ABSTRAK
Penerapan live video streaming pada kegiatan sehari-hari diantaranya banyak digunakan untuk keperluan layanan video conferences. Dalam sebuah jaringan, live video streaming dapat digunakan pada jenis jaringan Unicast dan Multicast. Jaringan Unicast dan Multicast merupakan metode pengiriman data yang berbeda, Unicast memiliki jenis pengiriman one to one, sementara Multicast dalam proses pengiriman data menggunakan konsep one to many. Dari segi routing yang dipakai, keduanya menggunakan routing OSPF, dan secara khusus pada Multicast menerapkan konsep join group. Protokol tambahan dari Multicast yang tidak ada dalam Unicast ialah protokol PIM (Protokol Independent Multicast) dan protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). Protokol PIM digunakan untuk proses join antar router yang tergabung dalam sebuah jaringan, dan protokol IGMP digunakan untuk proses join antara PC (Host) dengan Router.
Dalam proses pendistribusian, komponen penting yang tidak terlepas dari kebutuhan pengiriman adalah bandwidth. Pemakaian bandwidth yang tepat dapat meminimalisir beban jaringan dan disisi lain dapat memaksimalkan pengiriman video ke client.
Tujuan dari skripsi ini ialah menganalisa sejauh mana bandwidth yang digunakan pada setiap router ketika berlangsung proses transmisi dan sejauh mana proses transmisi tersebut berpengaruh pada proses join pada PC Client.
Hasil menunjukkan bahwa dalam pemakaian bandwidth, Multicast jauh lebih hemat jika dibandingkan Unicast. Sedangkan untuk kecepatan join streaming video pada Jaringan Multicast lebih cepat jika dibandingkan dengan Unicast. Jadi, dalam ranah multimedia dan streaming, multicasting memberikan berbagai macam keunggulan dan keuntungan dalam penerapannya, baik itu dari segi penggunaan bandwidth maupun proses terhadap join video itu sendiri.
ABSTRACT
Application of live video streaming in daily activities including many used for video conferences services. In a network, live video streaming can be used in Unicast and Multicast network types. Unicast and Multicast networks are different methods of data transmission, Unicast has a one to one type of delivery, while Multicast in the process of sending data using the concept of one to many. In terms of routing is used, both of Multicast and Unicast use OSPF, and specifically for Multicast, that using concept of joint Multicast group. Additional Protokol of Multicast are not in Unicast protokol is PIM (Protokol Independent Multicast) and protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). PIM protokol is used to process the join between routers belonging to a network, and the IGMP protokol is used to process the join between the PC (Host) with the Router.
In the process of distribution, an important component that can not be separated from the delivery requirement is the bandwidth. Proper bandwidth usage can minimize the network load and on the other hand can maximize the video delivery to the client.
The purpose of this paper is to analyze the extent to which the bandwidth used on each router when ongoing transmission process and the extent to which the transmission process influence the process of joining the PC Client.
The results showed that the use of bandwidth, Multicast is much more efficient than unicast. As for the join speed streaming video on Multicast Network is faster when compared with Unicast. Thus, in the case of multimedia and streaming, multicasting provides a wide range of advantages and benefits in practice, both in terms of bandwidth usage and process to join the video itself.
i
ANALISIS UNJUK KERJA PENDISTRIBUSIAN DATA
LIVE STREAMING VIDEO PADA JARINGAN
IPv4 MULTICAST DAN IPv4 UNICAST
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Program Studi Teknik Informatika
Disusun Oleh
KRISMA ARGIYANTA
105314054
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
PERFORMANCE ANALYSIS OF LIVE STREAMING VIDEO DATA DISTRIBUTION ON NETWORK
IPv4 UNICAST AND IPv4 MULTICAST
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of The Requirements
To Obtain The Sarjana Komputer Degree
In Informatics Engineering Study Program
By
Krisma Argiyanta
105314054
INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
v
PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul "Analisis
Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streamsing Video Pada Jaringan IPv4 Multicast Dan IPv4 Unicast” beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan yang
tidak sesuai dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang
berlaku dalam masyarakat keilmuan.
Yogyakarta, 26 Januari 2015
Penulis
vi
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertandatangan dibawah ini, saya Mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Krisma Argiyanta
NIM : 105314054
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
"Analisis Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streaming Video Pada Jaringan
IPv4 Multicast Dan IPv4 Unicast “
Bersama perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya
memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk
menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk
pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di
internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu memberikan
royalty kepada saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 26 Januari 2015
Penulis
vii
ABSTRAK
Penerapan live video streaming pada kegiatan sehari-hari diantaranya
banyak digunakan untuk keperluan layanan video conferences. Dalam sebuah
jaringan, live video streaming dapat digunakan pada jenis jaringan Unicast dan
Multicast. Jaringan Unicast dan Multicast merupakan metode pengiriman data
yang berbeda, Unicast memiliki jenis pengiriman one to one, sementara Multicast
dalam proses pengiriman data menggunakan konsep one to many. Dari segi
routing yang dipakai, keduanya menggunakan routing OSPF, dan secara khusus
pada Multicast menerapkan konsep join group. Protokol tambahan dari Multicast
yang tidak ada dalam Unicast ialah protokol PIM (Protokol Independent
Multicast) dan protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). Protokol
PIM digunakan untuk proses join antar router yang tergabung dalam sebuah
jaringan, dan protokol IGMP digunakan untuk proses join antara PC (Host)
dengan Router.
Dalam proses pendistribusian, komponen penting yang tidak terlepas dari
kebutuhan pengiriman adalah bandwidth. Pemakaian bandwidth yang tepat dapat
meminimalisir beban jaringan dan disisi lain dapat memaksimalkan pengiriman
video ke client.
Tujuan dari skripsi ini ialah menganalisa sejauh mana bandwidth yang
digunakan pada setiap router ketika berlangsung proses transmisi dan sejauh mana
proses transmisi tersebut berpengaruh pada proses join pada PC Client.
Hasil menunjukkan bahwa dalam pemakaian bandwidth, Multicast jauh
lebih hemat jika dibandingkan Unicast. Sedangkan untuk kecepatan join
streaming video pada Jaringan Multicast lebih cepat jika dibandingkan dengan
Unicast. Jadi, dalam ranah multimedia dan streaming, multicasting memberikan
berbagai macam keunggulan dan keuntungan dalam penerapannya, baik itu dari
segi penggunaan bandwidth maupun proses terhadap join video itu sendiri.
Kata Kunci : IPv4, Bandwidth, Multicast, Unicast, OSPF, PIM-SM, IGMPv2,
viii
ABSTRACT
Application of live video streaming in daily activities including many used
for video conferences services. In a network, live video streaming can be used in
Unicast and Multicast network types. Unicast and Multicast networks are different
methods of data transmission, Unicast has a one to one type of delivery, while
Multicast in the process of sending data using the concept of one to many. In
terms of routing is used, both of Multicast and Unicast use OSPF, and specifically
for Multicast, that using concept of joint Multicast group. Additional Protokol of
Multicast are not in Unicast protokol is PIM (Protokol Independent Multicast) and
protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). PIM protokol is used to
process the join between routers belonging to a network, and the IGMP protokol
is used to process the join between the PC (Host) with the Router.
In the process of distribution, an important component that can not be
separated from the delivery requirement is the bandwidth. Proper bandwidth
usage can minimize the network load and on the other hand can maximize the
video delivery to the client.
The purpose of this paper is to analyze the extent to which the bandwidth
used on each router when ongoing transmission process and the extent to which
the transmission process influence the process of joining the PC Client.
The results showed that the use of bandwidth, Multicast is much more
efficient than unicast. As for the join speed streaming video on Multicast Network
is faster when compared with Unicast. Thus, in the case of multimedia and
streaming, multicasting provides a wide range of advantages and benefits in
practice, both in terms of bandwidth usage and process to join the video itself.
Keyword : IPv4, Bandwidth, Multicast, Unicast, OSPF, PIM-SM, IGMPv2,
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus, atas segala rahmat dan anugerah yang
telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Analisis Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streaming Video Pada Jaringan IPv4
Multicast Dan IPv4 Unicast
”
ini dengan baik. Dalam menyelesaikan tugas akhirini, penulis tidak lepas dari bantuan sejumlah pihak, oleh sebab itu penulis ingin
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah memberikan berkat dan rahmat yang
tak terhingga, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini
dengan baik dan lancar.
Asmoro S.T.,M.Kom, selaku dosen penguji tugas akhir.
6. Orangtua, Kakak, dan Adik yang telah menyumbang berupa materi dan
doa.
7. Chatarina Aprianingtyas, yang selalu memberikan semangat dan
dukungan doa.
8. Teman-teman seperjuangan Windy, Theo, Ngesti, Topel dan semua
teman seperjuangan lainnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
9. Seluruh rekan-rekan yang telah memberikan dukungan baik dukungan
teknis maupun dukungan moral.
10.Semua pihak yang penulis tidak dapat sebutkan satu persatu yang
x
Akhir kata, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Maka dari itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun demi perbaikan skripsi ini. Akhirnya, semoga skripsi ini sungguh
bermanfaat.
Yogyakarta, 26 Januari 2015
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined. SKRIPSI ... iii
PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA ... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
V. METODOLOGI PENELITIAN ... 4
VI. SISTEMATIKA PENULISAN ... 5
BAB II LANDASAN TEORI ... 7
2.1 INTERNET PROTOKOL VERSION4 (IPV4) ... 7
xii
2.1.2 STRUKTUR HEADER PAKET IPV4 ... 8
2.1.3 PENGALAMATAN IPv4... 11
2.2 VIDEO STREAMING ... 12
2.2.1 PROTOKOL VIDEO STRAMING ... 13
2.2.1.1 RTP (REAL-TIME TRANSPORT PROTOKOL) ... 14
2.2.1.2 UDP (USER DATAGRAM PROTOKOL) ... 16
2.2.1.3 RTSP (REAL TIME STREAMING PROTOKOL) ... 17
2.2.1.4 RTCP (REAL-TIME CONTROL PROTOKOL) ... 19
2.2.2 LIVE VIDEO STREAMING ... 19
2.2.3 APLIKASI VIDEO STRAMING ... 20
2.2.4 MODE JARINGAN VIDEO STRAMING ... 21
2.3 ROUTING ... 23
2.3.1 UNICAST ROUTING ... 24
2.3.1.1 OSPF (Open Shortest Path First) ... 24
2.3.2 MULTICAST ROUTING ... 26
2.3.2.1 GROUP MULTICAST ... 29
2.3.2.2 POHON DISTRIBUSI MULTICAST ... 29
2.3.2.3 MULTICAST FORWARDING ... 31
2.3.2.4 PROTOKOL MANAJEMEN KEANGGOTAAN GROUP MULTICAST ... 32
2.3.2.5 PROTOKOL INDEPENDENT MULTICAST (PIM) ... 33
2.3.2.6 KATEGORI PROTOKOL ROUTING MULTICAST ... 34
2.3.2.7 INTERNET GROUP MANAGEMENT PROTOKOL (IGMP) . 37 2.5 BANDWIDTH ... 41
2.5.1 PENGERTIAN BANDWIDTH ... 41
2.5.2 JENIS-JENIS BANDWIDTH ... 42
2.6 KOMPONEN PENGUJIAN ... 42
2.6.1 Wireshark ... 42
2.6.2 VideoLAN Client (VLC) ... 43
xiii
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 44
3.1 TOPOLOGI JARINGAN ... 44
3.2 PEMILIHAN HARDWARE DAN SOFTWARE ... 45
3.2.1 HARDWARE YANG DIGUNAKAN ... 45
3.2.1.1 Router Mikrotik RB951G-2HnD ... 45
3.2.1.2 Server (Laptop) ... 45
3.2.1.3 Client (PC) ... 45
3.2.2 SOFTWARE YANG DIGUNAKAN ... 46
3.2.2.1 Sistem Operasi ... 46
3.2.2.2 Wireshark ... 46
3.2.2.3 VLC Media Player ... 46
3.2.2.4 Winbox ... 47
3.3 SKENARIO PENGUJIAN ... 47
3.3.1 Pengujian Bandwidth terhadap router ... 48
3.3.1.1 Pengujian bandwidth pada jaringan IPv4 Multicast ... 48
3.3.1.2 Pengujian bandwidth pada jaringan IPv4 Unicast ... 49
3.3.2 Pengujian kecepatan join streaming ... 50
3.3.2.1 Pengukuran kecepatan Join Video pada jaringan multicast ... 50
3.3.3.2 Pengukuran kecepatan join video pada jaringan Unicast ... 51
3.4 DIAGRAM ALUR PENGUJIAN DAN FLOWCHART ... 52
3.4.1 Diagram alur pengujian Bandwidth ... 52
3.4.1.1 Diagram alur pengujian Bandwidth pada Unicast ... 52
3.4.1.2 Diagram alur pengujian Bandwidth pada Multicast ... 52
3.4.2 Diagram alur pengujian kecepatan join video ... 53
3.4.2.1 Diagram alur pengujian kecepatan join video pada Unicast ... 53
3.4.2.2 Diagram alur pengujian kecepatan join video Multicast ... 53
3.4.3 Flowchart pengujian ... 54
BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISIS ... 55
xiv
4.1.1 KONFIGURASI JARINGAN IPV4 UNICAST ... 56
4.1.1.1 Konfigurasi Topologi Jaringan IPv4 Unicast ... 56
4.1.1.2 Konfigurasi Pengalamatan IP Address ... 57
4.1.1.3 Konfigurasi Routing OSPF ... 57
4.1.2 KONFIGURASI JARINGAN IPV4 MULTICAST... 58
4.1.2.1 Konfigurasi PIM ... 60
4.2 KONFIGURASI PENGIRIMAN PAKET ... 61
4.2.1 Konfigurasi Pengujian Bandwidth ... 61
4.2.1.1 Konfigurasi Pengujian Bandwidth pada Jaringan IPv4 Multicast 61 4.2.1.2 Konfigurasi pada jaringan IPv4 Unicast ... 63
4.2.2 Konfigurasi Pengujian Kecepatan Join Video ... 64
4.2.3.1 Konfigurasi pada jaringan IPv4 Multicast ... 64
4.2.3.2 Konfigurasi pada Jaringan IPv4 Unicast ... 65
4.3. PENGUKURAN DAN ANALISIS ... 66
4.3.1 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Multicast ... 66
4.3.2 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Unicast ... 68
4.3.3 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Multicast dan Unicast. 70 4.3.4 Analisis Pengujian Kecepatan Join Video Jaringan Multicast ... 72
4.3.5 Analisis Pengujian Kecepatan Join Video Jaringan Unicast ... 86
4.3.6 Analisis Kecepatan join video pada Jaringan Multicast dan Unicast . 91 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 94
5.1 KESIMPULAN ... 94
5.2 SARAN ... 95
DAFTAR PUSTAKA ... 96
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Struktur Header IPv4 ... 8
Gambar 2. 2 RTP Header format [16] ... 15
Gambar 2. 3 RTSP Communication Protokol [22] ... 18
Gambar 2. 4 Proses Video Streaming [2] ... 21
Gambar 2. 5 Streaming Unicast Mode [6] ... 21
Gambar 2. 6 Unicast Data Distribution [4] ... 22
Gambar 2. 7 Streaming Multicast Mode [6] ... 22
Gambar 2. 8 Multicast Data Distribution [4] ... 23
Gambar 2. 9 Multicast Routing [15] ... 28
Gambar 2. 10 Unidirectional Shared Tree [21] ... 30
Gambar 2. 11 Ilustrasi cara kerja PIM-SM [14] ... 37
Gambar 2. 12 IGMP reports and queries [5] ... 40
Gambar 2. 13 Format Pesan IGMP [5] ... 40
Gambar 3. 1 Topologi Jaringan ... 44
Gambar 3. 2 Router Mikrotik RB 951G-2HnD ... 45
Gambar 4. 1 Topologi Unicast ... 56
Gambar 4. 3 Topologi Multicast ... 59
Gambar 4. 4 Interface List ... 62
Gambar 4. 5 Aliran Data Multicast 1 Stream ... 72
Gambar 4. 6 Aliran Data Multicast 2 Stream ... 74
Gambar 4. 7 Three Way Handshake proses Join Video pada Multicast ... 75
Gambar 4. 8 Capture Wireshark Join video Multicast ... 76
Gambar 4. 9 RTP Packet Header Wireshark ... 76
Gambar 4. 10 Interval Waktu Join Video ... 77
Gambar 4. 11 Capture Wireshark Proses Leave Group Multicast ... 78
Gambar 4. 12 Alur Proses Join Video RTSP ... 87
Gambar 4. 13 Aliran Data 1 stream ... 88
Gambar 4. 14 Aliran Data 2 Stream ... 89
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Layer yang berkerja pada streaming video/audio ... 13
Tabel 2. 2 Layer beserta protokol ... 14
Tabel 2. 3 Range Multicast Address ... 41
Tabel 4. 1 Kecepatan Join video PC 1 Pada Multicast ... 79
Tabel 4. 2 Keceptan Join Video PC 2 Pada Multicast ... 80
Tabel 4. 3 Kecepatan Join PC 3 Pada Multicast ... 81
Tabel 4. 4 Kecepatan Join Video PC 4 Pada Multicast... 82
Tabel 4. 5 Kecepatan Join Video PC 5 Pada Multicast... 83
Tabel 4. 6 Kecepatan Join Video PC 6 Pada Multicast... 84
Tabel 4. 7 Kecepatan Join Video Tercepat Pada Multicast ... 85
Tabel 4. 8 Kecepatan Join Unicast ... 90
xvii
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4. 1 Bandwidth Video Jaringan Multicast Pada Server ... 67
Grafik 4. 2 Bandwidth Video Pada Jaringan Unicast Pada Server ... 69
Grafik 4. 3 Rata-rata Bandwdith Video Pada Jaringan Multicast dan Unicast ... 70
Grafik 4. 4 Kecepatan Join Video PC 1 Pada Multicast ... 79
Grafik 4. 5 Kecepatan Join Video PC 2 Pada Multicast ... 80
Grafik 4. 6 Kecepatan Join PC 3 Pada Multicast ... 81
Grafik 4. 7 Kecepatan Join Video PC 4 Pada Multicast ... 82
Grafik 4. 8 Kecepatan Join Video PC 5 Pada Muticast ... 83
Grafik 4. 9 Kecepatan Join Video PC 6 Pada Multicast ... 84
Grafik 4. 10 Kecepatan Join Video Tercepat Pada Multicast ... 85
Grafik 4. 11 Kecepatan Join Unicast ... 91
BAB I
PENDAHULUAN
I. LATAR BELAKANG
Dalam teknologi jaringan, IPv4 merupakan salah satu komponen
utama yang saat ini digunakan dalam jaringan dan internet. Di samping
digunakan untuk keperluan pengalamatan dalam suatu jaringan, IPv4 dapat
digunakan untuk keperluan Multicast. Multicast merupakan salah satu
teknologi penyebaran data one to many. Penggunaan lain IPv4 selain
multicast ialah unicast. Multicast dan unicast merupakan 2 jenis
pengalamatan yang berbeda. Perbedaan tersebut terletak pada metode
transfer data dari pengirim ke penerima. Disamping perbedaan pada
metode transfer, pembeda lainnya ialah pada multicast terdapat teknologi
layanan broadcasting seperti teknologi streamingnya.
Teknologi streaming merupakan sebuah layanan di internet yang
dapat memungkinkan untuk mengakses suatu video maupun audio secara
langsung (live) dalam lingkup internet dan intranet. Salah satu penerapan
streaming ialah live streaming. Live video streaming mengandung
pengertian yaitu melakukan proses streaming video dengan tidak secara on
demand, dengan kata lain bahwa video yang diputar berlangsung secara
kontinyu. Penggunaan video dalam jaringan telah menjadi layanan
multimedia penting saat ini dalam dunia komunikasi dan hiburan selama
Dalam penerepannya live streaming dapat dijalankan pada
pengalamatan yang berbeda, yaitu pada alamat unicast dan multicast
tersebut. Multicast memberikan pengiriman data yang berbeda dari
unicast. Perbedaan tersebut terletak pada proses pendistribusiannya, yang
mana proses pendistribusian tersebut tentu saja melibatkan router.
Disamping itu juga, proses pendistribusian dalam suatu jaringan
membutuhkan bandwidth. Datarate video dan bandwidth merupakan dua
hal yang saling berkaitan. Video dapat terkirim dengan baik, jika semua
komponen dalam jaringan dapat mendukung datarate video tersebut,
diantaranya ialah bandwidth. Bandwidth adalah besaran yang
menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi
melalui sebuah network.[17]
Proses video streaming tidak terlepas juga dari waktu dimana video
tersebut diterima oleh client dari suatu server. Dengan proses
pendistribusian yang berbeda antara Multicast dan Unicast tentu akan
mempengaruhi join video itu sendiri.
Oleh sebab itu dalam skripsi ini, akan diteliti mengenai bandwidth
dan kecepatan join video streaming. Akan ada beberapa skenario untuk
melakukan pengambilan data mengenai bandwidth dan kecepatan video
streaming. Dari beberapa skenario tersebut, nantinya diharapkan diperoleh
II. RUMUSAN MASALAH
Permasalahan yang diangkat dalam menyelesaikan skripsi ini
adalah
1. Sejauh mana kebutuhan bandwidth untuk proses pendistribusian
live straming video pada jaringan IPv4 Multicast dan IPv4
Unicast?
2. Bagaimana pengaruh tipe pendistribusian pada jaringan IPv4
Multicast dan IPv4 Unicast terhadap kecepatan join streaming
video?
III. BATASAN MASALAH
Dalam mengerjakan skripsi ini ada beberapa batasan masalah dalam pengerjaannya. Batasan masalah tersebut antara lain :
1. Pengujian dilakukan dengan router Mikrotik RB951G-2HnD
sebanyak 6 buah dan PC sebanyak 7.
2. Jaringan yang digunakan adalah IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast
3. Data yang ditransmisikan dalam jaringan berupa live streaming
video.
4. Instalasi aplikasi yang akan digunakan untuk implementasi
streaming yaitu VideoLAN Client (VLC) pada sisi client dan
server.
5. Metode routing untuk pendistribusian secara Unicast dan Multicast
menggunakan routing OSPF dan untuk pendistribusian secara
6. Protokol yang digunakan proses streaming video pada jaringan
Multicast ialah protokol RTP dan untuk jaringan Unicast
menggunakan protokol RTSP.
IV. TUJUAN
1. Mengetahui kebutuhan bandwidth dalam proses transmisi live
video streaming pada jaringan IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast.
2. Mengetahui kecepatan join streaming video pada pada jaringan
IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast.
V. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi yang akan dilakukan dalam Tugas Akhir ini memiliki
beberapa tahapan, diantaranya sebagai berikut :
1. Studi Kepustakaan
Mengumpulkan referensi yang berkaitran dengan IP
Multicast, IP Unicast, serta parameter QoS baik dari segi kualitas
video maupun untuk traffic jaringan.
2. Perencanaan skenario pengujian dan alat pengujian
Pada tahap ini penulis menentukan dan merancang desain
jaringan yang akan dibangun, seperti topologi jaringan, konfigurasi
jaringan yang dipakai beserta alat uji yang digunakan. Kemudian
akan dibuat scenario pengujian berdasarkan topologi yang sudah
3. Pengukuran dan pengumpulan data
Pada tahap ini akan dilakukan pengukuran dan
pengumpulan data mengenai penggunaan router, kecepatan join
streaming dan performansi pendistribusian live streaming video.
4. Analisis Data
Dilakukan analisa unjuk kerja terhadap data yang telah
terkumpul ketika melakukan pengiriman video live streaming pada
jaringan IP Multicast dan IP Unicast .
VI. SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk memudahkan pembahasan, maka skripsi ini akan dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :
1. Bab I Pendahuluan
Bab ini meliputi latar belakang, permasalahan, tujuan,
pembatasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan.
2. Bab II Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang mendasari
penelitian tugas akhir ini.
3. Bab III Metodologi Penelitian
Bab ini menjelaskan tentang spesifikasi alat yang
4. Bab IV Implementasi dan Analisis
Bab ini berisi tentang pelaksanaan pengujian dan hasil
pengujian.
5. Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan atas analisa dan saran
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 INTERNET PROTOKOL VERSION4 (IPV4)
IPv4 adalah sebuah pengalamatan jaringan yang digunakan di
dalam protokol jaringan TCP/IP yang menggunakan protokol IP versi 4.
Panjang totalnya adalah 32 bit, dan secara teoritis dapat mengalamati
hingga 232 host computer dunia. Alamat IPv4 umumnya diekspresikan
dalam notasi decimal bertitik (dotted-decimal notation), yang dibagi
kedalam empat buat octet berukuran 8-bit sehingga nilainya berkisar
antara 0 hingga 255 (Umbu Hina Tarap, 2009)
2.1.1 IPV4 ADDRESSING
Alamat IP yang dimiliki oleh sebuah host dapat dibagi dengan
menggunakan subnet mask jaringan ke dalam dua buah bagian, yakni :
1. Network Identifier /NetID atau network address (alamat jaringan) yang
digunakan khusus untuk mengidentifikasikan alamat jaringan di mana
host berada. Alamat network identifier tidak boleh bernilai 0 atau 255
2. Host Identifier/Host ID atau Host Address (alamat host) yang
digunakan khusus untuk mengidentifikasikan alamat host (dapat
berupa workstation, server atau system lainnya yang berbasis teknologi
TCP/IP) di dalam jaringan. Nilai Host Identifier tidak boleh bernilai 0
atau 255 dan harus bersifat unik di dalam network identifier/segmen
2.1.2 STRUKTUR HEADER PAKET IPV4
Paket-paket data dalam protokol IPv4 dikirimkan dalam
bentuk datagram. Sebuah paket IPv4 terdiri atas header IP dan muatan
IP (Payload). Header IP menyediakan dukungan untuk memetakan
jaringan (routing), identifikasi muatan IP, ukuran header IP dan paket.
Gambar 2. 1 Struktur Header IPv4
IP, dukungan fragmentasi, dan juga IP options. Sedangkan
payload IP berisi informasi yang dikirimkan. Sebelum dikirimkan di
dalam suatu jaringan, paket IP akan dibungkus (encapsulation)
dengan header protokol lapisan antarmuka jaringan dan trailer-nya,
untuk membuat sebuah frame jaringan. Setiap paket terdiri dari
yang berbeda-beda. Pada gambar dibawah ini akan memperlihatkan
struktur header IPv4.
Menurut Forouzan (2003), header IPv4 terdiri atas
beberapa field sebagai berikut :
1. Version
Mengindikasikan versi IP yang digunakan. Field ini berukuran
4-bit
2. IP Header Length
Menunjukkan ukuran header yang digunakan dalam satuan per
4 bytes
3. Type of Services
Field ini menunjukkan layanan yang hendak dipakai oleh paket
yang bersangkutan
4. Total Length
Menunjukkan ukuran paket yang terdiri dari header dan data
5. Identification
Menunjukkan identitas suatu fragmen yang digunakan dalam
penyatuan kembali (reassembly) menjadi paket utuh
6. Flags
Menunjukkan tanda-tanda tertentu dalam proses fragmentasi
7. Fragmen Offset
8. Time to Live
Menunjukkan jumlah node maksimal yang dapat dilalui oleh
setiap paket yang dikirim
9. Protokol
Menunjukkan protokol di lapisan yang lebih tinggi
10.Header Checksum
Menunjukkan nilai yang digunakan dalam pengecekan
kesalahan terhadap header sebelum dengan sesudah
pengiriman
Menunjukkan informasi yang memungkinkan suatu paket
meminta layanan tambahan
14. Padding
Bit-bit “0” tambahan yang ditambahkan ke dalam field ini
untuk memastikan header IPv4 tetap berukuran multiple 32 bit
15. Data
Berisi informasi upper-layer. Panjang variable sampai dengan
2.1.3 PENGALAMATAN IPv4
a. Multicast
Multicast atau multicasting adalah sebuah teknik di mana
sebuah data dikirimkan melalui jaringan ke sekumpulan
komputer yang tergabung ke dalam sebuah grup tertentu, yang
disebut sebagai multicast group. Multicasting merupakan
sebuah cara pentransmisian data secara connectionless
(komunikasi dapat terjadi tanpa adanya negosiasi pembuatan
koneksi), dan klien dapat menerima transmisi multicast dengan
mencari di mana lokasinya, seperti halnya ketika kita
membuka sebuah stasiun radio untuk mendengarkan siaran
radio. Multicast sebenarnya merupakan mekanisme
komunikasi one-to-many, atau point-to-multipoint, dan berbeda
dengan cara transmisi unicast. Sebuah multicast group
memiliki sebuah alamat multicast, yaitu kelas D dalam alamat
IP versi 4 atau memang alamat multicast dalam alamat IP versi
6. Pada kelas D alamat IP versi 4, alamat yang direservasikan
untuk sebuah multicast group adalah 224.0.0.0 hingga
239.255.255.255.
b. Unicast
Unicast adalah sebuah metode pengiriman data dimana data
dikirimkan pada satu lokasi yang jelas, dan setiap lokasi yang
pengirim. Disini, kualitas pengiriman data dapat dijamin, karena
setiap kegagalan pengiriman akan diketahui oleh pengirim dan
dapat melakukan pengiriman ulang. Sistem inilah yang secara
umum digunakan pada sistem jaringan komputer saat ini.
Analogi yang sesuai kasus di atas adalah, kartu ucapan lebaran
dikirim dengan menggunakan jasa pengiriman tercatat kepada 1
alamat yang jelas. Apabila paket diterima, maka tanda bukti
penerimaan akan diberikan kepada pengirim, sedangkan apabila
paket tidak sampai, maka juga dilaporkan kepada pengirim.
Koneksi unicast adalah koneksi dengan hubungan one-to-one
antara 1 alamat pengirim dan 1 alamat penerima.
2.2 VIDEO STREAMING
Pengertian secara harafiah Video Streaming adalah sebuah
teknologi untuk memainkan file video secara langsung ataupun dengan
pre-recorder dari sebuah mesin server (web server). Dengan kata lain, file
video yang terletak dalam sebuah server dapat secara langsung dijalankan
pada saat setelah ada permintaan dari user, sehingga proses running
aplikasi yang didownload berupa waktu yang lama dapat dihindari tanpa
harus melakukan proses penyimpanan terlebih dahulu. Saat file video di
stream, akan berbentuk sebuah buffer di komputer client, dan data video
2.2.1 PROTOKOL VIDEO STRAMING
Protokol adalah sebuah peraturan yang ditetapkan dan diterapkan
pada suatu teknologi tertentu. Pada teknologi streaming, terdapat protokol
yang memang khusus diciptakan untuk mengeksekusi proses streaming
berupa konten video/audio.
Pada teknologi streaming, layer-layer mode OSI yang berperan
sebagai penunjang komunikasi antara dua perangkat ataupun banyak
perangkat terdapat pada Application Layer, Presentation Layer, Session
Layer, dan Transport Layer. Penjelasan secara ringkas tersebut terdapat
pada tabel di bawah
Tabel 2. 1 Layer yang berkerja pada streaming video/audio
Biasanya koneksi pada jaringan internet menggunakan TCP
(Transport Control Protokol) sebagai protokolnya. Namun hal ini secara
umum tidak berlaku kepada teknologi streaming. Protokol yang lazim
digunakan pada teknologi streaming adalah UDP (User Datagram
komunikasi antar device dibangun. Karenanya UDP mampu mentransfer
data lebih cepat dibanding TCP.
Pada streaming berupa video/audio, protokol yang dipakai adalah RTP
(Real-Time Treansport Protokol). RTP bekerja di atas UDP. RTP memiliki
fungsi untuk mentransmisikan bit-bit video/audio. Secara umum protokol
yang bekerja saat proses streaming mengacu pada model OSI dapat dilihat
pada tabel
Tabel 2. 2 Layer beserta protokol
2.2.1.1 RTP (REAL-TIME TRANSPORT PROTOKOL)
Real-Time Transport Protokol (RTP) merupakan protokol yang
dikembangkan diatas protokol User Datagram Protokol (UDP) untuk
menangani aplikasi-aplikasi multimedia. RTP menyediakan fungsi
end-to-end network transport yang memfasilitasi pengiriman data real time seperti
audio, video, dan simulation data via multicast atau unicast. Sebenarnya
video dapat dikirimkan secara langsung dalam UDP packet tanpa
menggunakan RTP, dikenal dengan UDP/RAW. Namun saat RTP
digunakan bersama dengan UDP, dimungkinkan adanya error detection
Gambar 2. 2 RTP Header format [16]
- V : singkatan dari version, menunjukkan versi RTP digunakan,
ukuran 2 bit
- P : singkatan dari padding, menunjukkan padding, byte tidak
digunakan di bawah paket untuk mencapai dimensi paritas paket,
ukuran 1 bit
- X : singkatan dari extension, menunjukkan ekstensi kepala, ukuran 1
bit
- CC : singkatan dari CSRC Count, menunjukkan jumlah
pengidentifikasi CSRC berikut header tetap, ukuran 4 bits
- M : singktan dari Marker, menunjukkan bit penanda, ukuran 1 bit
- PT : singkatan dari Payload Type, menunjukkan jenis payload, ukuran
- Sequnece Number : Menunjukkan nomor urutan bertahap satu per
satu untuk setiap paket data RTP yang dikirim,
dan dapat digunakan oleh penerima untuk
mendeteksi paket loss dan untuk
mengembalikan urutan paket, ukuran 16 bits.
- Timestamp : menunjukkan instan sampling oktet pertama
dalam paket data RTP, ukuran 32 bits.
- SSRC : singkatan dari synchronization source, field
untuk mengidentifikasi sinkronisasi sumber,
ukuran 32 bits.
- CSRC : singkatan dari contributing source, untuk
mengidentifikasi sumber-sumber kontribusi
payload yang terkandung dalam paket, ukuran
32 bits.
2.2.1.2 UDP (USER DATAGRAM PROTOKOL)
User Datagram Protokol merupakan protokol yang bersifat
connectionless. UDP memungkinkan sebuah aplikasi mengirimkan
datagram tanpa perlu menciptakan koneksi terlebih dahulu antara client
dan server. UDP datagram terdiri atas header dan payload, besar header
UDP adalah 8 byte. Header UDP terdiri atas port asal, port tujuan, panjang
UDP, dan checksum UDP tidak melakukan flow control, error control
ataupun melakukan retransmisi (pengiriman ulang UDP datagram). UDP
mengirimkan permintaan singkat dan mengharapkan balasan yang segera.
Pengkodean yang lebih mudah, pengiriman paket yang lebih sedikit, dan
tidak diperlukannya inisialisasi awal koneksi membuat UDP banyak
digunakan oleh aplikasi real-time.[6]
2.2.1.3 RTSP (REAL TIME STREAMING PROTOKOL)
Real Time Streaming Protokol (RTSP) merupakan protokol
jaringan komputer yang dirancang untuk digunakan dalam hiburan dan
sistem komunikasi untuk mengendalikan server aliran media (media
streaming). Protokol ini digunakan untuk menetapkan dan mengendalikan
sesi media antara dua titik ujungnya. Klien dari server media
mengeluarkan perintah seperti VCR, seperti play dan pause, untuk
mendukung kendali waktu nyata dari berkas media yang dijalankan server.
Transmisi aliran data tersebut bukan merupakan tugas protokol
RTSP. Sebagian besar server RTSP menggunakan Real-time Transport
Protokol (RTP) yang saling melengkapi dengan Real-time Control
Protokol (RTCP) untuk pengiriman aliran media.[19]
Berikut ini adalah beberapa permintaan (request) RTSP dasar.
Beberapa permintaan HTTP khas, seperti permintaan OPTIONS, juga
tersedia. Nomor port default pada lapisan transport untuk protokol ini
adalah 554.
OPTIONS
Permintaan OPTIONS mengembalikan tipe
DESCRIBE
Permintaan DESCRIBE menggunakan URL
(rtsp://…), dan tipe data yang dapat ditangani. Port default
dari protokol RTSP adalah 554, baik untuk pengiriman
UDP maupun TCP.
SETUP
Permintaan SETUP menentukan cara sebuah media
stream dikirimkan. Permintaan ini harus terlah
dilaksanakan sebelum permintaan PLAY dikirimkan.
2.2.1.4 RTCP (REAL-TIME CONTROL PROTOKOL)
RTCP adalah protokol kontrol yang bekerja sama dengan RTP.
Paket kontrol RTCP secara berkala dikirimkan oleh masing-masing paket
dalam sesi RTP untuk semua paket lainnya. RTCP digunakan untuk
mengontrol kinerja dan untuk tujuan diagnostik.[20]
2.2.2 LIVE VIDEO STREAMING
Dalam hal ini, Live video streaming mengandung pengertian yaitu
melakukan proses streaming video dengan tidak secara on demand, dengan
kata lain bahwa video yang diputar berlangsung secara kontinyu.
Live stream umumnya disediakan oleh alat yang disebut streaming.
Streaming mengirimkan informasi langsung ke komputer atau perangkat
tanpa menyimpan file ke hard disk. On Demand streaming ini disediakan
oleh sarana disebut progresif streaming atau download progresif. Progresif
streaming menyimpan file ke hard disk dan kemudian dimainkan dari
lokasi itu. On Demand stream sering disimpan ke hard disk dan server
untuk jumlah yang lama, sedangkan aliran hidup hanya tersedia pada satu
waktu saja (misalnya selama pertandingan Sepak Bola). Dikodekan audio
dan video stream dirakit dalam wadah bitstream seperti ASF atau ISMA.
Bitstream ini disampaikan dari server streaming ke klien streaming
menggunakan protokol transport, seperti MMS atau RTP. Streaming klien
dapat berinteraksi dengan server streaming menggunakan protokol kontrol,
2.2.3 APLIKASI VIDEO STRAMING
Multimedia merupakan penggunaan beberapa media yang
berbeda untuk menggabungkan dan menyampaikan informasi dalam
bentuk text, audio, dan video. Pada sistem multimedia terdistribusi,
dibutuhkan protokol jaringan yang mengaturnya. Protokol merupakan
persetujuan tentang bagaimana komunikasi diproses antara 2 node. Salah
satu contoh dari multimedia yaitu video streaming. Streaming merupakan
suatu teknik yang digunakan untuk melakukan transfer data sehingga dapat
diproses secara tetap dan kontinyu. Streaming biasanya diidentikkan
dengan realtime. Faktor utama yang menyebabkan streaming bersifat
realtime adalah tidak adanya media penyimpanan yang digunakan untuk
menyimpan paket data. Paket data akan disimpan pada sebuah buffer dan
kemudian ditampilkan ke layar. Setelah selesai, data pada buffer akan
dibuang dan buffer digunakan untuk menyimpan data yang baru. Video
streaming merupakan suatu metode yang memanfaatkan suatu streaming
server untuk mentransmisikan digital video melalui suatu jaringan data
sehingga video palyback dapat langsung dilakukan tanpa harus menunggu
proses download selesai terlebih dahulu ataupun menyimpannya terlebih
dahulu disisi PC client. Sistem video streaming melibatkan proses
encoding terhadap isi dari data video, dan kemudian mentransmisikan
video streaming melalui suatu jaringan, sehingga client tujuan dapat
mengakses, melakukan decoding, dan menampilkan video tersebut secara
Proses video streaming dapat ditunjukkan pada Gambar 2.4 dibawah ini.
Gambar 2. 4 Proses Video Streaming [2]
2.2.4 MODE JARINGAN VIDEO STRAMING
Data dapat dikirim melalui jaringan secara unicast maupun
multicast
1. Unicast
Unicast bersifat end-to-end seperti yang terlihat pada
gambar 2.5, yaitu pengiriman data dari satu client ke client yang
lain atau setiap client menerima stream data yang berbeda dari
client yang lain. [8]
Gambar 2. 6 Unicast Data Distribution [4]
2. Multicast
Server hanya mengirimkan satu jenis data stream saja yang
kemudian diduplikasikan oleh router khusus sebelum dikirim
melalui jaringan ke beberapa client. Streaming ini dapat dilihat
pada gambar 2.7
Gambar 2. 8 Multicast Data Distribution [4]
2.3 ROUTING
Routing adalah proses pememilihan jalur dan pemandu arah
jalannya paket data agar bisa sampai ke alamat network yang dituju.
Alat yang digunakan untuk routing disebut router. Sebuah router
diperlukan manakala ingin menghubungkan dua atau lebih network yang
berbeda. Dimisalkan ada paket yang akan dikirimkan dari alamat network
X menuju alamat network Y. Maka ketika paket ingin berpindah alamat
network diperlukan sebuah router. Router memerlukan informasi route
yang mendifinisikan kemana paket harus di forward untuk mencapai
tujuan (next-hop address). Semua informasi route akan disimpan di table
routing pada router tersebut. Informasi route dalam table routing berisi
network tujuan, next-hop address, metric. Pada tiap hop, router
menentukan kemana paket harus diforward berdasar pada informasi yang
ada pada IP Header paket tersebut. Jika network yang dituju merupakan
network yang terhubung langsung pada router, maka paket akan
diforward langsung ke host tujuan. Jika network yang dituju tidak
(next-hop router). Namun jika, tidak ada informasi network tujuan pada
tabel routing dan router tidak memiliki informasi default route, maka paket
akan di drop.
2.3.1 UNICAST ROUTING
Fungsi dari unicast routing protokol adalah untuk menentukan jalur
terpendek dari sumber (pengirim) ke tujuan. Mungkin dengan cara
mengirimkan pesan pemberitahuan (advertisement) ke router terdekat
(distance vector) atau dengan menghitung secara lengkap basis data dari
sebuah topologi jaringan (link state). Dari dua metode tersebut
menghasilkan tabel routing yang menentukan interface mana yang akan
meneruskan paket, dan juga router selanjutnya yang akan dilewati. Ini
menunjukkan bahwa unicast routing protokol selalu merujuk untuk
menentukan downstream interface selanjutnya. [3]
2.3.1.1 OSPF (Open Shortest Path First)
OSPF bekerja berdasarkan algoritma Shortest Path First yang
dikembangkan berdasarkan algoritma Dijkstra. Sebagai Interior Gateway
protokol (IGP). Interior Gateway protokol atau Interior Routing Protokol
dikembangkan untuk menghubungkan router-router dibawah kendali
administrator jaringan (Sofana, 2008). OSPF mendistribusikan informasi
routing-nya di dalam router-router yang tergabung ke dalam suatu AS. AS
adalah jaringan yang dikelola oleh administrator setempat. OSPF
sangat efisien dalam proses pengiriman update informasi rute. OSPF
merupakan protokol alternatif untuk menutupi kelemahan RIP. OSPF juga
merupakan protokol routing yang menggunakan prinsip multipath (multi
path protokol) dapat mempelajari berbagai rute dan memilih lebih dari satu
rute ke host tujuan.
OSPF digunakan bersamaan dengan IP, maksudnya paket OSPF
dikirim bersamaan dengan header paket data IP. Setiap router OSPF
mempunyai database yang identik yang menggambarkan topologi suatu
Autonomous System yang disebut dengan Link State database (Topological
database). Dari database ini, perhitungan Shortest Path First dilakukan
untuk membentuk Routing Table. Perhitungan ulang terhadap Shortest
Path First dilakukan apabila terjadi perubahan pada topologi jaringan.
OSPF memungkinkan beberapa jaringan untuk dikelompokkan bersama.
Pengelompokkan seperti ini dinamakan dengan area dan topologinya
tersembunyi dari seluruh AS. Informasi yang tersembunyi ini
memungkinkan penurunan traffic routing. Dengan menggunakan konsep
area sistem penyebaran informasinya menjadi lebih teratur dan
tersegmentasi. Dengan adanya distribusi routing yang teratur, maka
penggunaan bandwidth akan lebih efisien, lebih cepat mencapai
konvergensi, dan lebih presisi dalam menentukan rute terbaik dalam
mengirim paket (Syafrizal, 2008).
OSPF dalam broadcast multi-access, DR dan BDR sangat
Hello Packet. Di dalam hello packet ada sebuah field berisikan ID dan
nilai Priority dari sebuah Router. Semua router yang ada dalam jaringan
broadcast multi-access akan menerima hello dari semua router yang ada
dalam jaringan tersebut pada saat pertama kali OSPF berjalan. Router
dengan nilai priority tertinggi akan menang dalam pemilihan dan langsung
menjadi DR. Router dengan nilai priority dengan urutan kedua akan dipilih
menjadi BDR. Secara default, semua router OSPF akan memiliki nilai
priority 1. Range priority ini dimulai dari 0-255. Nilai 0 akan menjamin
router tersebut tidak akan menjadi DR atau BDR, sedangkan nilai 255
menjamin sebuah router pasti akan menjadi DR.
Setelah terbentuk hubungan antar router-router OSPF, tahapan
berikutnya ialah bertukar informasi mengenai state-state akan jalur-jalur
yang ada dalam jaringan. DR yang akan melayani setiap router yang ingin
bertukar informasi OSPF dengannya, DR akan memulai lebih dulu proses
pengiriman ini.
2.3.2 MULTICAST ROUTING
Multicast merupakan mekanisme pengiriman aliran paket data dari
satu sumber ke suatu grup yang berisi kumpulan host penerima.
Keuntungan utama dari IP multicast adalah kemampuannya untuk
melakukan penghematan bandwidth. Ini karena sumber multicast cukup
mengirimkan satu aliran paket data saja untuk suatu grup berisi n
penerima yang menginginkan data tersebut. Aliran data tersebut akan
grup tersebut pada jaringan di bawahnya. Bila menggunakan metode
unicast, maka sumber harus mengirimkan sebanyak n data untuk n
penerima. Bila menggunakan metode broadcast, maka setiap node di
jaringan akan menerima data tersebut, meskipun sebenarnya node
tersebut tidak meminta data tersebut. Dengan demikian, jaringan akan
terhindar dari beban trafik yang tidak perlu.
Melakukan pengiriman paket data ke suatu grup disebut sebagai
multicasting. Sedangkan algoritma routingnya disebut multicast routing.
Multicast mengirimkan data menggunakan sebuah alamat multicast untuk
seluruh host yang tergabung dalam grup multicast. Router yang terletak
diantara host pengirim dan penerima menggunakan alat grup multicast
untuk memandu perjalanan data. Router memforward paket data yang
telah diduplikasi menuju arah host yang terdaftar.
Pada gambar menunjukkan S2 mengirim data ke alamat grup
multicast. Grup multicast berisi 3 host yaitu G1, G2, dan G3. Data yang
dikirim diduplikasi oleh router R1 dan R3 untuk meyakinkan bahwa data
tersebut sampai kepada host-host yang terdaftar di group multicast. G4 dan
G5 tidak masuk kedalam grup multicast, sehingga tidak menerima data
Gambar 2. 9 Multicast Routing [15]
Ketika proses multicast routing mengetahui ada router yang
langsung terkoneksi ke host dalam grup multicast, router akan saling
bertukar informasi dengan router lainnya. Sehingga pada kondisi
pertukaran informasi seperti ini, akan terbentuk rantai pohon yang
menghubungkan antar satu host dengan host lainnya dalam grup multicast.
Karena rantai pohon sudah terbentuk, data multicast akan diteruskan ke
host penerima tersebut. Protokol yang terlibat dalam pertukaran informasi
antar router ini disebut Multicast routing protokol. Macam-macamnya
adalah Protokol Independent Multicast Sparse Mode (PIM-SM), Protokol
Independent Multicast Dense Mode (PIM-DM), dan Distance Vector
2.3.2.1 GROUP MULTICAST
Multicast didasarkan pada konsep grup. Keberadaan sebuah
grup penerima menunjukkan adanya keinginan dalam menerima aliran
data tertentu. Grup ini tidak dibatasi oleh topologi fisik ataupun
geografis. Host anggota grup tersebut dapat berada di mana saja di
Internet. Host yang menginginkan untuk menerima aliran data multicast
yang ditujukan ke suatu grup tertentu harus bergabung (join) dengan
grup tersebut terlebih dahulu. Mekanisme koneksi host dengan router
multicast untuk bergabung ataupun meninggalkan (leave) suatu grup
diatur oleh protokol tertentu. Untuk IPv4, protokol tersebut adalah
IGMP (Internet Group Message Protokol). Sedangkan untuk IPv6, hal ini
dilaksanakan oleh MLD (Multicast Listener Discovery).
2.3.2.2 POHON DISTRIBUSI MULTICAST
Pada IP unicast, trafik dirutekan sepanjang jalur dari node
pengirim ke penerima. Hal berbeda terjadi pada IP multicast, di mana
sumber mengirimkan trafik multicast ke suatu grup penerima yang
diwakili oleh sebuah alamat grup multicast. Untuk mengirimkan trafik
multicast ke seluruh penerima, digunakan pohon distribusi multicast untuk
mendeskripsikan jalur yang ditempuh oleh trafik IP multicast di dalam
jaringan.
Shared Tree
Tidak seperti source tree yang berpusat pada sumber multicast,
Root) yang ditempatkan di titik tertentu pada jaringan. Bergantung pada
protokol routing yang digunakan, titik pusat ini disebut Rendezvous Point
(RP) ataupun core.
Berdasarkan sifat aliran multicastnya, shared tree dibagi menjadi
dua yaitu unidirectional shared tree (satu arah) dan bidirectional shared
tree (dua arah). Pada unidirectional shared tree (satu arah), atau lebih
sering disebut shared tree (ST), trafik multicastnya hanya akan mengalir
ke penerima dari arah downstream RP yang digunakan. Pada bidirectional
shared tree, atau biasa disingkat BST, trafik dapat mengalir kearah
upstream ataupun downstream sepanjang shared tree yang digunakan.
Yang dimaksud dengan upstream RP adalah interface RP yang menerima
trafik multicast sumber (incoming interface). Sedangkan downstream
adalah interface tempat RP mengirimkan trafik tersebut ke node penerima
(outgoing interface).
Trafik multicast dari sumber host A dan F dikirim menuju ke pusat pohon
distribusi (router D), baru kemudian trafik tersebut dikirimkan ke
masing-masing penerima. Karena seluruh sumber multicast menggunakan pohon
distribusi bersama, maka notasi pohonnya adalah (*,G). Tanda *
menunjukkan semua sumber, dan G menunjukkan grup multicast.
2.3.2.3 MULTICAST FORWARDING
Multicast pada subnetwork local tidak memerlukan keberadaan
router multicast. Sumber data cukup mengirimkan stream data multicast ke
subnet tersebut, maka host penerima yang terdapat pada subnet yang
sama akan mendapatkan stream data tersebut. Hal yang berbeda dialami
bila data multicast harus dirutekan ke subnetwork lain. Subnet sumber data
harus terhubung dengan router multicast, dimana router tersebut juga
terkoneksi dengan router multicast yang lain. Hal ini memerlukan
tiga buah mekanisme :
• Kemampuan untuk membangun jalur distribusi (distribution tree).
• Keberadaan protokol routing multicast.
• Keberadaan protokol manajemen grup yang memungkinkan
router untuk memonitor keanggotaan suatu grup multicast pada
subnet di bawahnya.
Prinsip dasar routing unicast adalah meneruskan aliran data menuju
penerima. Pada perutean multicast, sumber harus mengirimkan trafik ke
meneruskan trafik multicast menjauhi sumber. Metode ini disebut sebagai
Reverse Path Forwarding (RPF). RPF memiliki karakteristik berikut :
• Trafik mengikuti jalur terpendek dari sumber ke setiap tujuan.
• Pohon yang berbeda akan dihitung untuk setiap sumber yang
berbeda.
• Pengiriman paket didistribusikan melalui berbagai link jaringan.
Metode RPF memungkinkan router untuk meneruskan trafik multicast ke
sepanjang pohon distribusi secara benar dan menghindari looping.
Router tersebut harus mengingat arah mana yang menuju sumber
(upstream) dan arah yang menuju penerima (downstream). Router
hanya akan meneruskan suatu paket multicast apabila paket tersebut
diterima pada interface upstream. Ketika ada sejumlah jalur
downstream, router akan mereplikasi paket tersebut sebanyak downstream
yang ada.
2.3.2.4 PROTOKOL MANAJEMEN KEANGGOTAAN GROUP
MULTICAST
Router multicast menggunakan IGMP maupun MLD untuk
mempelajari grup mana yang memiliki anggota pada network dibawah
router tersebut. Router multicast tersebut menyimpan daftar
keanggotaan grup multicast beserta timer untuk setiap keanggotaan
grup tersebut. Meskipun penjelasan berikut untuk IGMP saja, namun
Tipe message dasar IGMPv2 (dijelaskan di RFC 2236) adalah
Membership Query (MQ), Membership Report (MR), dan Leave Group
(LG). Host yang ingin bergabung dengan grup multicast tertentu akan
mengirimkan message MR berisi referensi grup multicast tersebut ke
router. Router kemudian akan membuat entri forwarding tabel dan
timeout dan menghentikan proses forwarding stream data yang ditujukan
untuk grup tersebut. Message LG digunakan oleh host penerima yang
secara eksplisit memberitahu router bahwa ia akan meninggalkan
grup multicast. Dengan LG, maka router tidak perlu menunggu
message MQ time out untuk mengetahui bahwa host tersebut sudah
meninggalkan grup multicastnya.
2.3.2.5 PROTOKOL INDEPENDENT MULTICAST (PIM)
Protokol Independent Multicast (PIM) merupakan salah satu
multicast routing protokol yang sering digunakan, terutama pada
perangkat-perangkat Cisco Router. Setiap router yang
mengimplementasikan PIM saling bertukar pesan untuk menentukan
Source dengan Group (S, G ) sebagai satu kesatuan informasi. Ketika
semua router di dalam jaringan telah menentukan upstream interface dan
downstream interface yang menghubungkan Source dengan Group (S, G ),
maka terbentuklah multicast tree, seperti terlihat pada gambar di bawah.
Source dan router yang terhubung langsung dengan source sebagai
akarnya, dan cabang-cabang yang merupakan semua subnet jaringan yang
memiliki anggota setidaknya satu dari sebuah grup. Tidak ada cabang yang
tidak memiliki anggota yang berhubungan dengan suatu grup. Mekanisme
ini disebut juga reverse path multicast (RPM). [3]
2.3.2.6 KATEGORI PROTOKOL ROUTING MULTICAST
Protokol routing multicast untuk mikrotik menggunakan PIM-SM
(Protcol Indeoendent Multicast-Sparse Mode).
• Protokol sparse mode
PIM-SM menggunakan model pull untuk mengirimkan
traffic multicast dimana hanya segmen jaringan dengan penerima
aktif yang sudah secara eksplisit bergabung dengan group yang
akan menerima traffic. PIM-SM menyampaikan informasi
mengenai source yang aktif dengan menyampaikan paket data pada
shared tree. Pada PIM-SM, router menganggap bahwa router lain
tidak ingin menyampaikan paket multicast ke suatu group kecuali
jika ada permintaan secara eksplisit untuk traffic multicast. Ketika
mengirim pesan PIM Join ke RP. RP bertugas untuk mencatat grup
multicast. [11]
Rendezvous Point merupakan suatu peran yang dijalankan
oleh sebuah router ketika beroperasi dalam mode PIM-SM. Sebuah
RP dibutuhkan hanya ketika jaringan multicast menggunakan
PIM-SM, karena pada PIM-SM semua traffic dari sumber diteruskan ke
RP untuk kemudian disampaikan ke penerima. RP bertindak
sebagai tempat bertemunya data multicast dari sumber dan
penerima. Dengan demikian bisa dilihat bahwa dalam kondisi ini
RP hanya dibutuhkan untuk memulai sesi baru antara sumber dan
penerima. Konsekuensinya adalah RP akan mengalami sedikit
overhead dari penyampaian dan pemrosesan traffic. [11]
Sparse mode menggunakan shared tree di dalam
mendistribusikan trafik multicast. Berbeda dengan dense mode,
sparse mode menggunakan prinsip pull, di mana trafik
multicast ‘ditarik’ oleh penerima di jaringan. Artinya, trafik
multicast tidak akan dikirimkan kecuali ada permintaan secara
eksplisit dari penerima melalui mekanisme Join.
Cara kerja PIM-SM dapat diilustrasikan dengan konsep pull
yaitu host yang menginginkan paket data multicast mengirimkan
request PIM Join kepada router local. Pesan request PIM Join
tersebut kemudian diteruskan ke server sebagai penyedia paket
penyedia paket data yang diminta oleh host. Karenanya ada sebuah
router router yang dijadikan root agar router local mampu
mengetahui dimana lokasi server dan server juga mampu
mengetahui dimana lokasi host yang melakukan request data.
Router yang berperan menjadi root disebut RP (Rendezvous Point).
Setelah host mengirimkan pesan PIM Join ke router local,
kemudian router local meneruskan PIM join tersebut ke RP. Ketika
pesan PIM Join sampai pada RP, maka RP akan mengalirkan paket
data ke router local yang merequest PIM Join. Lalu router local
tersebut akan meneruskannya ke host yang merequest. Aliran paket
data inilah yang membentuk rantai pohon pada jaringan multicast
dengan RP sebagai rootnya dan host yang tergabung dalam group
sebagai leafnya.
Kemudian saat host memutuskan aliran paket data atau
meninggalkan grup multicast, maka router local akan mengirimkan
pesan PIM Prune kepada RP. Saat pesan sampai di RP, maka RP
akan menghentikan aliran paket data ke host yang meninggalkan
Gambar 2. 11 Ilustrasi cara kerja PIM-SM [14]
2.3.2.7 INTERNET GROUP MANAGEMENT PROTOKOL (IGMP)
Internet Group Management Protokol (IGMP) merupakan protokol
pada layer network. Protokol ini digunakan untuk menentukan alamat
group multicast yang sedang aktif dalam suatu jaringan. IGMP [RFC
1112] mengizinkan suatu computer untuk memberitakan pada
multicast-enable-router bahwa ia menghendaki paket IP yang dikirimkan
menggunakan alamat multicast dan ditujukan pada
multicast-enable-router. Alamat multicast yang digunakan oleh multicast-enable-multicast-enable-router.
Alamat multicast yang digunakan computer untuk mengirimkan pesan
IGMP adalah 224.0.0.2. Pesan IGMP akan digunakan oleh
multicast-enable-router untuk menentukan apakah paket multicast dari suatu
network akan diteruskan pada network lainnya. Dengan kata lain, paket
multicast-enable-router yang ada bahwa ia mengirimkan paket dengan
alamat multicast tertentu.
Pada IGMPv2, terdapat empat tipe untuk pesan IGMP :
a) Membership query
b) Version 1 membership report
c) Version 2 membership report
d) Leave group
Suatu computer yang menghendaki paket multicast akan
mengirimkan IGMP. Pesan ini dikirimkan kepada multicast-enable-router
yang akan digunakan untuk menentukan paket multicast yang akan
diteruskan dan interface yang digunakan. Router secara periodic
mengirimkan IGMP membership query untuk memeriksa apakah masih
terdapat host yang aktif pada sebuah subnet pada jaringan. Jika tidak ada
balasan dari tiga kali IGMP membership query, router akan berhenti
mengirimkan trafik multicast ke group tersebut.
Untuk memvalidasi alamat group multicast yang aktif, router
secara periodic mengirimkan pesan IGMP Group Membership Query
kepada seluruh alamat multicast host (224.0.0.1), pesan ini tidak langsung
diterima oleh semua host untuk mencegah IGMP Group Membership
Query Storm, host yang menerima pesan IGMP Group Membership Query
akan mengambil waktu random tertentu. Setelah waktu random tercapai
Dengan adanya waktu random ini maka suatu host tergabung dalam group
yang sama tidak perlu mengirimkan pesan IGMP Membership Report.[21]
Internet Group Management Protokol (disingkat menjadi IGMP)
adalah salah satu protokol jaringan dalam kumpulan protokol
Transmission Control Protokol/Internet Protokol (TCP/IP) yang bekerja
pada lapisan jaringan yang digunakan untuk menginformasikan
router-router IP tentang keberadaan group-group jaringan multicast. Sekali
sebuah router mengetahui bahwa terdapat beberapa host dalam jaringan
yang terhubung secara lokal yang tergabung ke dalam group multicast
tertentu, router akan menyebarkan informasi ini dengan menggunakan
protokol IGMP kepada router lainnya dalam sebuah internetwork sehingga
pesan-pesan multicast dapat diteruskan kepada router yang sesuai. IGMP
kemudian digunakan untuk memelihara keanggotaan group multicast di
dalam subnet lokal untuk sebuah alamat IP multicast. [8]
Pada Gambar di bawah ini merupakan 2 pesan IGMP, yaitu
laporan yang dikirimkan oleh host dan pertanyaan yang dikirim oleh
router. Router meminta masing-masing host untuk mengidentifikasi
Gambar 2. 12 IGMP reports and queries [5]
Pesan IGMP
IGMP tipe 1 merupakan sebuah permintaan yang dikirm oleh
router multicast, sedangkan tipe 2 merupakan respon yang dikirm oleh
host. Checksum dihitung dengan cara yang sama seperti checksum ICMP.
Pengalamatan group ip address menggunakan kelas D.
Gambar 2. 13 Format Pesan IGMP [5]
2.3.2.8 PENGALAMATAN GRUP IP MULTICAST
Suatu group multicast dapat dikenali dari alamat group multicast
yang digunakannya. Paket Multicast akan disampaikan dengan
menggunakan destination address alamat group multicast tersebut. Tidak
seperti alamat unicast yang secara unik mengidentifikasi sebuah host, IP
address multicast tidak mengidentifikasi satu host tertentu melainkan
sekelompok host yang memiliki IP address Unicast yang memiliki IP