iv
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
_________________________________________________________________
Jurusan Teknik Informatika Program Studi Networking Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007
SISTEM EVALUASI QUALITY OF SERVICE PADA JARINGAN
MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING
Agustino 0700679934
Meldy Feryanto 0700711550
Darwin Malik 0700729586
Abstrak
Tujuan dari penulisan skripsi adalah untuk mengimplementasikan salah satu metoda QoS, yaitu Diff-Serv, pada jaringan berbasis VPN MPLS dan menganalisa sampai sejauh mana pengaruh penerapan Diff-Serv terhadap performasi jaringan VPN MPLS. Pada pembuatan skripsi ini digunakan beberapa metode penelitian, antara lain studi kepustakaan, perancangan jaringan dan simulasi di laboratorium, dan analisis hasil simulasi. Adapun hasil yang dicapai adalah customer dari service provider dapat mengetahui hasil pengujian terhadap performasi jaringan yang dijanjikan service provider, yaitu infrastuktur jaringan VPN MPLS yang lebih baik, optimal, cost-effective, dan QoS-guaranteed dengan mempertimbangkan komposisi trafik pada jaringannya, sehingga mereka merasa pantas untuk membayarnya. Simpulan, jaringan VPN MPLS dengan Quality of Service dapat menjadi solusi yang handal untuk trafik real-time (dalam skripsi ini VoIP) maupun non real-time (dalam skripsi ini FTP).
Kata Kunci
Quality of Service, Multiprotocol Label Switching
v
PRAKATA
Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan anugerah-Nya yang telah diberikan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan penulisan laporan tugas akhir ini.
Maksud dari penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan studi Jurusan Teknik Informatika jenjang pendidikan Strata I (S1) pada Universitas Bina Nusantara, Jakarta.
Kami menyadari bahwa isi laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk perbaikan penulisan laporan tugas akhir ini.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :
1. Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, Jakarta.
2. Mohammad Subekti, BE.,M.Sc.., selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika.
3. Bapak Lukas Siswanto Tanutama Ir., MM selaku dosen pembimbing laporan tugas akhir yang telah banyak memberikan saran, dorongan, nasihat, serta koreksi terhadap penyelesaian laporan tugas akhir ini
4. Seluruh dosen jurusan Teknik Informatika yang telah membantu kami dalam pengumpulan data dan informasi untuk penulisan laporan tugas akhir ini.
vi
5. Pihak Compnet Integrator yang telah memberikan pinjaman sarana dan prasarana untuk menunjang penulisan laporan tugas akhir ini.
6. Orang tua, kakak dan adik kami yang telah banyak memberikan dukungan dan doa.
7. Seluruh teman-teman yang telah memberikan perhatian dan bantuan dalam penyusunan laporan tugas akhir kami.
Akhir kata, semoga apa yang tertulis dalam laporan tugas akhir ini dapat menjadi suatu sumbangan pikiran dan menambah wawasan bagi para pembaca.
Jakarta, 22 Januari 2007
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar ...i
Halaman Judul Dalam...ii
Halaman Persetujuan Hardcover...iii
Abstrak ...iv
Prakata...v
Daftar Isi ...vii
Daftar Gambar...xii
Daftar Tabel ...xv
BAB 1 PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar belakang...1
1.2 Ruang Lingkup...6
1.3 Tujuan dan Manfaat ...7
1.4 Metodologi Penelitian ...7
1.5 Sistematika penulisan...8
BAB 2 LANDASAN TEORI...9
2.1 Pengertian Jaringan ...9
2.2 Topologi Jaringan...10
2.2.1. Topologi Fisik ...10
2.2.2. Topologi Logika...13
2.3 Perangkat Jaringan ...13
2.4 Routing...16
2.4.1. Static Routing...16
2.4.2. Dynamic Routing ...16
viii
2.5 Routing Protocol ...17
2.5.1. Autonomous Systems (AS)...18
2.5.2. Distance Vector Routing Protocol ...19
2.5.3. Link-State Routing Protocol ...21
2.5.4. Contoh-Contoh Protokol Routing ...24
2.5.4.1 Routing Information Protocol (RIP) ...24
2.5.4.2 Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) ...26
2.5.4.3 Open Shortest Path First (OSPF) ...27
2.5.4.4 Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) ...28
2.5.4.5 Border Gateway Protocol (BGP) ...30
2.6 Wide Area Network (WAN) ...31
2.7 Teknologi WAN...32
2.7.1. Circuit Switching ...32
2.7.2. Packet Switching...33
2.8 Multiprotocol Label Switching (MPLS) ...34
2.8.1. Pendahuluan ...34
2.8.2. Packet Forwarding pada Jaringan IP Tradisional Versus MPLS ...35
2.8.3. Arsitektur MPLS ...37
2.8.4. Istilah-Istilah dalam MPLS ...38
2.8.5. Operasi pada MPLS ...41
2.8.6. Frame-Mode MPLS ...45
2.8.7. Cell-Mode MPLS...46
2.9 Virtual Private Network MPLS (VPN MPLS) ...47
2.9.1. Pendahuluan ...47
ix
2.9.2. Kategori VPN...47
2.9.3. Arsitektur dan Terminologi VPN MPLS ...50
2.9.4. Model Routing pada Jaringan VPN MPLS...51
2.9.4.1 Virtual Routing and Forwarding (VRF)...53
2.9.4.2 Route Distinguisher (RD) ...54
2.9.4.3 Multiprotocol BGP (MP-BGP) ...55
2.9.4.4 Route Targets (RT) ...56
2.9.4.5 Address Famiiy (AF) ...57
2.10 Quality of Service (QoS)...57
2.10.1. Classification and Marking ...58
2.10.2. Hubungan antara IP Precedence, DSCP, dan ToS ...58
2.10.3. MPLS EXP Bit Marking ...61
2.10.4. Congestion Management...61
2.10.5. Congestion Avoidance ...62
2.10.6. Traffic Policing and Shapping ...63
2.10.7. Mekanisme QoS...63
2.10.8. MPLS QoS Operating Modes ...64
2.10.8.1 Uniform Mode...65
2.10.8.2 Pipe Mode ...66
2.10.8.3 Short Pipe Mode...67
2.10.8.4 Long Pipe Mode...68
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM ...70
3.1 Analisis Sistem...70
3.2 Perumusan Masalah ...70
x
3.3 Solusi Permasalahan...72
3.4 Perancangan ...73
3.4.1. Topologi dan Peralatan yang Dibutuhkan...73
3.4.2. Perancangan Konfigurasi Jaringan...79
3.4.2.1 Jaringan IP...79
3.4.2.2 Jaringan VPN MPLS...80
3.4.2.3 Jaringan VPN MPLS dengan QoS ...82
3.5 Implementasi...89
3.5.1 Jenis Trafik...89
3.5.2 Metode Pengambilan Data ...90
BAB 4 EVALUASI SISTEM ...94
4.1 Jaringan IP...94
4.1.1 Trafik FTP...94
4.1.2 Trafik VoIP ...92
4.1.3 Trafik FTP dan VoIP bersamaan...96
4.2 Jaringan VPN MPLS...105
4.2.1 Trafik FTP...105
4.2.2 Trafik VoIP ...108
4.2.3 Trafik FTP dan VoIP...112
4.3 Jaringan VPN MPLS dengan QoS ...121
4.3.1 Trafik FTP...121
4.3.2 Trafik VoIP ...124
4.3.3 Trafik FTP dan VoIP...128
4.4 Evaluasi secara keseluruhan...137
xi
4.4.1 Trafik FTP...137
4.4.1.1 Skenario IP...137
4.4.1.2 Skenario VPN MPLS ...138
4.4.1.3 Skenario VPN MPLS dengan QoS ...138
4.4.2 Trafik VoIP ...139
4.4.2.2 Skenario VPN MPLS ...139
4.4.2.3 Skenario VPN MPLS dengan QoS ...140
4.4.3 Trafik VoIP bersamaan dengan trafik FTP ...141
4.4.3.1 Jaringan IP...141
4.4.3.2 Jaringan VPN MPLS...142
4.4.3.3 Jaringan VPN MPLS dengan QoS ...143
4.5 Perubahan Jalur Routing pada VPN MPLS ...145
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN...149
5.1 Simpulan ...149
5.2 Saran...149 DAFTAR PUSTAKA ...Error! Bookmark not defined.
RIWAYAT HIDUP...Error! Bookmark not defined.
LAMPIRAN
FOTOCOPY SURAT SURVEY
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Topologi Bus ...10
Gambar 2.2 Topologi Ring...11
Gambar 2.3 Topologi Star ...12
Gambar 2.4 Topologi Extended Star...12
Gambar 2.5 Topologi Mesh ...13
Gambar 2.6 Sekumpulan Router dalam satu AS...18
Gambar 2.7 IGP dan EGP ...19
Gambar 2.8 Konsep Distance Vector...19
Gambar 2.9 Distance Vector Network Discovery...20
Gambar 2.10 Konsep Link-State ...22
Gambar 2.11 Link-State Network Discovery...23
Gambar 2.12 Jenis-jenis rute pada IGRP ...27
Gambar 2.13 Area pada OSPF ...28
Gambar 2.14 Automatic Redistribution ...30
Gambar 2.15 BGP ...30
Gambar 2.16 Pembagian WAN Link ...32
Gambar 2.17 Operasi IP Forwading Tradisional...35
Gambar 2.18 Operasi Packet Forwarding pada Jaringan MPLS...36
Gambar 2.19 Control Plane dan Data Plane pada Router ...38
Gambar 2.20 LSR dan E-LSR...39
Gambar 2.21 Upstream dan Downstream ...40
Gambar 2.23 MPLS Label Stack ...41
xiii
Gambar 2.24 Unsolicited Downstream vs Downstream on Demand ...44
Gambar 2.25 Frame-Mode MPLS Forwarding...45
Gambar 2.26 Data Plane Operation: Cell-Mode MPLS...46
Gambar 2.27 Overlay VPN ...49
Gambar 2.28 Peer-to-Peer VPN...49
Gambar 2.29 Arsitektur Jaringan VPN MPLS...50
Gambar 2.30 Fungsionalitas Router PE...53
Gambar 2.31 Implementasi VRF pada Router PE ...54
Gambar 2.32 Route Distinguisher...55
Gambar 2.33 Header Paket IP ...59
Gambar 2.34 Kelas-Kelas DSCP ...61
Gambar 2.35 Mekanisme QoS ...64
Gambar 2.36 Uniform Mode ...66
Gambar 2.37 Pipe Mode ...67
Gambar 2.38 Long Pipe Mode...68
Gambar 3.1 Topologi Jaringan...793
Gambar 3.2 Topologi Jaringan IP ...79
Gambar 3.3 Topologi Jaringan VPN MPLS ...81
Gambar 3.4 Topologi Jaringan VPN MPLS dengan QoS...83
Gambar 3.5 Bagan Kelas-Kelas dan Policy QoS...838
Gambar 4.1 Gambar Throughput FTP pada Jaringan IP ...91
Gambar 4.2 Grafik Delay VoIP pada Jaringan IP...96
Gambar 4.3 Grafik Throughput FTP pada Jaringan IP pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan ...99
xiv
Gambar 4.4 Grafik Delay VoIP pada Jaringan IP pada saat Transmisi FTP dan VoIP
Bersamaan...104
Gambar 4.5 Grafik Throughput FTP pada VPN MPLS...107
Gambar 4.6 Grafik Delay VoIP pada VPN MPLS ...112
Gambar 4.7 Grafik Throughput Trafik FTP pada VPN MPLS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...115
Gambar 4.8 Grafik Delay VoIP pada VPN MPLS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...120
Gambar 4.9 Grafik Throughput FTP pada VPN MPLS dengan QoS...123
Gambar 4.10 Grafik Delay VoIP pada VPN MPLS dengan QoS...128
Gambar 4.11 Grafik Throughput FTP pada VPN MPLS dengan QoS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...131
Gambar 4.12 Grafik Delay VoIP pada VPN MPLS dengan QoS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...136
Gambar 4.13 Topologi Jaringan VPN MPLS dengan Jalur Baru ...146
Gambar 4.14 Hasil Pemilihan Rute Ulang dengan Jalur Baru Terpasang ...147
Gambar 4.15 Hasil Pemilihan Rute Ulang dengan Sebuah Jalur Terputus...148
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai-Nilai IP Precedence...59
Tabel 2.2 Nilai-Nilai Drop Probability...60
Tabel 4.1 Tabel Throughput FTP pada Jaringan IP ...96
Tabel 4.2 Tabel Delay VoIP pada Jaringan IP...95
Tabel 4.3 Tabel Throughput FTP pada Jaringan IP pada saat Transmisis FTP dan VoIP Bersamaan...98
Tabel 4.4 Tabel Delay VoIP dan FTP pada Jaringan IP pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan ...103
Tabel 4.5 Tabel Throughput FTP pada VPN MPLS...107
Tabel 4.6 Tabel Delay VoIP pada VPN MPLS...111
Tabel 4.7 Tabel Throughput Trafik FTP pada Jaringan VPN MPLS ...114
Tabel 4.8 Tabel Delay VoIP pada VPN MPLS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...120
Tabel 4.9 Tabel Throughput FTP pada VPN MPLS dengan QoS ...123
Tabel 4.10 Tabel Delay VoIP pada VPN MPLS dengan QoS...127
Tabel 4.11 Tabel Throughput FTP pada VPN MPLS dengan QoS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...130
Tabel 4.12 Tabel Delay VoIP pada VPN MPLS dengan QoS pada saat Transmisi FTP dan VoIP Bersamaan...135
