ABSTRAK
Perkembangan teknologi yang pesat terutama pada internet membuat semakin banyak pengguna yang terhubung ke internet. Semakin banyaknya pengguna yang terhubung ke internet menyebabkan kemungkinan terjadinya server overload atau crash sehingga request tidak dapat dilayani dengan baik. Metode network load balancing merupakan salah satu cara untuk mengatasi terjadinya server overload atau crash. Load balancing adalah suatu proses dan teknologi yang mendistribusikan trafik situs diantara beberapa server dengan menggunakan perangkat berbasis jaringan. Linux virtual server merupakan suatu proses untuk memindahkan proses dari host yang memiliki beban kerja tinggi ke host yang memiliki beban kerja rendah. Kinerja Load balancing dengan linux virtual server via network address translation dipengaruhi oleh algoritma penjadwalan. Algoritma penjadwalan yang terbaik dapat diketahui dengan melakukan pengujian berdasarkan parameter yang ditentukan yaitu throughput, responseqtime, request loss dan CPU utilization. Konfigurasi dilakukan terlebih dahulu di loadbalancer, server dan client sebelum dilakukan pengujian terhadap algoritma penjadwalan yang telah ditentukan. Pengujian dilakukan di sisi client dengan menggunakan httperf sebagai tool pembangkit request terhadap server. Pengujian yang telah dilakukan diperoleh hasil Algoritma Least Connection terbaik untuk tipe file teks, Algoritma Weighted Least Connection untuk tipe file gambar, Algoritma Weighted Least Connection dan Weighted Round Robin untuk tipe file flash, Algoritma Least Connection untuk tipe file lagu, Algoritma Weighted Least Connection untuk tipe file video, Algoritma Round Robin untuk tipe file gabungan objek dan Algoritma Weighted Round Robin untuk tipe file gabungan objek dengan faktor internet.
ABSTRACT
Theqrapidqdevelopmentqofqtechnology,qespeciallyqinternetqmakeqmorequserqareqconnectedq toqinternet.qTheqlargeqnumberqofqusersqthatqconnectedqtoqinternetqcausingqserverqbecomeq overloadq orq crash,q itq makesq theq requestq canq notq beq treatedq properly.q Networkq loadq balancingqmethodqisqoneqwayqtoqsolveqtheqserverqoverloadqorqcrash.qLoadqbalancingqisqaq processqandqtechnologyqthatqdistributesqsitesqtrafficqamongqmultipleqserverqusingqnetwork-basedqdevices.qLinuxqvirtualqserverqisqaqprocessqtoqmoveqtheqprocessqofqtheqhostqthatqhasqaq highq workloadq toq aq hostq thatq hasq aq lowq workload.q Loadq balancingq performanceq withq aq virtualq linuxq serverq viaq networkq addressq translationq isq affectedq byq theq schedulingq algorithm.q Theq bestq schedulingq algorithmq canq beq discoveredq byq aq testq basedq onq theq specifiedqparametersqnamelyqthroughput,qresponseqtime,qrequestqlossqandqCPUqutilization.q Configurationqisqdoneqfirstqinqtheqloadqbalancer,qserverqandqclientqbeforeqtestingqtowardsq predeterminedqschedulingqalgorithms.qTestingqisqdoneqonqtheqclientqsidequsingqhttperfqasq requestqgeneratingqtoolqtoqtheqserver.qTestingqthatqhasqbeenqdoneqshowsqConnectionqLeastq isqtheqbestqalgorithmqforqtextqfileqtypes,qWeightedqLeastqConnectionqalgorithmqforqimageq fileqtypes,qWeightedqLeastqConnectionqAlgorithmqandqWeightedqRoundqRobinqforqflashqfileq types,q Leastq Connectionq Algorithmsq forq songq fileq types,q Weightedq Leastq Connectionq algorithmsq forq videoq fileq types,q Roundq Robinq algorithmq toq theq combinedq fileq typeq objectq andqWeightedqRoundqRobinqalgorithmqforqtheqtypeqofqfileqobjectsqcombinedqwithqinternetq factors.qq
q
Keyq wordq Lq linuxq virtualq server,q networkq addressq translation,q networkq loadq balancing,q
DAFTAR ISI
1.5 Sistematika Pembahasan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1 Pengenalan Sistem Operasi Linux ... 4
2.2 Load Balancing ... 4
2.3 Linux Virtual Server (LVS) ... 5
2.4 Network Address Translation (NAT) ... 6
2.4.1 Arsitektur Linux Virtual Server (LVS) Via Network Address Translation (NAT) ... 7
2.4.2 Keuntungan Dan Kerugian Network Address Translation ... 8
2.5 Algoritma Penjadwalan ... 8
2.5.1 Algoritma Round Robin (RR) ... 8
2.5.2 Algoritma Weighted Round Robin (WRR) ... 9
2.5.3 Algoritma Least Connection (LC) ... 11
2.5.4 Algoritma Weighted Least Connection (WLC) ... 12
2.6 Background Traffic ... 13
2.7 Throughput ... 14
2.8 Time response ... 15
2.9 Request Loss ... 16
2.10 CPU Utilization ... 16
3.2 Komponen Sistem ... 18
3.2.1 Perangkat Keras ... 18
3.2.2 Perangkat Lunak ... 18
3.3 Skenario Konfigurasi ... 18
3.3.1 Skenario Konfigurasi Pada Load Balancer ... 19
3.3.2 Skenario Konfigurasi Pada Server ... 19
3.3.3 Skenario Konfigurasi Pada Client ... 20
3.4 Pemodelan Sistem ... 21
3.5 Pengukuran Dan Analisis ... 22
3.6 Skenario Pengujian ... 23
BAB IV IMPLEMENTASI ... 25
4.1 Konfigurasi Load Balancer ... 25
4.1.1 Instalasi Ipvsadm ... 25
4.1.2 Konfigurasi IP Address ... 25
4.1.3 Konfigurasi IP Forward ... 26
4.1.4 Konfigurasi LVS-NAT ... 27
4.2 Konfigurasi Server ... 28
4.2.1 Konfigurasi IP Address ... 28
4.2.2 Instalasi Apache ... 28
4.3 Konfigurasi Client ... 29
4.3.1 Konfigurasi IP Address ... 29
4.3.2 Instalasi Httperf... 29
4.4 Konfigurasi Jaringan Dengan Adanya Faktor Internet ... 30
4.4.1 Konfigurasi Pada Server ... 31
4.4.2 Konfigurasi Pada Load Balancer ... 31
4.4.3 Konfigurasi Pada Client ... 34
4.5 Implementasi Skenario Pengujian ... 34
BAB V PENGUJIAN ... 37
5.1 Pengujian Untuk Tipe File Text ... 37
5.2 Pengujian Untuk Tipe File Gambar ... 40
5.3 Pengujian Untuk Tipe File Flash ... 44
5.4 Pengujian Untuk Tipe File Lagu MP3 ... 49
5.5 Pengujian Untuk Tipe File Video(.avi) ... 52
5.6 Pengujian Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 56
5.8 Gabungan Seluruh Pengujian ... 65
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN... 71
6.1 Simpulan ... 71
6.2 Saran ... 72
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Linux Virtual Server ... 5
Gambar 2.2 Arsitektur LVS Via NAT ... 7
Gambar 2.3 Algoritma Round Robin ... 9
Gambar 2.4 Algoritma Weighted Round Robin ... 10
Gambar 2.5 Algoritma Least Connection ... 11
Gambar 2.6 Algoritma Weighted Least Connection ... 13
Gambar 3.1 Flowchart Konfigurasi Load Balancer ... 19
Gambar 3.2 Flowchart Konfigurasi Server ... 20
Gambar 3.3 Flowchart Konfigurasi Client ... 20
Gambar 3.4 Pemodelan Sistem ... 21
Gambar 3.5 Pemodelan Sistem Dengan Faktor Internet ... 22
Gambar 4.1 Hasil Instalasi Ipvsadm ... 25
Gambar 4.2 Penambahan Eth1 Dan Eth0 Pada Network Setting ... 26
Gambar 4.3 Konfigurasi IP Address Di Load Balancer... 26
Gambar 4.4 Tabel Virtual Server ... 27
Gambar 4.5 Konfigurasi IP Di Server... 28
Gambar 4.6 Pengecekan Hasil Instalasi Apache Di Web Browser ... 29
Gambar 4.7 Konfigurasi IP Address Di Client ... 29
Gambar 4.8 Hasil Pengujian Httperf Di Client ... 30
Gambar 4.9 Konfigurasi IP Address Di Server Dengan Faktor Internet ... 31
Gambar 4.10 Konfigurasi IP Address Di Load Balancer... 31
Gambar 4.11 IP Public Speedy ... 32
Gambar 4.12 DMZ Speedy ... 32
Gambar 4.13 Koneksi Terhadap Load Balancer Melalui IP Public Speedy ... 33
Gambar 4.14 Traceroute Dari Load Balancer Ke IP Public Client ... 33
Gambar 4.15 Konfigurasi IP Address Di Client Dengan Faktor Internet ... 34
Gambar 4.16 IP Public Client ... 34
Gambar 4.17 Hasil Httperf ... 35
Gambar 4.18 Hasil CPU Utilization ... 36
Gambar 5.1 Grafik Throughput Untuk Tipe File Text... 37
Gambar 5.2 Grafik Time Response Untuk Tipe File Text ... 38
Gambar 5.3 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Text ... 39
Gambar 5.5 Grafik Throughput Untuk Tipe File Gambar ... 41
Gambar 5.6 Grafik Time Response Untuk Tipe File Gambar ... 42
Gambar 5.7 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Gambar ... 43
Gambar 5.8 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Gambar ... 44
Gambar 5.9 Grafik Throughput Untuk Tipe File Flash ... 45
Gambar 5.10 Grafik Time Response Untuk Tipe File Flash ... 46
Gambar 5.11 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Flash ... 47
Gambar 5.12 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Flash ... 48
Gambar 5.13 Grafik Throughput Untuk Tipe File Lagu ... 49
Gambar 5.14 Grafik Time Response Untuk Tipe File Lagu ... 50
Gambar 5.15 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Lagu ... 51
Gambar 5.16 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Lagu ... 52
Gambar 5.17 Grafik Throughput Untuk Tipe File Video ... 53
Gambar 5.18 Grafik Time Response Untuk Tipe File Video ... 54
Gambar 5.19 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Video ... 55
Gambar 5.20 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Video ... 56
Gambar 5.21 Grafik Throughput Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 57
Gambar 5.22 Grafik Time Response Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 58
Gambar 5.23 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 59
Gambar 5.24 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 60
Gambar 5.25 Grafik Throughput Untuk Tipe File Gabungan Objek Dengan Faktor Internet ... 61
Gambar 5.26 Grafik Time Response Untuk Tipe File Gabungan Objek Dengan Faktor Internet ... 62
Gambar 5.27 Grafik Request Loss Untuk Tipe File Gabungan Objek Dengan Faktor Internet ... 63
Gambar 5.28 Grafik CPU Utilization Untuk Tipe File Gabungan Objek Dengan Faktor Internet ... 64
Gambar 5.29 Grafik Throughput Seluruh Pengujian ... 65
Gambar 5.30 Grafik Time Response Seluruh Pengujian ... 66
Gambar 5.31 Grafik Request Loss Seluruh Pengujian ... 67
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Perangkat Keras ... 18
Tabel 3.2 Perangkat Lunak ... 18
Tabel 5.1 Hasil Throughput Untuk Tipe File Text ... 37
Tabel 5.2 Hasil Time Response Untuk Tipe File Text ... 38
Tabel 5.3 Hasil Request Loss Untuk Tipe File Text ... 38
Tabel 5.4 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Text ... 39
Tabel 5.5 Hasil Throughput Untuk Tipe File Gambar ... 40
Tabel 5.6 Hasil Time Response Untuk Tipe File Gambar ... 41
Tabel 5.7 Hasil Request Loss Untuk Tipe File Gambar ... 42
Tabel 5.8 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Gambar ... 43
Tabel 5.9 Hasil Throughput Untuk Tipe File Flash ... 44
Tabel 5.10 Hasil Time Response Untuk Tipe File Flash ... 45
Tabel 5.11 Hasil Request Loss Untuk Tipe File Flash ... 46
Tabel 5.12 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Flash ... 47
Tabel 5.13 Hasil Throughput Untuk Tipe File Lagu ... 49
Tabel 5.14 Hasil Time Response Untuk Tipe File Lagu... 49
Tabel 5.15 Hasil Request Loss Untuk Tipe File Lagu ... 50
Tabel 5.16 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Lagu ... 51
Tabel 5.17 Hasil Throughput Untuk Tipe File Video ... 52
Tabel 5.18 Hasil Time Response Untuk Tipe File Video ... 53
Tabel 5.19 Hasil Request Loss Untuk Tipe File video ... 54
Tabel 5.20 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Video ... 55
Tabel 5.21 Hasil Throughput Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 56
Tabel 5.22 Hasil Time Response Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 57
Tabel 5.23 Hasil Request Loss Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 58
Tabel 5.24 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Gabungan Objek ... 59
Tabel 5.28 Hasil CPU Utilization Untuk Tipe File Gabungan Objek Dengan Faktor
Internet ... 63
Tabel 5.29 Hasil Throughput Seluruh Pengujian ... 65
Tabel 5.30 Hasil Time Response Seluruh Pengujian ... 66
Tabel 5.31 Hasil Request Loss Seluruh Pengujian ... 67
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya teknologi pada masa ini menyebabkan seluruh bidang terkena dampaknya, hal ini dirasakan juga pada perkembangan jaringan, terutama jaringan internet. Hal ini dapat dilihat dari semakin banyaknya pengguna yang terhubung ke jaringan, terutama jaringan internet. Di sisi lain karena semakin banyaknya pengguna yang menggunakan jaringan internet untuk masing –masing kepentingan, maka seringkali suatu jaringan internet mengalami overload atau crash disebabkan oleh banyaknya
request yang dilakukan oleh pengguna. Cara mengatasinya yaitu dengan menambahkan
server atau menambahkan harddisk tambahan untuk database. Tetapi cara ini membutuhkan biaya yang cukup besar dan hanya sebagian kecil pengguna yang dapat menyediakannya.
Tugas akhir ini dibuat untuk membantu mengatasi permasalahan diatas dengan menggunakan metode networkq loadq balancing. Kinerja Networkq loadq balancing via Network Address Translation ini dipengaruhi oleh algoritma penjadwalan. Penentuan algoritma penjadwalan yang terbaik dilakukan dengan membandingkan algoritma penjadwalan berdasarkan parameter yang telah ditentukan. Dengan demikian, diharapkan penerapan networkq loadq balancing dengan algoritma yang terbaik ini dapat membagi beban requestqterhadap suatu jaringan sehingga meminimalkan kegagalan terhadap
request yang dilakukan oleh pengguna.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang dibahas dalam tugas akhir berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan sebelumnya antara lain :
1. Bagaimana cara mengurangi beban server pada linux?
2. Bagaimana implementasi Linux Virtualq Server via Networkq Addressq Translation
pada linux ?
4. Bagaimana proses pengujian yang akan dilakukan terhadap Algoritma Round Robin (RR), Algoritma Weighted-Round Robin (WRR), Algoritma Least Connection (LC) dan Algoritma Weighted-Least Connection (WLC) pada networkqloadqbalancing? 5. Bagaimana menentukan algoritma yang terbaik berdasarkan hasil pengujan yang
telah dilakukan?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan yang akan dicapai dari pembuatan tugas akhir ini diantaranya : 1. Mengimplementasikan load balancing di linux dengan Linux Virtual Server via
Network Address Translation untuk melakukan pengujian terhadap algoritma penjadwalan yang sudah ditentukan.
2. Pengujian algoritma penjadwalan dilakukan untuk memperoleh algoritma terbaik berdasarkan parameter throughput, timeresponse, requestloss dan CPUUtilization.
1.4 Batasan Masalah
Adapun yang menjadi batasan masalah dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Algoritma yang digunakan adalah Algoritma Round Robin (RR), Weighted Round Robin (WRR), Least Connection (LC) dan Weighted Least Connection (WLC). 2. Implementasi perbandingan algoritma pada loadq balancing dilakukan via NAT
(Network Address Translation).
3. Tidak membahas mengenai keamanan jaringan.
4. Pengujian dan implementasi dilakukan pada protokol HTTP / web server saja. 5. Hanya melakukan pengalamatan IPv 4.
6. Parameter pengujian yang dilakukan yakni Timeq Response,q Throughput,q Requestq LostqdanqCPUqUtilization.
7. Tidak mengulas lebih jauh tentang sinkronisasi data antar realqserver.
8. Pengujian dan implementasi dilakukan pada linux Debian yang dijalankan di vmware.
1.5 Sistematika Pembahasan
Sistematika pembahasan tugas akhir ini terdiri dari beberapa tahapan yaitu : BAB I PENDAHULUAN
Bab I berisi tentang latar belakang dari topik tugas akhir ini, rumusan masalah, tujuan yang akan dicapai dengan metode yang akan digunakan untuk mencapai tujuan itu, batasan masalah dari tugas akhir ini dan sistematika pembahasan pembuatan tugas akhir ini.
BAB II DASAR TEORI
Bab II akan membahas mengenai teori-teori penunjang pembuatan tugas akhir, yaitu mengenai pengenalan sistem operasi linux, load balancing, Linux VirtualServer (LVS),
Network Address Translation (NAT), algoritma penjadwalan, background traffic,
throughput, timeresponse, requestloss dan cpuutilization.
BAB III ANALISIS DAN PEMODELAN
Bab III berisi analisis dan pemodelan dari model Network yang akan dibuat atau modelkan.
BAB IV IMPLEMENTASI
Bab IV berisi langkah-langkah detail implementasi dari konfigurasi Jaringan yang sudah dianalisa dan didesain pada bab sebelumnya.
BAB V PENGUJIAN
Bab V berisi laporan pengujian terhadap keempat algoritma yang akan dibandingkan, implementasi yang dibuat dan analisa singkat dari hasil pengujian yang dilakukan.
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN
BAB VI
SIMPULAN DAN SARAN
6.1 Simpulan
Hasil implementasi dan pengujian yang telah dilakukan, dapat diambil
kesimpulan yaitu :
1.
Linux virtual server via network address translation diimplementasikan terlebihdahulu pada linux dengan melakukan konfigurasi di load balancer dengan mendefinisikan virtual server menggunakan ipvsadm. Hal ini didasarkan pada Sub
Bab 4.3.3.
2.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang ditentukan diperoleh Algoritma LeastConnection yang terbaik untuk tipe file teks. Kesimpulan ini didasarkan pada Sub Bab 5.2.1.
3.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang ditentukan diperoleh AlgoritmaWeighted Least Connection yang terbaik untuk tipe file gambar. Kesimpulan ini didasarkan pada Sub Bab 5.2.2.
4.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang ditentukan diperoleh AlgoritmaWeighted Least Connection dan Weighted Round Robin yang terbaik untuk tipe file
flash. Kesimpulan ini didasarkan pada Sub Bab 5.2.3.
5.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang ditentukan diperoleh Algoritma LeastConnection yang terbaik untuk tipe file lagu. Kesimpulan ini didasarkan pada Sub
Bab 5.2.4.
6.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang telah ditentukan diperoleh AlgoritmaWeighted Least Connection yang terbaik untuk tipe file video. Kesimpulan ini
didasarkan pada Sub Bab 5.2.5.
7.
Hasil pengujian berdasarkan parameter yang telah ditentukan diperoleh AlgoritmaRound Robin yang terbaik untuk tipe file gabungan objek. Kesimpulan ini
didasarkan pada Sub Bab 5.2.6.
8.
Hasil Pengujian berdasarkan parameter yang telah ditentukan diperoleh Algoritma6.2 Saran
Saran yang patut diperhatikan setelah melakukan pengujian yaitu :
1. Pengujian dapat dilakukan dengan menambahkan Algoritma penjadwalan yang ada
seperti Algoritma Locality-Based Least-Connection Scheduling, Locality-Based
Least-Connection with Replication Scheduling, Destination Hashing Scheduling,
Source Hashing Scheduling, Shortest Expected Delay Scheduling dan Never Queue
Scheduling agar diperoleh Algoritma yang lebih baik lagi.
2. Pengujian dapat dilakukan terhadap protokol lain seperti UDP agar diperoleh
algoritma yang baik terhadap protokol lain.
DAFTAR PUSTAKA
Azikin, A. (2011). Debian: GNU / Linux. Bandung: Informatika Bandung.
Balakrishnan, H., Padmanabhan, V., Seshan, S., & Katz, R. (1997). A Comparison of
Mechanisms for Improving TCP Performance over. California: University of
California at Berkeley.
Douglass, P., & Goldstein, B. (2004). Background Internet Packet Traffic Through Home
Cable Connection. Boston: College of Computer and Information Science
Northeastern University.
Kopper, K. (2005). The Linux Enterprise Cluster. San Francisco: No Starch Press.
Membrey, P., Hows, D., & Plugge, E. (2012). Practical Load Balancing-Ride the
Performance Tiger. New York: Apress.
Mlak, M. (2007). Analyzing the Network Response Time and Load Balancing.
Informatica Economica , 64-67.
Mosberger, D., & Jin, T. (1998). httperf A Tool for Measuring Web Server Performance.
Palo Alto-California: HP Research Labs.
Peterson, L., & Davie, B. (2012). Computer Network A System Approach fifth Edition.
Massachusetts: Elsevier.
Rajput, S. (2008). Troubleshooting High CPU Utilization. Dipetik May 21, 2013, dari
CiscoWebsite:http://www.cisco.com/en/US/docs/switches/lan/catalyst3750/software/
troubleshooting/cpu_util.html
Tasker, R. (2002, February 7). Particle Physics Network Coordinating Group. Dipetik
May 14, 2013, dari Particle Physics Network Coordinating web site:
http://icfamon.dl.ac.uk/papers/MB-NG/20020207-TE-QoS-schedule.txt
Zhang, W. (2000). Linux Virtual Server for Scalable Network Services. Ottawa Linux
