ANALISIS KINERJA LAYANAN INTERNET PADA
JARINGAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FERDIAN ARI KURNIAWAN
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ANALISIS KINERJA LAYANAN INTERNET PADA
JARINGAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
FERDIAN ARI KURNIAWAN
G64104060
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul : Analisis Kinerja Layanan Internet pada Jaringan Institut Pertanian Bogor
Nama : Ferdian Ari Kurniawan
NIM : G64104060
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Heru Sukoco, S.Si, M.T.
Ir. Sri Wahjuni, M.T.
NIP 132282666
NIP 132311920
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131578806
ABSTRAK
FERDIAN ARI KURNIAWAN. Analisis Kinerja Layanan Internet pada Jaringan Institut Pertanian Bogor. Dibimbing oleh HERU SUKOCO dan SRI WAHJUNI.
Pada masa awal perkembangannya, Internet hanya mampu menyampaikan informasi berupa teks statis dalam format Hypertext Markup Language (HTML). Internet kini telah mampu menyampaikan informasi dalam berbagai format media, seperti teks, gambar, suara, bahkan video. Perkembangan teknologi nirkabel sebagai media komunikasi data banyak dimanfaatkan untuk membangun fasilitas access point yang memudahkan pengguna mengakses Internet. Dan pada akhirnya mengakibatkan semakin banyak pengguna yang mengakses Internet pada saat yang bersamaan. Penggunaan berbagai format media dan kemudahan akses menggunakan teknologi nirkabelberdampak pada semakin meningkatnya penggunaan bandwidth. Institut Pertanian Bogor (IPB) yang semakin intensif menerapkan teknologi nirkabel sebagai sarana peningkatan kualitas pendidikannya, serta peningkatan penggunaan peralatan mobile di lingkungan IPB untuk mengakses Internet berdampak pada meningkatnya penggunaan bandwidth yang dimiliki IPB. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui komposisi penggunaan Internet di lingkungan IPB, mengukur kinerjanya, serta melakukan analisis kinerja sehingga didapatkan suatu kesimpulan yang dapat dijadikan bahan rekomendasi bagi IPB untuk menjaga bahkan meningkatkan kualitas layanan Internetnya.
Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data trafik Internet IPB yang didapatkan dari pengukuran aktif maupun pasif. Selanjutnya, data tersebut diolah untuk mendapatkan nilai dari parameter-parameter kinerja yang digunakan yaitu latency, packet loss ratio, throughput, dan utilisasi link. Besarnya trafik yang mengalir digunakan untuk menentukan kinerja dari model yang digunakan yaitu M/M/1/76.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa layanan Internet yang paling sering dinikmati oleh civitas akademika IPB adalah layanan web dengan persentase banyaknya trafik sebesar 84.64% dari seluruh protokol jaringan yang diamati. Rata-rata latency yang terjadi adalah 16.831
milisecond (ms) dengan nilai latency terbesar adalah 100.445 ms. Rata-rata packet loss ratio
adalah 20.42% dengan packet loss ratio terbesar adalah 29.96%. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi kongesti pada jaringan IPB karena packet loss ratio yang terjadi lebih dari 15%. Pada LAN
side, rata-rata besarnya outgoing throughput adalah 2.792 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 17.386%, sedangkan rata-rata besarnya incoming throughput adalah 14.487 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 90.489%. Estimasi yang dilakukan pada WAN side menunjukkan bahwa rata-rata utilisasi pada outgoing link adalah sebesar 18.545% dan rata-rata utilisasi pada incoming link
adalah sebesar 96.522%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan link Internet IPB sangat tinggi. Oleh karena itu, perlu adanya manajemen penggunaan bandwidth yang mengutamakan layanan-layanan kritis seperti email, akses terhadap situs yang memberikan informasi mengenai pertanian, dan lain-lain. Hal ini bertujuan agar pemanfaatan Internet sebagai media penyampaian informasi dapat meningkatkan kualitas pelayanan pendidikan bagi civitas akademika IPB.
Kata kunci: bandwidth, analisis kinerja Internet, latency, packet loss ratio, throughput, utilisasi
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara yang dilahirkan di Cilacap pada tanggal 19 Januari 1987 dari pasangan Imam Teguh Sujono dan Sudyaningsih. Penulis dibesarkan di kota Cilacap hingga lulus dari SMU Negeri 1 Cilacap pada tahun 2004. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang Sarjana di Institut Pertanian Bogor (IPB). Penulis mengambil program studi Ilmu Komputer dari Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam melalui jalur USMI.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Rabbil ‘alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala curahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Tugas akhir ini berjudul Analisis Kinerja Layanan Internet pada Jaringan Institut Pertanian Bogor.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis mendapatkan banyak sekali dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penghargaan dan rasa terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Heru Sukoco, S.Si, M.T dan Ibu Ir. Sri Wahjuni, M.T selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk memberikan saran dan bimbingannya selama penyelesaian tugas akhir ini. Penulis juga menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada Bapak Endang Purnama Giri, S.Kom yang telah berkenan menjadi moderator dalam seminar dan penguji dalam sidang tugas akhir penulis.
Penghargaan dan rasa terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh keluarga, Bapak, Ibu, dan Adik Yulian atas dukungan moral, doa, dan kasih sayang. Penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada Naili Amalia atas dukungan moral, doa, perhatian, dan keceriaan selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada Sengkederz (Arif, Pandu, dan Syadid), Apemerz (khususnya Uwie, Endang, dan Heni), Mangroverz, Trackerz, dan teman-teman satu bimbingan (Bayu dan Insanul) atas kebersamaan, dukungan, dan motivasi yang telah diberikan. Terima kasih kepada Mas Hasan, Mas Manto, Mas Komar, dan Mas Akur atas bantuan dan dukungannya. Terima kasih kepada Utis Sutisna, Rahmadhani, dan Reza Risky atas kesediaannya menjadi pembahas dalam seminar tugas akhir penulis. Tak lupa penulis juga menyampaikan terima kasih kepada seluruh teman seperjuangan Ilkomerz 40, 41, dan 42 atas dukungan dan kebersamaan selama menuntut ilmu di Departemen Ilmu Komputer.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu selama penyelesaian tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Semoga penelitian ini dapat memberi manfaat.
Bogor, Agustus 2008
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 1
Ruang Lingkup Penelitian ... 1
Manfaat Penelitian ... 1
TINJAUAN PUSTAKA ... 2
Kualitas Layanan (Quality of Service) ... 2
Teori Antrian ... 2
Pengukuran Kinerja Jaringan ... 3
Latency ... 3
Packet Loss Ratio ... 3
Throughput ... 3
Utilisasi Link ... 3
Port Mirroring ... 4
Hubbing Out ... 4
Pchar ... 4
Wireshark ... 5
METODE PENELITIAN ... 5
Analisis Lingkungan Jaringan IPB ... 5
Pengkarakterisasian Beban Kerja ... 6
Pengamatan dan Pengambilan Data Trafik ... 6
Pengolahan Data Trafik ... 7
Pemodelan Kinerja ... 7
Validasi Model Kinerja ... 7
Analisis Kinerja ... 8
Membuat Kesimpulan dan Rekomendasi ... 8
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 8
Komposisi Protokol Jaringan IPB ... 8
Latency ... 9
Packet Loss Ratio ... 9
Throughput ... 10
Utilisasi Link ... 10
Model Kinerja Link Internet IPB ... 12
KESIMPULAN DAN SARAN ... 13
Kesimpulan ... 13
Saran ... 14
DAFTAR PUSTAKA ... 14
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Skema sistem antrian dengan satu server (sumber: Daigle 2005)... 2
2 Lingkungan jaringan yang terkoneksi dengan switch (sumber: Sanders 2007). ... 4
3 Implementasi teknik port mirroring (sumber: Sanders 2007). ... 4
4 Implementasi teknik hubbing out (sumber: Sanders 2007). ... 4
5 Metodologi penelitian. ... 5
6 Topologi jaringan IPB (sumber: IPB 2008). ... 6
7 Skema validasi pada model kinerja (sumber: Menasce & Almeida 2002). ... 7
8 Grafik komposisi protokol TCP dengan UDP. ... 8
9 Grafik komposisi protokol aplikasi. ... 8
10 Grafik komposisi protokol aplikasi yang diamati. ... 9
11 Grafik rata-rata latency. ... 9
12 Grafik sebaran frekuensi relatif dari latency. ... 9
13 Grafik persentase Packet Loss Ratio (PLR). ... 10
14 Grafik rata-rata throughput. ... 10
15 Grafik rata-rata utilisasi link pada LAN side. ... 11
16 Grafik estimasi rata-rata utilisasi link pada WAN side. ... 12
17 Diagram transisi rantai Markov untuk model M/M/1/76. ... 12
18 Grafik peluang paket data terdapat pada outgoing system. ... 13
19 Grafik peluang paket data terdapat pada incoming system. ... 13
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Data tabular sebaran frekuensi relatif dari latency ... 92 Hasil penghitungan nilai throughput ... 10
3 Penghitungan rata-rata utilisasi outgoing link pada LAN side tanggal 1 April 2008... 11
4 Hasil penghitungan nilai utilisasi link pada LAN side ... 11
5 Estimasi penghitungan nilai utilisasi outgoing link pada WAN side tanggal 1 April 2008 ... 11
6 Hasil estimasi nilai utilisasi link pada WAN side ... 12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1 Data trafik bulan Februari dan Maret 2008 ... 162 Contoh data wireshark ... 17
3 Contoh data pchar ... 18
4 Hasil parsing data pchar yang menghasilkan nilai rata-rata round-trip time ... 19
5 Hasil parsing data pchar yang menghasilkan nilai Packet Loss Ratio... 20
6 Data throughput selama 30 hari ... 21
7 Tabel validasi hasil penghitungan nilai utilisasi link ... 22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan Internet yang pesat berdampak pada meningkatnya penggunaan
bandwidth. Pada awal masa perkembangannya, Internet adalah sebuah media penyampaian informasi yang hanya dapat menyampaikan informasi berupa teks statis dalam format Hypertext Markup Language (HTML). Saat ini Internet mengalami banyak perubahan, berbagai layanan informasi banyak ditawarkan melalui Internet. Internet tidak lagi hanya dapat menyampaikan informasi berupa teks statis, melainkan dapat menyampaikan informasi dalam berbagai format, seperti gambar, suara, bahkan video. Penggunaan berbagai format tersebut sebagai sarana penyampaian informasi melalui Internet berdampak pada semakin meningkatnya penggunaan sumber daya (bandwidth).
Perkembangan teknologi komunikasi data turut menyumbang kemudahan akses terhadap informasi yang terdapat di Internet. Pada awalnya komunikasi data dilakukan melalui media kabel. Kini penggunaan media nirkabel (wireless) sebagai media komunikasi data semakin meningkat. Media nirkabel ini banyak dimanfaatkan untuk membangun fasilitas access point yang dapat menghubungkan pengguna ke dunia maya atau Internet. Hal ini tentu saja akan semakin memudahkan pengguna untuk mengakses Internet dimana saja dan kapan saja. Kemudahan pengaksesan terhadap layanan yang ada di Internet juga semakin menambah beban penggunaan bandwidth karena akan semakin banyak pengguna yang mengakses layanan yang sama pada saat yang bersamaan. Institut Pertanian Bogor (IPB) sebagai institusi pendidikan yang memiliki layanan Internet bagi civitas akademikanya juga memanfaatkan teknologi nirkabel sebagai sarana peningkatan pelayanan pendidikan. Penerapan teknologi tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan kemudahan akses layanan Internet bagi civitas akademika IPB. Peralatan mobile seperti laptop atau personal device assistant (PDA) dapat digunakan untuk mengakses layanan Internet menggunakan teknologi nirkabel. Semakin terjangkaunya harga peralatan mobile tersebut berdampak pada semakin meningkatnya penggunaan peralatan mobile tersebut untuk mengakses Internet di lingkungan IPB. Hal ini mengakibatkan meningkatnya intensitas
penggunaan layanan Internet di lingkungan IPB. Oleh karena itu, diperlukan suatu penelitian mengenai pola penggunaan layanan Internet di IPB sehingga IPB dapat menjamin
quality of service (QoS) layanan Internetnya. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1 Mengetahui pola penggunaan layanan Internet di lingkungan jaringan IPB berdasarkan protokol jaringan.
2 Mengukur kinerja layanan Internet pada jaringan IPB berdasarkan ukuran kinerja tertentu.
3 Melakukan analisis kinerja berdasarkan hasil pengukuran kinerja sehingga dapat diperoleh suatu kesimpulan yang dapat dijadikan bahan rekomendasi bagi IPB untuk menjamin kualitas layanan (QoS) Internetnya.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini meliputi: 1 Penelitian ini dilakukan pada jaringan
Institut Pertanian Bogor (IPB).
2 Objek penelitian ini adalah router terluar IPB, link Internet pada sisi dalam (LAN
side) router terluar, dan link Internet pada sisi luar (WAN side) router terluar yang terhubung langsung dengan jaringan Internet PT Telkom sebagai penyedia jasa layanan Internet.
3 Pengukuran pasif dilakukan di sisi dalam (LAN side) dari router terluar.
4 Protokol-protokol yang diamati meliputi protokol Hypertext Transfer Protocol
(HTTP), Secure Socket Layer (SSL), File Transfer Protocol (FTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), dan Post Office Protocol (POP).
5 Ukuran kinerja yang digunakan pada penelitian ini meliputi latency, packet loss ratio, throughput, dan utilisasi link. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1 Memberikan rekomendasi bagi IPB untuk menjaga bahkan meningkatkan kualitas layanan Internetnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Kualitas Layanan (Quality of Service) Menurut Marchese (2007) berdasarkan sudut pandang jaringan, quality of service
(QoS) adalah kemampuan suatu elemen jaringan, seperti aplikasi jaringan, host, atau
router untuk memiliki tingkatan jaminan bahwa elemen jaringan tersebut dapat memenuhi kebutuhan suatu layanan.
Menurut Hardy (2001) kualitas layanan jaringan dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu
1 Intrinsic QoS
Intrinsic QoS merupakan kualitas layanan jaringan yang didapatkan melalui:
desain teknis jaringan yang menentukan karakteristik koneksi yang melalui jaringan,
kondisi akses jaringan, terminasi, link
antar switch yang menentukan suatu jaringan akan memiliki kapasitas yang memadai untuk menangani semua permintaan pengguna.
Dengan kata lain, intrinsic QoS tersebut dapat dideskripsikan dengan parameter-parameter kinerja suatu jaringan, seperti
latency, throughput, dan lain-lain. 2 Perceived QoS
Perceived QoS merupakan kualitas layanan jaringan yang diukur ketika suatu layanan digunakan. Perceived QoS sangat tergantung dari kualitas intrinsic QoS dan pengalaman pengguna menggunakan layanan yang sejenis, namun perceived QoS ini diukur dengan nilai mean opinion score (MOS) dari pengguna.
3 Assessed QoS
Assessed QoS merujuk kepada seberapa besar keinginan pengguna untuk terus menikmati suatu layanan tertentu. Hal ini berdampak pada keinginan pengguna untuk membayar jasa atas layanan yang dinikmatinya. Assessed QoS ini sangat tergantung dari perceived QoS masing-masing pengguna.
Teori Antrian
Menurut Daigle (2005) akhir-akhir ini teori antrian digunakan secara luas untuk menjawab pertanyaan yang berkaitan dengan kualitas layanan. Teori antrian adalah salah
satu solusi yang dapat digunakan untuk menangani masalah yang berkaitan dengan penggunaan sumber daya dan kualitas layanan yang dihasilkan.
arriving customers departing customers waiting line server
Gambar 1 Skema sistem antrian dengan satu server (sumber: Daigle 2005). Berdasarkan Gambar 1 terdapat beberapa proses pada sistem antrian, yaitu proses kedatangan pelanggan (arriving customers), proses menunggu dalam antrian (waiting line), proses pelanggan dilayani oleh server
(server), dan proses pelanggan meninggalkan sistem antrian (departing customers). Sistem antrian dapat dinotasikan dalam notasi Kendall sebagai berikut:
A/B/m/k
a. A merujuk pada distribusi waktu kedatangan. Jika distribusi waktu kedatangan berupa M (Markov) maka waktu kedatangannya terdistribusi Poisson.
b. B merujuk pada distribusi waktu pelayanan. Distribusi dari waktu pelayanan dapat berupa:
M (Markov) menunjukkan waktu pelayanan terdistribusi eksponensial, D (Deterministic) menunjukkan waktu
pelayanan bersifat konstan,
G (General) menunjukkan distribusi waktu pelayanan mengikuti beberapa distribusi secara umum.
c. m menunjukkan banyaknya server pada sistem.
d. k menunjukkan maksimum banyaknya pelanggan yang dapat ditangani oleh sistem.
Besarnya utilisasi pada server dapat dihitung dengan teorema Little sebagai berikut:
�
=
… (1) dimana,� adalah utilisasi,
adalah rata-rata laju kedatangan pelanggan (arrival rate),
Pengukuran Kinerja Jaringan
Mengukur kinerja jaringan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:
1 Pengukuran aktif (Active Measurement) Pengukuran aktif dilakukan dengan cara mengirimkan test traffic pada jaringan. Pengukuran ini mengakibatkan penambahan trafik pada jaringan dan berpotensi terjadi distorsi perilaku jaringan selama proses pengukuran yang berdampak pada hasil pengukuran (Brownlee & Loosley 2001).
2 Pengukuran pasif (Passive Measurement) Pengukuran pasif dilakukan dengan cara mengamati trafik jaringan normal, sehingga tidak mengubah perilaku jaringan. Teknik ini biasa digunakan untuk mengukur aliran trafik seperti menghitung banyaknya paket dan bytes yang mengalir melalui router atau links antara node asal dan node tujuan yang telah dispesifikasikan (Brownlee & Loosley 2001).
Latency
Secara umum latency didefinisikan sebagai waktu untuk menunggu terjadinya suatu kejadian. Parameter yang sering digunakan untuk mengukur latency jaringan adalah round-trip time (RTT). RTT adalah waktu sebuah paket data untuk melakukan perjalanan pulang pergi dari client menuju
server dan kembali lagi ke client (Brownlee & Loosley 2001).
Terdapat beberapa komponen waktu yang mempengaruhi network latency, yaitu:
1 Transport time / propagation delay adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah paket data untuk mengalir melalui physical link. 2 Queuing / transmission delay adalah
waktu yang dibutuhkan oleh sebuah paket data untuk melewati router.
3 Server response time adalah waktu yang dibutuhkan oleh server untuk memproses sebuah paket data yang datang dan menghasilkan sebuah paket data balasan.
Packet Loss Ratio
Paket data yang mengalir di Internet sangat mungkin mengalami penundaan karena diantrikan untuk diproses oleh router. Jika antrian paket data pada router telah penuh,
router akan secara paksa menghapus paket
data yang datang karena tidak ada lagi tempat untuk menangani paket data tersebut. Paket data yang dihapus tersebut dideskripsikan sebagai packet loss.
Packet loss ratio didefinisikan sebagai suatu bagian paket data yang hilang dari keseluruhan paket data yang dikirim selama proses pengiriman dari client menuju ke
server dan kembali lagi ke client selama rentang waktu tertentu. Packet loss ratio
diekspresikan sebagai persentase dari semua paket data yang dikirim selama rentang waktu tersebut. Rasio paket data yang hilang pada suatu jaringan sangat bervariasi mulai dari 0% (tidak terjadi kongesti) hingga 5 sampai 15% (terjadi kongesti). Rasio yang lebih tinggi dari itu akan berakibat jaringan tidak dapat digunakan untuk tujuan semula (Brownlee & Loosley 2001).
Throughput
Menurut Brownlee & Loosley (2001)
throughput adalah laju data yang dikirim melalui jaringan, biasa diekspresikan dalam satuan bits per second (bps), bytes per second (Bps) atau packets per second (pps).
Throughput merujuk pada besar data yang dibawa oleh semua trafik jaringan, tetapi dapat juga digunakan untuk keperluan yang lebih spesifik, misalnya hanya mengukur transaksi Web, VoIP (Voice over IP), atau trafik jaringan yang menuju alamat jaringan tertentu, dan lain-lain.
Throughput diukur dengan cara menghitung bytes yang dikirimkan selama rentang waktu tertentu. Besarnya selang waktu pengukuran dapat mempengaruhi hasil gambaran perilaku jaringan. Selang waktu pengukuran yang terlalu besar dapat berakibat menghilangkan gambaran perilaku jaringan yang terjadi, sedangkan selang waktu pengukuran yang terlalu kecil memberikan koleksi kelajuan data yang lebih banyak dan dapat mengubah gambaran perilaku jaringan yang sebenarnya. Selang waktu pengukuran yang terbaik adalah satu hingga lima menit untuk menghasilkan grafik throughput harian ataupun mingguan (Brownlee & Loosley 2001).
Utilisasi Link
Setiap link memiliki laju data maksimum yang dikenal dengan access rate dari link
tersebut. Utilisasi link adalah gambaran sederhana dari throughput pada suatu link
access ratelink tersebut (Brownlee & Loosley 2001).
Port Mirroring
Lingkungan jaringan yang paling sering diimplementasikan adalah lingkungan jaringan yang terkoneksi dengan switch. Hal ini tentu saja menimbulkan permasalahan tersendiri dalam mengambil data trafik jaringan karena sniffer sebagai alat pengambil data trafik hanya dapat melihat data trafik dari dan ke sniffer itu sendiri. Gambar 2 menunjukkan kondisi sniffer pada lingkungan jaringan yang terkoneksi dengan switch.
sniffer switch A switch B PC PC PC PC PC visibility
Gambar 2 Lingkungan jaringan yang terkoneksi dengan switch (sumber: Sanders
2007).
Menurut Sanders (2007) port mirroring
dapat menjadi teknik termudah untuk diimplementasikan dalam mengambil data trafik dari dan ke target device. Teknik ini dapat diimplementasikan jika switch yang digunakan memiliki fitur port mirroring dan masih terdapat port yang tidak terpakai untuk dihubungkan ke sniffer. Gambar 3 menunjukkan pengimplementasian teknik port mirroring.
sniffer
switch A
switch B PC
target device PC
PC PC
visibility In switch A, target device’s
port is mirrored to sniffer
Gambar 3 Implementasi teknik port mirroring
(sumber: Sanders 2007).
Fitur port mirroring ini akan memaksa
switch untuk menggandakan paket data yang melewati port yang terhubung dengan target device ke port yang terhubung dengan sniffer
sehingga sniffer dapat melihat semua data trafik yang mengalir dari dan ke target device.
Hubbing Out
Hubbing out merupakan salah satu teknik mendapatkan data trafik jaringan dengan cara melokalisasi target device dan sniffer
sehingga kedua alat tersebut berada dalam segmen jaringan yang sama dengan cara menghubungkannya secara langsung ke hub
(Sanders 2007).
Teknik ini sangat mudah
diimplementasikan jika teknik port mirroring
tidak dapat dilakukan, namun masih memiliki akses secara fisik terhadap perangkat jaringan. Implementasi teknik ini dapat dilihat pada Gambar 4.
sniffer
switch A switch B PC
target device PC
PC PC
visibility
hub
Gambar 4 Implementasi teknik hubbing out
(sumber: Sanders 2007). Pchar
Pchar merupakan perangkat lunak yang berfungsi untuk mengkaraktersasi bandwidth,
latency, dan packet loss dari suatu link secara
end-to-end melalui Internet. Algoritma yang digunakan berdasarkan algoritma pada perangkat lunak pathchar yang pernah dibuat oleh Van Jacobson pada tahun 1997 (pchar 2008).
Terdapat beberapa istilah yang terkait dengan penggunaan pchar ini, antara lain: Probe
Probe adalah sebuah pengukuran tunggal nilai RTT dari sebuah paket data dan pengukuran banyak link yang dilewati oleh sebuah paket data.
Sample
Link
Link adalah konektivitas antar node di dalam suatu jaringan. Tiap sample akan diujikan pada suatu link tertentu.
Path
Path adalah suatu himpunan dari beberapa
link yang menghubungkan node sumber dengan node tujuan.
Pchar bekerja dengan memanfaatkan field time to live (TTL) pada paket data IP digunakan untuk menentukan banyaknya link
yang dapat dilewati oleh sebuah paket data sebelum paket data tersebut kadaluarsa. Jika sebuah paket data yang telah kadaluarsa mencapai sebuah router, maka paket data tersebut akan dihapus dan router tersebut mengirimkan sebuah ICMP error packet ke pengirim paket data. Alamat IP pada ICMP
error packet mengindikasikan router mana yang menghapus paket data yang dikirim. Pengaturan nilai TTL menjadi suatu nilai n
dapat menemukan alamat dari router ke-n di dalam suatu path. Hal ini disebabkan karena
router ke-n tersebut akan mengirimkan error packet ke pengirim paket data disertai dengan alamat IP dari router tersebut dan nilai round-trip time.
Cara kerja pchar mirip dengan pathchar yaitu dengan mengirimkan beberapa probe
dengan ukuran paket data yang bervariasi dan nilai TTL yang juga bervariasi. Tiap probe
akan mengukur waktu sampai error packet
diterima. Penentuan nilai latency dan
bandwidth tiap link di dalam suatu path, distribusi waktu antrian di router, dan peluang sebuah paket data dihapus didapatkan dengan analisis statistika. Pengukuran jaringan menggunakan pchar termasuk dalam pengukuran aktif.
Wireshark
Wireshark adalah analyzer protokol jaringan yang paling sering digunakan di seluruh dunia. Wireshark dahulu dikenal dengan nama ethereal, namun pengembangan ethereal ini sudah tidak lanjutkan lagi sehingga pengguna yang masih menggunakan ethereal sebagai analyzer sangat disarankan untuk menggantinya dengan wireshark (Wireshark 2008). Pengukuran jaringan menggunakan wireshark termasuk dalam pengukuran pasif.
Beberapa keuntungan menggunakan perangkat lunak ini adalah :
perangkat lunak ini dapat dijalankan pada berbagai sistem operasi seperti Windows, OS X, Linux, dan UNIX,
dapat mengenali lebih dari 850 protokol jaringan,
dikembangkan di bawah lisensi GPL (GNU Public License) yang artinya dapat diunduh dan digunakan tanpa dipungut biaya.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan agar didapatkan gambaran mengenai kinerja layanan Internet di lingkungan jaringan IPB. Gambar 5 menunjukan diagram metode penelitian ini.
Analisis Lingkungan Jaringan IPB
Pengkarakterisasian Model Beban Kerja
Pengamatan dan Pengambilan Data Trafik
Pengolahan Data Trafik
Pemodelan Kinerja
Validasi Model Kinerja
Analisis Kinerja
Membuat Kesimpulan dan Rekomendasi
Gambar 5 Metodologi penelitian. Analisis Lingkungan Jaringan IPB
Untuk dapat memperoleh kinerja layanan Internet yang representatif, maka diperlukan pengetahuan mengenai lingkungan jaringan IPB. Pengetahuan yang diperlukan meliputi : perangkat keras yang menyusun jaringan
IPB,
perangkat lunak yang digunakan,
Gambar 6 Topologi jaringan IPB (sumber: IPB 2008). Hal ini penting karena dapat digunakan
sebagai dasar analisis aliran trafik, identifikasi segmen jaringan, dan penempatan
measurement meter.
Berdasarkan Gambar 6 dapat disimpulkan bahwa jaringan IPB terkoneksi dengan ISP melalui sebuah router. Sehingga router
tersebut dapat dijadikan sebagai measurement point untuk mendapatkan data trafik Internet dari dan ke dalam jaringan IPB.
Pengkarakterisasian Beban Kerja
Menurut Menasce dan Almeida (2002) pengkarakterisasian beban kerja adalah suatu proses yang secara rinci mendeskripsikan beban kerja dari suatu sistem secara keseluruhan. Beban kerja ini selanjutnya dapat didekomposisi menjadi komponen-komponen beban kerja yang lebih kecil.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan suatu gambaran terhadap beban kerja link Internet IPB. Oleh karena itu, beban kerja link tersebut dideskripsikan berdasarkan protokol-protokol jaringan yang mewakili suatu layanan Internet tertentu. Pengkarakterisasian beban kerja pada penelitian ini meliputi:
protokol Hypertext Transfer Protocol
(HTTP) dan Secure Socket Layer (SSL) yang mewakili layanan web,
protokol File Transfer Protocol (FTP) dan FTP-DATA yang mewakili layanan transfer file,
protokol Simple Mail Transfer Protocol
(SMTP) dan Post Office Protocol (POP) yang mewakili layanan email.
Pengamatan dan Pengambilan Data Trafik
Pengamatan dan pengambilan data trafik bertujuan untuk mendapatkan data trafik Internet yang akan dianalisis. Berdasarkan dokumen ITU-T E.500, pengukuran trafik jaringan dapat dilakukan dengan metode fixed daily measurement interval (FDMI). FDMI adalah metode pengukuran trafik jaringan dimana selang waktu pada saat beban kerja tertinggi dapat diindentifikasi dan selama selang waktu tersebut pengukuran trafik jaringan dilakukan. Metode ini digunakan karena selang waktu pada saat beban tertinggi di jaringan IPB dapat diketahui, yaitu dari pukul 14.00 s/d 15.00. Penentuan waktu terjadinya beban tertinggi didasarkan pada data trafik bulan Februari dan Maret 2008. Banyaknya trafik pada bulan Februari dan Maret 2008 dapat dilihat pada Lampiran 1.
Pengukuran dilakukan selama 30 hari dari tanggal 1 April 2008 hingga 16 Mei 2008. Pengukuran dilakukan baik secara pasif maupun aktif. Pengukuran pasif dilakukan menggunakan wireshark. Pengukuran ini dilakukan di sisi dalam (LAN side) dari router
terluar karena jika dilakukan pada sisi luar (WAN side) sangat beresiko menurunkan kinerja jaringan. Pengukuran ini dilakukan selama 1 jam antara pukul 14.00 s/d 15.00. Pengukuran dilakukan tiap 5 menit sehingga dalam 1 hari didapatkan 12 data trafik. Contoh data Wireshark dapat dilihat pada Lampiran 2. Pengukuran pasif ini menggunakan teknik
port mirroring karena teknik hubbing out
yang melewatinya sehingga akan membanjiri jaringan dengan paket data. Kondisi ini akan memicu kongesti yang tinggi dan mengakibatkan jaringan tidak dapat digunakan.
Pengukuran aktif dilakukan menggunakan pchar. Pengukuran ini dilakukan sebelum dan sesudah pengukuran pasif. Hal ini bertujuan agar paket data probe dari pchar tidak terambil oleh wireshark yang akan mengakibatkan data trafik menjadi ambigu karena trafik pengukuran bercampur dengan trafik sebenarnya. Metode pengukuran pchar ini dilakukan dengan 32 pengulangan dan 46
probe tiap pengulangannya dengan besar paket data tiap probe antara 32 - 1500 bytes. Contoh data pchar dapat dilihat pada Lampiran 3.
Pengolahan Data Trafik
Penelitian ini menggunakan dua buah jenis data yaitu data trafik yang berasal dari wireshark dan data round-trip time yang berasal dari pchar.
Data wireshark merupakan data trafik Internet yang mengalir dari dan ke dalam jaringan IPB. Data trafik tersebut berisi informasi mengenai nomor paket, alamat pengirim paket data, alamat tujuan paket data, jenis protokol yang digunakan. Data trafik ini memberikan informasi mengenai komposisi protokol-protokol jaringan seperti TCP, UDP, HTTP, SSL, FTP, FTP-DATA, SMTP, dan POP baik dari segi banyaknya paket data protokol tersebut maupun dari segi besarnya ukuran paket data protokol tersebut. Informasi tersebut dapat digunakan untuk mengetahui jumlah dan rata-rata banyaknya paket data dan besarnya paket data yang mengalir. Namun, jumlah dan besarnya trafik pada WAN side
tidak didapatkan secara pasti. Hal ini disebabkan karena pengukuran trafik pada penelitian ini dilakukan di sisi dalam dari
router terluar.
Data pchar berupa file teks yang berisi informasi mengenai timestamp, ukuran paket data, alamat tujuan, dan round-trip time tiap-tiap probe. Probe yang memiliki alamat tujuan 0.0.0.0 diidentifikasi sebagai probe
yang mengalami loss karena paket data balasan dari probe tersebut tidak terima. Data pchar ini diolah menggunakan perangkat lunak gawk. Perangkat lunak gawk akan melakukan parsing terhadap data pchar tersebut sehingga didapatkan informasi mengenai besarnya ukuran paket data probe
serta nilai round-trip time tiap probe. Data pchar ini juga memberikan informasi mengenai banyak probe yang hilang (loss). Hasil parsing data pchar yang menghasilkan nilai RTT dapat dilihat pada Lampiran 4, sedangkan hasil parsing yang menghasilkan nilai packet loss ratio dapat dilihat pada Lampiran 5.
Pemodelan Kinerja
Parameter-parameter kinerja yang didapatkan setelah melakukan pengukuran jaringan digunakan untuk menentukan model kinerja dari sistem antrian yang terdapat pada
link Internet IPB.
Model sistem antrian yang digunakan pada penelitian ini adalah M/M/1/k. Router
dianggap sebagai sistem antrian, sedangkan
link Internet dianggap sebagai server. Model sistem antrian ini dipilih karena waktu kedatangan (interarrival time) dari paket data yang datang bersifat stokastik (acak), begitu juga dengan waktu pelayanan (service time) dari link Internet. Sistem antrian ini memiliki batasan dalam menampung paket data, notasi
k pada model sistem antrian menunjukkan banyaknya paket data yang dapat ditampung oleh sistem. Model kinerja dibuat baik untuk
outgoing link maupun incoming link. Validasi Model Kinerja
Setelah menentukan model kinerja dari sistem maka perlu dilakukan validasi untuk memastikan bahwa model yang telah dibuat sesuai dengan keadaan sebenarnya. Skema pada Gambar 7 menunjukkan bahwa jika model yang telah dibuat tidak sesuai dengan keadaan sebenarnya (tidak valid) maka harus dilakukan proses kalibrasi. Toleransi tingkat kesalahan yang masih dapat diterima agar suatu model disebut valid adalah 30% (Menasce & Almeida 2002).
Real System Model Kinerja
Pengukuran Penghitungan
Link Utilization
yang terukur
Link Utilization
yang dihitung
diterima? tidak Kalibrasi Model
ya
Analisis Kinerja
Analisis kinerja dilakukan berdasarkan nilai-nilai dari parameter kinerja yang telah ditentukan sebelumnya. Parameter kinerja memberikan gambaran kinerja sistem, sehingga dapat diketahui keadaan sistem yang sebenarnya. Analisis kinerja bertujuan untuk mengevaluasi keadaan sistem layanan Internet di IPB, apakah sistem masih dapat menangani semua permintaan layanan Internet yang datang, dan bagaimana kinerjanya di waktu yang akan datang.
Membuat Kesimpulan dan Rekomendasi
Hasil analisis kinerja pada tahapan sebelumnya dijadikan acuan untuk membuat kesimpulan mengenai kinerja layanan Internet IPB. Rekomendasi dilakukan berdasarkan kesimpulan yang telah dibuat sebelumnya. Jika kesimpulan yang dibuat menunjukkan bahwa kinerja sistem layanan Internet di IPB sudah mendekati level kejenuhan maka perlu dilakukan penambahan bandwidth untuk menjaga sistem tetap dalam keadaan stabil. Sebaliknya, jika sistem masih jauh dari level kejenuhan maka tidak perlu dilakukan penambahan bandwidth dan agar kinerjanya tetap stabil perlu dilakukan manajemen terhadap penggunaan bandwidth tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Komposisi Protokol Jaringan IPB
Hasil pengolahan data wireshark menunjukkan komposisi dari masing-masing protokol jaringan yang diamati meliputi TCP, UDP, HTTP, SSL, FTP, FTP-DATA, SMTP, dan POP. Masing-masing dari protokol tersebut mewakili berbagai layanan yang terdapat di Internet yang paling sering digunakan oleh civitas akademik IPB. Gambar 8 menunjukkan komposisi antara protokol TCP dengan UDP.
Gambar 8 menunjukkan kondisi jaringan yang baik dimana kuantitas protokol TCP jauh lebih banyak daripada protokol UDP. Hal ini disebabkan karena sebagian besar layanan yang ada di Internet menggunakan protokol TCP sebagai protokol transport-nya. Porsi komposisi protokol terkecil yang bernilai 0.30% merupakan porsi dari protokol pada layer transport selain TCP dan UDP yang meliputi protokol ARP (Address Resolution Protocol), dan protokol Loopback.
Gambar 8 Grafik komposisi protokol TCP dengan UDP.
Porsi dari protokol TCP tersebut selanjutnya didekomposisi lagi menjadi beberapa protokol aplikasi yang diamati. Gambar 9 menunjukkan komposisi dari protokol aplikasi. Gambar 9 tersebut menunjukkan bahwa komposisi selain protokol aplikasi yang diamati memiliki porsi terbesar yaitu sebesar 81.30%
Gambar 9 Grafik komposisi protokol aplikasi. Hal ini disebabkan karena jumlah paket data yang memiliki label protokol yang bukan protokol aplikasi yang diamati jumlahnya sangat banyak. Paket data tersebut meliputi paket data dari aplikasi SSH (Secure Shell), aplikasi Telnet, aplikasi DNS (Domain Name Service), namun jumlah paket data yang terbesar adalah paket data yang berasal dari proses handshake yang dilakukan oleh protokol TCP setiap kali membangun koneksi. Padahal tiap protokol aplikasi seperti HTTP misalnya, harus membangun koneksi TCP sebelum melakukan komunikasi data. Jadi sangat mungkin sekali jumlah paket data untuk membangun koneksi menjadi sangat banyak karena dalam satu waktu yang sama terdapat lebih dari satu koneksi HTTP.
Gambar 10 Grafik komposisi protokol aplikasi yang diamati.
Grafik tersebut memberikan informasi mengenai porsi banyaknya trafik untuk setiap protokol aplikasi yang diamati. Protokol HTTP sebesar 84.64%, protokol SSL sebesar 3.49%, protokol FTP sebesar 5.50%, protokol FTP-DATA sebesar 4.69%, protokol SMTP sebesar 1.54%, dan protokol POP sebesar 0.13%. Protokol SSL termasuk dalam protokol yang diamati karena layanan HTTPS (Secure HTTP) menggunakan protokol ini, sedangkan pada anaylzer tidak menyebutkan adanya protokol HTTPS. Hasil tersebut membuktikan bahwa layanan Internet yang paling populer di lingkungan IPB adalah web browsing dan yang paling tidak populer adalah layanan email yang menggunakan email client, seperti Mozilla Thunderbird atau Microsoft Outlook. Hal ini dapat menjadi indikator bahwa civitas akademika IPB lebih memilih untuk menikmati layanan email menggunakan web-based email client
daripada menggunakan email client seperti yang telah disebutkan.
Latency
Parameter latency merupakan parameter yang memberikan gambaran mengenai delay
yang terjadi pada jaringan. Latency pada penelitian ini merujuk pada delay round-trip
time. Data latency yang digunakan pada penelitian ini berasal dari nilai round-trip time
(RTT) yang terdapat pada data pchar.
Gambar 11 Grafik rata-rata latency.
Gambar 11 menunjukkan bahwa rata-rata
latency tiap hari pengambilan data. Setelah dihitung, rata-rata latency selama 30 hari pengambilan data adalah sebesar 16.831
miliseconds (ms), dengan latency terbesar bernilai 100.445 ms dan latency terkecil bernilai 4.677 ms.
Grafik sebaran frekuensi relatif dari
latency dapat dilihat pada Gambar 12, sedangkan Tabel 1 menunjukkan data tabular dari sebaran frekuensi relatif yang dibuat. Berdasarkan Gambar 12 dan Tabel 1 dapat disimpulkan bahwa frekuensi relatif terjadinya
latency antara 4 ms sampai dengan 13 ms sangat tinggi yaitu 0.76667. Hal ini membuktikan bahwa kondisi link Internet IPB tergolong baik karena frekuensi relatif terbesar terdapat pada selang round-trip time
terkecil.
Gambar 12 Grafik sebaran frekuensi relatif dari latency.
Tabel 1 Data tabular sebaran frekuensi relatif dari latency
Selang Kelas
Titik Tengah
Kelas
Frekuensi Frekuensi relatif
4 – 13 8.5 23 0.76667
14 – 23 18.5 0 0
24 – 33 28.5 1 0.03333
34 – 43 38.5 3 0.1
44 – 53 48.5 1 0.03333 54 – 63 58.5 1 0.03333
64 – 73 68.5 0 0
74 – 83 78.5 0 0
84 – 93 88.5 0 0
94 – 103 98.5 1 0.03333
Packet Loss Ratio
Parameter Packet Loss Ratio (PLR) merupakan parameter yang memberikan gambaran peluang suatu paket data akan mengalami loss selama transmisi. Informasi
84.64% 3.49% 5.50% 4.69% 1.54% 0.13% Grafik Komposisi Protokol Aplikasi HTTP SSL FTP FTP-DATA SMTP POP 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
8.5 18.5 28.5 38.5 48.5 58.5 68.5 78.5 88.5 98.5
F re kuen si R e la ti f Latency (ms)
mengenai PLR ini didapatkan dari banyaknya paket data yang loss pada data pchar. Gambar 13 menunjukkan grafik persentase PLR tiap hari pengambilan data. Grafik tersebut memberikan informasi bahwa packet loss
yang terjadi cukup besar dengan rata-rata persentase PLR sebesar 20.42%, dengan persentase PLR terbesar bernilai 29.96% dan persentase PLR terkecil bernilai 7.61%. Tingkat rata-rata rasio paket data yang hilang pada penelitian ini tergolong tinggi sehingga terdapat kemungkinan bahwa terjadi kongesti pada router terluar. Namun, hal ini masih dapat ditoleransi karena sebagian besar layanan yang dinikmati oleh civitas akademika IPB merupakan layanan yang tidak sensitif terhadap latency dan packet loss ratio.
Gambar 13 Grafik persentase Packet Loss Ratio (PLR).
Throughput
Throughput merupakan parameter kinerja yang memberikan gambaran mengenai besarnya data yang dapat dikirim dalam satu satuan waktu tertentu.
Gambar 14 Grafik rata-rata throughput. Semakin banyak data yang dapat dikirim dalam satu satuan waktu tertentu maka semakin baik kinerja suatu sistem. Namun, pada penelitian ini banyak data yang dapat dikirim terbatas pada besarnya bandwidth
yang dimiliki oleh suatu link. Gambar 14
menunjukkan grafik rata-rata throughput
selama 30 hari pengambilan data.
Grafik rata-rata throughput tersebut menunjukkan perbedaan besar throughput
antara trafik outgoing dengan incoming yang cukup signifikan. Rata-rata besarnya outgoing throughput adalah 2.792 Mbps dengan nilai
throughput terbesar adalah 3.283 Mbps dan nilai throughput terkecil adalah 2.377 Mbps, sedangkan rata-rata besarnya incoming throughput adalah 14.487 Mbps dengan nilai
throughput terbesar adalah 14.814 Mbps dan nilai throughput terkecil adalah 12.922 Mbps. Rangkuman hasil penghitungan throughput
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil penghitungan nilai throughput
Link Terbesar (Mbps)
Terkecil (Mbps)
Rata-rata (Mbps) Outgoing 3.283 2.377 2.792 Incoming 14.814 12.922 14.487
Nilai throughput yang diukur pada penelitian ini adalah nilai throughput pada
link LAN side yang memiliki bandwidth
sebesar 16 Mbps. Nilai tersebut diharapkan dapat merepresentasikan nilai throughput
pada link WAN side. Besar bandwidth
Internet (WAN side) yang dimiliki IPB saat ini adalah 15 Mbps baik untuk upstream
maupun downstream. Data mengenai besarnya
throughput diatas memberikan informasi bahwa trafik incoming memiliki intensitas yang sangat tinggi karena besarnya hampir mendekati besarnya bandwidth yang ada. Oleh karena itu, perlu adanya manajemen terhadap penggunaan bandwidth agar beban kerja link Internet IPB dapat lebih terkontrol. Data throughput selama 30 hari dapat dilihat pada Lampiran 6.
Utilisasi Link
Utilisasi merupakan parameter yang menggambarkan besarnya penggunaan suatu sumber daya. Utilisasi link dapat diartikan sebagai besarnya penggunaan bandwidth. Parameter ini sebenarnya mirip dengan parameter throughput, namun besarnya utilisasi dihitung menggunakan teorema Little. Penghitungan rata-rata nilai utilisasi link
nilai utilisasi pada link LAN side dari router
terluar. Tabel 3 menunjukkan contoh penghitungan rata-rata utilisasi outgoing link
pada tanggal 1 April 2008.
Tabel 3 Penghitungan rata-rata utilisasi
outgoing link pada LAN side tanggal 1 April 2008 Pengam-bilan ke Arrival Rate (packet/s) Service Rate
(packet/s) Utilisasi
1 2018.674 11963.244 2 1983.042 12675.364 3 2046.239 11311.230 4 1991.548 11252.310 5 2011.074 11456.689 6 1946.710 12410.775 7 1977.674 12660.139 8 2059.489 11600.308 9 2024.263 12282.320 10 2056.445 12173.224 11 2096.957 12585.714 12 2036.963 11424.194
Rata-rata 2020.757 11982.959 16.864%
Grafik hasil penghitungan nilai utilisasi
link pada LAN side dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 15 tersebut menunjukkan bahwa utilisasi pada outgoing link lebih kecil daripada incoming link. Kondisi ini masih tergolong wajar karena trafik pada outgoing link merupakan trafik request yang ukuran relatif kecil, sedangkan trafik pada incoming link merupakan trafik data yang berukuran lebih besar sehingga beban kerjanya lebih tinggi daripada outgoing link.
Gambar 15 Grafik rata-rata utilisasi link pada LAN side.
Tabel 4 menunjukkan hasil penghitungan nilai utilisasi link pada LAN side. Berdasarkan Tabel 4 tersebut dapat dilihat bahwa rata-rata besarnya utilisasi pada outgoing link adalah 17.386% dengan utilisasi terbesar adalah
20.497% dan utilisasi terkecil adalah 14.826%, sedangkan rata-rata utilisasi pada
incoming link adalah sebesar 90.489% dengan utilisasi terbesar adalah 92.597% dan utilisasi terkecil adalah 80.194%.
Tabel 4 Hasil penghitungan nilai utilisasi link
pada LAN side
Link Terbesar (%)
Terkecil (%)
Rata-rata (%) Outgoing 20.497 14.826 17.386 Incoming 92.597 80.194 90.489
Besarnya utilisasi pada link WAN side dapat diperkirakan (estimasi) dengan mengasumsikan bahwa besarnya trafik data pada LAN side sama dengan besarnya trafik data pada WAN side. Penghitungan estimasi dilakukan dengan mengubah nilai laju pelayanan paket data. Hal ini dilakukan karena besar bandwidth pada LAN side
berbeda dengan WAN side. Bandwidth yang lebih kecil berakibat pada laju pelayanan paket data. Semakin besar bandwidth yang ada maka semakin besar pula laju pelayanan paket datanya. Contoh estimasi penghitungan nilai utilisasi pada WAN side dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Estimasi penghitungan nilai utilisasi
outgoing link pada WAN side tanggal 1 April 2008 Pengam-bilan ke Arrival Rate (packet/s) Service Rate
(packet/s) Utilisasi
1 2018.674 11215.542 2 1983.042 11883.153 3 2046.239 10604.278 4 1991.548 10549.041 5 2011.074 10740.646 6 1946.710 11635.102 7 1977.674 11868.880 8 2059.489 10875.289 9 2024.263 11514.675 10 2056.445 11412.397 11 2096.957 11799.107 12 2036.963 10710.182
Rata-rata 2020.757 11234.024 17.988%
transmisi data. Namun, hal ini tidak terjadi pada outgoing link. Penggunaan bandwidth
pada outgoinglink cenderung masih stabil.
Gambar 16 Grafik estimasi rata-rata utilisasi
link pada WAN side.
Rata-rata besarnya utilisasi pada incoming link adalah 96.522% dengan utilisasi terbesar adalah 98.771% dan utilisasi terkecil adalah 85.540%. Pada outgoing link, rata-rata besarnya utilisasi adalah 18.545% dengan utilisasi terbesar adalah 21.864% dan utilisasi terkecil adalah 15.815%. Tabel 6 menunjukkan rangkuman hasil estimasi besarnya utilisasi link pada WAN side. Tabel 6 Hasil estimasi nilai utilisasi link pada WAN side
Link Terbesar (%)
Terkecil (%)
Rata-rata (%) Outgoing 21.864 15.815 18.545 Incoming 98.771 85.540 96.522
Validasi hasil penghitungan nilai utilisasi
link ini dilakukan dengan membandingkan hasil penghitungan dengan persentase nilai
throughput. Hal ini dilakukan karena nilai
throughput dianggap sebagai utilisasi yang diukur. Lampiran 7 menunjukkan tabel hasil validasi nilai utilisasi. Tabel hasil validasi tersebut menunjukkan rata-rata tingkat kesalahan penghitungan yang kecil, pada
outgoing link rata-rata kesalahan penghitungan sebesar 0.000648 atau 0.0648% dan pada incoming link rata-rata kesalahan penghitungan sebesar 0.000528 atau 0.0528% sehingga dapat disimpulkan bahwa penghitungan nilai utilisasi link tersebut valid karena tingkat kesalahannya tidak lebih dari 30%.
Model Kinerja Link Internet IPB
Model kinerja dibuat dengan tujuan agar didapatkan suatu gambaran kinerja dari suatu sistem. Pada penelitian ini pemodelan dilakukan agar didapatkan gambaran mengenai keadaan router terluar. Apakah
sistem antrian yang terdapat pada router
masih mampu menampung seluruh paket data yang ada. Model kinerja dapat dinotasikan dalam notasi Kendall. Pada penelitian ini model kinerja sistem dinotasikan dengan M/M/1/76. Model ini dipilih karena sistem memiliki laju kedatangan paket data dan laju pelayanan paket data yang bersifat stokastik (acak) dengan sebuah server dan memiliki panjang antrian sebesar 75 paket data.
Diagram transisi rantai Markov model kinerja ini dapat dilihat pada Gambar 17.
0 1 2 … … 75 76
Gambar 17 Diagram transisi rantai Markov untuk model M/M/1/76.
Model ini dapat memberikan gambaran mengenai peluang suatu sistem mampu menampung sejumlah paket data. Nilai peluang tersebut didapatkan dengan cara menurunkan persamaan global balance dan
local balance. Penurunan persamaan global balance dan local balance pada model M/M/1/76 dapat dilihat pada Lampiran 8. Hasil dari penurunan persamaan tersebut didapatkan persamaan �0 dan �� yang
didefinisikan sebagai:
�
0=
1−�
1−�77 … (2)
�
�=
�� 1−�
1−�77 … (3) Pemodelan dilakukan baik untuk outgoing system maupun incoming system. Outgoing system adalah sistem antrian dengan laju paket data berasal dari LAN side dan yang dianggap sebagai server adalah link pada WAN side. Sedangkan incoming system adalah sistem antrian dengan laju paket data yang berasal dari WAN side dan yang dianggap sebagai
server adalah link pada LAN side.
Pada outgoingsystem didapatkan rata-rata laju kedatangan paket data sebesar 1751.388 paket data per detik dengan laju pelayanan paket data sebesar 9468.473 paket data per detik sehingga didapatkan nilai utilisasi pada
outgoing system adalah 18.497%. Nilai rata-rata utilisasi tersebut digunakan untuk menghitung peluang terdapat n paket data pada sistem dimana nilai 0≤ � ≤76.
sangat kecil, bahkan hampir mendekati nol. Pada kondisi ini dapat disimpulkan bahwa semua paket data akan terlayani oleh sistem tanpa ada yang mengalami drop. Gambar 18 menunjukkan grafik peluang terdapat n paket data pada outgoing system dimana nilai
0≤ � ≤76.
Gambar 18 Grafik peluang paket data terdapat pada outgoing system.
Pada incoming system, nilai rata-rata laju paket data yang berasal dari WAN side
didapatkan dengan mengasumsikan bahwa besar trafik pada LAN side sama dengan besar trafik pada WAN side sehingga rata-rata laju kedatangan paket datanya sebesar 1687.966 paket data per detik dengan laju pelayanan paket data sebesar 1865.076 paket data per detik sehingga didapatkan nilai utilisasi pada
incoming system sebesar 90.504%. Nilai utilisasi tersebut digunakan untuk menghitung peluang terdapat n paket data pada incoming system dengan 0≤ � ≤76. Grafik hasil penghitungan peluang pada incoming system
dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19 Grafik peluang paket data terdapat pada incoming system.
Kondisi yang berbeda terjadi pada
incoming system. Sistem pada incoming link
ini cenderung lebih sibuk daripada sistem pada outgoing link. Hal ini dibuktikan dengan besar peluang pada sistem terdapat sejumlah
paket data relatif lebih merata karena selisih antara �� dengan ��−1 dimana 0 <� ≤76
relatif kecil sehingga sistem berpeluang lebih besar memiliki sejumlah paket data daripada sistem pada outgoing link.
Berdasarkan deskripsi dari kondisi sistem tersebut dapat disimpulkan bahwa outgoing system masih stabil sehingga tidak perlu dilakukan penambahan sistem antrian, sedangkan pada incoming system yang dimodelkan dengan asumsi diatas terlihat bahwa sistem ini lebih sibuk daripada
outgoing system. Terdapat kemungkinan yang besar bahwa laju kedatangan paket data pada WAN side yang sebenarnya jauh lebih besar daripada laju kedatangan paket data pada LAN side. Jadi incoming system yang sebenarnya jauh lebih sibuk daripada model yang dibuat pada penelitian ini. Semakin sibuk suatu sistem maka semakin besar peluang paket data yang datang tidak terlayani oleh sistem. Hal ini dapat menimbulkan
packet loss ratio yang tinggi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa layanan Internet yang paling sering dinikmati oleh civitas akademika IPB adalah layanan web dengan persentase banyaknya trafik sebesar 84.64% dari seluruh protokol jaringan yang diamati. Kondisi link
Internet IPB masih stabil dengan rata-rata
latency sebesar 0.016831 ms, namun memiliki rata-rata packet loss ratio yang cukup tinggi yaitu sebesar 20.42%. Pada LAN side, rata-rata besarnya outgoing throughput adalah 2.792 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 17.386%, sedangkan rata-rata besarnya
incoming throughput adalah 14.487 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 90.489%. Jika dilakukan estimasi pada WAN side, maka rata-rata utilisasi pada outgoing link adalah sebesar 18.545% dan rata-rata utilisasi pada
Saran
Pada penelitian ini hanya dideskripsikan banyaknya protokol jaringan yang digunakan oleh beberapa layanan yang terdapat di Internet tanpa mendeskripsikan situs apa yang menyediakan layanan tersebut. Oleh karena itu, diharapkan deskripsi mengenai pola penggunaannya dibuat lebih detil, seperti situs apa saja yang sering dikunjungi oleh civitas akademika IPB, besarnya trafik situs layanan Internet tersebut, dan lain-lain sehingga dapat diperoleh gambaran yang lebih menyeluruh mengenai pola dan efisiensi penggunaan layanan Internet di IPB. Hal ini disebabkan karena mungkin saja penggunaan layanan Internet tersebut tidak bertujuan untuk meningkatkan kualitas pendidikan di IPB atau trafik yang muncul bukan berasal dari aktivitas civitas akademika IPB melainkan berasal dari aktivitas virus komputer.
Berdasarkan hasil penelitian ini didapatkan informasi bahwa penggunaan sumber daya (utilisasi) pada incoming link sangat tinggi. Hal ini harus dicurigai karena bukan tidak mungkin telah terjadi serangan DoS (denial of service) pada router terluar IPB sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memastikan hal tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Brownlee N, Loosley C. 2001. Fundamentals of Internet Measurement: A Tutorial.
CMG Journal of Computer Resource Management 102.
Daigle, JN. 2005. Queueing Theory with Applications to Packet Telecommunication. Boston: Springer Science and Bussiness Media Inc.
Downey, AB. 1999. Using pathchar to estimate Internet link characteristics. ACM SIGCOMM.
Hardy, WC. 2001. QoS Measurement and Evaluation of Telecommunications Quality of Service. Chichester: John Wiley & Sons.
[ITU]. International Telecommunication Union for Standardization. 1998.
Rekomendasi ITU-T E.500.
http://www.itu.int/rec/T-REC-E.500-199811-I/en [4 Desember 2007].
Marchese, Mario. 2007. QoS over Heterogenous Network. Chichester: John Wiley & Sons.
Menasce D dan Almeida V. 2002. Capacity Planning for Web Service. New Jersey: Prentice Hall.
[pchar]. 2008.
http://www.kitchenlab.org/www/bmah/Sof tware/pchar/ [19 Februari 2008]
Sanders, Chris. 2007. Practical Packet Analysis. San Francisco: No Starch Press. [Wireshark]. 2008. http://www.wireshark.org
Lampiran 1 Data trafik bulan Februari dan Maret 2008
Jam
Total Trafik Bulan Februari dan Maret 2008
(paket data)
00.00-00.59 151169560
01.00-01.59 112806702
02.00-02.59 100308512
03.00-03.59 83954017
04.00-04.59 76674978
05.00-05.59 63333401
06.00-06.59 50715142
07.00-07.59 69358452
08.00-08.59 136247687
09.00-09.59 197914376
10.00-10.59 225300628
11.00-11.59 235963420
12.00-12.59 207845073
13.00-13.59 240429432
14.00-14.59 259108687
15.00-15.59 239497251
16.00-16.59 219112618
17.00-17.59 201881607
18.00-18.59 142438768
19.00-19.59 143174220
20.00-20.59 127704725
21.00-21.59 97465865
22.00-22.59 90727418
Lampiran 3 Contoh data pchar
addresses AF_INET targethost 192.168.3.45 src 172.17.1.90
dest 192.168.3.45 hops 30
burst 1 minsize 32 increment 32 mtu 1500 burst 1 repetitions 32 starthop 3
probe t 1207028515.024202 h 3 b 544 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.033808 rb 544 probe t 1207028515.307345 h 3 b 800 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004466 rb 800 probe t 1207028515.561546 h 3 b 192 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004302 rb 192 probe t 1207028515.815339 h 3 b 1440 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.006012 rb 1440 probe t 1207028516.071426 h 3 b 352 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000001 rb 1440 probe t 1207028519.071522 h 3 b 256 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004388 rb 256 probe t 1207028519.325571 h 3 b 864 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004438 rb 864 probe t 1207028519.579420 h 3 b 768 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.001015 rb 864
probe t 1207028522.580554 h 3 b 1120 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005849 rb 1120 probe t 1207028522.836433 h 3 b 512 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.003985 rb 512 probe t 1207028523.091668 h 3 b 832 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004535 rb 832 probe t 1207028523.345434 h 3 b 1344 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005608 rb 1344 probe t 1207028523.601354 h 3 b 1056 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000004 rb 1344 probe t 1207028526.601500 h 3 b 1248 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005599 rb 1248 probe t 1207028526.856334 h 3 b 960 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004784 rb 960 probe t 1207028527.111421 h 3 b 640 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000924 rb 960 probe t 1207028530.112456 h 3 b 608 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004107 rb 608 probe t 1207028530.366438 h 3 b 96 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.002957 rb 96 probe t 1207028530.619361 h 3 b 160 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.003331 rb 160 probe t 1207028530.872311 h 3 b 1088 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005242 rb 1088 probe t 1207028531.127334 h 3 b 1184 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004881 rb 1184 probe t 1207028531.382345 h 3 b 704 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004749 rb 704 probe t 1207028531.636435 h 3 b 1152 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005446 rb 1152 probe t 1207028531.891293 h 3 b 288 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.072525 rb 288 probe t 1207028532.213429 h 3 b 1312 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000298 rb 288 probe t 1207028535.213886 h 3 b 384 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004329 rb 384 probe t 1207028535.468429 h 3 b 1472 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000004 rb 384 probe t 1207028538.468587 h 3 b 32 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.003360 rb 32 probe t 1207028538.721367 h 3 b 1408 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005724 rb 1408 probe t 1207028538.976428 h 3 b 64 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000002 rb 1408
probe t 1207028541.976518 h 3 b 320 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004134 rb 320 probe t 1207028542.230431 h 3 b 992 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005345 rb 992 probe t 1207028542.485301 h 3 b 128 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.003682 rb 128
... ... ...
probe t 1207029912.798441 h 3 b 1280 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005640 rb 1280 probe t 1207029913.053434 h 3 b 1376 addr 0.0.0.0 res 4 rtt 3.000000 rb 1280 probe t 1207029916.053584 h 3 b 576 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.005395 rb 576 probe t 1207029916.308432 h 3 b 1024 addr 192.168.3.45 res 2 rtt 0.004865 rb 1024 pchar to 192.168.3.45 (192.168.3.45) using ICMP/IPv4 (raw sockets)
Using raw socket input
Packet size increments from 32 to 1500 by 32 46 test(s) per repetition
32 repetition(s) per hop 2: 172.17.1.90 (172.17.1.90)
Partial loss: 373 / 1472 (25%)
Partial char: rtt = 2.547681 ms, (b = 0.000896 ms/B), r2 = 0.934183 stddev rtt = 0.053915, stddev b = 0.000036
Partial queueing: avg = 0.003123 ms (3486 bytes) 3: 192.168.3.45 (192.168.3.45)
Path length: 3 hops
Path char: rtt = 2.547681 ms r2 = 0.934183 Path bottleneck: 8930.040444 Kbps
Path pipe: 2843 bytes
Path queueing: average = 0.003123 ms (3486 bytes) Start time: Tue Apr 1 12:41:55 2008
Lampiran 4 Hasil parsing data pchar yang menghasilkan nilai rata-rata round-trip time
Hari ke- Tanggal round-trip time (ms)
1 1 April 2008 6.973
2 2 April 2008 5.706
3 3 April 2008 7.208
4 4 April 2008 7.014
5 7 April 2008 5.910
6 8 April 2008 7.057
7 9 April 2008 8.702
8 10 April 2008 6.695
9 11 April 2008 5.857
10 14 April 2008 39.260
11 15 April 2008 34.848
12 17 April 2008 4.957
13 18 April 2008 4.751
14 21 April 2008 5.509
15 22 April 2008 4.677
16 23 April 2008 6.630
17 25 April 2008 5.039
18 28 April 2008 100.445
19 29 April 2008 5.072
20 30 April 2008 8.756
21 2 Mei 2008 9.391
22 5 Mei 2008 8.340
23 7 Mei 2008 7.014
24 8 Mei 2008 8.522
25 9 Mei 2008 48.440
26 12 Mei 2008 27.863
27 13 Mei 2008 56.384
28 14 Mei 2008 7.556
29 15 Mei 2008 8.407
30 16 Mei 2008 41.950
Rata-rata 16.831
Terbesar 100.445
Lampiran 5 Hasil parsing data pchar yang menghasilkan nilai Packet Loss Ratio
Hari ke- Tanggal packet loss ratio (%)
1 1 April 2008 25.3397
2 2 April 2008 23.9810
3 3 April 2008 26.2228
4 4 April 2008 20.5842
5 7 April 2008 19.7690
6 8 April 2008 17.6630
7 9 April 2008 7.6087
8 10 April 2008 9.3071
9 11 April 2008 19.3614
10 14 April 2008 18.4783 11 15 April 2008 15.7609 12 17 April 2008 20.1087 13 18 April 2008 20.1766 14 21 April 2008 8.22011 15 22 April 2008 23.5054 16 23 April 2008 19.3614 17 25 April 2008 22.2826 18 28 April 2008 29.9592 19 29 April 2008 18.0707 20 30 April 2008 23.0978
21 2 Mei 2008 22.4185
22 5 Mei 2008 28.8043
23 7 Mei 2008 22.1467
24 8 Mei 2008 22.4864
25 9 Mei 2008 22.5543
26 12 Mei 2008 27.4457
27 13 Mei 2008 25.6793
28 14 Mei 2008 12.4321
29 15 Mei 2008 22.6902
30 16 Mei 2008 17.1196
Rata-rata 20.4212
Terbesar 29.9592
Lampiran 6 Data throughput selama 30 hari
Hari ke- Tanggal Throughput (Mbps)
Outgoing Incoming
1 1 April 2008 2.704 14.723
2 2 April 2008 2.741 14.726
3 3 April 2008 2.964 14.369
4 4 April 2008 2.845 14.758
5 7 April 2008 3.283 14.656
6 8 April 2008 2.872 14.701
7 9 April 2008 2.956 14.725
8 10 April 2008 2.939 14.491
9 11 April 2008 2.805 14.683
10 14 April 2008 2.822 14.509
11 15 April 2008 3.050 14.695
12 17 April 2008 3.137 14.814
13 18 April 2008 2.522 13.030
14 22 April 2008 2.871 14.678
15 23 April 2008 2.937 14.598
16 24 April 2008 2.936 14.711
17 25 April 2008 2.795 14.483
18 28 April 2008 2.593 14.685
19 29 April 2008 2.545 14.745
20 2 Mei 2008 2.377 14.638
21 5 Mei 2008 2.814 14.593
22 6 Mei 2008 2.646 14.681
23 7 Mei 2008 2.827 14.719
24 8 Mei 2008 2.533 12.922
25 9 Mei 2008 2.756 14.222
26 12 Mei 2008 2.521 14.377
27 13 Mei 2008 2.855 14.768
28 14 Mei 2008 2.850 13.779
29 15 Mei 2008 2.617 14.740
30 16 Mei 2008 2.653 14.384
Rata-rata 2.792 14.487
Terbesar 3.283 14.814
Lampiran 7 Tabel validasi hasil penghitungan nilai utilisasi link
Pengukuran Penghitungan Selisih
Outgoing Incoming Outgoing Incoming Outgoing Incoming
1 April 2008 16.899% 92.019% 16.864% 92.025% 0.000355 -0.000058
2 April 2008 17.129% 92.040% 17.097% 92.044% 0.000322 -0.000041
3 April 2008 18.523% 89.808% 18.472% 89.791% 0.000518 0.000174
4 April 2008 17.780% 92.238% 17.733% 92.239% 0.000468 -0.000011
7 April 2008 20.520% 91.597% 20.497% 91.592% 0.000227 0.000048
8 April 2008 17.951% 91.881% 17.843% 91.879% 0.001087 0.000023
9 April 2008 18.476% 92.029% 18.340% 92.034% 0.001358 -0.000050
10 April 2008 18.368% 90.568% 18.350% 90.462% 0.000183 0.001059
11 April 2008 17.533% 91.768% 17.468% 91.771% 0.000650 -0.000033
14 April 2008 17.638% 90.680% 17.564% 90.662% 0.000741 0.000187
15 A
