SKRIPSI
Diajukan untuk Menempuh Ujian Akhir Sarjana
NOPRIYAN GAUTAMA PUTRA
10109083
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
v
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR SIMBOL ... xx
DAFTAR LAMPIRAN ... xxii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 3
1.3 Maksud dan Tujuan ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 4
1.5 Metode Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB 2 LANDASAN TEORI ... 7
2.1 Landasan Teori ... 7
2.1.1 IP Multimedia Subsystem (IMS) ... 7
2.1.2 Internet Protocol (IP) ... 10
2.1.3 Routing Protocol ... 12
2.1.5 MPLS-TE (Traffic Engineering) ... 17
2.1.6 Quality of Service (QoS) ... 20
2.1.7 Protokol Persinyalan ... 21
2.1.8 Implementasi QoS pada MPLS ... 22
2.1.9 Differentiated Service Model (DiffServ) ... 22
2.1.10 Internet Protocol Television (IPTV) ... 26
2.1.11 Protokol Dasar IPTV ... 29
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM ... 33
3.1 Analisis Sistem ... 33
3.1.1 Analisis Masalah ... 33
3.1.2 Analisis IPTV ... 35
3.1.3 Analisis Code-Decoder (Codec) ... 39
3.1.4 Analisis Jaringan TCP/IP ... 41
3.1.5 Analisis Jaringan MPLS ... 42
3.1.6 Solusi Penyelesain Masalah ... 45
3.1.7 Analisis Pendukung Infrastruktur ... 45
3.2 Perancangan Sistem ... 47
3.2.1 Perancangan Topologi ... 49
3.2.2 Proses Instalasi Software dan Konfigurasi Jaringan ... 49
3.2.3 Perancangan Quality of Service (QoS) ... 63
3.2.4 Skenario Pengujian Performansi dari Parameter QoS ... 65
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM ... 69
4.1 Arsitektur Jaringan ... 69
4.3 Pengujian Domain Name system (DNS) ... 75
4.4 Pengujian Aplication Server (AS) IPTV ... 76
4.5 Pengujian UCT IMS Client ... 77
4.6 Pengujian Jaringan untuk Sistem IPTV ... 80
4.6.1 Pengukuran pada Uji Coba Jaringan Biasa Berdasarkan Bandwidth ... 83
4.6.2 Pengukuran pada Uji Coba Jaringan MPLS QoS Berdasarkan Bandwidth .. ... 92
4.6.3 Pengukuran pada Uji Coba Jaringan Biasa Berdasarkan Beban ... 103
4.6.4 Pengukuran pada Uji Coba jaringan MPLS QoS Berdasarkan Beban .... 140
4.6.5 Perbandingan Performansi Jaringan ... 178
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 197
5.1 Kesimpulan ... 197
5.2 Saran ... 197
201
DAFTAR PUSTAKA
[1] Ahson, A. S., & Ilyas, M. (2009). IP Multimedia Subsytem (IMS) Handbook.
New York: CRC Press.
[2] Andersson, L. (n.d.). The Multiprotocol Label Switching (MPLS) Working Group Decision on MPLS signalings protocols. RFC-3468. Internet Society.
[3] Awduche, D. (1999). MPLS and Traffic Engineering in IP Networks. IEEE Communications Magazine.
[4] Awduche, E., & et.all. (1999). Requirements for Traffic Engineering over MPLS. RFC-2702. Internet Society.
[5] MII. (2008). IPTV FOCUS GROUP. Retrieved Maret 20, 2014, from ITU:
http://www.itu.int/ITUT/PTV/events/072006/docs/ID/FGIPTV-ID-048e.doc
[6] O'Driscool, G. (2007). Next Generation IPTV Service and Technologies. New Jersey: Wiley-Interscience.
[7] Rosen, E., & et.all. (2001). Multiprotocol Label Switching Architecture. RFC-3031. Internet Society.
[8] Rozali, I. (2005). Studi Empiris Perbaikan Qouality of Service dengan Diffserv dan MPLS pada jaringan IP. Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi.
[9] Shin, J., Daniel, C. L., & C, -C. J. (2003). Quality of Service for Internet Multimedia. New Jersey: Prentice Hall PTR.
iii
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya yang telah dilimpahkan, shalawat dan salam tidak lupa dicurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Skripsi ini tepat pada waktunya dengan judul “Analisis Quality Of Service (QoS) Pada Jaringan Multiprotocol Label Switching Untuk Mendukung Layanan IPTV”.
Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memenuhi Ujian Akhir Sarjana Program Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia Bandung. Pada kesempatan ini penulis dengan rasa syukur dan keikhlasan hati ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan Skripsi ini, diantaranya :
1. Kepada kedua Orang tua yang selalu mengirimkan do'a dan harapan tulus serta cinta untuk anak-anaknya dan semua keluarga yang telah memberikan dukungannya atas terselesaikannya laporan tugas akhir ini. 2. Bapak Irawan Afrianto, S.T.,M.T. Selaku Ketua Jurusan Program Studi
Teknik Informatika UNIKOM.
3. Bapak Iskandar Ikbal, S.T.,M,Kom. selaku pembimbing skripsi yang telah memberikan arahan dan ilmu selama proses penyusunan laporan tugas akhir.
4. Ibu Dian Dharmayanti, S.T., M.Kom. selaku dosen wali yang senantiasa selalu memberikan waktu untuk berdiskusi.
6. Seluruh staff dan karyawan, sekretariat Jurusan Teknik Informatika, terima kasih juga atas bantuannya.
7. Oka Rostaria Lestari, yang selalu menemani dan memberikan dukungan penuh pada seluruh aktivitas dalam menyelesaikan laporan ini.
8. Rahmat Andi Mulyana, yang telah bersedia meminjamkan Laptop-nya untuk dijadikan server.
9. Rekan kampus angkatan 2009, rekan sesama pembimbing, dan seluruh rekan kelas IF-02 yang telah memberikan dukungan dan diskusinya
10.Serta semua pihak yang telah membantu terselesaikannya penyusunan skrpsi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak bisa di sebutkan semuanya satu persatu.
Sebagai manusia biasa penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan di dalam penulisan laporan Skripsi ini karena keterbatasan pengetahuan penulis. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat penulis harapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.
Wassalaamu’alaikum wr. wb.
Bandung, 12 Agustus 2014
1
Televisi merupakan salah satu media komunikasi yang dimiliki oleh sebagian besar masyarakat. Dengan kemajuan dan perkembangan teknologi saat ini, diciptakan suatu teknologi baru dengan menggabungkan televisi dan internet yang disebut Internet Protocol Television (IPTV). Berbagai macam kelebihan yang ditawarkan IPTV jika dibandingkan dengan TV kabel atau TV satelit. IPTV adalah layanan multimedia seperti televisi, video, audio, text, grafis, data yang disampaikan melalui jaringan berbasis Internet Protocol (IP) yang dikelola untuk memberikan jaminan tingkat kualitas dalam hal layanan, keamanan, interaktivitas dan kehandalan.
Sebelumnya, teknologi ini sulit untuk berkembang karena keterbatasan jaringan broadband (pita lebar). Keterbatasan jaringan akses copper yang di nilai belum cukup dan belum dapat mengakomodir permintaan kapasitas bandwidth
yang besar serta kecepatan transfeer data yang tinggi (bitrate), membuat pelayanan akan layanan voice, data dan television kurang maksimal bagi jumlah
user yang selalu meningkat. Namun seiring berkembangnya ketersediaan jaringan
broadband, kemungkinan teknologi IPTV untuk berkembang bagi pengguna di rumah-rumah pun cukup besar. Beberapa perusahan besar telekomunikasi telah mengeksplorasi teknolgi IPTV.
Layanan IPTV meliputi live TV, Video on Demand (VoD), time-shifted TV
(TSTV) dan Personal Video Recording (PVR). IPTV merupakan konvergensi dari layanan komunikasi, komputasi, dan konten juga perpaduan penyiaran dan telekomunikasi. Secara umum layanan IPTV memerlukan dukungan koneksi
Sampai saat ini, jaringan TCP/IP masih merupakan pondasi bagi sekian banyak jaringan di dunia. Hal ini disebabkan jaringan TCP/IP bisa memenuhi kebutuhan masyarakat akan komunikasi yang murah dan efisien. Jaringan TCP/IP terus mengalami pembenahan dan peningkatan teknologi untuk memperbaiki masalah-masalah yang terdapat pada teknologi jaringan TCP/IP tradisional. Masalah utama yang terdapat pada jaringan TCP/IP tradisional adalah masih belum adanya garansi Quality of Services (QoS)yang baik.
Routing IP pada jaringan TCP/IP hanya berdasarkan pada alamat tujuan yang terdapat pada header IP tanpa melihat tipe layanan data yang dikirim. Sementara kebutuhan voice, video dan data dalam skala besar pada jaringan TCP/ IP akan semakin meningkat, yang tentunya membutuhkan garansi Quality of Services (QoS) yang lebih baik lagi. Hal tersebut mendorong kebutuhan akan perbaikan Quality of Services (QoS) serta peningkatan teknis dan operasional pada jaringan TCP/IP. Salah satu usulan perbaikan tersebut adalah jaringan TCP/ IP dengan routing Multi Protocol Label Switching (MPLS) dengan layanan
Differentiated Services (DiffServ).
Metode untuk memperbaiki kinerja jaringan TCP/IP yaitu dengan teknologi Multiprotocol Label Switching (MPLS). MPLS merupakan arsitektur jaringan yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping pada layer 2 dengan routing pada layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. MPLS menggunakan label sebagai
Protocol Data Unit (PDU) sebagai ganti dari frame dan cell. MPLS memiliki bit-bit pada header yang mempertahankan nilai Quality of Service (QoS). Oleh karena itu, MPLS dapat menjamin ketersediaan bandwidth untuk setiap jenis trafik, sehingga voice dan video yang sangat sensitif terhadap delay dapat dijamin kualitasnya.
mengimplementasikan jenis jaringan yang memadai untuk mendukung layanan IPTV.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang sudah dijelaskan diatas, maka dapat diigentifikasikan masalah yang ada yaitu :
1. Layanan komunikasi berbasis voice dan video seperti layanan Internet Protocol Television (IPTV) memerlukan infrastruktur jaringan yang memadai.
2. Dengan meningkatnya kebutuhan transmisi voice, video dan data untuk skala besar pada jaringan , maka meningkat juga kebutuhan akan garansi
Quality of Services (QoS)yang baik. 1.3 Maksud dan Tujuan
Berdasarkan permasalah yang diteliti, maka maksud dari penelitian ini adalah menganalisis Quality of Service (QoS) pada jaringan Multiprotocol Label Switching (MPLS) untuk mendukung layanan IPTV.
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini sebagai berikut : 1. Menganalisis, merancang dan mengimplementasikan jaringan TCP/IP
biasa dan jaringan MPLS untuk merepresentasikan sebuah arsitektur jaringan yang baik untuk layanan IPTV.
2. Menganalisis secara menyeluruh mengenai Quality of Service (QoS) dalam meningkatkan performa layanan IPTV berdasarkan traffic yang melalui jaringan menggunakan parameter packet loss, jitter, delay dan
throughput sehingga mendapatkan kondisi terbaik yang direkomendasikan sebagai langkah optimasi dari layanan tersebut.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah berisi batasan pembahasan masalah terhadap penelitian yang dilakukan. Masalah yang akan dibahas pada penelitian seputar hal-hal yang berhubungan dengan Skripsi/Tugas Akhir, antara lain :
2. Jaringan TCP/IP biasa dan jaringan Multiprotocol Label Switching
(MPLS) sebagai bahan perbandingan.
3. Menggunakan metode Differentiated Services (Diffserv) untuk mendapatkan optimasi QoS.
4. Membuat Simulasi jaringan menggunakan GNS3.
5. OpenIMS sebagai Server layanan IPTV dan UCTIPTV sebagai Client. 6. Interface Fast Ethernet yang digunakan pada router berkecepatan 100
Mbps.
1.5 Metode Penelitian 1. Studi Literatur
Mengumpulkan dan Mempelajari referensi melalui buku-buku di perpustakaan, jurnal dan e-book serta sumber dari internet mengenai MPLS, IPTV, QoS, dan Differentiated service.
2. Perancangan dan Implemenasi
Dalam tahap ini dilakukan analisis kebutuhan, mempersiapkan rancangan topologi jaringan yang akan digunakan, melakukan konfigurasi sistem, menentukan skenario dan menentukan parameter-parameter yang akan dianalisa.
3. Pengujian
Untuk mengetahui pengaruh penggunaan jaringan TCP/IP biasa dan MPLS sebagai infrastruktur jaringan IPTV, maka diperlukan sebuah pengujian sistem dengan dua metoda berbeda. Metoda pertama adalah pengujian terhadap jaringan TCP/IP Biasa. Metoda kedua adalah pengujian terhadap jaringan yang menggunakan MPLS. Kemudian dilakukan pengumpulan data (dengan menggunakan software capture packet) yang akan dijadikan sebagai bahan perbandingan dan analisis. 4. Pengolahan dan Analisa data
5. Evaluasi
Setelah melakukan analisis maka dilakukan evaluasi terhadap kedua metode tersebut untuk mendapatkan optimasi terbaik pada layanan IPTV. Kemudian menarik kesimpulan dari semua penelitian yang telah dilakukan.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penyusunan skripsi ini dibuat dalam 5 bab yang melingkupi setiap babnya berisi penjelasan yang menerangkan hal-hal yang berkaitan dengan.
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan latar belakang, identifikasi masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi yang digunakan dalam skripsi, serta sistematika penulisan skripsi.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Bab ini berisikan sejarah instansi dan teori-teori yang berhubungan dengan topik yang akan dibahas.
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini mendeskripsikan analisa masalah yang dihadapi dan penyelesaian masalah tersebut dan perancangan sistem yang akan dibuat untuk dapat memenuhi kebutuhan permasalahan yang ada.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini dijelaskan mengenai implementasi sistem yang akan diterapkan dan dilakukan pengujian dan pengukuran untuk evaluasi secara mendalam terhadap implementasi yang diterapkan dalam proses pengembangan MPLS sebagai infrastruktur layanan IPTV.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
7 2.1 Landasan Teori
Landasan teori menjelaskan dasar-dasar teori yang digunakan dalam penelitian yang dulakukan pada tugas akhir ini. Teori-teori yang digunakan meliputi IMS, Internet Protocol, Routing Protocol, MPLS, MPLS-TE, QoS, Protokol persinyalan, Implementasi QoS pada MPLS, Diffserv, IPTV, Protokol Dasar IPTV.
2.1.1 IP Multimedia Subsystem (IMS)
IMS merupakan komponen utama untuk mendukung konvergensi layanan di mana teknologi ini didesain untuk mengisi gap antara telekomunikasi tradisional dan teknologi internet. IMS dirancang untuk memberikan sejumlah fungsi yang dibutuhkan untuk mendukung layanan berbasis IP melalui jaringan bergerak dan nirkabel. IMS secara spesifik dirancang untuk mendukung layanan multimedia yang bersifat real-time seperti video telephony, video conference, dan
push services. Dalam dunia kovergensi, IMS memainkan peran penting dimana dengan bantuan SIP, IMS dapat memberikan layanan berbasis IP seperti VoIP,
video conference, IPTV, dan layanan multimedia lainnya. SIP merupakan salah satu signaling protocol pada IMS dimana SIP menfasilitasi interkoneksi antara jaringan fixed dan jaringan bergerak[1].
Latar belakang dikembangkan teknologi IMS ini adalah kemudahan dalam pembuatan layanan (service) baru pada jaringan telekomunikasi khususnya layaanan multimedia. Selain itu, IMS juga memberikan kemudahan dalam integrasi dengan internet dan meningkatkan kecepatan dalam mengakses data. Teknologi IMS menggunakan Session Initiation Protocol (SIP) sebagai protokol pengontrol sesi (session control) yang dilakukan oleh pengguna yang satu dengan yang lainnya ataupun dengan suatu aplikasi. Untuk menunjang fungsinya sebagai
charging, subscriber profile management dan pengalokasian Quality of Service
(QoS) pada media transmisinya[1].
Gambar 2.1 Open IMS Core Pada Jaringan IMS
Bagian terpenting dari jaringan IMS terletak pada IMS Core-nya yang terdiri dari beberapa komponen yaitu: Home Subscriber Server (HSS), Proxy
CSCF (P-CSCF), Interrogating CSCF (I-CSCF), dan Serving CSCF (S-CSCF)[1].
2.1.1.1 Home Subscriber Server (HSS)
Pada implementasinya nanti, setiap pelanggan IMS akan memiliki satu atau lebih identitas pribadi (Private User Identity). Identitas ini berisi tentang informasi akan layanan-layanan apa saja yang bisa di akses oleh pengguna, berlaku secara global dan identitas ini akan disimpan di dalam Home Subscriber Server (HSS) ketika kita melakukan registrasi. HSS ini dapat dipandang sebagai evolusi dari Home Location Register (HLR) yang berfungsi sebagai database informasi tentang para pengguna. HSS menyimpan profil pengguna, informasi tentang pengguna mana saja yang sedang teregister serta status lokasi dari semua pengguna. Informasi-informasi ini diperlukan pada saat Authentication, Authorization, dan Accounting (AAA) dimana S-CSCF akan mengakses ke HSS yang keduanya terhubung dengan Cx reference point.
2.1.1.2 Proxy Call Session Control Function (P-CSCF)
Ketika kita melakukan akses layanan IMS maka titik masuk pertama menuju IMS adalah P-CSCF. P-CSCF berperan dalam meneruskan SIP messages antara user equipment dengan node yang benar pada IMS. Bila pengakses layanan berada di luar server asalnya maka user equipment akan melakukan akses ke P-CSCF jaringan tempat pengakses layanan berada dan kemudian diteruskan ke IMS server asalnya.
2.1.1.3 Interrogating Call Session Control Function (I-CSCF)
I-CSCF merupakan titik kontak untuk pengguna di jaringan asalnya dimana I-CSCF ini berfungsi dalam menentukan S-CSCF yang tepat untuk pengguna dengan berdasarkan informasi-informasi seperti: lokasi, kapabilitas dan availabilitas S-CSCF yang ada. Setelah memilih S-CSCF yang sesuai maka ICSCF akan menginformasikan S-CSCF yang harus dipilih oleh pengguna berdasarkan data di HSS.
2.1.1.4 Serving Call Session Control Function (S-CSCF)
dapat mengakses aplikasi-aplikasi yang disediakan. Selain itu, S-CSCF juga berfungsi dalam mentranslasi format dari perangkat telekomunikasi seperti telepon rumah dan telepon seluler menjadi SIP URI dengan mekanisme translasi ENUM DNS.
2.1.2 Internet Protocol (IP)
Internet Protocol adalah adalah protokol lapisan jaringan atau protokol lapisan internetwork yang digunakan oleh protokol TCP/IP untuk melakukan pengalamatan dan routing paket data antar host-host di jaringan komputer berbasis TCP/IP. Didesain untuk interkoneksi sistem komunukasi komputer pada jaringan packet switched. Pada jaringan TCP/IP, sebuah komputer diidentifikasi dengan alamat IP. Tiap-tiap komputer memiliki alamat IP yang unik, masing-masing berbeda satu sama lainnya. Hal ini dilakukan agar mencegah kesalahan pada transfer data. Terkahir, protokol data akses berhubungan langsung dengan media fisik. Secara umum protocol ini bertugas untuk menangani pendeteksian kesalahan pada transferdata.
Salah satu hal yang penting dalam IP, dalam pengiriman informasi adalah metode pengalamatan pengirim dan penerima. Saat ini terdapat standar pengalamatan yang sudah digunakan yaitu IPv4 dengan alamat terdiri dari 32 bit. 2.1.2.1 Pengalamatan IP
Pengalamatan bertujuan bagaimana supaya data yang dikirim sampai pada mesin yang sesuai dan bagaimana hal tersebut dapat dilakukan oleh operator dengan mudah. Untuk itu maka data dari suatu host harus dilewatkan ke jaringan menuju host tujuan, dan dalam komputer tersebut data akan disampaikan ke user atau proses yang sesuai.
= 4.228.250.625), walaupun banyak dari alamat tersebut di reserved untuk maksud khusus dan tidak digunakan pada mesin / komputer. Masing-masing alamat IP dapat digunakan sebagai penunjuk yang unik untuk membedakan satu mesin dengan mesin lain di jaringan. Pengalamatan Ipv4 terbagi dalam lima kelas yaitu :
1. Kelas A
Alamat-alamat kelas A diberikan untuk jaringan skala besar. Nomor urut bit tertinggi di dalam alamat IP kelas A selalu diset dengan nilai 0 (nol). Tujuh bit berikutnya untuk melengkapi oktet pertama akan membuat sebuah network identifier. 24 bit sisanya (atau tiga octet terakhir) merepresentasikan host identifier. Ini mengizinkan kelas A memiliki hingga 126 jaringan, dan 16,777,214 host tiap jaringannya. Alamat IP pada kelas A dimulai dari 1.0.0.0 sampai dengan 126.255.255.255. Alamat dengan oktet awal 127 tidak diizinkan, karena digunakan untuk mekanisme
Interprocess Communication (IPC) di dalam mesin yang bersangkutan.
2. Kelas B
pertama) akan membentuk sebuah network identifier. 8 bit sisanya (sebagai oktet terakhir)akan merepresentasikan host identifier. Ini memungkinkan pembuatan total 2,097,152 buah network, dan 254 host untuk setiap network-nya. Alamat IP pada kelas A dimulai dari 192.168.0.0 sampai dengan 223.255.255.255.
4. Kelas D
Alamat IP kelas D disediakan hanya untuk alamat-alamat IP multicast, sehingga berbeda dengan tiga kelas di atas. Empat bit pertama di dalam IP kelas D selalu diset ke bilangan biner 1110. 28 bit sisanya digunakan sebagai alamat yang dapat digunakan untuk mengenali host.
5. Kelas E
Alamat IP kelas E disediakan sebagai alamat yang bersifat "eksperimental" atau percobaan dan dicadangkan untuk digunakan pada masa depan. Empat bit pertama selalu diset kepada bilangan biner 1111. 28 bit sisanya digunakan sebagai alamat yang dapat digunakan untuk mengenali host.
2.1.3 Routing Protocol
Routing Protocol adalah proses yang digunakan router untuk menyampaikan paket ke jaringan tujuan. Routing Protocol adalah metode yang digunakan router untuk saling menukar informasi routing dan menyediakan koneksi dengan internet. Aturan ini dapat di berikan secara dynamic ke sebuah
router dari router yang lain, atau dapat juga diberikan secara static ke router oleh seorang administrator. Routing berbeda dengan bridging. Perbedaan utama antara keduanya yaitu bridging berlangsung pada layer 2 (Data Link Layer) dari model OSI, sedangkan routing berlangsung di layer 3 (Network Layer).
Sebuah router membuat keputusan untuk menruskan paket berdasarkan IP
address tujuan dari paket tersebut. Untuk membuat keputusan yang tepat, router
dari router yang lain. Ketika routing static digunakan, administrator jaringan harus mengkonfigurasi informasi mengenai jaringan secara manual.
2.1.3.1 Static Routing
Administrator sendiri yang menentukan secara manual jalur terbaik untuk mencapai jaringan tujuan dari jaringan asal. Static Routing merupakan metode
routing yang paling sederhana. Karena static route di konfigurasi secara manual,
administrator jaringan harus menambah dan menghapus route jika terjadi perubahan pada topologi jaringan. Pada jaringan yang besar, proses maintenance
terhadap routing table akan memerlukan banyak waktu. Static routing jarang digunakan pada jaringan yang besar karena kesulitan maintenance terhadap
routing table ini. Akan tetapi ada beberapa kasus dimana static routing digunakan bersama-sama dengan dynamic routing, misalnya jika policy jaringan mangharuskan traffic melalui route tertentu.
2.1.3.2 Dynamic Routing
Karena static routing dikonfigurasi secara manual, administrator jaringan harus menambahkan dan menghapus static route jika ada perubahan topologi. Oleh karena itu digunakanlah dynamic routing. Beberapa contoh dari dynamic routing protocol antara lain :
1. Routing Information Protocol (RIP)
Routing protocol yang menggunakan algoritma distance vector, yaitu algortima Bellman-Ford. Pertama kali dikenalkan pada tahun 1969 dan merupakan algoritma routing yang pertama pada ARPANET. RIP yang merupakan routing protokol dengan algoritma distance vector, yang menghitungjumlah hop (count hop)
mudah untuk di konfigurasi.RIP memiliki 3 versi yaitu RIPv1, RIPv2, RIPng.
2. Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) adalah routing milik Cisco. IGRP merupakan protokol routing distance vector. Seleksi jalurnya menggunakan metrik campuran berupa bandwidth, load, delay dan realibility. IGRP menukung 255 hop count. Routing update, secara default, akan dikirim secara broadcast setiap 90 detik. Routing update berisi semua tabel routing pengirim. Dibutuhkan nomor AS unik ketika mengimplementasikan IGRP pada sebuah jaringan.
3. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
EIGRP merupakan routing protocol yang dibuat CISCO. EIGRP termasuk routing protocol dengan algoritma hybrid. Perangkat EIGRP bertukar informasi hello packet untuk memastikan daerah sekitar. Pada bandwidth yang besar router saling bertukar informasi setiap 5 detik, dan 60 detik pada bandwidth yang lebih rendah.
4. Open Shortest-Path First (OSPF)
OSPF merupakan routing protocol berbasis link state, termasuk dalam interior Gateway Protocol (IGP). Menggunakan algoritma Dijkstra untuk menghitung Shortest Path First (SPF). Menggunakan cost sebagai routing metric. Setelah antar router
224.0.0.5 dan 224.0.0.6 digunakan OSPF, sehingga OSPF tidak menggunakan TCP atau UDP melainkan IP protocol 89.
Gambar 2.3 Area pada OSPF 5. Border Gateway Protocol (BGP)
Border Gateway Protocol (BGP) adalah inti dari protokol routing
internet. Protocol ini yang menjadi backbone dari jaringan internet dunia. BGP dijelaskan dalam RFC 4271. RFC 4276 menjelaskan implementasi report pada BGP-4. RFC 4277 menjelaskan hasil ujicoba penggunaan BGP-4. Ia bekerja dengan cara memetakan sebuah tabel IP network yang menunjuk ke jaringan yg dapat dicapai antar Autonomous System (AS). Hal ini digambarkan sebagai sebuah protokol path vector. BGP tidak menggunakan metrik IGP tradisional, tapi membuat routing decision berdasarkan
path, network policies, dan ruleset. BGP versi 4 masih digunakan hingga saat ini . BGP mendukung Class Inter-Domain Routing dan menggunakan route aggregation untuk mengurangi ukuran tabel
Gambar 2.4 BGP
2.1.4 Multiprotocol Label Switching (MPLS)
Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone berkecepatan tinggi. Asas kerjanya menggabungkan beberapa kelebihan dari sistem komunikasi circuitswitched dan packet-switched
yang melahirkan teknologi yang lebih baik dari keduanya. Sebelumnya, paket-paket diteruskan dengan protokol routing seperti OSPF, IS-IS, BGP, atau EGP. Protokol routing berada pada lapisan network (ketiga) dalam sistem OSI.
MPLS, Multiprotocol Label Switching, adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Foce (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031 [7].
yang menerima perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. FEC diidentifikasikan dengan pemasangan label.
Untuk membentuk LSP, diperlukan suatu protokol persinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path. Hasilnya adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented.
2.1.5 MPLS-TE (Traffic Engineering)
Rekayasa trafik (Traffic Engineering, TE) adalah proses pemilihan saluran data traffic untuk menyeimbangkan beban trafik pada berbagai jalur dan titik dalam jaringan. Tujuan akhirnya adalah memungkinkan operasional network yang andal dan efisien, sekaligus mengoptimalkan penggunaan sumberdaya dan performansi trafik. Panduan TE untuk MPLS (disebut MPLS-TE) adalah RFC-2702. RFC-2702 menyebutkan tiga masalah dasar berkaitan dengan MPLS-TE, yaitu [4]:
1. Pemetaan paket ke dalam FEC 2. Pemetaan FEC ke dalam trunk traffic
3. Pemetaan untuk trunk traffic ke topologi jaringan fisik melalui LSP
Namun RFC hanya membahas soal ketiga. Soal lain dikaji sebagai soal-soal QoS. Menyusun sebuah model MPLS-TE, yang terdiri atas komponen-komponen : manajemen path, penempatan trafik, penyebaran keadaan network, dan manajemen network [3].
a. Manajemen Path
kebijakan administratif. Tujuannya adalah untuk mengurangi pekerjaan manual dalam TE.
Setelah pemilihan, dilakukan penempatan path dengan menggunakan protokol persinyalan, yang juga merupakan protokol distribusi label. Ada dua protokol jenis ini yang sering dianjurkan untuk dipakai, yaitu RSVP-TE dan CR-LDP. Manajemen path juga mengelola pemeliharaan path, yaitu menjaga path selama masa transmisi, dan mematikannya setelah transmisi selesai. Terdapat sekelompok atribut yang melekat pada LSP dan digunakan dalam operasi manajemen path. Atribut-atribut itu antara lain:
1. Atribut parameter trafik, adalah karakteristrik trafik yang akan ditransferkan, termasuk nilai puncak, nilai rerata, ukuran burst yang dapat terjadi, dll. Ini diperlukan untuk menghitung resource yang diperlukan dalam trunk trafik.
2. Atribut pemilihan dan pemeliharaan path generik, adalah aturan yang dipakai untuk memilih route yang diambil oleh trunk trafik, dan aturan untuk menjaganya tetap hidup.
3. Atribut prioritas, menunjukkan prioritas pentingnya trunk trafik, yang dipakai baik dalam pemilihan path, maupun untuk menghadapi keadaan kegagalan network.
4. Atribut pre-emption, untuk menjamin bahwa trunk trafik berprioritas tinggi dapat disalurkan melalui path yang lebih baik dalam lingkungan
DiffServ. Atribut ini juga dipakai dalam kegiatan restorasi network setelah kegagalan.
5. Atribut perbaikan, menentukan perilaku trunk trafik dalam kedaan kegagalan. Ini meliputi deteksi kegagalan, pemberitahuan kegagalan, dan perbaikan.
Atribut-atribut ini memiliki banyak kesamaan dengan network yang sudah ada sebelumnya. Maka diharapkan tidak terlalu sulit untuk memetakan atribut trafik trunk ini ke dalam arsitektur switching dan routing network yang sudah ada.
b. Penempatan Trafik
Setelah LSP dibentuk, trafik harus dikirimkan melalui LSP. Manajemen trafik berfungsi mengalokasikan trafik ke dalam LSP yang telah dibentuk. Ini meliputi fungsi pemisahan, yang membagi trafik atas kelas-kelas tertentu, dan fungsi pengiriman, yang memetakan trafik itu ke dalam LSP. Hal yang harus diperhatikan dalam proses ini adalah distribusi beban melewati deretan LSP. Umumnya ini dilakukan dengan menyusun semacam pembobotan baik pada LSP-LSP maupun pada trafik-trafik. Ini dapat dilakukan secara implisit maupun eksplisit.
c. Penyebaran Keadaan Network
Penyebaran ini bertujuan membagi informasi topologi network ke seluruh LSR di dalam network. Ini dilakukan dengan protokol gateway seperti IGP yang telah diperluas. Perluasan informasi meliputi bandwidth link maksimal, alokasi trafik maksimal, pengukuran TE default, bandwidth yang dicadangkan untuk setiap kelas prioritas, dan atribut-atribut kelas resource. Informasi-informasi ini akan diperlukan oleh protokol persinyalan untuk memilih routing yang paling tepat dalam pembentukan LSP.
d. Manajemen Network
Notifikasi dan alarm dapat dibangkitkan jika parameter-parameter yang ditentukan itu telah melebihi ambang batas.
2.1.6 Quality of Service (QoS)
Ketika pertama kali mendengar kata QoS atau Quality of Service, kita pasti mendefinisikannya sebagai kualitas dari suatu layanan. Sebenarnya, QoS sangat terkenal dan menyimpan istilah yang beraneka ragam yang meiliki perspektif yang berbeda dari berbagai macam segi bidang terutama dalam segi digunakan dalam pengukuran QoS yaitu sebagai berikut [6]:
1. Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps (bit/second). Throughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. Throughput maksimal dari sutau titik atau jaringan komuniksai menunjukan kapasitasnya.
2. Packet Loss, merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu kondisi yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena collision dan congestion pada jaringan dan hal ini berpengaruh pada semua aplikasi karena retransmisi akan mengurangi efisiensi jaringan secara keseluruhan meskipun jumlah bandwidth cukup tersedia untuk aplikasiaplikasi tersebut. Umumnya perangkat jaringan memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.
4. Jitter, didefiniskan juga sebagai variasi delay yang diakibatkan oleh panjang queue dalam suatu waktu pengolahan data, reassemble paket-paket data di akhir pengiriman akibat kegagalan sebelumnya dan proses pengiriman paket dalam media. Jitter dapat juga dikatakan sebagai variasi delay jaringan.
Gambar 2.5 Ilustrasi Jitter suatu paket data
Jitter dapat diilustrasikan seperti pada gambar 2.2, suatu source
mengirimkan paket data A-B-C-D, setiap paket dikirimkan ke destination
dengan variasi delay (jitter) yang berbeda-beda, antara paket A dan B terdapat variasi delay sebesar 80 ms, antara paket B dan C sebesar 60 ms, dan antara paket C dan D sebesar 20 ms. Jitter bernilai < 50ms (ITU-T Y.1541), dan bernilai < 30ms (Cisco).
2.1.7 Protokol Persinyalan
Pemilihan path, sebagai bagian dari MPLS-TE, dapat dilakukan dengan dua cara: secara manual oleh administrator, atau secara otomatis oleh suatu protokol persinyalan. Dua protokol persinyalan yang umum digunakan untuk MPLS-TE adalah CR-LDP dan RSVP-TE. RSVP-TE memperluas protokol RSVP yang sebelumnya telah digunakan untuk IP, untuk mendukung distribusi label dan routing eksplisit. Sementara itu CR-LDP memperluas LDP yang sengaja dibuat untuk distribusi label, agar dapat mendukung persinyalan berdasar QoS dan routing eksplisit.
Ada banyak kesamaan antara CR-LDP dan RSVP-TE dalam kalkulasi routing yang bersifat constraint-based. Keduanya menggunakan informasi QoS yang sama untuk menyusun routing eksplisit yang sama dengan alokasi resource
persinyalan bekerja. CR-LDP adalah protokol yang bekerja di atas TCP atau UDP, sedangkan RSVP-TE bekerja langsung di atas IP. Perbandingan kedua protokol ini dipaparkan dalam tabel 2.1 [2].
Tabel 2.1 Tabel Perbandingan CR-LDR dan RSVP-TE [2]
Untuk standardisasi, sejak tahun 2003 sebagian besar implementor telah memilih untuk menggunakan RSVP-TE dan meninggalkan CR-LDP. Hal ini diinformasikan dalam 3468[2]. Lebih jauh, RSVP-TE dikaji dalam RFC-3209.
2.1.8 Implementasi QoS pada MPLS
Untuk membangun jaringan lengkap dengan implementasi QoS dari ujung ke ujung, diperlukan penggabungan dua teknologi, yaitu implementasi QoS di
access network dan QoS di core network. Seperti telah dipaparkan, QoS di core network akan tercapai secara optimal dengan menggunakan teknologi MPLS. Ada beberapa alternatif untuk implementasi QoS di access network, yang sangat tergantung pada jenis aplikasi yang digunakan customer.
2.1.9 Differentiated Service Model (DiffServ)
informasi tambahan yang khusus untuk keperluan pengaturan QoS dalam header IP pada setiap paket.
Setelah paket diklasifikasikan pada perangkat-perangkat jaringan terdekatnya, jaringan akan menggunakan klasifikasi ini untuk menentukan bagaimana traffic data ini diperlakukan, seperti misalnya perlakuan queuing, shaping dan policing nya. Setelah melalui semua proses tersebut, maka akan didapat sebuah aliran data yang sesuai dengan apa yang dikomitmenkan kepada penggunanya.
Informasi untuk proses klasifikasi pada field IP header atau dengan kata lain proses klasifikasi pada layer 3 standar OSI ada dua jenis, yaitu IP Precedence dan Differential Service Code Point (DSCP). Informasi klasifikasi ini ditentukan dalam tiga atau enam bit pertama dari field Type of Service (ToS) pada header paket IP.
Klasifikasi ini juga dapat dibawa dalam frame layer 2 dalam field Class of Service (CoS) yang dibawa dalam frame ISL maupun 802.1Q. Tidak seperti
IntServ, model QoS DiffServ ini tidak membutuhkan kemampuan QoS pada sisi pengguna dan aplikasi-aplikasi yang bekerja di dalamnya[10].
Arsitektur Diffserv adalah sebuah arsitektur jaringan komputer yang mampu memperikan perlakuan seperti klasifikasi trafik, manajemen trafik dalam jaringan, dan penyediaan jaminan kualitas layanan, pada proses lalu lintas trafik dalam suatu jaringan IP. Diffserv bekerja dengan cara mengelompokkan aliran trafik tertentu dalam sejumlah kelas-kelas trafik untuk selanjutnya mampu memberikan perlakuan yang berbeda terhadap kelas-kelas tersebut.
Gambar 2.6 merupakan arsitektur umum pada jaringan Diffserv. Terdapat dua komponen utama dalam jaringan di bawah ini, yaitu Boundary Node dan
Gambar 2.6 Arsitektur Diffserv
a. Boundary Node adalah simpul dalam domain Diffserv yang mempunyai tugas untuk melakukan klasifikasi dan juga pengkondisian paket ketika paket pertama kali masuk domain tersebut.
b. Interior node berfungsi sebagai penghubung antar simpul pada domain
Diffserv. Interior nodes dapat melakukan proses pengkondisian trafik yang terbatas, seperti pengkodean ulang nilai Diffserv Code Point (DSCP) pada suatu paket.
2.1.9.1Diffserv Code Point (DSCP)
dinamakan Per-Hop Behavior (PHB)[10]. Saat ini Internet Engineering Task Force (IETF) mempunyai standar klasifikasi PHB, yaitu Expedited Forwarding
(EF), Assured Forwarding(AF), Best Effort (BE). Masing-masing PHB ini dikarakteristikkan dari resources yang mereka miliki (seperti ukuran buffer dan
bandwidth), prioritas relatif terhadap Per Hop Behavior (PHB) lainnya atau karakteristik pengamatan yang mereka miliki (seperti delay dan loss).
Klasifikasi trafik multimedia digolongkan dalam kelas diffserv meliputi voip dan video yang digolongkan kelas EF, data UDP sebagai kelas AF dan data TCP (FTP) sebagai kelas BE. Dari keterangan di atas dapat dijelaskan beberapa hal yang menjadi karakteristik DiffServ, yaitu:
1. Header pada IP termasuk DSCP menunjukkan tingakat layanan yang diinginkan.
2. DSCP memetakan paket ke PHB tertentu untuk diproses oleh
router yang kompatibel.
3. PHB menyediakan tingkat layanan tertentu (seperti bandwidth,
queueing, dan dropping decisions) yang sesuai dengan network policy. Misal untuk paket-paket yang sangat sensitive terhadap timbulnya error, seperti pada aplikasi keuangan, paket-paket tersebut dikodekan dengan sebuah DSCP yang mengindikasikan layanan dengan bandwidth tinggi dan lintasan routing yang bebas
error (0-frame-loss).
Tabel 2.2 Nilai Diifserv Code Point (DSCP)
2.1.10 Internet Protocol Television (IPTV)
Fitur – fitur atau layanan – layanan yang terdapat pada IPTV minimal terdapat 4 layanan sebagai berikut :
1. Live TV adalah IPTV melayani pengiriman channel-channel atau siaran – siaran yang live menggunakan teknologi protocol internet yaitu IGMP v2. 2. Video On Demand (VoD) adalah IPTV melayani pengiriman channel – channel
atau siaran – siaran yang tidak live, di mana siaran-siaran atau channel – channel
disimpan di dalam server dan dapat disaksikan oleh konsumen melalui
teknologi Real Time Streaming Protocol (RTSP).
3. Personal Video Recording (PVR) adalah fitur IPTV di mana siaran langsung dapat disimpan pada jaringan server yang kemudian dapat diakses oleh pelanggan sesuai waktu yang mereka tentukan tanpa biaya tambahan seperti memilki PVR pribadi yang terpasang di jaringan.
4. Time Shifted TV (TSTV) biasa disebut Rewind TV dimana pelanggan dimungkinkan untuk memutar/memainkan kembali tayangan program TV yang telah tersedia dengan basis program live TV. Layanan ini memungkinkan pengguna untuk menghentikan siaran dan melanjutkannya kemudian.
IP video service quality metrics dengan fokus utama pada kebutuhan yang berhubungan kepada persepsi pengguna dengan kinerja jaringan dan operasi yang telah dianalisis. QoE pada IPTV tidak hanya ditentukan oleh kualitas video, tetapi juga tergantung pada faktor – faktor lain seperti waktu perubahan channel, keakuratan Electronic Program Guide (EPG), ketanggapan untuk pause, resume, fast forward, fast rewind, record, dan menghentikan perintah yang dikeluarkan oleh pengguna[9].
2.1.10.1 Arsitektur dan Pengiriman Content Pada IPTV
IPTV Merupakan layanan yang menyediakan konten program televisi (sport, news, film, dll) dan konten entertainment interaktif lainnya (musik, game,
Gambar 2.7 IPTV Arsitektur
Gambar 2.7 di atas merupakan contoh dari arsitektur IPTV secara umum. Teknologi yang terlibat dalam layanan IPTV dapat diklasifikasikan menjadi beberapa bagian utama sebagai berikut:
1. Head-end
a. Integrated Receiver Decoder (IRD)
Merupakan salah satu komponen di Head-End yang merupakan penerima kanal televisi melalui satelit.
b. Encoder
Encoder merupakan komponen yang merubah format content ke standard MPEG-4 untuk dilewatkan ke IP Network.
2. Middleware
Middleware merupakan komponen pengendali utama layanan IPTV.
Middleware terintegrasi dengan VoD Server, Content provider melalui
Content Management System (CMS), NMS, Set-top box, CA/DRM system serta EMS IPTV. Dalam Middleware ada beberapa bagian utama lainnya berupa:
a. Video On Demand (VoD)
terdistribusi yang merupakan salah satu mekanisme untuk menekan cost, terutama cost network.
b. EPG
Electronic Program Guide (EPG) merupakan interface layanan IPTV kepada pelanggan yang dapat di-customisasi berdasarkan profile pelanggan.
3. Network
Jaringan IPTV merupakan penghubung dari Head-end dan Home Network. Di dalam jaringan IPTV terjadi proses perutean yang biasa disebut routing. 4. Home Gateway
Home gateway merupakan merupakan perangkat antarmuka jaringan broadband yang ditempatkan di sisi pelanggan dan digunakan untuk mengakses Internet, telephony, IPTV, serta koneksi wireless.
5. Set Top Box (STB)
STB merupakan perangkat antarmuka dari home gateway ke terminal TV pelanggan. STB terintegrasi dengan perangkat Middleware untuk dapat memberikan layanan IPTV kepada pelanggan.
2.1.11 Protokol Dasar IPTV
Protocol dasar IPTV terdiri atas beberapa konsep, yaitu konsep Unicast,
Multicast, Broadcast, dan IP Multicast.
1. Unicast
Gambar 2.8Unicast Traffic 2. Multicast
Multicast atau multiplexed broadcast adalah pengiriman informasi ke suatu grup tujuan secara bersamaan dengan menggunakan suatu strategi ruting dan duplikasi, sehingga hanya tujuan yang membutuhkan saja yang mendapatkan pengiriman informasi. Pengiriman menggunakan grup alamat sebagai tujuan alamat IP di dalam paket datanya. Penerima menggunakan grup alamat untuk menginformasikan perangkat jaringan bahwa mereka butuh untuk menerima paket data yang dikirimkan untuk grup tersebut.
Gambar 2.9 Multicast Traffic
Sebuah server multicast mengrimkan suatu data stream tunggal ke banyak client yang menggunkan suatu alamat broadcast khusus. Prinsip kerja Multicast, yaitu :
b) Mengkoordinasi operasi Multicast perangkat network. c) Membangun lintasan antara source dan destinasi. d) Meneruskan trafik multicast melalui network.
Gambar 2.10 Prinsip kerja Multicast
Multicast menggunakan pesan query dan report untuk membangun dan memelihara keanggotaan kelompok/group.
3. Broadcast
Broadcast adalah pengiriman paket data yang dapat diterima oleh setiap perangkat yang ada di dalam jaringan. Implementasi biasanya terbatas untuk LAN, spesifik untuk ethernet dan token ring, hal ini dimaksudkan untuk mengurangi implikasi adanya
burst data. Broadcast domain adalah logik segmen jaringan dimana setiap komputer yang terhubung dapat mengirimkan data ke komputer lain di dalam domain tanpa melewati suatu perangkat ruting. Dalam implementasinya biasa dikenal dengan VLAN.
Gambar 2.11 Broadcast Traffic
4. IP Multicast
Struktur IP address multicast
Gambar 2.12 IP Multicast
Alamat kelas D yang terdiri dari 1110 sebagai high order bit pada oktet pertama diikuti dengan alamat 28-bit grup. Alamat kelas D mempunyai range dari 224.0.0.0 hingga 239.225.225.225. High order bit pada oktet pertama menandakan alamat berbasis 224.
Tabel 2.3 Well-Known IP Multicast Address
Start Address Description 224.0.0.0 Reserved; not used 224.0.0.1 All devices on the subnet 224.0.0.2 All routers on the subnet 224.0.0.3 Reserved
224.0.0.4 All routers using DVMRP 224.0.0.5 All routers using OSPF
224.0.0.6 Designated routers using OSPF 224.0.0.9 Designated routers using RIP-2 224.0.0.11 Mobile agents (for mobile IP) 224.0.0.12 DHCP server / Relay Agent
Untuk setiap channel multicast (live TV atau PiP), dialokasikan satu IP addressmulticast :
a) IP address ganjil untuk channel utama.
33 3.1 Analisis Sistem
Analisis Sistem adalah penguraian dari suatu masalah yang utuh ke dalam bagian-bagian komponennya dengan maksud untuk mengidentifikasikan dan mengevaluasi permasalahan-permasalahan, kesempatan-kesempatan, hambatan hambatan yang terjadi dan kebutuhan-kebutuhan yang diharapkan sehingga dapat diusulkan perbaikan-perbaikannya.
Layanan Internet Protocol Television (IPTV) adalah suatu layanan multimedia dalam bentuk video, audio, text, graphic dan data yang disalurkan ke pelanggan melalui jaringan Internet Protokol (IP), dimana dari sisi penyedia layanan jaringan menjamin kualitasnya (Quality of Service), keamanannya (Security), keandalannya (realibility). Hal ini juga memungkinkan komunikasi dengan pelanggan secara dua arah atau interaktif (interactivity) secara real time.
Untuk itu dibutuhkan jaminan kuailtas yang harus dipenuhi provider penyedia infrastruktur layanan IPTV yang mengacu pada standar layanan yang berlaku, berupa kebutuhan bandwidth, delay, jitter, packet loss dan throughput
yang sesuai dengan kebutuhan minimal dari sebuah layanan multimedia berbasis
audio-video, agar layanan IPTV dapat berjalan dengan baik. 3.1.1 Analisis Masalah
internet agar pertukaran informasi multimedia dapat berlangsung secara lancar dan berkelanjutan.
Secara umum, komunikasi data yang terjadi di internet saat ini masih menggunakan konsep TCP/IP. Namun, teknologi TCP/IP saat ini masih memiliki kelemahan dalam pelayanan untuk komunikasi data multimedia, seperti : belum mendukung layanan QoS, keputusaan perutean masih hanya berbasis alamat IP (belum ada system klasifikasi data), belum dapat melakukan traffic engineering,
delay yang dihasilkan masih cukup besar akibat analisa header yang terjadi di setiap node jaringan dan kemungkinan terjadinya packet loss dan congestion pada lalu lintas data masih cukup besar. Kondisi internet seperti ini, tentunya sangat menggaggu komunikasi data multimedia, terutama yang bersifat real-time.
Konsep teknologi TCP/IP memiliki beberapa karakteristik seperti
unreliable, connectionless, dan datagram delivery service.
1. Unreliable
Unreliable berarti IP tidak menjamin datagram yang dikirim pasti sampai ke tempat tujuan. Protokol IP hanya akan melakukan usaha sebaik-baiknya (best effort delivery service), agar paket yang dikirim sampai ke tujuan. Jika di perjalanan paket tersebut terjadi hal-hal yang tidak diinginkan (contoh salah satu jalur putus, router mengalami congestion, atau host tujuan sedang down). maka IP hanya akan memberitahukan ke protokol Internet Control Message Protokol (ICMP) bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan.
2. Connectionless
Connectionless berarti dalam mengirim paket dari tempat asal ke tujuan, pihak pengirim dan penerima paket IP sama sekali tidak mengadakan perjanjian (handshake) terlebih dahulu. Pengirim dapat mengirimkan paket kapan pun tanpa mengecek host tujuan dalam keadaan hidup atau tidak. Oleh karena itu, bisa saja paket yang terkirim tidak akan diterima.
Datagram delivery service berarti setiap paket data yang dikirim adalah independent terhadap paket data yang lain. Akibatnya, jalur yang ditempuh oleh masing-masing paket data IP ke tujuannya bisa jadi berbeda satu sama lain, sehingga kedatangan paket pun bisa jadi tidak berurutan. Trafik-trafik seperti voice dan video tidak dapat berkompromi dengan masalah-masalah ini.
Melihat permasalahan tersebut, jika menyediakan sebuah layanan IPTV melalui infrastruktur berbasis TCP/IP pada umumnya, akan menghadapi banyak hambatan, mengingat kompleksnya persyaratan teknis yang sangat jauh berbeda dengan layanan voice dan layanan internet berupa kebutuhan bandwidth yang besar dan perlu dijamin kehandalan dalam proses pengiriman datanya agar tidak terjadi packet loss yang terlalu besar.
3.1.2 Analisis IPTV
Internet Protocol Television (IPTV) adalah layanan multimedia (video, audio, text, grafik dan data) yang di kirim di atas jaringan Internet Protocol (IP) dan dijamin kualitas layanannya. IPTV tidak seperti program televisi broadcast
biasa yang menggunakan internet, tetapi lebih dari itu dimana IPTV merupakan sistem yang tertutup serta siaran atau tayangannya berhak paten yang mirip dengan layanan TV kabel. Namun perbedaannya pengiriman IPTV dibuat lewat kanal-kanal berbasis IP yang cukup aman. Pada layanan IPTV terdapat Minimal 4 tipe layanan yang harus didukung, yaitu: live TV, Video on Demand (VoD), time-shifted TV (TSTV) dan Personal Video Recording (PVR) [5]. Layanan IPTV yang bersifat real time sangat sensitif terhadap delay dan bergantung sepenuhnya pada
bandwidth yang konstan
3.1.2.1 Protokol Standar IPTV
menggunakan protokol Real-Time Transport Protocol (RTP) yang saling melengkapi dengan protokol Real-Time Control Protocol (RTCP) dan juga User Datagram Protcol (UDP) adapun fungsi dari protokol tersebut sebagai berikut :
1. Real-Time Transport Protocol (RTP) Berfungsi sebagai transport protocol yang mengirimkan data-data video dan audio secara real time. Dalam melakukan pengiriman video. System IPTV menggunakan protokol RTP sebagai pembawanya. Informasi RTP dienkapsulasi dalam paket UDP. Jika packet RTP hilang (lost) atau di
drop pada jaringan, maka RTP tidak akan melakukan retransmission
(sesuai standard protocol UDP). Hal ini agar user tidak terlalu lama menunggu (long pause) atau delay, dikarenakan permintaan
retransmission. Jaringan harus didesain sebaik mungkin agar loss packet tidak terjadi.
Gambar 3.1 Perintah Pada RTSP Session
2. Real-Time Control Protocol (RTCP) memberikan informasi kontrol out-of-band atas aliran RTP. RTCP memberikan informasi tentang kualitas penerimaan yang digunakan oleh aplikasi untuk melakukan penyesuaian
secara lokal. Misalnya, apabila terjadi kongesti, maka aplikasi dapat
streaming multimedia. Sehingga fungsi utama RTCP adalah memberikan
umpan balik tentang QoS yang diberikan oleh RTP.
Gambar 3.2 Contoh RTP dan RTCP session
3.1.2.2 Arsitektur IPTV
Arsitektur standar IPTV terdiri dari headend, network dan home network. Pada penlitian ini akan dibangun system iptv yang sesuai dengan standar yang ada.
Gambar 3.3. arsitektur IPTV
Teknologi yang telibat pada layanan IPTV diklasifikasikan menjadi beberapa bagian utama. Dalam peneltian ini akan dibangun layan arsitektur yang sesuai dengan arsitektur IPTV pada umumnya. Beberpa bagian utama tersebut sebagai berikut :
1. Head-end
Merupakan komponen utama IPTV dimana server penyedia layanan IPTV terletak pada bagian ini. Pada penelitian ini akan dibangun sebuah server sebagai penyedia dari layanan IPTV.
2. Network
Merupakan pengubung dari head-end dan home network. Didalam jaringan IPTV terjadi proses perutean yang biasa disebut routing. Pada penelitian ini akan dibangu dua model jaringan yaitu jaringan TCP/IP tradisonal dan jaringan MPLS.
3. Home Network
3.1.3 Analisis Code-Decoder (Codec)
Codec adalah singkatan dari Code-Decoder (sebagian menyebutnya
Compressor-Decompressor) dan digunakan untuk menjelaskan segala sesuatu yang mengubah data kedalam bentuk lain untuk disimpan atau ditransimisi, dan mengubahnya kembali agar dapat digunakan. Dapat juga berupa sebuah device
atau program yang mampu mengubah atau mentransform sinyal dan aliran data.
codec dapat merubah stream atau sinyal kedalam bentuk yang ter-encode (sering dipakai pada transmisi, storage, enkripsi) kemudian diterima, atau dapat
men-decode bentuk tersebut agar dapat dilihat atau dimanipulasi ke bentuk yang lain.
codec sering digunakan dalam videoconference dan teknologi streaming.
Dalam komputer, codec adalah cara mengkompres video, gambar dan
audio kedalam ukuran yang mudah diatur. Kebanyakan codec menggunakan metode kompresi lossy (hilang), namun ada beberapa yang lossless (tidak hilang).
Codec yang lossless seperti MSU atau Huffyuv, menghasilkan kembali video yang asli tanpa ada data yang hilang ketika dikodifikasi kembali. Kebanyakan codec lossy menghilangkan beberapa informasi yang tidak perlu tapi dapat menghemat
space.
Terdapat banyak jenis codec yang tersedia tapi pada penelitian ini menggunakan jenis codec Moving Picture Experts Group –I/II (MPEG-I/II).
Codec MPEG-1 digunakan untuk VCD dan berisi juga standar untuk MP3, codec audio yang paling banyak dipakai. Support untuk codec-1 sangat besar baik dari komputer maupun peralatan film. Codec MPEG-2 adalah standar kualitas yang tinggi yang digunakan untuk DVD. Sementara codec MPEG-1 hanya memungkinkan scanning progressive. MPEG-2 juga mendukung interlacing yang memungkinkan menampilkan gambar yang lebih bagus. Msekipun codec ini bukanlah codec yang paling advance diantara codec - codec lainnya, MPEG-2 banyak digunakan karena ini adalah standar untuk DVD komerisial.
3.1.3.1 Proses Encoding dan decoding
sesuai untuk video streaming. Cara kerjanya file video yang akan diencoding resolusinya diturunkan ke dalam ukuran 320 x 240, berikutnya sebuah fungsi lapisan kompresi MPEG akan menyandikan sikuen audio ataupun video
terdigitalisasi yang masuk tersebut, yang terbentuk dari kumpulan frame –frame
yang dikodekan ke dalam bit-bit stream untuk dikirimkan melalui jaringan, setelah sampai di penerima bitstream tersebut akan dikumpulkan lagi pada buffer
dan decoder akan menjadikan bit-bit stream tersebut menjadi frame-frame. Setelah frame-frame video telah penuh di dalam kapasitas buffer, maka frame-frame tersebut akan ditampilkan dengan kecepatan frame per detik Untuk NTSC 30 fps dan 25 fps untuk PAL, jadi selama proses berlangsung, prinsip kerja dari video streaming adalah adalah ambil data, simpan,dan tampilkan. Sehingga pada waktu ditampilkan terdapat waktu delay. Tetapi ini juga tergantung dari kondisi jaringan, karena tiap jaringan tentu ada kesibukan proses ambil dan menerima data.
Gambar 3.4 Video Streaming
Dalam proses decoding ini data yang dikirimkan disimpan di dalam buffer sebagai tempat penyimpanan sementara. Karena bit stream audio dan video yang dikirimkan dari pengirim akan dibentuk lagi menjadi frame-frame, sehingga ketika frame telah berada di dalam buffer maka proses penampilan di layar siap proses, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Encoder dan Decoder
3.1.4 Analisis Jaringan TCP/IP
antar router dapat berkomunikasi maka akan dikonfigurasi menggunakan routing dinamis Open Shortest Path First (OSPF). OSPF adalah sebuah routing protokol standar terbuka yang telah di implementasikan oleh sejumlah besar vendor jaringan. Dalam konfigurasi OSPF ini network yang diadvertise adalah interface loopback 0 dan network dari fast ethernet yang directly connected. Dalam konteks router, interface yang diadvertise hanya network dari fast ethernet yang mengarah ke router tetangganya.
Routing Protocol OSPF dipilih karena berjenis link-state routing protocol. OSPF berfungsi untuk mengirimkan keseluruhan informasi mengenai topologi ke semua router pada area yang sama. Tahap ini dikatakan berhasil jika routing table router-router yang berada di dalam jaringan sudah saling bertukar informasi dan dapat melakukan ping antara router yang jaringannya bukan directly connected.
Routing protokol ini memiliki keuntungan dan kerugian dalam mengimplementasikannya. Keuntungan utama dari link state routing protocol
seperti OSPF adalah bahwa pengetahuan lengkap tentang topologi memungkinkan router untuk menghitung rute yang memenuhi kriteria tertentu. Hal ini dapat berguna untuk tujuan rekaya lalu lintas, dimana rute dapat dibatasi untuk memenuhi kualitas tertentu lari sebuah layanan. Adapun kerugian dari routing protokol ini adalah routing ini tidak cocok untuk pemakain dalam skala besar dengan jumlah router yang banyak. Peningkatan jumlah router meningkatkan ukuran dan frekuensi update topologi, seta lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menghitung rute end-to-end. Kurangnya skalabilitas berarti link state routing procol tidak cocok untuk routing internet pada umumnya.
3.1.5 Analisis Jaringan MPLS
Jaringan backbone pada infrastruktur jaringan IPTV diperlukan untuk membawa paket yang berisi konten video pada kecepatan tinggi antara IPTV data center dan jaringan distribusi broadband. Ada beberapa jenis jaringan Backbone
Tiga jenis teknologi jaringan backbone yang digunakan dalam infrastruktur jaringan IPTV yaitu ATM SONET SDH, IP MPLS dan Metro Ethernet[9].
Pada penelitian ini digunakan salah satu jenis jaringan backbone yang digunakan sebagai infrastruktur jaringan IPTV yaitu jaringan Multi Protocol Label Switching (MPLS). Multi Protocol Label Switching (MPLS) adalah suatu metode forwarding (meneruskan data melalui suatu jaringan dengan menggunakan informasi dalam label yang dilekatkan pada IP), sehingga memungkinkan router untuk meneruskan paket dengan hanya melihat label dari paket itu, tidak perlu melihat IP alamat tujuannya.
MPLS melakukan enkapsulasi paket IP dengan memasang header MPLS pada paket yang dilewati pada jaringan tersebut. Header MPLS terdiri atas 32 bit data, termasuk 20 bit label, 3 bit eksperimental, dan 1 bit identifikasi stack, serta 8 bit Time To Live (TTL). Label memiliki panjang yang bersifat tetap dan berisi spesifikasi hop routing selanjutnya, khusus pada paket yang dikirim.
Eksperimental Disediakan untuk penggunaan lain, misalnya mekanisme MPLS
Diffserv. Stack Header dapat berisi satu atau lebih label. Setelah disusun dan diatur kesalah satu header, LSR akan mengidentifikasi label terakhir di paket.
Time To Live (TTL) Nilai ini disalin dari field TTL di IP header. Detail enkapsulasi bisa dilhat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Enkapsulasi MPLS
Cara kerja MPLS, pertama Label Distribution Protocol (LDP) memberikan label pada rute-rute di routing table, nilai label tersebut ditentukan dari Forwarding Equivalence Class (FEC) yang merupakan informasi mengenai
siap untuk pertukaran label. Jadi bedanya dengan jaringan IP, yang dipertukarkan dengan perangkat lain adalah label, bukan rutenya. MPLS yang dirancang dan dibangun dengan menggunakan Label Switch router (LSRs). LSRs ini bertanggung jawab untuk membangun sambungan berorientasi route untuk tujuan spesifik di jaringan. Untuk lebih detail bisa dilihat ilustrasi pengiriman paket IPTV pada gambar 3.7 berikut.
Gambar 3.7 Trafik IPTV Jaringan MPLS Penjelasan gambar 3.7 diatas sebagai berikut :
1. IPTV data center mengirim paket kepada pelanggan/client berupa IPTV packet kedalam jaringan.
2. Ingress LSR mengidentifikasi jenis lalu lintas jaringan dengan menambahkan sebuah header MPLS ke awal setiap packet IPTV.
3. Label MPLS ditambahkan kedalam paket IPTV.
4. Label Switched path (LSP) Jalur virtual ini dikonfigurasi dengan cukup sumber daya untuk memastikan kelancaran transisi IPTV lalu lintas melalui jaringan MPLS. Menyederhanakan dan mempercepat routing paket melalui jaringan karena paket mendalam inspeksi hanya terjadi pada jalan masuk ke jaringan dan tidak diperlukan di setiap router hop.
6. Pada Egress LSR proses penghapusan MPLS header. 7. Tahap akhir ini paket IPTV sampai pada pelanggan/client.
Jaringan yang berbasiskan MPLS menggunakan label-label yang berisi informasi dalam mengirimkan paket tersebut, dimana label – label tersebut diletakkan di dalam paket oleh router yang berada paling ujung dari suatu jaringan.
3.1.6 Solusi Penyelesain Masalah
Dari analisa permasalahan dan sistem di atas, terlihat bahwa sebuah layanan IPTV memerlukan sebuah solusi yang tepat, yang dapat digunakan sebagai infrastruktur layananannya. Sehingga layanan IPTV dapat berjalan dengan baik pada media berbasiskan Internet Protokol (IP), oleh karena itu dibutuhkanlah suatu teknologi IP yang dapat menjamin kualitas layanannya.
Teknologi MPLS salah satu usulan perbaikan untuk jaringan TCP/IP biasa (tradisional) karena meningkatkan flesibilitas, efisiensi dan skalabilitas sehingga cocok untuk diterapkan pada layanan multimedia[8]. Pada penelitian ini akan dibangun jaringan TCP/IP dan jaringan MPLS sebagai infrastruktur layanan IPTV juga yang didukung dengan jaminan Quality of Service (QoS) menggunkan metode Differentiated Services (Diffserv). Dengan adanya jaminan QoS, maka akan diberikan higher priority pada protokol IP yang mengalirkan trafik untuk layanan IPTV pada jaringan untuk sampai pada pelanggan.
3.1.7 Analisis Pendukung Infrastruktur
Kebutuhan akan infrastruktur untuk membangun infrstruktur jaringan IPTV terbagi menjadi dua macam, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak. Kebutuhan ini dibutuhkan untuk pengujian jaringan TCP/IP biasa maupun Jaringan MPLS.
3.1.7.1 Kebutuhan Perangkat Keras
Tabel 3.1. Spesifikasi Kebutuhan Perangkat Keras
Beberapa perangkat lunak yang digunakan untuk membangun sebuah infrastruktur jaringan layanan IPTV tentu memiliki beberapa perangkat lunak yang menjadi keharusan. Pada penelitian ini beberapa perangkat lunak yang disediakan adalah sebagai berikut :
Tabel 3.2. Spesifikasi Perangkat Lunak
No. Perangkat Lunak Keterangan
1 GNS3 program graphical network simulator
yang berguna mensimulasikan topologi jaringan, dari yang sederhana hingga yang sangat kompleks.
2 Linux Ubuntu 10.04 Sistem Operasi dari OpenIMSCore dan sistem operasi client
3 UCT IPTV Advanced Sebuah aplikasi yang digunkan untuk membuat server IPTV.
4 UCT IMSClient Ssebuah aplikasi yang digunkan untuk mengakses layanan IPTV
melalui telnet, SSH, maupun line console.
6 Wireshark Perangkat lunak untuk melakukan
traffic capture paketpaket yang melewati jaringan.
7 VLC Aplikasi open source yang digunakkan untuk media server VoD
8 IOS c3640-jk9o3s-mz.124-16.bin
IOS CISCO router yang dipakai pada GNS3.
3.2 Perancangan Sistem
Perancangan sistem bertujuan untuk menspesifikasikan aspek-aspek teknik yang menjadi solusi dalam perencanaan. Pada tahap ini perancangan akan didefinisikan secara detail untuk mengatasi masalah-masalah yang lebih teknis, berkaitan dengan kegiatan implementasi seperti perancangan topologi, perancangan Quality of Service (QoS) dan skenario pengujian performansi Quality of service (QoS).
Untuk memudahkan proses implementasi diperlukan flowcahart yang membantu dalam memahami proses perancangan yang akan dibuat. Flowchart
