakan kualitas layanan yang lebih baik seperti melakukan
forwarding sebuah paket layanan yang dipercepat dan meningkatkan kualitas jaringan yang lebih baik (Tanenbaum 2011).
Gambar 2 Perbedaan (a) High jitter dan (b) Low jitter
Perhitungan jitter dengan diasumsikan Si sebagai waktu pengiriman paket i, Ri sebagai waktu penerima untuk paket yang diterima dan Di sebagai jitter. Dengan menggunakan rumus persamaan 4 (Velasquez 2014).
Di = (Ri - Si) - (Ri-1
- S
i-
1)
(4)
Keterangan :
R = Paket yang diterima S = Paket yang dikirim
12
= ∑ | |
(5)
Keterangan :
Di = Variasi delay n = jumlah paket
Tabel 8 Standarisasi jitter versi TIPHON Kategori Degredasi Jitter Sangat Bagus < 0 ms
Bagus 0 - 75 ms
Sedang 76 - 125 ms
Buruk > 225 ms
aSumber : TIPHON (2002)
Metode Pengukuran Kualitas Jaringan
Menurut International Telecommunication Union atau ITU-T Rec. E.500 pengukuran jumlah lalulintas/traffic jaringan yang dilakukan adalah menghitung nilai rata-rata selama periode tertentu (periode waktu 15 menit atau 1 jam). Pengukuran jumlah number of Bids adalah perhitungan waktu entitas traffic
jaringan selama periode waktu tertentu. Menurut ITU-T Rec. E. 500 pengukuran dibagi dua tahap periode waktu yaitu pengukuran periode pengukuran pertahun (yearly continuous measurements) dan harian (daily continuous measurements).
Periode Pengukuran dalam Per-Tahun
Statistik traffic jaringan diukur pada periode jangka waktu yang signifikan adalah setiap hari dalam satu tahun. Periode pengkuran per-tahun pada prinsipnya adalah periode 24 jam dalam sehari. Pengukuran dilakukan untuk menghitung beban trafik normal dalam periode 30 hari dan nilai pencapaian tertinggi dalam 12 bulan. Dengan pengambilan pengukuran paket data dilakukan pada beban puncak penggunaan pada hari kerja.
Periode Pengukuran dalam Per-Hari
Metode standar pengukuran yang direkomendasikan oleh ITU-T untuk menghitung rata-rata pengukuran lalu lintas/traffic jaringan pada periode harian. Metode pengukuran ini membutuhkan perhitungan pada separuh waktu dengan interval waktu setiap hari dan memilih rata-rata lalu lintas/traffic jaringan pada jam tersibuk setiap hari, metode ini disebut dengan Time-Consistent Busy Hour
(TCBH).
Konsisten Pengukuran Pada Waktu Jam Sibuk
Metode untuk mengukur rata-rata konsistensi pada jam sibuk atau time-consistent busy hour (TCBH) juga melibatkan semua pengukuran selama seperempat jam secara terus menerus, tetapi pengukuran hanya dalam periode per jam setiap hari untuk mempertahankan rata-rata pada jam sibuk. Metode ini disebut Average Daily Peak Hour (ADPH).
Periode Pengukuran Harian
Beberapa standarisasi ITU-T juga tidak mengukur lalu lintas/traffic jaringan secara terus menerus atau daily non-continuous measurements. Pengukuran untuk setiap hari tetapi hanya untuk satu atau beberapa jam pada waktu jam tersibuk atau beban puncak lalu lintas/traffic jaringan.
Periode Pengukuran Tetap Harian
Periode tetap pengukuran harian atau Fixed Daily Measurement Period
(FDMP) dan Fixed Daily Measurement Hour (FDMH). Metode pengukuran ini dilakukan dalam jangka waktu tertentu (dengan interval waktu dari 3 jam dari waktu pengukuran) dalam periode setiap hari. Periode ini harus disesuaikan dengan beban puncak tertinggi dari sebuah profile traffic jaringan yang diharapkan. Nilai-nilai pengukuran diakumulasi secara terpisah untuk setiap pengukuran selama seperempat jam, dan jam tersibuk ditentukan pada akhir periode pengukuran. Metode ini biasanya akan memberikan hasil sekitar 95% dari tingkat lalu lintas/traffic TCBH.
Periode Pengukuran Tetap Dalam Waktu Per-Jam
Metode pengukuran tetap dalam waktu per jam atau Fixed Daily Measurement Hour (FDMH) merupakan periode pengukuran harian tetap yang dikurangi menjadi 1 jam dalam proses pengukuran. Pengukuran dibutuhkan untuk mengakumulasi single value dari periode pengukuran selama periode setiap hari. Metode pengukuran yang paling sederhana dan biasanya akan memberikan hasil sekitar 90% dari nilai lalu lintas atau traffic TCBH (ITU-T E.500 2007).
Tren Komunikasi data
14
Gambar 3 Jenis informasi kebutuhan kecepatan data rate Pada Gambar 4 adalah sebuah informasi
[image:30.612.118.462.312.584.2]layanan dasar informasi dan layanan media transmisi sebuah
Gambar 4 Pelayanan kecepatan data Adaptif
Adaptif variabel penggunaan yang memerlukan beberapa
megabits per second seperti pada Tabel
bandwidth pada video streaming yang
Jenis informasi kebutuhan kecepatan data rate (Stallings 2009) adalah sebuah informasi yang diberikan untuk contoh
kecepatan data yang diperlukan untuk menduk sebuah jaringan (Stalling 2009).
kecepatan data terhadap rate throughput (Stalling 2009) Adaptif Variabel Bandwidth
penggunaan bandwidth adalah media streaming video kapasistas cukup besar bandwidth dalam satuan seperti pada Tabel 9. Pengujian untuk pada tingkatan streaming yang mengakibatkan akan terjadinya intermitten
(Stallings 2009) contoh kecepatan data yang diperlukan untuk mendukung
(Stalling 2009)
streaming video HD
buffer terhadap kondisi jaringan selama proses penggunaan media streaming
video (Grigorik 2013).
Tabel 9 Contoh bit rate Youtube video untuk H.264 video codec (Grigorik 2013) Container Video resolution Encoding Video bitrate (Mbit/s)
mp4 360p H.264 0.5
mp4 480p H.264 1-1.5
mp4 720p H.264 2-2.9
mp4 1080p H.264 3-4.3
aSumber : Grigorik (2013)
Tipe Antrian (Queue)
Ada beberapa jenis antrian pada Mikrotik routerOS yang mendukung empat jenis antrian antara lain First In First Out (FIFO), Random Early Detection
(RED), Stochastic Fairness Queuing (SFQ) dan Per-Connection Queue (PCQ). Berikut ini tipe antrian yang ada pada RouterOS seperti pada Tabel 10 (Burgess 2009) :
Tabel 10 Tipe Antrian pada Mikrotik Queue Type Reason to Use Pros / Con
FIFO Use for simple bandwidth limiting and control. Simplest and fastest.
Pros : Very quick, low CPU overhead.
Cons : Provides only two priorities.
RED Have never found any
Pros : Still very quick
Cons : Never had a Need for the random feature.
SFQ Gives you up to 16 queue levels, a must if you are wishing to provide QoS.
Pros : Provides up to 16 priority levels, and works great for providing QoS configuration. Cons : Highest in CPU cost.
PCQ Use if you wish to share bandwidth equality among many users.
Pros : VERY FAST, one queue can serve hunders of clients. Cons : Dividing this into sub queue of different types of traffic and QoS becomes difficult. aSumber : Burgess (2009)
First In First Outqueues (FIFO)
16
[image:32.612.99.447.106.699.2]pada manajemen bandwidth adalah membatasi sebuah traffic. FIFO terbagi dua jenis pada routerOS yaitu byte dan paket FIFO antrian. Pada jenis FIFO yang kedua bekerja dengan cara yang sama dengan perbedaan pada tipe data.
Gambar 5 FIFO Queues (Burgess 2009) Stochastic Fairness Queuing (SFQ)
SFQ atau Stochastic Fairness Queuing adalah jenis antrian untuk pembatasan pada sebuah sistem Quality of Service (QoS) yang besar. SFQ dengan memanfaatkan prioritas yaitu max-limit dan limit-at dalam sebuah sistem antrian. Sistem SFQ ini menggunakan sebagian besar waktu CPU, dengan SFQ dapat menjamin kecepatan data, menyediakan jenis QoS layanan berdasarkan jenis data, serta menjamin kualitas sebuah layanan VoIP.
Gambar 6 SFQ Queues (Burgess 2009) Per Connection Queue (PCQ)
Per connection queue atau PCQ adalah sebuah jenis antrian yang berdasarkan paket data dan koneksi tertentu secara lebih spesifik. PCQ dirancang untuk mendistribusikan lalu lintas secara merata diseluruh subnet besar. Dengan memberikan kemampuan untuk membatasi masing-masing sub-aliran yang dibuat dengan tetap mempertahankan pemakaian CPU yang sangat rendah. PCQ bekerja dengan cara mengklasifikasikan paket data yang berdasarkan antrian dengan membentuk sebuah sub-aliran. PCQ pada dasarnya merupakan antrian FIFO individu. Implementasi PCQ memiliki seluruh subnet yang terdiri dari max-limit
yang sama untuk setiap alamat IP client atau subnet. Untuk membagi sejumlah
Gambar 7 PCQ Queues (Burgess 2009)
PCQ merupakan pengembangan atau perbaikan dari sistem antrian SFQ. PCQ juga membuat sebuah subqueues yaitu pemisahan parameter pcq-classifier. Setiap subqueue memiliki batas kecepatan data dari pcq-rate dan ukuran paket dibatasi oleh pcq-limit. Ukuran total antrian PCQ tidak lebih besar dari paket pcq-total-limit. Penggunaan PCQ merupakan paket yang diklasifikasikan berdasarkan
source address dan port (Mikrotik 2006).
Gambar 8 Penggunaan PCQ (Mikrotik 2006)
Contoh dalam penerapan PCQ adalah menggunakan parameter max-limit
sebesar 512k dan penambahan beberapa user pada jaringan, dengan mengklasifikasikan group dan memisahkannya menjadi masing-masing
sub-stream. Jika terdapat 2 user yang sedang menggunakan traffik download, kedua
user tersebut hanya mendapatkan bandwidth sebesar 256k. Hal ini dikarenakan jumlah keseluruhan bandwidth yang sudah di set pada max-limit yaitu 512k. Jika
18
Gambar Queue Tree
Queue tree digunakan
berdasarkan protokol, port, segmentasi/ penandaan sebuah paket atau
berada disebuah sistem aturan
Mark packet berfungsi sebagai identifikasi untuk sebuah queue tree.
Script queue seperti
sebuah aturan simple queue yang membatasi 128Kib/s dan upload sebesar
192.168.0.0/24 yang diterapkan pada
Gambar 10 Script
Gambar 11
Gambar 9 PCQ rate (Mikrotik 2006)
digunakan berdasarkan penggunaan alokasi data rate
segmentasi/kelompok IP address. Queue tree adalah paket atau mark packet dengan sebuah mark packet
berada disebuah sistem aturan Mikrotik yang berada pada firewall dan mangle
sebagai identifikasi untuk sebuah aliran paket data dalam pada Gambar 11 berfungsi sebagai penambah yang membatasi pada sebuah traffic download sebesar sebesar 64Kib/s. Pada klien pada segment jaringan yang diterapkan pada sebuah local interface router Mikrotik :
Script simple queue (mikortik 2006)
Scriptqueue tree (mikrotik 2006)
Simple Queue
Simple queue adalah sebuah antrian yang membatasi data rate pada alamat IP address tertentu atau subnet. Simple queue memiliki beberapa fitur yang terintegrasi antara lain :
1. Peer to peer antrian traffic.
2. Menerapkan aturan antrian pada interval waktu yang dipilih. 3. Priorities / prioritas.
4. Menggunakan multiple packet marks dari /ip firewall mangle
5. Membentuk traffic dua arah (dengan satu limit untuk total upload + download). Mangle
Mangle adalah sebuah ‘penanda’ yang menandai paket dalam melakukan pengolahan dengan menggunakan special marks dalam RouterOS. Mangle
mengidentifikasi sebuah paket berdasarkan aturan mark dan memproses sesuai dengan aturan mark mangle yang ada dalam Router (mikrotik 2006).
Protokol Layer 7
Protokol layer 7 adalah metode pencarian pola yang menggunakan sebuah protkol ICMP, TCP dan UDP stream. Berfungsi sebagai pencarian atau pencocokan sebuah pola dan memisahkan sebuah paket file secara spesifik. Dalam merancang model optimalisasi jaringan beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah dalam mengidentifikasi dan memisahkan sebuah extension file berdasarkan kelas model antara lain kelas model traffik download yaitu berdasarkan klasifikasi kategori file extension seperti .3gp, .7z, .zip, .asf, .avi, .bin, .cab, .cab, .daa, .dat, .doc, .exe, .flv, .iso, .mkv, .mov, .mp2, .mp3, .mp4, .mpe, .mpeg, .mpg, .nrg, .ogg, .pdf, .qt, .ram, .rm, .rmvb, .vcd, .wav, .wma, .wmv, .zip. Pada klasifikasi model untuk sebuah traffic live streaming video atau youtube adalah dengan menggunakan beberapa regular expression. Regular expression berfungsi sebagai pencocokan dalam kategori alamat url pada sebuah fitur layer 7 protokol pada routerOS Mikrotik. Dengan menambahkan regular expression yaitu ^.+(c.youtube.com|googlevideo.com).*$ dengan penjelasan seperti pada Tabel 11. Tabel 11 Regular expression (regex) pada protokol layer 7
Nama Simbol Keterangan
^ Merupakan pencocokan sebagai penanda regex. meta characters dalam pencarian pola atau
. Merupakan karakter meta yang akan mengembalikan nilai true untuk semua karakter.
+ Menetapkan satu atau lebih karakter yang sesuai dalam aturan.
20
ᵨ
Token Bucket Algorithm
Token bucket algorithm merupakan pengembangan dari sebuah algoritma
[image:36.612.63.445.83.767.2]leaky bucket. Token dihasilkan oleh sebuah waktu pada satu token untuk setiap detik (ΔT). Dalam paket token bucket bursts dengan nilai n dapat dikirim secara sekaligus dan memberikan respon kepada bursts yang lebih cepat dari input (Bagad 2006).
Gambar 12 Token Bucket Regulator (Bagad 2006) Rumus perhitungan token bucket capacity pada persamaan 7. Dimana :
Token bucket capacity = C bytes
Token arrival rate = bytes / sec
Maximum O/P rate = M bytes / sec
Maka maksimum burst rate S, adalah : S =
( ) (7)
Menurut Ash tahun 2006 Token bucket adalah token bucket yang memungkinkan traffic yang tinggi untuk ditransmitkan secara sementara yang dimiliki oleh sebuah token dalam sebuah bucket.
Hierarchical Token Bucket (HTB)
Token bucket merupakan penggabungan kebijakan dan membentuk suatu aturan displin dengan sebuah traffic yang lebih spesifik. Tiga komponen rate limit
dan ukuran burst pada token bucket (Chang 2007) : 1. A BUrst size
2. A Mean rate
[image:37.612.124.482.77.702.2]3. A Time interval (Tc)
Gambar 14 Traffic Token Bucket (Chang 2007)
Pendekatan token bucket adalah pada setiap batas kapasitas bursts bucket
(keranjang) dan tingkat transmission rate yang diatur oleh rate dimana token
ditambahkan ke sebuah bucket (keranjang). Konsep token bucket atau leaky bucket
diambil dari persamaan 8 :
(8)
Hierarchical token bucket (HTB) merupakan teknik penjadwalan paket, yang dikembangkan pertama kali oleh (Devara 2002). HTB menawarkan kemudahan pemakaian dengan teknik peminjaman dan implementasi pembagian trafik yang spesifik. Dasar kerja HTB hampir sama dengan disiplin antrian CBQ dan diagram blok pada sistem CBQ dengan HTB tidak ada bedanya, hanya saja pada General Scheduler yaitu HTB menggunakan mekanisme Deficit Round Robin (DRR) dan pada blok feedback dari Estimator. HTB tidak menggunakan
Eksponential Weighted Moving Average (EWMA) melainkan Token Bucket Filter
(TBF).
HTB Packet Flow
Mikrotik RouterOS memiliki sistem antrian yang disebut HTB (Hierarchical Token Bucket)yang merupakan antrian dan manajemen bandwidth
dalam sebuah hierarki pada sebuah routerOS. HTB memiliki burst data sebagai pengendalian paket data ketika dikirim dan mengatur sebuah aliran paket data yang keluar. Sistem HTB memiliki tiga antrian yaitu virtual HTB. Dalam virtual
22
HTB antrian menggunakan sebuah interface antara lain Global-in, Global-total
[image:38.612.89.463.59.669.2]dan Global-Out.
Gambar 15 HTB Packet Flow (Burgess 2009) HTB queue tree structure
HTB queue tree structure merupakan struktur yang membentuk suatu aturan antrian (queue), yang memiliki antrian tree yaitu parents dari antrian parent
lainnya. Pada parent memilik antrian dibawahnya yang disebut single child, single child dianggap sebagai parent dari queue. Parents queues berfungsi untuk mendistribusikan lalu lintas/traffic dari child queue seperti pada Gambar 16.
Gambar 16 HTB Queue Tree Structure (Burgess 2009)
24
3 METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan selama 9 bulan mulai bulan Januari 2015 hingga September 2015, dan bertempat di Data Center Sekolah Tinggi Ilmu Kepolisian STIK-PTIK Jakarta.
Kerangka Penelitian
Kerangka penelitian dalam analisis dan model optimalisasi jaringan komputer PJJ pada penelitian ini digambarkan pada diagram alur penelitian pada Gambar 18.
Gambar 18 Kerangka penelitian Identifikasi Masalah
Pada tahap ini dilakukan identifikasi permasalahan yang ditemukan pada obyek yang diteliti dalam mencari alternatif solusi yang terkait dengan permasalahan dalam proses kegiatan perkuliahan PJJ. Adapun beberapa hal dalam identifikasi permasalahan yaitu mengidentifikasi analisis sistem jaringan saat ini dalam hal konfigurasi maupun manajemen bandwidth yang diterapkan, sehingga menyebabkan terjadinya delay atau kualitas gambar yang kurang baik pada proses
YA
Tidak Identifikasi Masalah
Mulai
Selesai Evaluasi
Implementasi dan Pengukuran delay, packet loss, jitter, throughput
Pemodelan HTB PCQ Queue Tree
Optimal Analisis 1. Studi Literatur 2. Observasi lapangan
perkuliahan pembelajaran jarak jauh (PJJ). Survei kuesioner terhadap tingkat kepuasan pengguna peserta PJJ yaitu mahasiswa berfungsi sebagai pengukuran terhadap pelayanan proses perkuliahan PJJ dan sebagai pendukung penilitian ini.
Analisis
Analisis dalam penelitian ini terdiri dari studi literatur dan observasi lapangan. Observasi lapangan dilakukan dengan metode pengumpulan data yang tidak lain dari suatu proses pengadaan data primer untuk keperluan penelitian. Proses observasi lapangan yaitu dengan menganalisis exsiting perangkat jaringan komputer dan manajemen bandwidth yang diterapkan oleh PTIK Jakarta.
Studi literatur
Pengumpulan data melalui buku, jurnal atau browsing internet yang dijadikan sebagai acuan analisa penelitian yang dilakukan. Proses pemilihan model optimalisasi hierarchical token bucket (HTB) PCQ queue tree berdasarkan penggunaan perangkat jaringan PTIK yaitu Router Mikrotik Cloud Core. Router Mikrotik tersebut memiliki model sistem antrian antara lain FIFO, RED, SFQ dan PCQ. PCQ memiliki dua sistem antrian yaitu simple queue dan queue tree.
Menurut Burgess PCQ queue tree memiliki kelebihan dalam penggunaannya antara lain penggunaan CPU yang sangat kecil dan dapat melayani antrian dalam
subnet besar.
Studi Lapangan/Observasi
Pengumpulan data dengan melakukan pengamatan secara langsung terhadap implementasi manajemen bandwidth yang diterapkan oleh PTIK pada perangkat jaringan Router Mikrotik. Penulis melakukan penelitian dipusat data center PTIK Jakarta. Sistem manajemen bandwidth di PTIK menggunakan model sistem simple queue dengan alat yang digunakan pada perangkat jaringan Router Cloud Core Mikrotik
Pemodelan HTB PCQ Queue Tree
Burgess pada tahun 2009 membuat sebuah model HTB queue tree structure yaitu dengan memiliki parent dan child yaitu trafik skala prioritas VIP
26
Implementasi dan Pengukuran delay, packet loss, Jitter dan throughput
Implementasi model yang dilakukan dengan mengklasifikasikan paket data seperti file extension, port list, upload, download, live streaming dan alamat IP tujuan (destination IP). Parameter pengukuran dilakukan berdasarkan standarisasi parameter pengukuran kualitas jaringan terdiri dari delay, packet loss,
jitter dan throughput menurut TIPHON pada Tabel 6,7 dan 8. Hasil pengukuran dengan menggunakan wireshark berdasarkan waktu pengukuran yaitu hari Selasa dan Kamis pada Minggu pertama (M1) dan Minggu kedua (M2). Hasil pengukuran dilakukan secara bergantian dan kemudian dibandingkan dengan implementasi model existing manajemen bandwidth yaitu simple queue dengan HTB PCQ queue tree.
Uji Kepuasan
Tahapan uji kepuasan dilakukan untuk mengukur tingkat kepuasan terhadap proses perkuliahan Pembelajaran Jarak Jauh (PJJ). Metode pengukuran uji kepuasan dengan menggunakan metode Customer Satisfaction Index (CSI) sebagai indeks persentase pengukuran kepuasan mahasiswa terhadap perkuliahan PJJ dan Service Quality (Servqual) sebagai pengukuran terhadap tingkat pelayanan yang diberikan oleh STIK-PTIK terhadap perkuliahan PJJ dan sebagai upaya meningkatan pelayanan proses perkuliahan PJJ.
Dalam penentuan pengambilan sampel berdasarkan rumus Slovin dilakukan dengan mengetahui jumlah populasi yang sudah diketahui dengan pasti jumlah sampel yang terlibat di dalamnya. Rumus Slovin dengan menggunakan persamaan 9 :
n =
( )
(9)
Keterangan : n = Jumlah sampel N = Jumlah populasi e = Toleransi kesalahan
Uji Validitas dan Uji Reliabiltas
Uji Validitas digunakan sebagai alat penilaian untuk menguji secara empiris untuk keseluruahn dimensi variabelnya (Infrastruktur, fasilitas pendukung langsung dan fasilitas pendukung tidak langsung). Suatu instrumen penelitian dikatakan valid, bila koefesien korelasi proudct moment melebihi 0,3 (Siregar 2010). Validasi kuesioner menggunakan rumus korelasi Product Moment, dengan menggunakan rumus persamaan 10 :
=
[ (∑ (∑ ) (∑ )(∑ ))−(∑ ) | (∑ ) (∑ ) ](10)
Keterangan : r = Nilai korelasi n = Jumlah responden
X = Skor variabel (jawaban responden)
Reliabilitas adalah untuk mengetahui sejauh mana hasil pengukuran tetap konsisten, apabila dilakukan pengukuran dua kali atau lebih. Pengukuran reliabilitas pada penelitian ini menggunakan teknik Alpha Cronbach. Kriteria suatu instrumen penelitian dikatakan reliabel bila nilai koefesien reliabilitas > 0,6 (Siregar 2010). Pada Uji reliabilitas dengan menggunakan rumus persamaan 11 :
= 1 − ∑
(11)
Keterangan :
r = Nilai reliabiltas
k = Jumlah butir pertanyaan ∑ = Jumlah varians butir
= Varians total
Pengukuran tingkat harapan dan tingkat kinerja atau unsur-unsur kualitas pelayanan dilakukan dengan menggunakan cara skala evaluasi (Rating Scale). Skala yang digunakan adalah skala lima tingkat (Likert Scale). Skala Likert
digunakan untuk mengukur sikap, pendapat dan persepsi atau sekelompok orang tentang fenomena sosial (Siregar 2010). Skor Servqual untuk tiap pasang pertanyaan bagi masing-masing pelanggan dapat dihitung berdasarkan rumus persamaan 12 :
Q = P - E (12)
Dimana : Q = Kualiatas pelayanan
P = Persepsi pengguna pelayanan
E = Ekspektasi (harapan) pengguna layanan
Pada penelitian ini menggunakan analisis CSI (Customer Satisfaction Index)
untuk mengetahui tingkat kepuasan mahasiswa secara menyeluruh dengan melihat tingkat kepentingan dari PJJ. Untuk mengetahui besarnya CSI, maka dapat dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: (Aritonang 2005).
1. Menentukan Mean Importance Score (MIS) tiap-tiap variabel, MIS nilai rata-rata tingkat harapan mahasiswa tiap variabel atau atribut yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus persamaan 13 :
MISi = ∑ (13)
Dimana : n = Jumlah responden Yi = Nilai Harapan Atribut Y ke-i
2. Membuat Weight Factors (WF) Bobot ini merupakan nilai MIS per atribut terhadap total MIS seluruh atribut.
3. Menentukan Mean Satisfaction Score (MSS). MSS merupakan nilai rata-rata tingkat kenyataan yang dirasakan mahasiswa tiap variabel atau atribut. MSS dapat dihitung dengan menggunakan rumus persamaan 14 :
MSSi = ∑ (14)
Dimana : n = jumlah responden
Xi = Nilai Kenyataan Atribut X ke-i
4. Membuat Weight Score (WSk) tiap variabel. Bobot ini merupakan perkalian antara WFk dengan MSSk, dan dengan menggunakan rumus persamaan 15 :
WSi = WFi x MSSi (15)
28
= ∑ x 100% (16)
Dimana :
p = atribut kepentingan ke-p
[image:44.612.45.481.44.780.2]HS = (Highest Scale) Skala maksimum yang digunakan Interpretasi nilai CSI dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12 Kriteria Nilai Customer Satisfaction Index (CSI) Nilai Kriteria Kriteria CSI
0.81 - 1.00 Sangat Puas
0.66 - 0.80 Puas
0.51 - 0.65 Cukup Puas 0.35 - 0.50 Kurang Puas 0.00 - 0.34 Tidak Puas a Sumber: Aritonang (2009)
Evaluasi
Evaluasi merupakan proses pengukuran nilai terhadap implementasi pemodelan, pengukuran kinerja kualitas jaringan dan evaluasi terhadap survei tingkat kepuasan pengguna yaitu mahasiswa peserta perkuliahan PJJ. Pengukuran kualitas jaringan berdasarkan empat parameter kualitas jaringan yang terdiri dari
delay, packet loss, jitter dan throughput. Pengukuran parameter kualitas jaringan STIK-PTIK dilakukan dengan membandingkan implementasi model existing manajemen bandwidth yaitu simple queue dengan perancangan model HTB PCQ
queue tree.
Evaluasi pengukuran tingkat kepuasan peserta perkuliahan PJJ diukur berdasarkan tabel kriteria Customer Satisfaction Index (CSI). Pengukuran Service quality (Servqual) dilakukan sebagai upaya peningkatan terhadap
