ANALISIS KINERJA JARINGAN BACKBONE USUNETA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING (MPLS)
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi
Teknik Telekomunikasi
Oleh
Surya Roganda NIM : 110402065
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Perkembangan teknologi jaringan komputer semakin menuntut kebutuhan
adanya jaringan yang handal termasuk dalam peningkatan kualitas kinerja
jaringan untuk kepentingan komunikasi data. Hal ini juga menjadi kebutuhan para
user jaringan backbone USUNETA dalam mengakses keperluan akademik di
Universitas Sumatera Utara.
MPLS merupakan arsitektur jaringan dalam meningkatkan kinerja jaringan
IP yang menggunakan mekanisme label forwarding yang beroperasi diantara
layer kedua dan layer ketiga sistem OSI. Penelitian ini menganalisis kinerja
jaringan backbone USUNETA menggunakan teknologi MPLS yang dibandingkan
dengan backbone yang tidak menggunakan teknologi MPLS dengan software
GNS3.
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa
backbone dengan menggunakan teknologi MPLS memiliki peningkatan kinerja
throughput 7,518 %, 3,918 % dan 4,229 % untuk kondisi kepadatan trafik rendah,
sedang dan tinggi dibandingkan backbone yang tidak menggunakan teknologi
MPLS. Sedangkan kinerja delay backbone yang menggunakan teknologi MPLS
menurun 3,634 %, 7,417 % dan 4,429 % dan packet loss menurun 50,601 %,
39,292 % dan 52,206 % untuk kondisi kepadatan trafik rendah, sedang dan tinggi
dibandingkan backbone yang tidak menggunakan teknologi MPLS.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
kasih dan janji setia-Nya yang setiap waktu memberkati pemikiran dan tindakan
sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul :
“ANALISIS KINERJA JARINGAN BACKBONE USUNETA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MENGGUNAKAN TEKNOLOGI
MULTI PROTOCOL LABEL SWITCHING(MPLS)”
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Sarjana (S-1) Teknik Elektro di
Universitas Sumatera Utara (USU). Di dalam Tugas Akhir ini berisi tentang
bagaimana menganalisis dan meningkatkan kinerja jaringan backbone USUNETA
yang dilakukan melalui simulasi dengan menggunakan software GNS3. Selain itu,
Tugas Akhir ini juga memuat teori jaringan MPLS dan data-data yang diperoleh
dari hasil pengujian jaringan backbone USUNETA.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada
Tuhan Allah dan semua pihak yang telah membantu pengerjaan Tugas Akhir ini,
yaitu:
1. Kedua orangtua penulis, ayahanda D.Situngkir dan Ibunda M.Sibarani
serta kedua kakak penulis, Decy Situngkir dan Grace Situngkir yang telah
banyak memberikan pengorbanan baik melalui dukungan, doa, nasihat dan
dana selama proses perkuliahan hingga sampai saat ini penulis tetap kuat
dan bersemangat menyelesaikan studi.
Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rahmad Fauzi, M.T selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan dosen penguji penulis
yang telah membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
4. Ibu Naemah Mubarakah,S.T,M.T selaku dosen pembimbing penulis yang
telah banyak memberikan bimbingan, masukan, kritikan, saran, dana,
pengorbanan waktu dan kesabarannya selama penulis menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir.Arman Sani, M.T selaku dosen penguji dan dosen wali penulis
yang telah membimbing penulis dalam menjalani masa perkuliahan dan
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Seluruh dosen pengajar di Departemen Teknik Elektro yang telah
memberikan ilmunya yang berguna selama penulis menempuh perkuliahan
di Universitas Sumatera Utara (USU), semoga ilmu dapat digunakan untuk
hal-hal bermanfaat dan menjadi berkat bagi banyak kalangan.
7. Seluruh staf Administrasi Departemen Teknik Elektro yang telah melayani
dalam urusan perkuliahan dan Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman KTB The PaSCaL, yakni Anry Hutagaol, Seprianti
Hutasoit, Youki Hutauruk, KK PoD Ekklesia, yakni Ernest Sianturi, Vivi
Meilyanita, James Gultom, Ivan Simamora dan Yolanda Astika
Sembiring, kepada warga tetap Perkantas Berlian yakni Molenta Naibaho,
Dek Joshua Hutapea dan Masri Naibaho dan kepada teman-teman
Napitupulu atas dukungan semangat dan doa yang telah meneguhkan dan
persekutuan kita satu sama lain dalam kasih yang mengajarkan kepada
penulis betapa penting dan indahnya persekutuan dalam Yesus Kristus.
9. Teman-teman kuliah Teknik Elektro Balak 1 (stambuk 2011), terkhusus
teman-teman dari Teknik Telekomunikasi atas keceriaan dan dukungan
kepada penulis, terkhusus kepada Fandry H Panggabean yang dengan rela
hati meminjamkan laptop i5-nya saat berlangsungnya penelitian.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Hal ini dikarenakan masih terbatasnya pengetahuan dan
pengalaman dari penulis. Oleh sebab itu, dengan kerendahan hati penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun sehingga kelak dapat
memperbaiki Tugas Akhir ini dan mengembangkannya di kemudian hari. Semoga
karya ini dapat memberi manfaat bagi para pembaca.
Medan, April 2016
Hormat Penulis
Surya Roganda
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1 Jaringan Komputer ... 5
2.2 Jenis-jenis Jaringan Komputer ... 5
2.3 IP Address Versi 4 ... 6
2.4 Teknologi Jaringan Berbasis MPLS ... 8
2.4.1 Struktur Header MPLS ... 9
2.4.2 Label Stacking ... 9
2.4.4 Arsitektur MPLS ... 11
2.4.4.1Label Switched Router (LSR) ... 11
2.4.4.2Label Switched Path (LSP) ... 14
2.4.4.3Forwarding Equivalence Class (FEC) ... 15
2.4.5 Label Distribution ... 15
2.4.5.1Label Distribution Menggunakan Label DistributionProtocol ... 17
2.4.6 Label Information (LIB) Base dan Label Forwarding Information Base (LFIB) ... 18
2.4.7 Metode MPLS Label Forwarding pada Paket Data .... 20
2.4.8 Maximum Transmission Unit dan Maximum Receive Unit ... 23
2.4.8.1 Fragmentasi pada Paket Data MPLS ... 24
2.4.9 Prinsip Kerja MPLS ... 24
2.5 Routing Protocol ... 25
2.5.1 Open Shortest Path First (OSPF) ... 26
2.6 Protokol Internet Control Message Protocol ... 27
2.7 Parameter Kinerja Jaringan ... 27
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 31
3.1 Umum ... 31
3.2 Kebutuhan Perangkat... 33
3.2.1 Kebutuhan Hardware ... 33
3.2.2 Kebutuhan Software ... 33
3.4 Permodelan Jaringan ... 36
3.6 Konfigurasi TrafikJaringan ... 47
3.7 Pengujian Jaringan ... 48
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM ... 49
4.1 Umum ... 50
4.2 Analisis Throughput ... 48
4.2.1 Pengujian Kinerja pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS ... 49
4.2.2 Pengujian Kinerja pada Backbone USUNETA yang Menggunakan Teknologi MPLS ... 52
4.3 Analisis Delay (Latency) ... 55
4.3.1 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS ... 55
4.3.2 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Menggunakan Teknologi MPLS ... 58
4.4 Analisis Packet Loss ... 61
4.4.2 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA
yang Menggunakan Teknologi MPLS ... 64
4.5 Perbandingan Kinerja antara Jaringan Backbone yang Menggunakan Teknologi MPLS dan Backbone yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS ... 67
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 71
5.1 Kesimpulan ... 71
5.2 Saran ... 72
DAFTAR PUSTAKA ... 73
LAMPIRAN I ... 75
LAMPIRAN II ... 77
LAMPIRAN III ... 81
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.10 Jaringan IPv4-over-MPLS yang Menjalankan LDP ... 18
Gambar 2.11 Hubungan antara LIB dan LFIB ... 19
Gambar 3.2 Tampilan Capture pada Kabel Ethernet dari ASW DSW-USU ke DSW-USU ... 35
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian ... 36
Gambar 3.4 Desain Jaringan Backbone USUNETA di GNS3 ... 38
Menggunakan Teknologi MPLS dan Backbone yang Tidak
Menggunakan Teknologi MPLS ... 68
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Delay dari Backbone yang Menggunakan
Teknologi MPLS dan Backbone yang Tidak Menggunakan
Teknologi MPLS ... 69
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Packet Loss dari Backbone yang
Menggunakan Teknologi MPLS dan Backbone yang Tidak
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Struktur Data yang Diatur pada Router IP dengan
Router LSR MPLS ... 20
Tabel 2.2 Kategori Jaringan Berdasarkan Nilai Delay (TIPHON) ... 29
Tabel 2.3 Kategori Jaringan Berdasarkan Nilai Packet Loss (TIPHON) ... 30
Tabel 3.1 Perangkat LSR pada Backbone USUNETA ... 38
Tabel 3.2 Sebagian Alokasi IP Interface pada Core Switch ... 39
Tabel 3.3 Frekuensi Kepadatan Trafik yang Dibangkitkan dengan IP SLA 47
Tabel 4.1 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 50
Tabel 4.2 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 51
Tabel 4.3 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Tinggi ... 51
Tabel 4.4 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 53
Tabel 4.5 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 53
Tabel 4.6 Pengujian Throughput pada Backbone USUNETA yang Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 54
Tabel 4.7 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 56
Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 57
Tabel 4.9 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Tidak
Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Tinggi ... 57
Tabel 4.10 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Menggunakan
Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 59
Tabel 4.11 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Menggunakan
Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 59
Tabel 4.12 Pengujian Delay pada Backbone USUNETA yang Menggunakan
Teknologi MPLS untuk Trafik Tinggi ... 60
Tabel 4.13 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
Tidak MenggunakanTeknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 62
Tabel 4.14 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 63
Tabel 4.15 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
Tidak Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 63
Tabel 4.16 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Rendah ... 65
Tabel 4.17 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
Menggunakan Teknologi MPLS untuk Trafik Sedang ... 65
Tabel 4.18 Pengujian Packet Loss pada Backbone USUNETA yang
