PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

ANALISIS UNJUK KERJA PENDISTRIBUSIAN DATA LIVE STREAMING VIDEO PADA JARINGAN

IPv4 MULTICAST DAN IPv4 UNICAST

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Program Studi Teknik Informatika

Disusun Oleh KRISMA ARGIYANTA

105314054

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

ii

PERFORMANCE ANALYSIS OF LIVE STREAMING VIDEO DATA DISTRIBUTION ON NETWORK

IPv4 UNICAST AND IPv4 MULTICAST

A THESIS

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Komputer Degree In Informatics Engineering Study Program

By

Krisma Argiyanta

105314054

INFORMATICS ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF INFORMATICS ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2014

v

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul "Analisis

Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streamsing Video Pada Jaringan IPv4 Multicast Dan IPv4 Unicast” beserta seluruh isinya adalah benar-benar

karya saya sendiri dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan yang tidak sesuai dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan.

Yogyakarta, 26 Januari 2015 Penulis

vi

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertandatangan dibawah ini, saya Mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Krisma Argiyanta

NIM : 105314054

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

"Analisis Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streaming Video Pada Jaringan IPv4 Multicast Dan IPv4 Unicast “

Bersama perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu memberikan royalty kepada saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 26 Januari 2015 Penulis

vii

ABSTRAK

Penerapan live video streaming pada kegiatan sehari-hari diantaranya banyak digunakan untuk keperluan layanan video conferences. Dalam sebuah jaringan, live video streaming dapat digunakan pada jenis jaringan Unicast dan Multicast. Jaringan Unicast dan Multicast merupakan metode pengiriman data yang berbeda, Unicast memiliki jenis pengiriman one to one, sementara Multicast dalam proses pengiriman data menggunakan konsep one to many. Dari segi routing yang dipakai, keduanya menggunakan routing OSPF, dan secara khusus pada Multicast menerapkan konsep join group. Protokol tambahan dari Multicast yang tidak ada dalam Unicast ialah protokol PIM (Protokol Independent Multicast) dan protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). Protokol PIM digunakan untuk proses join antar router yang tergabung dalam sebuah jaringan, dan protokol IGMP digunakan untuk proses join antara PC (Host) dengan Router.

Dalam proses pendistribusian, komponen penting yang tidak terlepas dari kebutuhan pengiriman adalah bandwidth. Pemakaian bandwidth yang tepat dapat meminimalisir beban jaringan dan disisi lain dapat memaksimalkan pengiriman video ke client.

Tujuan dari skripsi ini ialah menganalisa sejauh mana bandwidth yang digunakan pada setiap router ketika berlangsung proses transmisi dan sejauh mana proses transmisi tersebut berpengaruh pada proses join pada PC Client.

Hasil menunjukkan bahwa dalam pemakaian bandwidth, Multicast jauh lebih hemat jika dibandingkan Unicast. Sedangkan untuk kecepatan join streaming video pada Jaringan Multicast lebih cepat jika dibandingkan dengan Unicast. Jadi, dalam ranah multimedia dan streaming, multicasting memberikan berbagai macam keunggulan dan keuntungan dalam penerapannya, baik itu dari segi penggunaan bandwidth maupun proses terhadap join video itu sendiri.

Kata Kunci : IPv4, Bandwidth, Multicast, Unicast, OSPF, PIM-SM, IGMPv2, routing, join

viii

ABSTRACT

Application of live video streaming in daily activities including many used for video conferences services. In a network, live video streaming can be used in Unicast and Multicast network types. Unicast and Multicast networks are different methods of data transmission, Unicast has a one to one type of delivery, while Multicast in the process of sending data using the concept of one to many. In terms of routing is used, both of Multicast and Unicast use OSPF, and specifically for Multicast, that using concept of joint Multicast group. Additional Protokol of Multicast are not in Unicast protokol is PIM (Protokol Independent Multicast) and protokol IGMP (Internet Group Management Protokol). PIM protokol is used to process the join between routers belonging to a network, and the IGMP protokol is used to process the join between the PC (Host) with the Router.

In the process of distribution, an important component that can not be separated from the delivery requirement is the bandwidth. Proper bandwidth usage can minimize the network load and on the other hand can maximize the video delivery to the client.

The purpose of this paper is to analyze the extent to which the bandwidth used on each router when ongoing transmission process and the extent to which the transmission process influence the process of joining the PC Client.

The results showed that the use of bandwidth, Multicast is much more efficient than unicast. As for the join speed streaming video on Multicast Network is faster when compared with Unicast. Thus, in the case of multimedia and streaming, multicasting provides a wide range of advantages and benefits in practice, both in terms of bandwidth usage and process to join the video itself.

Keyword : IPv4, Bandwidth, Multicast, Unicast, OSPF, PIM-SM, IGMPv2, routing, join

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus, atas segala rahmat dan anugerah yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Analisis Unjuk Kerja Pendistribusian Data Live Streaming Video Pada Jaringan IPv4 Multicast Dan IPv4 Unicast

”

ini dengan baik. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan sejumlah pihak, oleh sebab itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Tuhan Yesus Kristus, yang telah memberikan berkat dan rahmat yang tak terhingga, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar.

2. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi.

3. Ibu Ridowati Gunawan, S.Kom., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika.

4. Bapak Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom., selaku dosen pembimbing tugas akhir.

5. Bapak Puspaningtyas Sanjaya Adi, S.T.,M.T. dan Bapak Yudianto Asmoro S.T.,M.Kom, selaku dosen penguji tugas akhir.

6. Orangtua, Kakak, dan Adik yang telah menyumbang berupa materi dan doa.

7. Chatarina Aprianingtyas, yang selalu memberikan semangat dan dukungan doa.

8. Teman-teman seperjuangan Windy, Theo, Ngesti, Topel dan semua teman seperjuangan lainnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu. 9. Seluruh rekan-rekan yang telah memberikan dukungan baik dukungan

teknis maupun dukungan moral.

10. Semua pihak yang penulis tidak dapat sebutkan satu persatu yang dengan tulus hati membantu dengan kritik dan saran.

x

Akhir kata, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi perbaikan skripsi ini. Akhirnya, semoga skripsi ini sungguh bermanfaat.

Yogyakarta, 26 Januari 2015 Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

SKRIPSI ... Error! Bookmark not defined. SKRIPSI ... iii

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA ... iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi ABSTRAK ... vii ABSTRACT ... viii KATA PENGANTAR ... ix DAFTAR ISI ... xi DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR GRAFIK ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I. LATAR BELAKANG ... 1

II. RUMUSAN MASALAH ... 3

III. BATASAN MASALAH ... 3

IV. TUJUAN ... 4

V. METODOLOGI PENELITIAN ... 4

VI. SISTEMATIKA PENULISAN ... 5

BAB II LANDASAN TEORI ... 7

2.1 INTERNET PROTOKOL VERSION4 (IPV4) ... 7

xii

2.1.2 STRUKTUR HEADER PAKET IPV4 ... 8

2.1.3 PENGALAMATAN IPv4... 11

2.2 VIDEO STREAMING ... 12

2.2.1 PROTOKOL VIDEO STRAMING ... 13

2.2.1.1 RTP (REAL-TIME TRANSPORT PROTOKOL) ... 14

2.2.1.2 UDP (USER DATAGRAM PROTOKOL) ... 16

2.2.1.3 RTSP (REAL TIME STREAMING PROTOKOL) ... 17

2.2.1.4 RTCP (REAL-TIME CONTROL PROTOKOL) ... 19

2.2.2 LIVE VIDEO STREAMING ... 19

2.2.3 APLIKASI VIDEO STRAMING ... 20

2.2.4 MODE JARINGAN VIDEO STRAMING ... 21

2.3 ROUTING ... 23

2.3.1 UNICAST ROUTING ... 24

2.3.1.1 OSPF (Open Shortest Path First) ... 24

2.3.2 MULTICAST ROUTING ... 26

2.3.2.1 GROUP MULTICAST ... 29

2.3.2.2 POHON DISTRIBUSI MULTICAST ... 29

2.3.2.3 MULTICAST FORWARDING ... 31

2.3.2.4 PROTOKOL MANAJEMEN KEANGGOTAAN GROUP MULTICAST ... 32

2.3.2.5 PROTOKOL INDEPENDENT MULTICAST (PIM) ... 33

2.3.2.6 KATEGORI PROTOKOL ROUTING MULTICAST ... 34

2.3.2.7 INTERNET GROUP MANAGEMENT PROTOKOL (IGMP) . 37 2.5 BANDWIDTH ... 41 2.5.1 PENGERTIAN BANDWIDTH ... 41 2.5.2 JENIS-JENIS BANDWIDTH ... 42 2.6 KOMPONEN PENGUJIAN ... 42 2.6.1 Wireshark ... 42 2.6.2 VideoLAN Client (VLC) ... 43 2.6.3 Winbox... 43

xiii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 44

3.1 TOPOLOGI JARINGAN ... 44

3.2 PEMILIHAN HARDWARE DAN SOFTWARE ... 45

3.2.1 HARDWARE YANG DIGUNAKAN ... 45

3.2.1.1 Router Mikrotik RB951G-2HnD ... 45

3.2.1.2 Server (Laptop) ... 45

3.2.1.3 Client (PC) ... 45

3.2.2 SOFTWARE YANG DIGUNAKAN ... 46

3.2.2.1 Sistem Operasi ... 46

3.2.2.2 Wireshark ... 46

3.2.2.3 VLC Media Player ... 46

3.2.2.4 Winbox ... 47

3.3 SKENARIO PENGUJIAN ... 47

3.3.1 Pengujian Bandwidth terhadap router ... 48

3.3.1.1 Pengujian bandwidth pada jaringan IPv4 Multicast ... 48

3.3.1.2 Pengujian bandwidth pada jaringan IPv4 Unicast ... 49

3.3.2 Pengujian kecepatan join streaming ... 50

3.3.2.1 Pengukuran kecepatan Join Video pada jaringan multicast ... 50

3.3.3.2 Pengukuran kecepatan join video pada jaringan Unicast ... 51

3.4 DIAGRAM ALUR PENGUJIAN DAN FLOWCHART ... 52

3.4.1 Diagram alur pengujian Bandwidth ... 52

3.4.1.1 Diagram alur pengujian Bandwidth pada Unicast ... 52

3.4.1.2 Diagram alur pengujian Bandwidth pada Multicast ... 52

3.4.2 Diagram alur pengujian kecepatan join video ... 53

3.4.2.1 Diagram alur pengujian kecepatan join video pada Unicast ... 53

3.4.2.2 Diagram alur pengujian kecepatan join video Multicast ... 53

3.4.3 Flowchart pengujian ... 54

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISIS ... 55

xiv

4.1.1 KONFIGURASI JARINGAN IPV4 UNICAST ... 56

4.1.1.1 Konfigurasi Topologi Jaringan IPv4 Unicast ... 56

4.1.1.2 Konfigurasi Pengalamatan IP Address ... 57

4.1.1.3 Konfigurasi Routing OSPF ... 57

4.1.2 KONFIGURASI JARINGAN IPV4 MULTICAST... 58

4.1.2.1 Konfigurasi PIM ... 60

4.2 KONFIGURASI PENGIRIMAN PAKET ... 61

4.2.1 Konfigurasi Pengujian Bandwidth ... 61

4.2.1.1 Konfigurasi Pengujian Bandwidth pada Jaringan IPv4 Multicast 61 4.2.1.2 Konfigurasi pada jaringan IPv4 Unicast ... 63

4.2.2 Konfigurasi Pengujian Kecepatan Join Video ... 64

4.2.3.1 Konfigurasi pada jaringan IPv4 Multicast ... 64

4.2.3.2 Konfigurasi pada Jaringan IPv4 Unicast ... 65

4.3. PENGUKURAN DAN ANALISIS ... 66

4.3.1 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Multicast ... 66

4.3.2 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Unicast ... 68

4.3.3 Analisis Pengujian Bandwidth pada Jaringan Multicast dan Unicast. 70 4.3.4 Analisis Pengujian Kecepatan Join Video Jaringan Multicast ... 72

4.3.5 Analisis Pengujian Kecepatan Join Video Jaringan Unicast ... 86

4.3.6 Analisis Kecepatan join video pada Jaringan Multicast dan Unicast . 91 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 94

5.1 KESIMPULAN ... 94

5.2 SARAN ... 95

DAFTAR PUSTAKA ... 96

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Struktur Header IPv4 ... 8

Gambar 2. 2 RTP Header format [16] ... 15

Gambar 2. 3 RTSP Communication Protokol [22] ... 18

Gambar 2. 4 Proses Video Streaming [2] ... 21

Gambar 2. 5 Streaming Unicast Mode [6] ... 21

Gambar 2. 6 Unicast Data Distribution [4] ... 22

Gambar 2. 7 Streaming Multicast Mode [6] ... 22

Gambar 2. 8 Multicast Data Distribution [4] ... 23

Gambar 2. 9 Multicast Routing [15] ... 28

Gambar 2. 10 Unidirectional Shared Tree [21] ... 30

Gambar 2. 11 Ilustrasi cara kerja PIM-SM [14] ... 37

Gambar 2. 12 IGMP reports and queries [5] ... 40

Gambar 2. 13 Format Pesan IGMP [5] ... 40

Gambar 3. 1 Topologi Jaringan ... 44

Gambar 3. 2 Router Mikrotik RB 951G-2HnD ... 45

Gambar 4. 1 Topologi Unicast ... 56

Gambar 4. 3 Topologi Multicast ... 59

Gambar 4. 4 Interface List ... 62

Gambar 4. 5 Aliran Data Multicast 1 Stream ... 72

Gambar 4. 6 Aliran Data Multicast 2 Stream ... 74

Gambar 4. 7 Three Way Handshake proses Join Video pada Multicast ... 75

Gambar 4. 8 Capture Wireshark Join video Multicast ... 76

Gambar 4. 9 RTP Packet Header Wireshark ... 76

Gambar 4. 10 Interval Waktu Join Video ... 77

Gambar 4. 11 Capture Wireshark Proses Leave Group Multicast ... 78

Gambar 4. 12 Alur Proses Join Video RTSP ... 87

Gambar 4. 13 Aliran Data 1 stream ... 88

Gambar 4. 14 Aliran Data 2 Stream ... 89

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Layer yang berkerja pada streaming video/audio ... 13

Tabel 2. 2 Layer beserta protokol ... 14

Tabel 2. 3 Range Multicast Address ... 41

Tabel 4. 1 Kecepatan Join video PC 1 Pada Multicast ... 79

Tabel 4. 2 Keceptan Join Video PC 2 Pada Multicast ... 80

Tabel 4. 3 Kecepatan Join PC 3 Pada Multicast ... 81

Tabel 4. 4 Kecepatan Join Video PC 4 Pada Multicast... 82

Tabel 4. 5 Kecepatan Join Video PC 5 Pada Multicast... 83

Tabel 4. 6 Kecepatan Join Video PC 6 Pada Multicast... 84

Tabel 4. 7 Kecepatan Join Video Tercepat Pada Multicast ... 85

Tabel 4. 8 Kecepatan Join Unicast ... 90

xvii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4. 1 Bandwidth Video Jaringan Multicast Pada Server ... 67

Grafik 4. 2 Bandwidth Video Pada Jaringan Unicast Pada Server ... 69

Grafik 4. 3 Rata-rata Bandwdith Video Pada Jaringan Multicast dan Unicast ... 70

Grafik 4. 4 Kecepatan Join Video PC 1 Pada Multicast ... 79

Grafik 4. 5 Kecepatan Join Video PC 2 Pada Multicast ... 80

Grafik 4. 6 Kecepatan Join PC 3 Pada Multicast ... 81

Grafik 4. 7 Kecepatan Join Video PC 4 Pada Multicast ... 82

Grafik 4. 8 Kecepatan Join Video PC 5 Pada Muticast ... 83

Grafik 4. 9 Kecepatan Join Video PC 6 Pada Multicast ... 84

Grafik 4. 10 Kecepatan Join Video Tercepat Pada Multicast ... 85

Grafik 4. 11 Kecepatan Join Unicast ... 91

BAB I

PENDAHULUAN

I. LATAR BELAKANG

Dalam teknologi jaringan, IPv4 merupakan salah satu komponen utama yang saat ini digunakan dalam jaringan dan internet. Di samping digunakan untuk keperluan pengalamatan dalam suatu jaringan, IPv4 dapat digunakan untuk keperluan Multicast. Multicast merupakan salah satu teknologi penyebaran data one to many. Penggunaan lain IPv4 selain multicast ialah unicast. Multicast dan unicast merupakan 2 jenis pengalamatan yang berbeda. Perbedaan tersebut terletak pada metode transfer data dari pengirim ke penerima. Disamping perbedaan pada metode transfer, pembeda lainnya ialah pada multicast terdapat teknologi layanan broadcasting seperti teknologi streamingnya.

Teknologi streaming merupakan sebuah layanan di internet yang dapat memungkinkan untuk mengakses suatu video maupun audio secara langsung (live) dalam lingkup internet dan intranet. Salah satu penerapan streaming ialah live streaming. Live video streaming mengandung pengertian yaitu melakukan proses streaming video dengan tidak secara on demand, dengan kata lain bahwa video yang diputar berlangsung secara kontinyu. Penggunaan video dalam jaringan telah menjadi layanan multimedia penting saat ini dalam dunia komunikasi dan hiburan selama beberapa decade.

Dalam penerepannya live streaming dapat dijalankan pada pengalamatan yang berbeda, yaitu pada alamat unicast dan multicast tersebut. Multicast memberikan pengiriman data yang berbeda dari unicast. Perbedaan tersebut terletak pada proses pendistribusiannya, yang mana proses pendistribusian tersebut tentu saja melibatkan router.

Disamping itu juga, proses pendistribusian dalam suatu jaringan membutuhkan bandwidth. Datarate video dan bandwidth merupakan dua hal yang saling berkaitan. Video dapat terkirim dengan baik, jika semua komponen dalam jaringan dapat mendukung datarate video tersebut, diantaranya ialah bandwidth. Bandwidth adalah besaran yang menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah network.[17]

Proses video streaming tidak terlepas juga dari waktu dimana video tersebut diterima oleh client dari suatu server. Dengan proses pendistribusian yang berbeda antara Multicast dan Unicast tentu akan mempengaruhi join video itu sendiri.

Oleh sebab itu dalam skripsi ini, akan diteliti mengenai bandwidth dan kecepatan join video streaming. Akan ada beberapa skenario untuk melakukan pengambilan data mengenai bandwidth dan kecepatan video streaming. Dari beberapa skenario tersebut, nantinya diharapkan diperoleh hasil yang dapat ditarik kesimpulan mengenai pengambilan data tersebut.

II. RUMUSAN MASALAH

Permasalahan yang diangkat dalam menyelesaikan skripsi ini adalah

1. Sejauh mana kebutuhan bandwidth untuk proses pendistribusian live straming video pada jaringan IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast?

2. Bagaimana pengaruh tipe pendistribusian pada jaringan IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast terhadap kecepatan join streaming video?

III. BATASAN MASALAH

Dalam mengerjakan skripsi ini ada beberapa batasan masalah dalam pengerjaannya. Batasan masalah tersebut antara lain :

1. Pengujian dilakukan dengan router Mikrotik RB951G-2HnD sebanyak 6 buah dan PC sebanyak 7.

2. Jaringan yang digunakan adalah IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast 3. Data yang ditransmisikan dalam jaringan berupa live streaming

video.

4. Instalasi aplikasi yang akan digunakan untuk implementasi streaming yaitu VideoLAN Client (VLC) pada sisi client dan server.

5. Metode routing untuk pendistribusian secara Unicast dan Multicast menggunakan routing OSPF dan untuk pendistribusian secara Multicast secara khusus menggunakan routing PIM-SM.

6. Protokol yang digunakan proses streaming video pada jaringan Multicast ialah protokol RTP dan untuk jaringan Unicast menggunakan protokol RTSP.

IV. TUJUAN

1. Mengetahui kebutuhan bandwidth dalam proses transmisi live video streaming pada jaringan IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast. 2. Mengetahui kecepatan join streaming video pada pada jaringan

IPv4 Multicast dan IPv4 Unicast.

V. METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi yang akan dilakukan dalam Tugas Akhir ini memiliki beberapa tahapan, diantaranya sebagai berikut :

1. Studi Kepustakaan

Mengumpulkan referensi yang berkaitran dengan IP Multicast, IP Unicast, serta parameter QoS baik dari segi kualitas video maupun untuk traffic jaringan.

2. Perencanaan skenario pengujian dan alat pengujian

Pada tahap ini penulis menentukan dan merancang desain jaringan yang akan dibangun, seperti topologi jaringan, konfigurasi jaringan yang dipakai beserta alat uji yang digunakan. Kemudian akan dibuat scenario pengujian berdasarkan topologi yang sudah dibuat.

3. Pengukuran dan pengumpulan data

Pada tahap ini akan dilakukan pengukuran dan pengumpulan data mengenai penggunaan router, kecepatan join streaming dan performansi pendistribusian live streaming video. 4. Analisis Data

Dilakukan analisa unjuk kerja terhadap data yang telah terkumpul ketika melakukan pengiriman video live streaming pada jaringan IP Multicast dan IP Unicast .

VI. SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk memudahkan pembahasan, maka skripsi ini akan dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan

Bab ini meliputi latar belakang, permasalahan, tujuan, pembatasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan. 2. Bab II Landasan Teori

Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang mendasari penelitian tugas akhir ini.

3. Bab III Metodologi Penelitian

Bab ini menjelaskan tentang spesifikasi alat yang digunakan dan perancangan desain pengujian.

4. Bab IV Implementasi dan Analisis

Bab ini berisi tentang pelaksanaan pengujian dan hasil pengujian.

5. Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi kesimpulan atas analisa dan saran berdasarkan hasil yang didapat.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 INTERNET PROTOKOL VERSION4 (IPV4)

IPv4 adalah sebuah pengalamatan jaringan yang digunakan di dalam protokol jaringan TCP/IP yang menggunakan protokol IP versi 4. Panjang totalnya adalah 32 bit, dan secara teoritis dapat mengalamati hingga 232 _{host computer dunia. Alamat IPv4 umumnya diekspresikan}

dalam notasi decimal bertitik (dotted-decimal notation), yang dibagi kedalam empat buat octet berukuran 8-bit sehingga nilainya berkisar antara 0 hingga 255 (Umbu Hina Tarap, 2009)

2.1.1 IPV4 ADDRESSING

Alamat IP yang dimiliki oleh sebuah host dapat dibagi dengan menggunakan subnet mask jaringan ke dalam dua buah bagian, yakni : 1. Network Identifier /NetID atau network address (alamat jaringan) yang

digunakan khusus untuk mengidentifikasikan alamat jaringan di mana host berada. Alamat network identifier tidak boleh bernilai 0 atau 255 2. Host Identifier/Host ID atau Host Address (alamat host) yang

digunakan khusus untuk mengidentifikasikan alamat host (dapat berupa workstation, server atau system lainnya yang berbasis teknologi TCP/IP) di dalam jaringan. Nilai Host Identifier tidak boleh bernilai 0 atau 255 dan harus bersifat unik di dalam network identifier/segmen jaringan dimana ia berada.

2.1.2 STRUKTUR HEADER PAKET IPV4

Paket-paket data dalam protokol IPv4 dikirimkan dalam bentuk datagram. Sebuah paket IPv4 terdiri atas header IP dan muatan IP (Payload). Header IP menyediakan dukungan untuk memetakan jaringan (routing), identifikasi muatan IP, ukuran header IP dan paket.

Gambar 2. 1 Struktur Header IPv4

IP, dukungan fragmentasi, dan juga IP options. Sedangkan payload IP berisi informasi yang dikirimkan. Sebelum dikirimkan di dalam suatu jaringan, paket IP akan dibungkus (encapsulation) dengan header protokol lapisan antarmuka jaringan dan trailer-nya, untuk membuat sebuah frame jaringan. Setiap paket terdiri dari beberapa field yang memiliki fungsi tersendiri dan memiliki informasi

yang berbeda-beda. Pada gambar dibawah ini akan memperlihatkan struktur header IPv4.

Menurut Forouzan (2003), header IPv4 terdiri atas beberapa field sebagai berikut :

1. Version

Mengindikasikan versi IP yang digunakan. Field ini berukuran 4-bit

2. IP Header Length

Menunjukkan ukuran header yang digunakan dalam satuan per 4 bytes

3. Type of Services

Field ini menunjukkan layanan yang hendak dipakai oleh paket yang bersangkutan

4. Total Length

Menunjukkan ukuran paket yang terdiri dari header dan data 5. Identification

Menunjukkan identitas suatu fragmen yang digunakan dalam penyatuan kembali (reassembly) menjadi paket utuh

6. Flags

Menunjukkan tanda-tanda tertentu dalam proses fragmentasi 7. Fragmen Offset

8. Time to Live

Menunjukkan jumlah node maksimal yang dapat dilalui oleh setiap paket yang dikirim

9. Protokol

Menunjukkan protokol di lapisan yang lebih tinggi 10. Header Checksum

Menunjukkan nilai yang digunakan dalam pengecekan kesalahan terhadap header sebelum dengan sesudah pengiriman

11.Source Address

Menunjukkan alamat pengirim paket 12. Destination Address

Menunjukkan alamat penerima paket 13. Options

Menunjukkan informasi yang memungkinkan suatu paket meminta layanan tambahan

14. Padding

Bit-bit “0” tambahan yang ditambahkan ke dalam field ini untuk memastikan header IPv4 tetap berukuran multiple 32 bit 15. Data

Berisi informasi upper-layer. Panjang variable sampai dengan 64 Kb

2.1.3 PENGALAMATAN IPv4

a. Multicast

Multicast atau multicasting adalah sebuah teknik di mana sebuah data dikirimkan melalui jaringan ke sekumpulan komputer yang tergabung ke dalam sebuah grup tertentu, yang disebut sebagai multicast group. Multicasting merupakan sebuah cara pentransmisian data secara connectionless (komunikasi dapat terjadi tanpa adanya negosiasi pembuatan koneksi), dan klien dapat menerima transmisi multicast dengan mencari di mana lokasinya, seperti halnya ketika kita membuka sebuah stasiun radio untuk mendengarkan siaran radio. Multicast sebenarnya merupakan mekanisme komunikasi one-to-many, atau point-to-multipoint, dan berbeda dengan cara transmisi unicast. Sebuah multicast group memiliki sebuah alamat multicast, yaitu kelas D dalam alamat IP versi 4 atau memang alamat multicast dalam alamat IP versi 6. Pada kelas D alamat IP versi 4, alamat yang direservasikan untuk sebuah multicast group adalah 224.0.0.0 hingga 239.255.255.255.

b. Unicast

Unicast adalah sebuah metode pengiriman data dimana data dikirimkan pada satu lokasi yang jelas, dan setiap lokasi yang menerima kemudian mengirimkan laporan penerimaan kepada

pengirim. Disini, kualitas pengiriman data dapat dijamin, karena setiap kegagalan pengiriman akan diketahui oleh pengirim dan dapat melakukan pengiriman ulang. Sistem inilah yang secara umum digunakan pada sistem jaringan komputer saat ini. Analogi yang sesuai kasus di atas adalah, kartu ucapan lebaran dikirim dengan menggunakan jasa pengiriman tercatat kepada 1 alamat yang jelas. Apabila paket diterima, maka tanda bukti penerimaan akan diberikan kepada pengirim, sedangkan apabila paket tidak sampai, maka juga dilaporkan kepada pengirim. Koneksi unicast adalah koneksi dengan hubungan one-to-one antara 1 alamat pengirim dan 1 alamat penerima.

2.2 VIDEO STREAMING

Pengertian secara harafiah Video Streaming adalah sebuah teknologi untuk memainkan file video secara langsung ataupun dengan pre-recorder dari sebuah mesin server (web server). Dengan kata lain, file video yang terletak dalam sebuah server dapat secara langsung dijalankan pada saat setelah ada permintaan dari user, sehingga proses running aplikasi yang didownload berupa waktu yang lama dapat dihindari tanpa harus melakukan proses penyimpanan terlebih dahulu. Saat file video di stream, akan berbentuk sebuah buffer di komputer client, dan data video tersebut akan mulai di download ke dalam buffer yang telah terbentuk.

2.2.1 PROTOKOL VIDEO STRAMING

Protokol adalah sebuah peraturan yang ditetapkan dan diterapkan pada suatu teknologi tertentu. Pada teknologi streaming, terdapat protokol yang memang khusus diciptakan untuk mengeksekusi proses streaming berupa konten video/audio.

Pada teknologi streaming, layer-layer mode OSI yang berperan sebagai penunjang komunikasi antara dua perangkat ataupun banyak perangkat terdapat pada Application Layer, Presentation Layer, Session Layer, dan Transport Layer. Penjelasan secara ringkas tersebut terdapat pada tabel di bawah

Tabel 2. 1 Layer yang berkerja pada streaming video/audio

Biasanya koneksi pada jaringan internet menggunakan TCP (Transport Control Protokol) sebagai protokolnya. Namun hal ini secara umum tidak berlaku kepada teknologi streaming. Protokol yang lazim digunakan pada teknologi streaming adalah UDP (User Datagram Protokol). UDP tidak membutuhkan proses acknowledgment saat

komunikasi antar device dibangun. Karenanya UDP mampu mentransfer data lebih cepat dibanding TCP.

Pada streaming berupa video/audio, protokol yang dipakai adalah RTP (Real-Time Treansport Protokol). RTP bekerja di atas UDP. RTP memiliki fungsi untuk mentransmisikan bit-bit video/audio. Secara umum protokol yang bekerja saat proses streaming mengacu pada model OSI dapat dilihat pada tabel

Tabel 2. 2 Layer beserta protokol

2.2.1.1 RTP (REAL-TIME TRANSPORT PROTOKOL)

Real-Time Transport Protokol (RTP) merupakan protokol yang dikembangkan diatas protokol User Datagram Protokol (UDP) untuk menangani aplikasi-aplikasi multimedia. RTP menyediakan fungsi end-to-end network transport yang memfasilitasi pengiriman data real time seperti audio, video, dan simulation data via multicast atau unicast. Sebenarnya video dapat dikirimkan secara langsung dalam UDP packet tanpa menggunakan RTP, dikenal dengan UDP/RAW. Namun saat RTP digunakan bersama dengan UDP, dimungkinkan adanya error detection tambahan dibandingkan menggunakan UDP/RAW.[6]

Gambar 2. 2 RTP Header format [16]

- V : singkatan dari version, menunjukkan versi RTP digunakan, ukuran 2 bit

- P : singkatan dari padding, menunjukkan padding, byte tidak digunakan di bawah paket untuk mencapai dimensi paritas paket, ukuran 1 bit

- X : singkatan dari extension, menunjukkan ekstensi kepala, ukuran 1 bit

- CC : singkatan dari CSRC Count, menunjukkan jumlah pengidentifikasi CSRC berikut header tetap, ukuran 4 bits

- M : singktan dari Marker, menunjukkan bit penanda, ukuran 1 bit - PT : singkatan dari Payload Type, menunjukkan jenis payload, ukuran

- Sequnece Number : Menunjukkan nomor urutan bertahap satu per satu untuk setiap paket data RTP yang dikirim, dan dapat digunakan oleh penerima untuk mendeteksi paket loss dan untuk mengembalikan urutan paket, ukuran 16 bits. - Timestamp : menunjukkan instan sampling oktet pertama

dalam paket data RTP, ukuran 32 bits.

- SSRC : singkatan dari synchronization source, field untuk mengidentifikasi sinkronisasi sumber, ukuran 32 bits.

- CSRC : singkatan dari contributing source, untuk mengidentifikasi sumber-sumber kontribusi payload yang terkandung dalam paket, ukuran 32 bits.

2.2.1.2 UDP (USER DATAGRAM PROTOKOL)

User Datagram Protokol merupakan protokol yang bersifat connectionless. UDP memungkinkan sebuah aplikasi mengirimkan datagram tanpa perlu menciptakan koneksi terlebih dahulu antara client dan server. UDP datagram terdiri atas header dan payload, besar header UDP adalah 8 byte. Header UDP terdiri atas port asal, port tujuan, panjang UDP, dan checksum UDP tidak melakukan flow control, error control ataupun melakukan retransmisi (pengiriman ulang UDP datagram). UDP sangat cocok untuk aplikasi client server. Client terkadang hanya ingin

mengirimkan permintaan singkat dan mengharapkan balasan yang segera. Pengkodean yang lebih mudah, pengiriman paket yang lebih sedikit, dan tidak diperlukannya inisialisasi awal koneksi membuat UDP banyak digunakan oleh aplikasi real-time.[6]

2.2.1.3 RTSP (REAL TIME STREAMING PROTOKOL)

Real Time Streaming Protokol (RTSP) merupakan protokol jaringan komputer yang dirancang untuk digunakan dalam hiburan dan sistem komunikasi untuk mengendalikan server aliran media (media streaming). Protokol ini digunakan untuk menetapkan dan mengendalikan sesi media antara dua titik ujungnya. Klien dari server media mengeluarkan perintah seperti VCR, seperti play dan pause, untuk mendukung kendali waktu nyata dari berkas media yang dijalankan server. Transmisi aliran data tersebut bukan merupakan tugas protokol RTSP. Sebagian besar server RTSP menggunakan Real-time Transport Protokol (RTP) yang saling melengkapi dengan Real-time Control Protokol (RTCP) untuk pengiriman aliran media.[19]

Berikut ini adalah beberapa permintaan (request) RTSP dasar. Beberapa permintaan HTTP khas, seperti permintaan OPTIONS, juga tersedia. Nomor port default pada lapisan transport untuk protokol ini adalah 554.

 OPTIONS

Permintaan OPTIONS mengembalikan tipe permintaan yang akan diterima oleh server.

 DESCRIBE

Permintaan DESCRIBE menggunakan URL (rtsp://…), dan tipe data yang dapat ditangani. Port default dari protokol RTSP adalah 554, baik untuk pengiriman UDP maupun TCP.

 SETUP

Permintaan SETUP menentukan cara sebuah media stream dikirimkan. Permintaan ini harus terlah dilaksanakan sebelum permintaan PLAY dikirimkan.

2.2.1.4 RTCP (REAL-TIME CONTROL PROTOKOL)

RTCP adalah protokol kontrol yang bekerja sama dengan RTP. Paket kontrol RTCP secara berkala dikirimkan oleh masing-masing paket dalam sesi RTP untuk semua paket lainnya. RTCP digunakan untuk mengontrol kinerja dan untuk tujuan diagnostik.[20]

2.2.2 LIVE VIDEO STREAMING

Dalam hal ini, Live video streaming mengandung pengertian yaitu melakukan proses streaming video dengan tidak secara on demand, dengan kata lain bahwa video yang diputar berlangsung secara kontinyu.

Live stream umumnya disediakan oleh alat yang disebut streaming. Streaming mengirimkan informasi langsung ke komputer atau perangkat tanpa menyimpan file ke hard disk. On Demand streaming ini disediakan oleh sarana disebut progresif streaming atau download progresif. Progresif streaming menyimpan file ke hard disk dan kemudian dimainkan dari lokasi itu. On Demand stream sering disimpan ke hard disk dan server untuk jumlah yang lama, sedangkan aliran hidup hanya tersedia pada satu waktu saja (misalnya selama pertandingan Sepak Bola). Dikodekan audio dan video stream dirakit dalam wadah bitstream seperti ASF atau ISMA. Bitstream ini disampaikan dari server streaming ke klien streaming menggunakan protokol transport, seperti MMS atau RTP. Streaming klien dapat berinteraksi dengan server streaming menggunakan protokol kontrol, seperti MMS atau RTSP.

2.2.3 APLIKASI VIDEO STRAMING

Multimedia merupakan penggunaan beberapa media yang berbeda untuk menggabungkan dan menyampaikan informasi dalam bentuk text, audio, dan video. Pada sistem multimedia terdistribusi, dibutuhkan protokol jaringan yang mengaturnya. Protokol merupakan persetujuan tentang bagaimana komunikasi diproses antara 2 node. Salah satu contoh dari multimedia yaitu video streaming. Streaming merupakan suatu teknik yang digunakan untuk melakukan transfer data sehingga dapat diproses secara tetap dan kontinyu. Streaming biasanya diidentikkan dengan realtime. Faktor utama yang menyebabkan streaming bersifat realtime adalah tidak adanya media penyimpanan yang digunakan untuk menyimpan paket data. Paket data akan disimpan pada sebuah buffer dan kemudian ditampilkan ke layar. Setelah selesai, data pada buffer akan dibuang dan buffer digunakan untuk menyimpan data yang baru. Video streaming merupakan suatu metode yang memanfaatkan suatu streaming server untuk mentransmisikan digital video melalui suatu jaringan data sehingga video palyback dapat langsung dilakukan tanpa harus menunggu proses download selesai terlebih dahulu ataupun menyimpannya terlebih dahulu disisi PC client. Sistem video streaming melibatkan proses encoding terhadap isi dari data video, dan kemudian mentransmisikan video streaming melalui suatu jaringan, sehingga client tujuan dapat mengakses, melakukan decoding, dan menampilkan video tersebut secara real-time. [6]

Proses video streaming dapat ditunjukkan pada Gambar 2.4 dibawah ini.

Gambar 2. 4 Proses Video Streaming [2]

2.2.4 MODE JARINGAN VIDEO STRAMING

Data dapat dikirim melalui jaringan secara unicast maupun multicast

1. Unicast

Unicast bersifat end-to-end seperti yang terlihat pada gambar 2.5, yaitu pengiriman data dari satu client ke client yang lain atau setiap client menerima stream data yang berbeda dari client yang lain. [8]

Gambar 2. 6 Unicast Data Distribution [4] 2. Multicast

Server hanya mengirimkan satu jenis data stream saja yang kemudian diduplikasikan oleh router khusus sebelum dikirim melalui jaringan ke beberapa client. Streaming ini dapat dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2. 8 Multicast Data Distribution [4]

2.3 ROUTING

Routing adalah proses pememilihan jalur dan pemandu arah jalannya paket data agar bisa sampai ke alamat network yang dituju. Alat yang digunakan untuk routing disebut router. Sebuah router diperlukan manakala ingin menghubungkan dua atau lebih network yang berbeda. Dimisalkan ada paket yang akan dikirimkan dari alamat network X menuju alamat network Y. Maka ketika paket ingin berpindah alamat network diperlukan sebuah router. Router memerlukan informasi route yang mendifinisikan kemana paket harus di forward untuk mencapai tujuan (next-hop address). Semua informasi route akan disimpan di table routing pada router tersebut. Informasi route dalam table routing berisi network tujuan, next-hop address, metric. Pada tiap hop, router menentukan kemana paket harus diforward berdasar pada informasi yang ada pada IP Header paket tersebut. Jika network yang dituju merupakan network yang terhubung langsung pada router, maka paket akan diforward langsung ke host tujuan. Jika network yang dituju tidak terhubung langsung, maka paket akan diforward ke router selanjutnya

(next-hop router). Namun jika, tidak ada informasi network tujuan pada tabel routing dan router tidak memiliki informasi default route, maka paket akan di drop.

2.3.1 UNICAST ROUTING

Fungsi dari unicast routing protokol adalah untuk menentukan jalur terpendek dari sumber (pengirim) ke tujuan. Mungkin dengan cara mengirimkan pesan pemberitahuan (advertisement) ke router terdekat (distance vector) atau dengan menghitung secara lengkap basis data dari sebuah topologi jaringan (link state). Dari dua metode tersebut menghasilkan tabel routing yang menentukan interface mana yang akan meneruskan paket, dan juga router selanjutnya yang akan dilewati. Ini menunjukkan bahwa unicast routing protokol selalu merujuk untuk menentukan downstream interface selanjutnya. [3]

2.3.1.1 OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF bekerja berdasarkan algoritma Shortest Path First yang dikembangkan berdasarkan algoritma Dijkstra. Sebagai Interior Gateway protokol (IGP). Interior Gateway protokol atau Interior Routing Protokol dikembangkan untuk menghubungkan router-router dibawah kendali administrator jaringan (Sofana, 2008). OSPF mendistribusikan informasi routing-nya di dalam router-router yang tergabung ke dalam suatu AS. AS adalah jaringan yang dikelola oleh administrator setempat. OSPF menggunakan protokol routing link-state, didesain untuk bekerja dengan

sangat efisien dalam proses pengiriman update informasi rute. OSPF merupakan protokol alternatif untuk menutupi kelemahan RIP. OSPF juga merupakan protokol routing yang menggunakan prinsip multipath (multi path protokol) dapat mempelajari berbagai rute dan memilih lebih dari satu rute ke host tujuan.

OSPF digunakan bersamaan dengan IP, maksudnya paket OSPF dikirim bersamaan dengan header paket data IP. Setiap router OSPF mempunyai database yang identik yang menggambarkan topologi suatu Autonomous System yang disebut dengan Link State database (Topological database). Dari database ini, perhitungan Shortest Path First dilakukan untuk membentuk Routing Table. Perhitungan ulang terhadap Shortest Path First dilakukan apabila terjadi perubahan pada topologi jaringan. OSPF memungkinkan beberapa jaringan untuk dikelompokkan bersama. Pengelompokkan seperti ini dinamakan dengan area dan topologinya tersembunyi dari seluruh AS. Informasi yang tersembunyi ini memungkinkan penurunan traffic routing. Dengan menggunakan konsep area sistem penyebaran informasinya menjadi lebih teratur dan tersegmentasi. Dengan adanya distribusi routing yang teratur, maka penggunaan bandwidth akan lebih efisien, lebih cepat mencapai konvergensi, dan lebih presisi dalam menentukan rute terbaik dalam mengirim paket (Syafrizal, 2008).

OSPF dalam broadcast multi-access, DR dan BDR sangat diperlukan. Proses pemilihan DR dan BDR tidak lepas dari peran penting

Hello Packet. Di dalam hello packet ada sebuah field berisikan ID dan nilai Priority dari sebuah Router. Semua router yang ada dalam jaringan broadcast multi-access akan menerima hello dari semua router yang ada dalam jaringan tersebut pada saat pertama kali OSPF berjalan. Router dengan nilai priority tertinggi akan menang dalam pemilihan dan langsung menjadi DR. Router dengan nilai priority dengan urutan kedua akan dipilih menjadi BDR. Secara default, semua router OSPF akan memiliki nilai priority 1. Range priority ini dimulai dari 0-255. Nilai 0 akan menjamin router tersebut tidak akan menjadi DR atau BDR, sedangkan nilai 255 menjamin sebuah router pasti akan menjadi DR.

Setelah terbentuk hubungan antar router-router OSPF, tahapan berikutnya ialah bertukar informasi mengenai state-state akan jalur-jalur yang ada dalam jaringan. DR yang akan melayani setiap router yang ingin bertukar informasi OSPF dengannya, DR akan memulai lebih dulu proses pengiriman ini.

2.3.2 MULTICAST ROUTING

Multicast merupakan mekanisme pengiriman aliran paket data dari satu sumber ke suatu grup yang berisi kumpulan host penerima. Keuntungan utama dari IP multicast adalah kemampuannya untuk melakukan penghematan bandwidth. Ini karena sumber multicast cukup mengirimkan satu aliran paket data saja untuk suatu grup berisi n penerima yang menginginkan data tersebut. Aliran data tersebut akan direplikasi oleh router-router multicast yang memiliki host anggota

grup tersebut pada jaringan di bawahnya. Bila menggunakan metode unicast, maka sumber harus mengirimkan sebanyak n data untuk n penerima. Bila menggunakan metode broadcast, maka setiap node di jaringan akan menerima data tersebut, meskipun sebenarnya node tersebut tidak meminta data tersebut. Dengan demikian, jaringan akan terhindar dari beban trafik yang tidak perlu.

Melakukan pengiriman paket data ke suatu grup disebut sebagai multicasting. Sedangkan algoritma routingnya disebut multicast routing. Multicast mengirimkan data menggunakan sebuah alamat multicast untuk seluruh host yang tergabung dalam grup multicast. Router yang terletak diantara host pengirim dan penerima menggunakan alat grup multicast untuk memandu perjalanan data. Router memforward paket data yang telah diduplikasi menuju arah host yang terdaftar.

Pada gambar menunjukkan S2 mengirim data ke alamat grup multicast. Grup multicast berisi 3 host yaitu G1, G2, dan G3. Data yang dikirim diduplikasi oleh router R1 dan R3 untuk meyakinkan bahwa data tersebut sampai kepada host-host yang terdaftar di group multicast. G4 dan G5 tidak masuk kedalam grup multicast, sehingga tidak menerima data yang dikirimkan S2.

Gambar 2. 9 Multicast Routing [15]

Ketika proses multicast routing mengetahui ada router yang langsung terkoneksi ke host dalam grup multicast, router akan saling bertukar informasi dengan router lainnya. Sehingga pada kondisi pertukaran informasi seperti ini, akan terbentuk rantai pohon yang menghubungkan antar satu host dengan host lainnya dalam grup multicast. Karena rantai pohon sudah terbentuk, data multicast akan diteruskan ke host penerima tersebut. Protokol yang terlibat dalam pertukaran informasi antar router ini disebut Multicast routing protokol. Macam-macamnya adalah Protokol Independent Multicast Sparse Mode (PIM-SM), Protokol Independent Multicast Dense Mode (PIM-DM), dan Distance Vector Multicast Routing Routing Protokol (DVMRP).

2.3.2.1 GROUP MULTICAST

Multicast didasarkan pada konsep grup. Keberadaan sebuah grup penerima menunjukkan adanya keinginan dalam menerima aliran data tertentu. Grup ini tidak dibatasi oleh topologi fisik ataupun geografis. Host anggota grup tersebut dapat berada di mana saja di Internet. Host yang menginginkan untuk menerima aliran data multicast yang ditujukan ke suatu grup tertentu harus bergabung (join) dengan grup tersebut terlebih dahulu. Mekanisme koneksi host dengan router multicast untuk bergabung ataupun meninggalkan (leave) suatu grup diatur oleh protokol tertentu. Untuk IPv4, protokol tersebut adalah IGMP (Internet Group Message Protokol). Sedangkan untuk IPv6, hal ini dilaksanakan oleh MLD (Multicast Listener Discovery).

2.3.2.2 POHON DISTRIBUSI MULTICAST

Pada IP unicast, trafik dirutekan sepanjang jalur dari node pengirim ke penerima. Hal berbeda terjadi pada IP multicast, di mana sumber mengirimkan trafik multicast ke suatu grup penerima yang diwakili oleh sebuah alamat grup multicast. Untuk mengirimkan trafik multicast ke seluruh penerima, digunakan pohon distribusi multicast untuk mendeskripsikan jalur yang ditempuh oleh trafik IP multicast di dalam jaringan.

Shared Tree

Tidak seperti source tree yang berpusat pada sumber multicast, shared tree menggunakan pusat trafik yang digunakan bersama (Common

Root) yang ditempatkan di titik tertentu pada jaringan. Bergantung pada protokol routing yang digunakan, titik pusat ini disebut Rendezvous Point (RP) ataupun core.

Berdasarkan sifat aliran multicastnya, shared tree dibagi menjadi dua yaitu unidirectional shared tree (satu arah) dan bidirectional shared tree (dua arah). Pada unidirectional shared tree (satu arah), atau lebih sering disebut shared tree (ST), trafik multicastnya hanya akan mengalir ke penerima dari arah downstream RP yang digunakan. Pada bidirectional shared tree, atau biasa disingkat BST, trafik dapat mengalir kearah upstream ataupun downstream sepanjang shared tree yang digunakan. Yang dimaksud dengan upstream RP adalah interface RP yang menerima trafik multicast sumber (incoming interface). Sedangkan downstream adalah interface tempat RP mengirimkan trafik tersebut ke node penerima (outgoing interface).

Trafik multicast dari sumber host A dan F dikirim menuju ke pusat pohon distribusi (router D), baru kemudian trafik tersebut dikirimkan ke masing-masing penerima. Karena seluruh sumber multicast menggunakan pohon distribusi bersama, maka notasi pohonnya adalah (*,G). Tanda * menunjukkan semua sumber, dan G menunjukkan grup multicast.

2.3.2.3 MULTICAST FORWARDING

Multicast pada subnetwork local tidak memerlukan keberadaan router multicast. Sumber data cukup mengirimkan stream data multicast ke subnet tersebut, maka host penerima yang terdapat pada subnet yang sama akan mendapatkan stream data tersebut. Hal yang berbeda dialami bila data multicast harus dirutekan ke subnetwork lain. Subnet sumber data harus terhubung dengan router multicast, dimana router tersebut juga terkoneksi dengan router multicast yang lain. Hal ini memerlukan tiga buah mekanisme :

• Kemampuan untuk membangun jalur distribusi (distribution tree). • Keberadaan protokol routing multicast.

• Keberadaan protokol manajemen grup yang memungkinkan router untuk memonitor keanggotaan suatu grup multicast pada subnet di bawahnya.

Prinsip dasar routing unicast adalah meneruskan aliran data menuju penerima. Pada perutean multicast, sumber harus mengirimkan trafik ke sejumlah penerima. Sebaliknya, prinsip dasar routing multicast adalah

meneruskan trafik multicast menjauhi sumber. Metode ini disebut sebagai Reverse Path Forwarding (RPF). RPF memiliki karakteristik berikut : • Trafik mengikuti jalur terpendek dari sumber ke setiap tujuan. • Pohon yang berbeda akan dihitung untuk setiap sumber yang

berbeda.

• Pengiriman paket didistribusikan melalui berbagai link jaringan. Metode RPF memungkinkan router untuk meneruskan trafik multicast ke sepanjang pohon distribusi secara benar dan menghindari looping. Router tersebut harus mengingat arah mana yang menuju sumber (upstream) dan arah yang menuju penerima (downstream). Router hanya akan meneruskan suatu paket multicast apabila paket tersebut diterima pada interface upstream. Ketika ada sejumlah jalur downstream, router akan mereplikasi paket tersebut sebanyak downstream yang ada.

2.3.2.4 PROTOKOL MANAJEMEN KEANGGOTAAN GROUP MULTICAST

Router multicast menggunakan IGMP maupun MLD untuk mempelajari grup mana yang memiliki anggota pada network dibawah router tersebut. Router multicast tersebut menyimpan daftar keanggotaan grup multicast beserta timer untuk setiap keanggotaan grup tersebut. Meskipun penjelasan berikut untuk IGMP saja, namun konsep yang sama juga berlaku untuk MLD.

Tipe message dasar IGMPv2 (dijelaskan di RFC 2236) adalah Membership Query (MQ), Membership Report (MR), dan Leave Group (LG). Host yang ingin bergabung dengan grup multicast tertentu akan mengirimkan message MR berisi referensi grup multicast tersebut ke router. Router kemudian akan membuat entri forwarding tabel dan secara periodik mengirimkan paket multicast ke interface yang terhubung ke subnet yang berisi host penerima tersebut. Router secara periodik akan mengirimkan message MQ untuk mengecek bahwa minimal ada satu buah host di subnetnya yang masih ingin menerima stream data multicast. Ketika tidak ada jawaban dari tiga MQ berurutan, router mengeset timer untuk grup tersebut menjadi timeout dan menghentikan proses forwarding stream data yang ditujukan untuk grup tersebut. Message LG digunakan oleh host penerima yang secara eksplisit memberitahu router bahwa ia akan meninggalkan grup multicast. Dengan LG, maka router tidak perlu menunggu message MQ time out untuk mengetahui bahwa host tersebut sudah meninggalkan grup multicastnya.

2.3.2.5 PROTOKOL INDEPENDENT MULTICAST (PIM)

Protokol Independent Multicast (PIM) merupakan salah satu multicast routing protokol yang sering digunakan, terutama pada perangkat-perangkat Cisco Router. Setiap router yang mengimplementasikan PIM saling bertukar pesan untuk menentukan upstream interface dan downstream interface yang menghubungkan

Source dengan Group (S, G ) sebagai satu kesatuan informasi. Ketika semua router di dalam jaringan telah menentukan upstream interface dan downstream interface yang menghubungkan Source dengan Group (S, G ), maka terbentuklah multicast tree, seperti terlihat pada gambar di bawah. Source dan router yang terhubung langsung dengan source sebagai akarnya, dan cabang-cabang yang merupakan semua subnet jaringan yang memiliki anggota setidaknya satu dari sebuah grup. Tidak ada cabang yang tidak memiliki anggota yang berhubungan dengan suatu grup. Mekanisme ini disebut juga reverse path multicast (RPM). [3]

2.3.2.6 KATEGORI PROTOKOL ROUTING MULTICAST

Protokol routing multicast untuk mikrotik menggunakan PIM-SM (Protcol Indeoendent Multicast-Sparse Mode).

• Protokol sparse mode

PIM-SM menggunakan model pull untuk mengirimkan traffic multicast dimana hanya segmen jaringan dengan penerima aktif yang sudah secara eksplisit bergabung dengan group yang akan menerima traffic. PIM-SM menyampaikan informasi mengenai source yang aktif dengan menyampaikan paket data pada shared tree. Pada PIM-SM, router menganggap bahwa router lain tidak ingin menyampaikan paket multicast ke suatu group kecuali jika ada permintaan secara eksplisit untuk traffic multicast. Ketika host bergabung ke grup multicast, router yang terhubung langsung

mengirim pesan PIM Join ke RP. RP bertugas untuk mencatat grup multicast. [11]

Rendezvous Point merupakan suatu peran yang dijalankan oleh sebuah router ketika beroperasi dalam mode PIM-SM. Sebuah RP dibutuhkan hanya ketika jaringan multicast menggunakan PIM-SM, karena pada PIM-SM semua traffic dari sumber diteruskan ke RP untuk kemudian disampaikan ke penerima. RP bertindak sebagai tempat bertemunya data multicast dari sumber dan penerima. Dengan demikian bisa dilihat bahwa dalam kondisi ini RP hanya dibutuhkan untuk memulai sesi baru antara sumber dan penerima. Konsekuensinya adalah RP akan mengalami sedikit overhead dari penyampaian dan pemrosesan traffic. [11]

Sparse mode menggunakan shared tree di dalam mendistribusikan trafik multicast. Berbeda dengan dense mode, sparse mode menggunakan prinsip pull, di mana trafik multicast ‘ditarik’ oleh penerima di jaringan. Artinya, trafik multicast tidak akan dikirimkan kecuali ada permintaan secara eksplisit dari penerima melalui mekanisme Join.

Cara kerja PIM-SM dapat diilustrasikan dengan konsep pull yaitu host yang menginginkan paket data multicast mengirimkan request PIM Join kepada router local. Pesan request PIM Join tersebut kemudian diteruskan ke server sebagai penyedia paket data. Namun router local perlu mengetahui dimana letak server

penyedia paket data yang diminta oleh host. Karenanya ada sebuah router router yang dijadikan root agar router local mampu mengetahui dimana lokasi server dan server juga mampu mengetahui dimana lokasi host yang melakukan request data. Router yang berperan menjadi root disebut RP (Rendezvous Point). Setelah host mengirimkan pesan PIM Join ke router local, kemudian router local meneruskan PIM join tersebut ke RP. Ketika pesan PIM Join sampai pada RP, maka RP akan mengalirkan paket data ke router local yang merequest PIM Join. Lalu router local tersebut akan meneruskannya ke host yang merequest. Aliran paket data inilah yang membentuk rantai pohon pada jaringan multicast dengan RP sebagai rootnya dan host yang tergabung dalam group sebagai leafnya.

Kemudian saat host memutuskan aliran paket data atau meninggalkan grup multicast, maka router local akan mengirimkan pesan PIM Prune kepada RP. Saat pesan sampai di RP, maka RP akan menghentikan aliran paket data ke host yang meninggalkan group melalui router local. Ilustrasi dapat dilihat pada gambar

Gambar 2. 11 Ilustrasi cara kerja PIM-SM [14]

2.3.2.7 INTERNET GROUP MANAGEMENT PROTOKOL (IGMP)

Internet Group Management Protokol (IGMP) merupakan protokol pada layer network. Protokol ini digunakan untuk menentukan alamat group multicast yang sedang aktif dalam suatu jaringan. IGMP [RFC 1112] mengizinkan suatu computer untuk memberitakan pada multicast-enable-router bahwa ia menghendaki paket IP yang dikirimkan menggunakan alamat multicast dan ditujukan pada multicast-enable-router. Alamat multicast yang digunakan oleh multicast-enable-multicast-enable-router. Alamat multicast yang digunakan computer untuk mengirimkan pesan IGMP adalah 224.0.0.2. Pesan IGMP akan digunakan oleh multicast-enable-router untuk menentukan apakah paket multicast dari suatu network akan diteruskan pada network lainnya. Dengan kata lain, paket IGMP yang dikirimkan oleh suatu computer akan memberitahukan seluruh

multicast-enable-router yang ada bahwa ia mengirimkan paket dengan alamat multicast tertentu.

Pada IGMPv2, terdapat empat tipe untuk pesan IGMP : a) Membership query

b) Version 1 membership report c) Version 2 membership report d) Leave group

Suatu computer yang menghendaki paket multicast akan mengirimkan IGMP. Pesan ini dikirimkan kepada multicast-enable-router yang akan digunakan untuk menentukan paket multicast yang akan diteruskan dan interface yang digunakan. Router secara periodic mengirimkan IGMP membership query untuk memeriksa apakah masih terdapat host yang aktif pada sebuah subnet pada jaringan. Jika tidak ada balasan dari tiga kali IGMP membership query, router akan berhenti mengirimkan trafik multicast ke group tersebut.

Untuk memvalidasi alamat group multicast yang aktif, router secara periodic mengirimkan pesan IGMP Group Membership Query kepada seluruh alamat multicast host (224.0.0.1), pesan ini tidak langsung diterima oleh semua host untuk mencegah IGMP Group Membership Query Storm, host yang menerima pesan IGMP Group Membership Query akan mengambil waktu random tertentu. Setelah waktu random tercapai makan host akan mengirimkan pesan IGMP Group Membership Report.

Dengan adanya waktu random ini maka suatu host tergabung dalam group yang sama tidak perlu mengirimkan pesan IGMP Membership Report.[21]

Internet Group Management Protokol (disingkat menjadi IGMP) adalah salah satu protokol jaringan dalam kumpulan protokol Transmission Control Protokol/Internet Protokol (TCP/IP) yang bekerja pada lapisan jaringan yang digunakan untuk menginformasikan router-router IP tentang keberadaan group-group jaringan multicast. Sekali sebuah router mengetahui bahwa terdapat beberapa host dalam jaringan yang terhubung secara lokal yang tergabung ke dalam group multicast tertentu, router akan menyebarkan informasi ini dengan menggunakan protokol IGMP kepada router lainnya dalam sebuah internetwork sehingga pesan-pesan multicast dapat diteruskan kepada router yang sesuai. IGMP kemudian digunakan untuk memelihara keanggotaan group multicast di dalam subnet lokal untuk sebuah alamat IP multicast. [8]

Pada Gambar di bawah ini merupakan 2 pesan IGMP, yaitu laporan yang dikirimkan oleh host dan pertanyaan yang dikirim oleh router. Router meminta masing-masing host untuk mengidentifikasi masing-masing group pada interface.

Gambar 2. 12 IGMP reports and queries [5]

Pesan IGMP

IGMP tipe 1 merupakan sebuah permintaan yang dikirm oleh router multicast, sedangkan tipe 2 merupakan respon yang dikirm oleh host. Checksum dihitung dengan cara yang sama seperti checksum ICMP. Pengalamatan group ip address menggunakan kelas D.

Gambar 2. 13 Format Pesan IGMP [5]

2.3.2.8 PENGALAMATAN GRUP IP MULTICAST

Suatu group multicast dapat dikenali dari alamat group multicast yang digunakannya. Paket Multicast akan disampaikan dengan menggunakan destination address alamat group multicast tersebut. Tidak seperti alamat unicast yang secara unik mengidentifikasi sebuah host, IP address multicast tidak mengidentifikasi satu host tertentu melainkan sekelompok host yang memiliki IP address Unicast yang memiliki IP address multicast tersebut. Untuk menerima data yang dikirim ke sebuah

alamat multicast, suatu host harus bergabung dengan group dengan alamat tersebut. Data akan dikirim ke alamat multicast tersebut dan diterima oleh semua host yang sudah bergabung ke group tersebut. Berikut table pengalamatan IP untuk multicast. [11]

Gambar 2.9 Pengalamatan IP Multicast [11]

Tabel 2. 3 Range Multicast Address [13]

2.5 BANDWIDTH

2.5.1 PENGERTIAN BANDWIDTH

Bandwidth adalah besaran yang menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah network. Istilah ini berasal dari bidang teknik listrik, dimana bandwidth yang menunjukkan total jarak atau berkisar antara tertinggi dan terendah sinyal pada saluran komunikasi (band). Banyak orang awam yang kadang menyamakan arti dari istilah Bandwidth dan Data Transfer, yang biasa digunakan dalam

internet, khususnya pada paket-paket web hosting. Bandwidth sendiri menunjukkan volume data yang dapat ditransfer per unit waktu.

Di dalam jaringan computer, bandwidth sering digunakan sebagai suatu sinonim untuk data transfer rate yaitu jumlah data yang dapat dibawa dari sebuah titik ke titik lain dalam jangka waktu tertentu (pada umumnya dalam detik).

2.5.2 JENIS-JENIS BANDWIDTH

Terdapat dua jenis bandwidth yaitu : 1. Digital Bandwidth

Digital bandwidth adalah jumlah atau volume data yang dapat dikirimkan melalui sebuah saluran komunikasi dalam satuan bits per seconds tanpa ditorsi.

2. Analog Bandwidth

Analog bandwidth adalah perbedaan antara frekuensi terendah dengan frekuensi tertinggi dalam sebuah rentang frekuensi yang diukur dalam satuan Hertz (Hz) atau siklus per detik, yang menentukan berapa banyak informasi yang bisa ditransmisikan dalam satu saat.

2.6 KOMPONEN PENGUJIAN 2.6.1 Wireshark

Wireshark adalah suatu perangkat lunak yang digunakan untuk meng-capture dan menganalisa trafik yang terjadi pada suatu interface.

Wireshark dapat menganalisa beberapa parameter QoS seperti delay, jitterm packet loss dan throughput serta mampu menangkap dan menganalisa paket-paket data atau informasi yang melewati jaringan dan sudah mendukung berbagai format protokol.

2.6.2 VideoLAN Client (VLC)

VideoLAN Client (VLC) merupakan suatu media yang diperuntukkan bagi streaming, yang dapat dimanfaatkan sebagai aplikasi pengirim dan penerima. VLC ini dapat mengkompresi dan dekompresi data audio maupun video dari beberapa media input dan mampu menunjukkan hasil streaming dengan kualitas yang sama dengan aslinya

2.6.3 Winbox

Winbox adalah sebuah utility yang digunakan untuk melakukan remote ke mikrotik dalam mode GUI. Dengan menggunakan winbox semua pengaturan mikrotik dapat dilakukan dengan interface GUI maupun Command Line.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 TOPOLOGI JARINGAN

Penelitian ini menggunakan jaringan uji berskala kecil yaitu dengan menggunakan 7 buah pc dan 6 buah router. Dari ketujuh PC tersebut mempunyai 2 fungsi berbeda yaitu 1 buah pc server sebagai pengirim video dan 6 buah pc client yang berperan untuk menerima video streaming yang dikirimkan oleh pc server. Semua router yang dipakai ialah router Mikrotik dengan seri RB 951G-2HnD. Router tersebut berjenis router indoor. Penggunaan Router tersebut dalam pengujian ini dikarenakan fitur di dalamnya, yaitu memiliki routing PIM (Protokol Independent Multicast) yang dapat dipakai untuk keperluan multicasting.

Pada pengujian akan digunakan topologi sebagai berikut :

Penentuan topologi jaringan tersebut dipilih dengan mengacu pada jumlah hop router dan PC yang terhubung pada router tersebut.

3.2 PEMILIHAN HARDWARE DAN SOFTWARE 3.2.1 HARDWARE YANG DIGUNAKAN

3.2.1.1 Router Mikrotik RB951G-2HnD

 Architecture : MIPS-BE  RAM : 128 MB

 CPU : AR9344 600MHz  LAN Ports : 5

Gambar 3. 2 Router Mikrotik RB 951G-2HnD

3.2.1.2 Server (Laptop)  Intel Core i3  RAM 2 Gb  Harddisk 500 Gb 3.2.1.3 Client (PC)  Intel Core i3  RAM 2 Gb