ANALISA DAN IMPLEMENTASI QUALITY OF SERVICE (QOS) PADA JARINGAN JARDIKNAS (JARINGAN PENDIDIKAN NASIONAL)
NASKAH PUBLIKASI
disusun oleh
Luqman Arif Rahman Hakim 05.11.0720
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA
2009
1. Pendahuluan
Jaringan Pendidikan Nasional sekarang tidak hanya menjalankan satu dua servis saja didalamnya. Mulai dari sekadar menyediakan download buku grtasi sampai layanan video dan multimedia conference yang mau tidak mau harus dilewatkan pada jalur internet jika ingin mobilitas dan fleksibilitasnya terjaga.
Servis-servis yang kritis tentu sangat penting untuk dijaga kualitasnya.
Proses video conference tentu tidak akan mungkin disamakan kualitas dan jatah koneksinya dengan transfer data, begitu pula dengan servis-servis yang lainnya.
Maka dari itu klasifikasi terhadap kualitas servis-servis ini cukup penting untuk diperhatikan jika ingin kenyamanan berinternet terjamin.
Teknologi QoS merupakan solusi dari semua kebutuhan di atas. Dengan
QoS penggolongan ini menjadi sangat mungkin untuk dilakukan. Banyak yang
akan didapat dari dibangunnya jaringan yang berkemampuan QoS. Layanan-
layanan baru dapat tercipta, dengan tetap menjaga efektifitas dan fleksibilitas
jaringan yang ada, sehingga kualitas pendidikan di Indonesia semakin meningkat
secara berkala, servis-servis yang kritis seperti komunikasi multimedia dapat
dibedakan perlakuannya, dan banyak lagi manfaat dari dibentuknya jaringan
dengan Qos Berdasarkan uraian tersebut, maka dirasa perlu untuk mengangkat
permasalahan tersebut menjadi sebuah tulisan ilmiah dengan judul ” Analisa dan
Implementasi Quality of Service (QoS) pada jaringan Jardiknas (Jaringan
Pendidikan Nasional)”.
2. Landasan Teori
2.1
Jaringan Komputer
2.1.1 Local Area Network (LAN)
Local Area Network (LAN) merupakan jaringan milik pribadi di dalam
sebuah gedung atau kampus yang berukuran sampai beberapa kilometer. LAN seringkali digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstation dalam kantor perusahaan atau pabrik-pabrik untuk memakai bersama resource (misalnya, printer, scanner) dan saling bertukar informasi. LAN dapat dibedakan dari jenis jaringan lainnya berdasarkan tiga karakteristik: ukuran, teknologi transmisi dan topologinya..
2.1.2 Wide Area Network (WAN)
Wide Area Network (WAN) mencakup daerah geografis yang luas, seringkali mencakup sebuah negara atau benua. WAN terdiri dari kumpulan router yang saling berhubungan sehingga membentuk sebuah jaringan yang besar dan bertujuan untuk mejalankan program-program aplikasi.
Sebagian besar WAN, subnet terdiri dari dua komponen, yaitu kabel transmisi dan elemen switching. Kabel transmisi (disebut juga sirkuit, channel, atau trunk) memindahkan bit-bit dari satu mesin ke mesin lainnya.
Istilah subnet sangat penting, tadinya subnet berarti kumpulan kumpulan
router-router dan saluran-sakuran komunikasi yang memindahkan paket dari host
host tujuan. Akan tatapi, beberpa tahun kemudian subnet mendapatkan arti lainnya sehubungan dengan pengalamatan jaringan.
Sebagian besar WAN, jaringan terdiri dari sejumlah banyak kabel atau saluran telepon yang menghubungkan sepasang router. Bila dua router yang tidak mengandung kabel yang sama akan melakukan komunikasi, keduanya harus berkomunikasi secara tak langsung melalui router lainnya. ketika sebuah paket dikirimkan dari sebuah router ke router lainnya melalui router perantara atau lebih, maka paket akan diterima router dalam keadaan lengkap, disimpan sampai saluran output menjadi bebas, dan kemudian baru diteruskan.
2.2
Internet
Internet dapat diartikan sebagai jaringan komputer luas dan besar yang mendunia, yaitu menghubungkan pemakai komputer dari suatu negara ke negara lain di seluruh dunia, dimana di dalamnya terdapat berbagai sumber daya informasi dari mulai yang statis hingga yang dinamis dan interaktif.
2.2.1 Manfaat internet
Secara umum ada banyak manfaat yang dapat diperoleh apabila seseorang mempunyai akses ke internet .Berikut ini sebagian dari apa yang tersedia di internet:
1. Informasi untuk kehidupan pribadi :kesehatan, rekreasi, hobby,
pengembangan pribadi, rohani, sosial.
2. Informasi untuk kehidupan profesional/pekerja :sains, teknologi, perdagangan, saham, komoditas, berita bisnis, asosiasi profesi, asosiasi bisnis, berbagai forum komunikasi.
Satu hal yang paling menarik ialah keanggotaan internet tidak mengenal batas negara, ras, kelas ekonomi, ideologi atau faktor faktor lain yang biasanya dapat menghambat pertukaran pikiran. Internet adalah suatu komunitas dunia yang sifatnya sangat demokratis serta memiliki kode etik yang dihormati segenap anggotanya. Manfaat internet terutama diperoleh melalui kerjasama antar pribadi atau kelompok tanpa mengenal batas jarak dan waktu.
Untuk lebih meningkatkan kualitas sumber daya manusia di Indonesia, sudah waktunya para profesional Indonesia memanfaatkan jaringan internet dan menjadi bagian dari masyarakat informasi dunia.
2.3
Quality of Service ( QoS)
Quality Of Service (QoS) merupakan kemampuan suatu network untuk menyediakan service yang lebih baik untuk user dalam membagi bandwidth sesuai kebutuhan data dan voice yang digunakan.
QoS merupakan terminologi yang digunakan untuk mendefinisikan
kemampuan suatu jaringan untuk menyediakan tingkat jaminan layanan yang
berbeda-beda. Melalui QoS, seorang network administrator dapat memberikan
prioritas traffic tertentu. Suatu jaringan, mungkin saja terdiri dari satu atau
beberapa teknologi data link layer yang mampu diimplementasikan QoS,
misalnya; Frame Relay, Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP), HDLC, X.25, ATM, SONET.
Setiap teknologi mempunyai karakteristik yang berbeda-beda yang harus dipertimbangkan ketika mengimplementasikan QoS. QoS dapat diimplementasikan pada situasi congestion management atau congestion avoidance. Teknik-teknik congestion management digunakan untuk mengatur dan memberikan prioritas traffic pada jaringan di mana aplikasi meminta lebih banyak lagi bandwidth daripada yang mampu disediakan oleh jaringan.
Prioritas di terapkan pada berbagai kelas dari traffic, teknik congestion management akan mengoptimalkan aplikasi bisnis yang kritis atau delay sensitive untuk dapat beroperasi sebagai mana mestinya pada lingkungan jaringan yang memiliki kongesti atau kemacetan. Adapun teknik collision avoidance akan membuat mekanisme teknologi tersebut menghindari situasi kongesti. Melalui implementasi QoS di jaringan ini, network administrator akan memiliki fleksibilitas yang tinggi untuk mengontrol aliran dan kejadian-kejadian yang ada di traffic pada jaringan.
QoS merupakan peralatan-peralatan yang tersedia untuk menerapkan
berbagai jaminan, dimana tingkat minimum layanan dapat disediakan. Banyak
protokol dan aplikasi yang tidak begitu sensitif terhadap network congestion. File
Transfer Protocol (FTP) contohnya, mempunyai toleransi yang besar untuk
network delay dan terbatasnya bandwidth. Di sisi user, kejadian tersebut akan
menyebabkan proses transfer file seperti download atau upload yang lambat,
walaupun mengganggu user, namun kelambatan ini tidak akan menggagalkan operasi dari aplikasi tersebut.
Lain halnya dengan aplikasi-aplikasi baru seperti Voice dan Video, yang pada umumnya sensitif terhadap delay. Jika paket dari voice mengalami proses yang lama untuk sampai ke tujuan, maka akan dapat merusak Voice yang didengarkan. Dalam hal ini QoS dapat digunakan untuk menyediakan jaminan layanan untuk aplikasi-aplikasi tersebut.
Ada beberapa alasan mengapa kita memerlukan QoS, yaitu:
1.
Untuk memberikan prioritas untuk aplikasi-aplikasi yang kritis pada jaringan.
2.
Untuk memaksimalkan penggunaan investasi jaringan yang sudah ada.
3.
Untuk meningkatkan performansi untuk aplikasi-aplikasi yang sensitif terhadap delay, seperti Voice dan Video.
4.
Untuk merespon terhadap adanya perubahan-perubahan pada aliran traffic di jaringan.
Membuat jaringan yang berkemampuan QoS tidaklah semudah yang dibayangkan. Berbagai aspek dan parameter sangat penting untuk diperhatikan.
Mulai dari ketersediaan bandwidth untuk dialokasikan, uptime jaringan yang
harus terjaga, perangkat jaringan yang berkekuatan prosesing yang pas, perangkat
yang terbebas dari celah keamanan, dan banyak lagi aspek-aspek yang harus ada
dalam mewujudkan jaringan dengan kemampuan QoS.
2.3.1 Paramater QoS
- Data Rate: Ukuran kecapatan transmisi data, satuannya kbps or Mbps - Latency (maximum packet delay) : Waktu maksimum yang dibutuhkan dari
transmisi ke penerimaan yang diukur dengan satuan milidetik
• Dalam voice communication: <= 50 ms
- Packet Loss / Error : Ukuran error rate dari transmisi packet data yang diukur dalam persen.
• Packet hilang (bit loss) yang biasanya dikarenakan buffer yang terbatas, urutan packet yang salah termasuk dalam error rate ini.
• Packet Loss = Frame dari Transmitter – Frame dari Receiver - Jitter : Ukuran delay penerimaan paket yang melambangkan smoothness dari
audio/video playback.
Setelah semua persyaratan dan kondisi untuk membuat jaringan QoS terpenuhi, pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana menentukan model QoS yang ingin di implementasikan.
3. Analisa dan Implementasi
3.1
Gambaran Umum Objek Penelitian
3.1.1 Sejarah Jardiknas
Istilah Jardiknas (Jejaring Pendidikan Nasional) digunakan pertama kali
bulan Juli 2006 sejalan dengan program pengembangan infrastruktur ICT
(Information and Communication Technology) di lingkungan Direktorat
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (PSMK) Mandikdasmen Depdiknas.
Pada awalnya, PSMK Mandikdasmen Depdiknas berencana membangun infrastruktur jaringan online skala nasional untuk kebutuhan interkoneksi antar sekolah (Zona Sekolah) di setiap wilayah Kota/Kabupaten se-Indonesia.
Perkembangan infrastruktur jaringan online tersebut juga dihubungkan ke seluruh kantor Dinas Pendidikan Propinsi dan Kota/Kabupaten se-Indonesia sebagai simpul lokal Jardiknas di daerah (Zona Kantor Dinas). Dimana setiap kantor dinas pendidikan (sebagai simpul lokal) tersebut berkewajiban untuk mendistribusikan koneksi Jardiknas ke sekolah-sekolah termasuk sekolah SMK yang berfungsi sebagai ICT Center di daerah masing-masing.
Sejalan dengan program Jardiknas, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Dikti Depdiknas) juga turut mengembangkan infrastruktur jaringan skala nasional khusus antar perguruan tinggi yang disebut INHERENT (Indonesia Higher Education Network). Ada 32 perguruan tinggi negeri sebagai simpul lokal
INHERENT dimana simpul lokal tersebut mendistribusikan koneksinya ke perguruan tinggi lain di wilayah masing-masing. Hingga akhir tahun 2006 infrastruktur JARDIKNAS dan INHERENT belum sepenuhnya terintegrasi menjadi satu kesatuan inrastruktur jaringan pendidikan nasional secara utuh.
Bulan Maret 2007, infrastruktur Jardiknas diresmikan oleh Bapak Presiden
RI Susilo Bambang Yudhoyono pada acara pembukaan konferensi regional antar
Menteri Pendidikan se Asia Tenggara di Bali (SEAMEO – South East Asian
Ministry Of Education). Peresmian Jardiknas tersebut diikuti dan disaksikan juga
oleh 34 lokasi terpilih melalui sistem Video Conference Jardiknas secara
bersamaan yang melibatkan perwakilan dari beberapa Dinas Pendidikan Propinsi, Kota/Kabupaten, Perguruan Tinggi (INHERENT) dan beberapa sekolah.
Akhir bulan Mei 2007, Komisi X DPR RI melakukan evaluasi terhadap program Teknologi Informasi dan Komunikasi di lingkungan Depdiknas. Hasil evaluasi tersebut mengamanahkan untuk mengintegrasikan secara utuh keberadaan infrastruktur jaringan online di lingkungan DEPDIKNAS (Jardiknas dan INHERENT) agar berjalan dengan lebih efektif dan efisien.
Biro Perencanaan dan KLN Sekretariat Jenderal Depdiknas ditugaskan untuk membuat perencanaan dan mengimplementasikan infrastruktur jaringan online skala nasional yang terpadu dalam rangka integrasi Jardiknas dan Inherent tersebut. Mulai bulan Agustut 2007 program integrasi tersebut secara resmi menggunakan satu istilah saja yaitu: Jardiknas (Jejaring Pendidikan Nasional).
Dimana infrastruktur INHERENT yang sebelumnya berdiri sendiri, sekarang telah terintegrasi secara utuh bagian dari Jardiknas (zona Perguruan Tinggi).
3.1.2 Tujuan Jardiknas
Tujuan pengembangan Jardiknas adalah sebagai media informasi dan komunikasi online antar institusi dan komunitas pendidikan di seluruh Indonesia dalam rangka peningkatan mutu, pemerataan akses, transparasi dan akuntabilitas Pendidikan Nasional.
3.1.3 Visi dan misi Jardiknas
Visi Jardiknas adalah terdepan dalam pengembangan infrastruktur jaringan
online untuk kemajuan dunia pendidikan skala nasional dan internasional.
Misi Jardiknas adalah sebagai infrastruktur pendukung utama program peningkatan mutu, pemerataan akses dan peningkatan tata kelola serta akuntabilitas Pendidikan Nasional berbasis Teknologi Informasi dan Komunikasi.
3.1.4 Infrastruktur Jardiknas
3.1.4.1 Zona Jardiknas
Cakupan Jardiknas dibagai menjadi 4 (empat) zona, antara lain:
• Zona Kantor Dinas
Meliputi: kantor-kantor dinas pendidikan baik di tingkat pusat, propinsi hingga kota/kab. Fungsi utama Jardiknas pada zona Kantor Dinas sebagai media untuk transaksi data online sistem informasi administrasi dan manajemen pendidikan.
• Zona Perguruan Tinggi
Meliputi: seluruh perguruan tinggi baik negeri maupun swasta.Fungsi utama Jardiknas pada zona Perguruan Tinggi sebagai media untuk riset dan pengembangan IPTEKS serta pembelajaran elektronik berbasi Teknologi Informasi dan Komunikasi.
• Zona Sekolah
Meliputi: seluruh sekolah formal maupun non formal baik negeri
maupun swasta di seluruh jenjang (TK, SD, SLTP, SLTA). Fungsi utama
Jardiknas pada zona Sekolah sebagai media akses informasi dan
pengetahuan serta pembelajaran elektronik berbasis Teknologi Informasi
dan Komunikasi.
• Zona Personal
Meliputi: akses personal untuk Guru, Dosen, Karyawan, Siswa dan Mahasiswa di institusi pendidikan se-Indonesia. Fungsi utama Jardiknas pada zona Personal sebagai media komunikasi dan akses informasi pendidikan.
3.1.4.2 Teknologi Jardiknas
3.1.4.3 Skema jaringan JARDIKNAS
Gambar 3.1 topologi jardiknas 2007
Gambar 3.2 topologi VPN jardiknas
3.2
Analisa Quality of Service (QoS)
Terdapat tiga tahapan yang dilakukan ketika akan menerapkan dan mengimplemtasikan QoS pada suatu network, yaitu:
1. Mengidentifikasi Masalah 2. Mengidentifikasi kebutuhan 3. Mengidentifikasi keadaan jaringan
3.2.1 Mengidentifikasi Masalah
Mengindentifikasi masalah merupakan langkah pertama yang dilakukan
dalam tahap analisis ini. Masalah yang dapat di definisikan sebagai sesuatau
pertanyaan yang diinginkan untuk di pecahkan. Masalah inilah yang
menyebabkan sasaran sistem tidak dapat dicapai.
Masalah yang ada Penyebab masalah Penyelesaian masalah
• Masih kurangnya fasilitas telekomunikasi pada client jardiknas yang berada di daerah
• Terganggunya koordinasi pusat kepada client daerah membuat pelayanan jardiknas menjadi kurang baik
• Belum adanya jaringan telekomunikasi terutama pada daerah yang tidak padat penduduk
• terlalu besarnya biaya unutk melakukan koordinasi antara pusat dan daerah
• Dengan menggunakan fasilitas VoIP maka fasilitas telekomunikasi dan koordinasi antara pusta degan daerha dapat
terpenuhi dan memperlancar kerja Jardiknas.
• Dapat memanfaatkan jaringan yang telah dibangun Jardiknas dengan cara menambah fasilitas quality of service.
3.2.2 Mengidentifikasi kebutuhan hardware
Hardware yang digunakan pada peneltian Quality of Service ini menggunakan router Juniper J2300 yang memiliki spesifikasi 8Mps full troughput, 2 fixed FE LAN, 1 WAN, 1 expansion slot for backup interface.
Gambar 3.3 Router juniper J2300
3.2.3 Mengidentifikasi network traffic
Gambar 3.4 Topologi End User JARDIKNAS
Topologi jardiknas pada gambar di atas adalah topologi end user jardiknas yang mempunyai koneksi maksimum poin-to-point sebesar 512 kbps – 1 Mbps. Sedangkan koneksi setiap sekolah atau client mendapatkan koneksi nternet maksimal 64 kbps – 128 kbps yang di batasi leh PC router atau bridge di sisi client atau sekolah. Pada penelitian implement QoS kali ini dilakukan pada Router Juniper di jaringan Jardiknas.
3.3
Implementasi QoS
Hasil dari semua analisis di subbab sebelumnya maka dapat di lihat hasil implementasi Quality of Service yang di khususkan kepada layanan Voice (suara).
3.3.1 Hasil akhir configurasi CoS
class-of-service {
interfaces { fe-0/0/1 {
scheduler-map cos;
unit 0 { classifiers {
inet-precedence voip_out;
}
rewrite-rules {
inet-precedence marking;
} } } }
classifiers {
inet-precedence voip_out { forwarding-class prec-5 {
loss-priority low code-points IPP5;
}
forwarding-class prec-2 {
loss-priority high code-points IPP2;
} } }
code-point-aliases { inet-precedence { IPP5 101;
IPP2 010;
} }
forwarding-classes {
queue 1 prec-5 priority high;
queue 2 prec-2 priority low;
}
scheduler-maps { cos {
forwarding-class prec-2 scheduler prec2-scheduler;
forwarding-class prec-5 scheduler prec5-scheduler;
} }
schedulers {
prec2-scheduler {
transmit-rate remainder;
buffer-size percent 85;
priority low;
}
prec5-scheduler {
transmit-rate percent 60;
buffer-size percent 5;
priority high;
} }
rewrite-rules {
inet-precedence marking { forwarding-class prec-5 {
loss-priority low code-point IPP5;
}
forwarding-class prec-2 {
loss-priority high code-point IPP2;
} } }
drop-profiles {
reduce-data-traffic { interpolate {
fill-level [ 95 96 97 98 99 ];
drop-probability [ 0 33 55 77 100 ];
} } } }
4. Hasil dan Pembahasan
4.1
Pembahasan implementasi
Setelah melakukan analisis kebutuhan dan implemantasi pada router Juniper,
maka kita akan membahas hasil dari konfigurasi tadi secara detail sehingga
maksud dari konfigurasi dapat di mengertisecara jelas arah alur kerjanya.
Kemudian setelah membahas alur konfigurasi , hasil akhir penelitian dapat dilihat dari tes kelayakan dengan parameter end-to-end delay dan delay jitter.
4.2
Hasil penelitian
Seperti yang telah diuraikan pada bab III untuk melihat hasil quality of service yang telah di implementasi dapat dianalisis dari berbagai parameter antara
lain uji delay end-to-end dan uji delay jitter.
4.2.1 Hasil analisis parameter delay end-to-end
End-to-end delay adalah parameter waktu yang dibutuhkan data untuk
menempuh jarak dari asal ke tujuan.
Membuat waktu tempuh menjadi lebih minimal bisa terjadi ketika ada
menejemen penggunaan jalan yang bagus dan perbedaan waktu tempuh akan
terjadi ketika pemakai jalan tidak teratur dan besar lintasan terbatas.
Gambar 4.11 Grafik delay end-to-end tanpa layanan QoS
Tampak bahwa ketika jaringan tidak mempergunakan layanan quality of service sebagai protocol untuk pemesanan jaringan delay yang dihasilkan sudah
melewati batas minimun yang disyaratkan untuk komunikasi VoIP yang sangat
memperhatikan delay. Dimana pada jaringan VoIP diharapkan delay yang
dihasilkan kurang dari 350 ms.
Gambar 4.12 Grafik delay end-to-end menggunakan layanan QoS
Penggunaan quality of service sebagai protocol untuk pemesanan jaringan akan mengakibatkan delay yang lebih kecil. Hal ini disebabkan penggunaan quality of service akan mengakibatkan komunikasi VoIP paket yang dikirimkan
akan melalui jalur khusus yang di sediakan klasifikasi quality of service pada router sampai komunikasi berakhir sehingga walaupun secara teori komunikasi VoIP menggunakan protocol UDP yang bersifat connection less namun dengan menggunakan layanan quality of service ini akan mengurangi delay yang cukup signifikan dibandingkan jika tidak menggunakan.
4.2.2 Hasil analisis parameer delay variasi jitter
Jitter adalah variasinya delay antar paket yang terjadi pada jaringan IP.
Besarnya nilai jitter sangat dipengaruhi besarnya paket congestion yang ada pada
jaringan IP. Semakin besar beban trafik pada jaringan akan menyebabkan semakin besar peluang terjadinya congestion dengan demikian jitter akan semakin besar.
Gambar 4.13 Grafik delay jitter tanpa layanan QoS
Dengan menggunakan layanan quality of service menghasilkan nilai jitter
yang lebih baik. Dari hasil simulasi tampak bahwa nilai jitter yang dihasilkan
untuk jaringan yang tidak menggunakan quality of service 2 kali lipat
dibandingkan yang menggunakan quality of service.
Gambar 4.14 Grafik delay jitter menggunakan layanan QoS
Jitter disebabkan kongesti pada jaringan dan juga pengaruh dari pemilihan
jalur yang berbeda untuk proses pengriman paket dari pemanggil ke penerima.
Pemilihan jalur yang berbeda akan menyebabkan waktu kedatangan paket di
penerima akan tidak bervariasi. Untuk meminimalisasi jitter yang disebabkan
oleh keadaan kedua diusahakan agar pengiriman tiap-tiap paket ini dilakukan
melalui jalur yang sama dan jangan sampai terjadi loss atau kongesti pada
jaringan. Salah satu cara agar setiap paket yang dikirim melalui jalan yang sama
adalah dengan melakukan pemesanan pada jaringan dengan menggunakan
layanan quality of service.
5. Kesimpulan dan Saran
5.1
Kesimpulan
Pada akhir bab ini kesimpulan dari apa yang telah dibahas sebelumnya adalah Quality Of Service (QoS) merupakan kemampuan suatu network untuk menyediakan service yang lebih baik untuk user.
5.1.1 Alasan Menggunakan QoS
1. Untuk memberikan prioritas untuk aplikasi-aplikasi yang kritis pada jaringan.
2. Untuk memaksimalkan penggunaan investasi jaringan yang sudah ada.
3. Untuk meningkatkan performansi untuk aplikasi-aplikasi yang sensitif terhadap delay, seperti Voice dan Video.
4. Untuk merespon terhadap adanya perubahan-perubahan pada aliran traffic di jaringan.
5.2
