BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
VRRP
Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) adalah protocol yang dikembangkan oleh IEEE ini memiliki tujuan yang sama yaitu REDUNDANCY. Fungsi VRRP itu sendiri adalah menyediakan backup gateway, sehingga apabila primary gateway (master) failed traffic akan dilewatkan ke secondary gateway (backup) (Hinden. Robert, 2004).
VRRP dirancang untuk digunakan di multiaccess, multicast maupun broadcast dengan menggunakan ethernet LAN. VRRP tidak dimaksudkan sebagai pengganti dari protokol dinamis yang ada. VRRP mendukung Ethernet, Fastethernet, Bridge Group Virtual Interface (BVI), Gigabit Ethernet interfaces dan pada Multiprotocol Label Switching (MPLS), Virtual Private Networks (VPNs).
Mekanisme kerja dari protokol ini terimplemetasikan dalam sebuah Virtual router atau VRRP group . Virtual router merupakan sekumpulan router yang difungsikan untuk kebutuhan redundancy. Jumlah router yang dapat diaplikasikan bisa lebih dari satu untuk membentuk sebuah virtual router atau lebih. Pada VRRP akan ada sebuah router yang berperan sebagai master dan ada satu atau beberapa router yang berperan sebagai backup. High Availability sistem akan terjaga dengan aplikasi VRRP ini pada sebuah jaringan. Hal ini bisa terjadi karena ketika main-link mengalami down maka paket data masih tetap akan bisa
Gambar 2.1 Gambaran umum VRRP
2.1.1 Cara Kerja VRRP
Proses kerja pada VRRP melibatkan tiga state. State adalah kondisi yang dilalui oleh sistem VRRP ketika mekanisme sistemnya berjalan. State tersebut antara lain :
a. Init State
Tujuan dari state ini adalah untuk menunggu perubahan yang terjadi pada
advertisement priority yang dikirimkan oleh router master kepada router
backup. Jika nilai priority adalah 255 maka akan dikirim advertisement kepada router master untuk menjalankan fungsinya atau sistem akan menuju
master state , selain itu juga dikirim paket ARP ke dalam jaringan VRRP.
Namun jika nilai priority tidak sama dengan 255 maka state akan beralih menuju backup state.
b. Backup State
Ketika berada dalam backup state, router backup tidak merespon permintaan ARP dari client. dan tidak melakukan pengolahan traffic dari alamat IP yang berhubungan langsung dengan sistem VRRP. Tugas utama router ketika berada dalam state ini adalah menerima paket advertisement dari router master dan melakukan pengecekan apakah router master masih bekerja dengan baik.
c. Master State
Ketika berada dalam state ini, router VRRP merespon terhadap permintaan ARP dari client dan melakukan forwarding paket terhadap IP yang terkoneksi langsung. Router master secara berkala mengirimkan paket advertisement
terhadap router backup untuk menjaga hubungan koneksivitas jaringan VRRP. Ketika paket berhenti dikirimkan berarti router master mengalami down dan kinerjanya langsung dialihkan kepada router backup.
Keuntungan dari VRRP :
a) Redudancy : VRRP memungkinkan untuk mengkonfigurasi beberapa router sebagai default gateway router, yang mengurangi kemungkinan satu titik kegagalan dalam sebuah jaringan
b) Load Sharing : VRRP dapat dikonfigurasi sedemikian rupa sehingga lalu lintas ke dan dari klien LAN dapat digunakan bersama oleh beberapa router, sehingga dapat membagi beban lalu lintas yang tersedia secara lebih merata di antara router.
c) Multiple Virtual Router : VRRP mendukung hingga 255 virtual router (VRRP group) pada sebuah router physical interface.Beberapa dukungan router virtual memungkinkan untuk melaksanakan redudancy dan load sharing dalam topologi LAN.
d) Multiple IP Addresses : Virtual Router dapat mengelola beberapa IP address, termasuk secondary ip address. Oleh karena itu, jika memiliki beberapa subnet yang dikonfigurasi pada Ethernet interface, VRRP dapat dikonfigurasikan pada setiap subnet.
e) Preemption : Skema redundansi dari VRRP memungkinkan untuk membuat terlebih dahulu virtual router cadangan yang telah mengambil alih virtual router master yang gagal dengan prioritas yang lebih tinggi dari virtual router cadangan yang tersedia.
f) Authentication : Pesan VRRP digest 5 (MD5) algoritma otentikasi melindungi VRRP-spoofing terhadap perangkat lunak dan menggunakan standar industri algoritma MD5 untuk meningkatkan kehandalan dan keamanan.
g) Advertisement Protokol : VRRP menggunakan Internet Assigned Numbers Authority (IANA) dengan standard multicast address-nya (224.0.0.18). Skema pengalamatan ini meminimalkan jumlah router yang harus melayani multicasts dan memungkinkan peralatan tes untuk mengidentifikasi secara akurat paket VRRP pada segmen.
h) VRRP Object Tracking : VRRP Object Tracking menyediakan cara untuk memastikan router virtual master terbaik dari router VRRP untuk VRRP group dengan mengubah prioritas ke status Object Tracking seperti interface atau IP route states
2.1.2 Komponen VRRP
Jaringan VRRP memerlukan beberapa komponen untuk melakukan mekanisme kerjanya. Komponen ini harus dikonfigurasi secara manual oleh seorang admin jaringan. Adapun komponen VRRP adalah sebagai berikut :
a. Virtual Router (VR)
Sebuah virtual router (VR) terdiri dari sebuah router owner atau router master dan satu atau lebih router backup. Keduanya akan berada di dalam satu jaringan yang sama dan terkonfigurasi dengan parameter di bawah ini :
1. Memiliki VRID (Virtual Router ID) yang sama
2. Memiliki konfigurasi virtual IP yang sama untuk tiap-tiap router
3. Router owner dan router backup terkoneksi dalam sebuah VR yang
sama
b. Virtual MAC address
Karena sifat VRRP adalah virtual maka MAC address-nya pun juga virtual. RFC2338 menstandarisasi penggunaan MAC address untuk VRRP adalah 00:00:5E:00:01. Oktet terakhir dari MAC address tersebut adalah nilai integer VRID, sehingga apabila VRID sebuah sistem VRRP adalah 49 maka MAC address virtualnya akan menjadi 00:00:5E:00:31. Alamat MAC virtual ini tidak bisa dirubah secara manual karena telah menjadi standar internasional.
c. Virtual IP address
Virtual IP yang berada dalam jaringan VRRP harus sama. Pada router master alamat IP virtual harus sama degan alamat IP fisik. Sebagai contoh alamat IP virtual dan fisik pada router master adalah 192.168.1.1, sedangkan pada router backup alamat IP virtual adalah 192.168.1.1 tetapi alamat IP fisiknya adalah 192.168.1.2.
d. ARP (Address Resolution Protocol)
ARP adalah protokol yang digunakan untuk pemetaan alamat MAC menuju alamat IP. ARP bertanggung jawab terhadap letak sebuah node VRRP pada jaringan. ARP berhubungan langsung dengan alamat virtual MAC dalam jaringan dan proses ARP request ini semuanya dilakukan oleh router master.
e. Owner
Owner dalam jaringan VRRP adalah sebuah router master yang bekerja di bawah sebuah virtual router. Owner harus diset priority-nya dengan nilai 255. Router master adalah komponen utama yang bekerja kita jaringan VRRP berfungsi. Router master atau owner ini memberikan paket
advertisement terus menerus kepada router backup untuk menjaga
stabilitas koneksinya. Paket advertisement ini dikirim melalui alamat IP multicast yang sudah distandarisasi dalam RFC-2338 yaitu 224.0.0.18 dan melalui protokol nomor 112.
f. Backup
Sebuah sistem VRRP sekurang-kurangnya harus terdiri dari sebuah router backup. Router backup harus dikonfigurasi dengan alamat IP virtual yang sama dengan router master. Nilai default dari priority router backup adalah 100. Ketika router master mengalami kegagalan, maka router backup dengan nilai priority tertinggilah yang akan mengambil-alih tugas dari router master.
2.2 Video Streaming
Video streaming mengalirkan sebuah data video dari suatu transmitter ke sebuah atau beberapa komputer yang berfungsi sebagai receiver. Jadi receiver menerima video tersebut secara real-time dan receiver tidak dapat mengulang stream yang didapatnya. Video streaming biasanya digunakan pada kelas virtual atau konferensi video. Tapi tidak menutup kemungkinan juga video streaming dilakukan untuk mentransmit suatu video clip ataupun film ke client yang menjadi
receiver.
Secara umum metode streaming video sangatlah sederhana, yaitu dengan membagi video dalam beberapa bagian paket yang dienkode sebelum dikirim,
selanjutnya pada resicivier, oktet tersebut akan didekode agar bisa diputar. kegiatan seperti ini akan terus dilakukan sampai paket video telah terkirim sepenuhnya.
Streaming sebenarnya adalah proses pengiriman data kontinu alias
terus-menerus yang dilakukan secara broadcast melalui Internet untuk ditampilkan oleh aplikasi streaming pada PC (klien). Paket-paket data yang dikirimkan telah dikompresi untuk memudahkan pengirimannya melalui jaringan.
Dulu, sebelum teknologi streaming semaju saat ini, client perlu men-
download file streaming sampai habis (utuh) ke dalam komputer untuk bisa
menonton atau mendengarkannya. Bayangkan berapa banyak waktu yang harus
client buang untuk mengunduh file tersebut. Sekarang client semakin merasakan
perkembangan teknologi streaming.
Melakukan streaming audio atau bahkan video bisa dilakukan dengan mudah, tak perlu membuang banyak waktu untuk menunggu di depan komputer karena aplikasi di klien akan langsung menampilkan suara tanpa menunggu keseluruhan data selesai diambil. Client hanya perlu mengklik di satu link di situs yang memang menyediakan fasilitas streaming, menunggu sebentar proses
loading dan buffering, dan siaran hiburan atau berita pun muncul di layar client.
Tapi perlu diingat, diperlukan spesifikasi sistem yang sesuai untuk bisa cepat melakukan streaming
2.3 NDLC (Network Development Life Cycle)
Menurut Goldman dan Rawles (2001:470) Network Development Life Cycle (NDLC) menggunakan pendekatan proses dalam komunikasi data dan menggambarkan siklus awal dan akhir dalam membangun sebuah jaringan komputer.
Gambar 2.2 Metodologi Network Development Life Cycle (NDLC)
(Sumber : Applied Data Communications, A business-Oriented Approach, James E. Goldman, Philips T. Rawles, Third Edition, 2001, John Wiley & Sons : 470)
Adapun tahapan yang terdapat dalam metodologi NDLC adalah sebagai berikut :
1. Analysis
Tahap awal ini dilakukan analisa kebutuhan, analisa permasalahan yang muncul, analisa keinginan user, dan analisa topologi / jaringan yang sudah ada saat ini. Metode yang biasa digunakan pada tahap ini diantaranya ;
a. Wawancara, dilakukan dengan pihak terkait melibatkan dari struktur manajemen atas sampai ke level bawah / operator agar mendapatkan data yang konkrit dan lengkap. pada kasus di Computer Engineering biasanya juga melakukan brainstorming juga dari pihak vendor untuk solusi yang ditawarkan dari vendor tersebut karena setiap mempunyai karakteristik yang berbeda b. Survey langsung kelapangan, pada tahap analisis juga biasanya dilakukan survey langsung kelapangan untuk mendapatkan hasil sesungguhnya dan gambaran seutuhnya sebelum masuk ke tahap design, survey biasa dilengkapi dengan alat ukur seperti GPS dan alat lain sesuai kebutuhan untuk mengetahui detail yang dilakukan.
c. Membaca manual atau blueprint dokumentasi, pada analysis awal ini juga dilakukan dengan mencari informasi dari manual-manual atau blueprint dokumentasi yang mungkin pernah dibuat sebelumnya. Sudah menjadi keharusan dalam setiap pengembangan suatu sistem dokumentasi menjadi pendukung akhir dari pengembangan tersebut, begitu juga pada project network, dokumentasi menjadi syarat mutlak setelah sistem selesai dibangun.
2. Design
Dari data – data yang didapatkan sebelumnya, tahapan design ini akan membuat gambar design topology jaringan interkoneksi yang akan dibangun, diharapkan dengan gambar ini akan memberikan gambaran seutuhnya dari kebutuhan yang ada. Design bisa berupa design struktur
topology, design akses data, design tata layout perkabelan, dan sebagainya yang akan memberikan gambaran jelas tentang project yang
akan dibangun. Biasanya hasil dari design berupa ;
1. Gambar-gambar topology (server farm, firewall, datacenter, storages, lastmiles, perkabelan, titik akses dan sebagainya)
2. Gambar-gambar detailed estimasi kebutuhan yang ada
3. Simulation Prototype :
Pada tahap ini beberapa pengembang jaringan akan membuat rancangan dalam bentuk simulasi dengan bantuan Tools khusus di bidang network seperti BOSON, PACKET TRACERT, NETSIM, dan sebagainya, hal ini dimaksudkan untuk melihat kinerja awal dari network yang akan dibangun dan sebagai bahan presentasi.
4. Implementation :
Dalam tahapan ini akan memakan waktu lebih lama dari tahapan sebelumnya. Dalam implementasi para pengembang jaringan akan
menerapkan semua yang telah direncanakan dan di design sebelumnya. Implementasi merupakan tahapan yang sangat menentukan dari berhasil / gagalnya project yang akan dibangun dan ditahap inilah Team Work akan diuji dilapangan untuk menyelesaikan masalah teknis dan non teknis.
Ada beberapa Masalah-masalah yang sering muncul pada tahapan ini, diantaranya ;
1. Jadwal yang tidak tepat karena faktor-faktor penghambat, 2. Masalah dana / anggaran dan perubahan kebijakan
3. Team work yang tidak solid 4. Peralatan pendukung dari vendor
Maka dari itu dibutuhkan manajemen project dan manajemen resiko untuk menimalkan sekecil mungkin hambatan-hambatan yang ada.
5. Monitoring :
Setelah implementasi tahapan monitoring merupakan tahapan yang penting, agar jaringan komputer dan komunikasi dapat berjalan sesuai dengan keinginan dan tujuan awal dari user pada tahap awal analisis, maka perlu dilakukan kegiatan monitoring. Monitoring bisa berupa melakukan pengamatan pada ;
1. Infrastruktur hardware : dengan mengamati kondisi reliability / kehandalan sistem yang telah dibangun (reliability = performance + availability + security),
2. Memperhatikan jalannya packet data di jaringan ( pewaktuan, latency, peektime, troughput)
3. Metode yang digunakan untuk mengamati ”kesehatan” jaringan dan komunikasi secara umum secara terpusat atau tersebar
Pendekatan yang paling sering dilakukan adalah pendekatan Network Management, dengan pendekatan ini banyak perangkat baik yang lokal dan tersebar dapat di monitor secara utuh.
6. Management :
Di dalam manajemen atau pengaturan, salah satu yang menjadi perhatian khusus adalah masalah Policy, kebijakan perlu dibuat untuk membuat / mengatur agar sistem yang telah dibangun dan berjalan dengan baik dapat berlangsung lama dan unsur Reliability terjaga. Policy akan sangat tergantung dengan kebijakan level management dan strategi bisnis perusahaan tersebut. IT sebisa mungkin harus dapat mendukung atau alignment dengan strategi bisnis perusahaan.
2.4
QOS
Quality of service atau QoS adalah kemampuan dari suatu Jaringan IP untuk memberikan layanan lebih bagus untuk suatu tipe data/traffic tertentu (biasanya yang penting), tentu saja dengan mengorbankan layanan untuk tipe data/traffic yang tidak terlalu penting.
QoS didesain untuk membantu end user (client) menjadi lebih produktif dengan memastikan bahwa user mendapatkan performansi yang handal dari aplikasi-aplikasi berbasis jaringan. QoS mengacu pada kemampuan jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik jaringan tertentu melalui teknologi yang berbeda-beda. QoS merupakan suatu tantangan yang besar dalam jaringan berbasis IP dan internet secara keseluruhan. Tujuan dari QoS adalah untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan layanan yang berbeda, yang menggunakan infrastruktur yang sama. QoS menawarkan kemampuan untuk mendefinisikan atribut-atribut layanan yang disediakan, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. 2.4.1 Parameter QoS
Performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu komunikasi. Performansi merupakan kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :
1. Bandwidth 2. Troughput 3. Delay 4. Jitter 5. Packet Loss 2.4.1.1. Delay
Waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari suatu titik ke titik lain yang menjadi tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama (G. Almes, S. Kalidindi, S. M. Zekauskas, 1999).
Perhitungan delay menggunakan persamaan berikut (Anjik. Rianto, 2008): 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑢𝑛𝑑𝑎 (𝑡) = (𝑇𝑟 − 𝑇𝑠)
Keterangan :
Tr : Waktu penerimaan paket (detik) Ts : Waktu pengiriman paket (detik) T : Waktu Simulasi (detik)
t : Waktu pengambilan sampel (detik)
Menurut versi TIPHON (Telecomunications and internet protocol harmonization over networks) parameter delay dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Tabel 2.1 QoS Delay
Kategori Delay Besar Delay
Sangat Bagus <150 ms
Bagus <250 ms
Jelek <350 ms
Sangat Jelek >450 ms
(Sumber : Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON) General aspects of Quality of Service DTR/TIPHON-05006.1999)
2.4.1.2 Jitter
Jitter merupakan variasi kedatangan paket, hal ini diakibatkan oleh variasi-variasi dalam panjang antrian, dalam waktu pengolahan data, dan juga dalam waktu penghimpunan ulang paket-paket di akhir perjalanan jitter. Jitter lazimnya disebut variasi delay , yang menunjukkan banyaknya variasi delay pada taransmisi data di jaringan (Demichelis. C, 2002).
Cara perhitungan jitter dapat menggunakan rumus berikut : (Clark, Alan. 2003):
𝑗𝑖𝑡𝑡𝑒𝑟 =∑(𝑋𝔦 + 1 − 𝑋𝑖)
𝑁 Keterangan :
Xi : Jumlah delay sesi ke-I N : Banyaknya jitter yang terjadi
Kategori kinerja jaringan berbasis IP dalam jitter versi TIPHON (Telecomunications and internet protocol harmonization over networks), mengelompokkan menjadi empat kategori penurunan kinerja jaringan berdasarkan nilai jitter seperti pada tabel 2.2 berikut :
Tabel 2.2 QoS Jitter
Kategori Jitter Besar Jitter
Sangat Bagus 0 ms
Bagus 75 ms
Sedang 125 ms
Jelek 225 ms
(Sumber : Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON) General aspects of Quality of Service DTR/TIPHON-05006.1999)
2.4.1.3 Throughput
Kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Throughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses dari sebuah channel komunikasi (Bradner, S,1991). Proses penghitungan parameter throughput menggunakan rumus sebagai berikut (Constantine, B, 2011) :
𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 ≤𝑅𝑊𝐼𝑁 𝑅𝑇𝑇 Keterangan :
RWIN : TCP Receive Window (jumlah data TCP yang diterima) RTT : Rount-Trip Time (total waktu pengiriman data)
2.4.1.4 Packet Loss
Didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IP mencapai tujuannya. Kegagalan paket tersebut mencapai tujuan, dapat disebabkan oleh beberapa hal yaitu terjadinya overload trafik di dalam jaringan, tabrakan (congestion) dalam jaringan, error yang terjadi pada media fisik (Almes, G. Kalidindi, S. Zekauskas, M, 1999). Penghitungan packet loss didapatkan dengan menggunakan fungsi yang sudah ada pada aplikasi wireshark yaitu dengan menggunakan command “tcp.analysis.flags && !tcp.analysis.window_update” jika terdapat paket tcp yang jelek atau rusak seperti paket “TCP retransmission” maka packet tersebut lah yang kemudian dijumlahkan kemudian di rata – rata kan.
Secara umum terdapat empat kategori penurunan performansi jaringan dengan versi TIPHON (Telecomunications and internet protocol harmonization over networks, yaitu sebagai berikut :
Tabel 2.3 Qos Throughput
Kategori Packet Loss Packet Loss
Sangat Bagus 0
Bagus 3
Sedang 15
Jelek 25
(Sumber : Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks (TIPHON) General aspects of Quality of Service DTR/TIPHON-05006.1999)
