Analisis Kinerja Content Delivery Network yang Menggunakan Webmapper

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Content Delivery Network (CDN)

CDN adalah sekumpulan server yang saling berhubungan dari komputer di

internet yang menyediakan konten web dengan cepat ke banyak pengguna dengan

menduplikasi konten pada beberapa server dan mengarahkan konten ke pengguna

berdasarkan kedekatan. CDN digunakan oleh penyedia layanan internet (ISP)

untuk memberikan halaman web statis atau dinamis, tetapi teknologi ini sangat

cocok untuk streaming audio, video, dan televisi internet (IPTV) pemrograman

[1].

Dalam CDN, konten eksis di beberapa salinan pada server strategis yang

tersebar. Hal ini dikenal sebagai replikasi konten. Sebuah CDN besar dapat

memiliki ribuan server, sehingga memungkinkan untuk menyediakan konten

identik dengan banyak pengguna secara efisien dan andal bahkan kadang-kadang

lalu lintas internet maksimum [2]. Ketika sebuah halaman tertentu, file, atau

program direquest oleh pengguna, server yang terdekat dengan pengguna (dalam

hal ini jumlah minimum node antara server dan pengguna) secara dinamis

ditentukan. Ini mengoptimalkan kecepatan isi yang disampaikan kepada user

tersebut [3].

Konsep CDN adalah dengan meletakkan beberapa server pada belahan

dunia, sehingga server utama (asli) tidak akan langsung melayani permintaan web

request secara langsung melainkan melalui server-server pada jaringan CDN.

Original Server in North America

CDN distribution

node

CDN Server in

South Amerika _{CDN Server in}

Europe

CDN Server in Asia

permintaan dari pengguna internet, dan efisiensi terhadap delay dan packet loss

juga akan semakin baik. Gambar konsep dasar Content Delivery Network dapat

dilihat pada Gambar 2.1 [4].

Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network [4]

2.2 Teknik-teknik Pembagian Tugas CDN

Ada beberapa teknik pembagian tugas CDN, seperti GEO DNS, packet

redirection, load balancer dan lain-lain.

2.2.1. GEO DNS

GEO DNS adalah salah satu penghantar kinerja CDN, sistem kerja dari

wilayah maka setiap client yang melakukan request akan dilayani oleh server

terdekat dengan client tersebut [5].

2.2.2. Packet Redirection

Prinsip kerja packet redirection adalah ketika client 1 yang melakukan

request website telah terhubung dengan server 1 dan melakukan upload atau

download file akan terjadi delay. Ketika proses request website, jika delay

dianggap terlalu tinggi, maka server dapat meminta server lain melanjutkan

transaksi packet yang sedang di download, sehingga kinerja pengiriman paket

dapat lebih baik. Masing-masing server akan melakukan pertukaran informasi

terkait kinerja server, baik secara langsung maupun melalui pihak ketiga serper

DNS server [6].

2.2.3. Load Balancer

Load balancer merupakan sebuah perangkat untuk mendistribusikan

beban pekerjaan secara merata melalui beberapa node. Peran yang paling penting

dari Load Balancer yaitu untuk menyediakan sebuah layanan dari beberapa

kumpulan server yang berada sebagai back-end dari layanan servernya. Untuk

layanan internet, Load Balancer biasanya merupakan sebuah program perangkat

lunak yang terhubung pada port dimana client eksternal tersambung untuk

mengakses layanan. Load Balancer meneruskan request dari salah satu server dari

backend server, yang biasanya di-replay kembali ke load balancer. Hal ini

memungkinkan Load Balancer untuk me-replay request dari client tanpa client

tersebut mengetahui tentang pemisahan fungsi internal dari layanan server yang

backend, yang mungkin memiliki manfaat keamanan dengan menyembunyikan

struktur jaringan internal dan mencegah serangan pada jaringan [7].

2.3 Webmapper

Webmapper merupakan sistem yang mengelompokkan client sesuai

dengan alamat IP, dan menetapkan setiap server yang optimal. Pengelompokkan

dilakukan dengan memantau koneksi TCP antara client dan server. Ketika server

terbaik ditemukan informasi ini ditransmisikan ke client melalui infrastruktur

DNS [8].

Sistem kerja dari webmapper pada CDN adalah sebagai berikut.

Webmapper berada di belakang DNS front-end yang bertindak sebagai server

DNS otoritatif untuk domain atau satu set domain. Ketika client mengirimkan

permintaan akses, domain name itu mengirimkan permintaan DNS ke server DNS

local yang kemudian meneruskan permintaan ke server DNS otoritatif. Server

content mengumpulkan jarak jaringan client dan memuat informasi terus menerus

dan menyebarkannya kembali ke webmapper. Selanjutnya webmapper membuat

pemetaan client dari informasi saat ini dan sebelumnya digabungkan (jarak

jaringan, load) di mana setiap client merupakan divisi atau partisi dari total ruang

alamat ip. Pengelompokkan ini penting karena tidak efisien untuk membuat tugas

terpisah untuk setiap alamat ip di internet (ada banyak jutaan alamat tersebut).

Pembagian tugas dalam pengelompokkan ini bertujuan untuk mengoptimalkan

pelayanan server terhadap permintaan client [8].

Pengelompokkan dilakukan dengan record atau rekam jejak client.

menghubungkan client dengan server terbaik untuk client yang melakukan request

web menurut history. Contoh pengelompokkan dapat dilihat pada Tabel 2.1 [8].

Tabel 2.1 Contoh Pengelompokkan Server

Content Server

Dari Tabel 2.1 dapat dilihat pada client1 dengan alamt IP 25.135.64.0/19

saat melakukan permintaan akses konten dalam domain yang sesuai dengan

domain index 2, maka dipetakan ke server konten 3 dengan probability 0.05.

Client2 dengan alamat IP 132.0.0/8 akan dipetakan ke server 2 dengan probability

0.5.

2.4 Software Simulator

Pada Tugas Akhir ini menggunakan software simulator NS-2. NS-2

merupakan sebuah program simulasi berbasis event (kejadian) yang banyak

digunakan untuk mempelajari sifat dinamis dari jaringan dan protokol

komunikasi. NS-2 mampu mensimulasikan jaringan kabel dan jaringan nirkabel

serta protokolnya mencakup algoritma routing, protokol komunikasi, algoritma

Gambar 2.3 menunjukan arsitektur dasar NS-2. NS-2 menggunakan dua

jenis bahasa pemrograman, C++ dan TCL.C++ digunakan sebagai core proses

simulasi, sementara TCL untuk konfigurasi jaringan [9].

Gambar 2.2 Arsitektur Dasar NS-2

TclCL dan Otcl adalah komponen TCL yang berfungsi untuk menjembatani

konfigurasi dengan proses simulasi. Program NS-2 menggunakan command line

interface, yang menghasilkan trace atau catatan yang dapat dipergunakan oleh

modul network animator (NAM) maupun plot grafik Xgraph [9].

2.5 Kerangka Evaluasi Video EvalVid

NS-2 menyediakan presentasi data menggunakan Xgraph. Namun Xgraph

kehilangan detail dari kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data

rata-rata untuk parameter yang ditinjau. Oleh karenanya, untuk membantu

mempresentasikan paramater yang dievaluasi, digunakan EvalVid [10].

EvalVid adalah framework dan tool set untuk evaluai kualitas video

Video

Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid

Komponen utama dari struktur EvalVid dijelaskan sebagai berikut :

1. Source: Sumber video dapat berupa raw file YUV dengan resolusi Quarter

Common Intermediate Format (QCIF, 176 x 144) atau di Common

Intermediate Format (CIF, 352 x 288) .

2. Video Encoder dan Decoder: EvalVid mendukung dua codec MPEG4 ,

yaitu codec NCTU dan ffmpeg.

3. VS (Video Sender): komponen VS membaca file video yang dikompres dari

output encoder, menfragmentasi setiap frame video yang berukuran besar

menjadi segmen yang berukuran kecil dan kemudian mengirimkan segmen

ini melalui paket UDP pada jaringan nyata atau simulasi. Untuk setiap

pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda waktu, id paket, dan

ukuran paket di sender trace file dengan bantuan tcp dump atau win dump,

jika jaringan adalah Link nyata. Namun, jika jaringan disimulasikan, sender

trace file disediakan oleh entitas pengirim. Komponen VS juga

membangkitkan video trace file yang berisi informasi tentang setiap frame

digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya .

4. ET (Evaluate Trace): Evaluasi berlangsung di sisi pengirim. Oleh karena

itu, informasi tanda waktu, id paket, dan ukuran paket yang diterima pada

penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan file video asli

yang dikodekan, file video trace, file sender trace, dan file received trace,

komponen ET menghasilkan laporan packet loss, jitter serta file video

rekontruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima mengalami

kerusakan atau tidak.

5. FV (Fix Video): penilaian kualitas video digital dilakukan dari frame demi

frame. Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi penerima, termasuk

yang salah, harus sama seperti video asli di sisi pengirim. Jika codec tidak

dapat mencegah hilangnya suatu frame maka, FV digunakan untuk

mengatasi masalah tersebut, dengan memasukkan frame terakhir yang

berhasil dikodekan pada bagian frame yang hilang sebagai sebuah teknik

penyembunyian error.

6. PSNR (Peak Signal Noise Ratio): PSNR adalah salah satu objek untuk

menilai QoS aplikasi pada transmisi video.

7. MOS (Mean Opinion Score): suatu subjektif untuk mengukur kualitas video