Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada
Virtual Local Area Network (VLAN) dengan Arsitektur
Jaringan Software Defined Network (SDN)
Artikel Ilmiah
Yoyok Galih Syahrizal (672012115) Sri Winarso Martyas Edi, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2016
Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada
Virtual Local Area Network (VLAN) dengan Arsitektur
Jaringan Software Defined Network (SDN)
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasiuntuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Oleh :
Yoyok Galih Syahrizal (672012115) Sri Winarso Martyas Edi, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2016
Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada Virtual Local
Area Network (VLAN) dengan Arsitektur Jaringan Software
Defined Network (SDN)
1) Yoyok Galih Syahrizal, 2) Sri Winarso Martyas Edi Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Abstract
Network technology has limitations at this time include complexity that leads to stasis, inconsistent policies, inability to scale and vendor dependence. For it were created Software Defined Network (SDN) network architecture. SDN is a new architecture in the network device that separates the control plane and data plane. Opendaylight is one of the open source platform for creating network-based Software Defined Network (SDN). From the results of research that has been done, the design of VLAN network-based Software Defined Network (SDN) using the Opendaylight controller can be run with either the appropriate function of the VLAN. The results of the analysis of performance between network based Software Defined Network (SDN) and the conventional network, retrieved the value of the average RTT delay and network SDN is 0.0925 ms and ms 0.0632. And the average value of delay and conventional network RTT is 7,354 ms and 8,466 p. Of the average results it can be concluded that the Network Software Defined Network (SDN) is better than on conventional networks. In addition the value of the average delay on the Network Software Defined Network (SDN) is included in the category of very good according to the TIPHON.
Keywords: Software Defined Network, VLAN, Opendaylight, OpenFLow
Abstrak
Teknologi jaringan pada saat ini memiliki keterbatasan diantaranya kompleksitas yang mengarahkan kearah statis, kebijakan yang tidak konsisten (berubah – ubah), ketidakmampuan untuk diukur dan ketergantungan terhadap vendor. Untuk itu diciptakan arsitektur jaringan Software Defined Networking (SDN). SDN merupakan arsitektur baru dalam perangkat jaringan yang memisahkan control plane dan data plane. Opendaylight merupakan salah satu platform open source untuk membuat jaringan berbasis Software Defined Networking (SDN). Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, perancangan jaringan VLAN berbasis Software Defined Networking (SDN) menggunakan kontroler Opendaylight dapat berjalan dengan baik sesuai fungsi dari VLAN. Hasil analisa peforma antara jaringan berbasis Sofware Defined Network (SDN) dan jaringan konvensional, diperoleh nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan SDN adalah 0.0925 ms dan 0.0632 ms. Dan nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan konvensional adalah 7.354 ms dan 8.466 ms. Dari hasil rata-rata tersebut maka dapat disimpulkan bahwa jaringan Sofware Defined Network (SDN) lebih baik dari pada jaringan konvensional. Selain itu nilai rata-rata delay pada jaringan Sofware Defined Network (SDN) termasuk dalam kategori sangat bagus menurut TIPHON.
Kata Kunci: Software Defined Network, VLAN, Opendaylight, OpenFLow
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
2
1.
Pendahuluan
Perkembangan teknologi saat ini begitu pesat, hampir sebagian besar dari perangkat teknologi saat ini terhubung antara satu perangkat dengan perangkat yang lainnya, dari hal tersebut membuat semakin kompleksnya jaringan saat ini. Untuk memenuhi kebutuhan jaringan pada era digital ini sangatlah susah, sebab jaringan berkembang dengan sangat lambat dan tidak signifikan. Karena jaringan yang ada pada saat ini bergantung pada vendor dan banyaknya protokol
proprietary sehingga menyulitkan interkoneksi antara perangkat dengan vendor
yang berbeda. Selain itu juga perangkat jaringan saat ini bersifat closed source, juga terbatasnya API (Application Programmable Interface) yang diberikan oleh
vendor sehingga butuh upaya yang tinggi untuk mengatur perangkat.
Teknologi jaringan sekarang ini memiliki keterbatasan diantaranya kompleksitas yang mengarahkan kearah statis, kebijakan yang tidak konsisten (berubah – ubah), ketidakmampuan untuk diukur, dan ketergantungan terhadap
vendor. Karena keterbatasan ini, maka industri jaringan mencapai satu titik tujuan
untuk meresponnya dengan diciptakan sebuah arsitektur baru yang dikenal degan arsitektur Sofware Defined Network [1].
Dari kondisi jaringan yang telah dibahas sebelumnya menjadi alasan mulai banyaknya penelitian dan percobaan platform SDN (Software Defined Network) yang merupakan salah satu evolusi teknologi jaringan sesuai dengan tuntutan yang berkembang. Dibandingkan dengan jaringan konvensional, Software Defined
Network (SDN) memberikan kemudahan kepada pengguna dalam mengembangkan aplikasi pengontrol jaringan dengan memisahkan fungsi data
plane dari control plane. Pemisahan ini juga memudahkan administrator
mengontrol secara langsung paket yang berjalan melalui jaringan [2]. Jaringan konvensional merupakan jaringan yang sampai saat ini digunakan dimana arsitektur jaringan tersebut data plane dan control plane menjadi satu dalam perangkat jaringan tersebut. Untuk membangun jaringan berbasiskan Software
Defined Netwok (SDN) maka dibutuhkan kontroler. Opendaylight merupakan
salah satu framework untuk membangun jaringan berbasiskan SDN.
OpenDayLight adalah sebuah proyek Open Source software dalam naungan Linux Foundation dan di dukung oleh beberapa vendor seperti Cisco, IBM, NEC, dan
lain-lain. Mereka berkomitmen mendanai sumber daya software dan engineering sebagai framework open source untuk membantu menetapkan masa depan
platform SDN open source .
Selain teknologi Software Defined Netwok (SDN) yang telah dijelaskan sebelumnya, terdapat fitur VLAN (Virtual Local Area Network) yang ada pada switch untuk mengatasi semakin berkembang dan kompleksnya jaringan pada saat ini. VLAN merupakan metode untuk membagi satu physical netwok menjadi beberapa network, dengan kata lain VLAN membagi single broadcast domain pada perangkat switch menjadi multiple broadcast domain [3].
Dari latar belakang diatas mendorong penulis untuk menganalisa penggunaan Opendaylight Controller pada Virtual Local Area Network (VLAN) dengan arsitektur jaringan Software Defined Network (SDN)dan menguji peforma
3
Network dengan jaringan konvensional yang masih digunakan sampai saat ini
dengan parameter pengujian penambahan jumlah host dan VLAN ID. Untuk membangun jaringan konvensional tersebut, pada penelitian ini menggunakan aplikasi GNS3 untuk mensimulasikan secara virtual jaringan tersebut.
2.
Tinjauan Pustaka
Teknologi yang akan datang bertumpu pada internet, hampir sebagian besar perangkat teknologi saat ini membutuhkan koneksi internet. Hal tersebut mendorong untuk dibentuknya arsitektur baru dari jaringan yang ada pada saat ini, arsitektur jaringan yang berkembang saat ini adalah SDN (Software Defined
Network). Telah banyak penelitian terdahulu mengenai kinerja jaringan SDN
(Software Defined Network).
Penelitian yang dibahas oleh Rohmat Tulloh yang melakukan penelitian tentang Software Defined Network dengan judul Simulasi Virtual Local Area
Network (VLAN) Berbasis Software Defined Network (SDN) Menggunakan POX Controller [4]. Pada penelitian tersebut merancang dan menganalisa kinerja
forwading VLAN pada jaringan berbasiskan Software Defined Network (SDN) menggunakan controller POX. Pengujian yang dilakukan adalah dengan meningkatkan jumlah host dan VLAN ID dan mengukur set-up time. Dan didapatkan set-up time bertambah seiiring dengan meningkatnya jumlah host. Selain itu mengukur latency dari protocol OpenFlow yang terjadi pada jaringan dipantau menggunakan parameter round trip time (RTT), hasil dari pengujian tersebut didapatkan latency stabil direntang 0,2 sampai 6 second walaupun jumlah VLAN ID dan background traffic bertambah.
Penelitian lain yang dilakukan oleh Brayan Anggita Linuwih dengan judul Perancangan dan Analisis Metode Penjaluran Path Calculating menggunakan Algoritma Djikstra berbasiskan Software Defined Network pada jaringan LAN [5]. Pada penelitian tersebut dilakukan analisa perbandingan kinerja metode pemilihan jalur terbaik dalam lalu lintas jaringan pada jaringan LAN berbasis Software
Defined Network dengan jaringan konvensional yang juga menerapkan algoritma
dijkstra. Pembuktian dialkukan dengan emulasi jaringan yang terdiri dari 11 buah
switch yang saling terhubung dengan perangkat control plane (Ryu Controller)
sebagai pengendali sebuah jaringan. Hasil pengujian yang diperoleh dari peformansi penerapan algoritma dijkstra berbasis jaringan SDN menunjukkan nilai keempat parameter QoS masih berada pada nilai yang menjadi standar ITU-T G.1010 dan memiliki jitter dan delay lebih baik dibandingkan penerapan OSPF berbasis jaringan konvensional.
Perbedaan dari penelitian yang dilakukan terletak pada controller yang digunakan untuk merancang jaringan Software Defined Network (SDN).
Controller yang digunakan adalah Opendaylight versi Helium SR4. Penelitian ini
juga dilakukan analisa peforma delay dan RTT (Round Trip Time) antara jaringan berbasiskan Software Defined Network (SDN) dengan jaringan konvensional yang disimulasikan menggunakan aplikasi GNS3. Parameter yang digunakan adalah dengan menambahkan jumlah host dan vlan id.
4
Software Defined Networking (SDN) adalah sebuah pendekatan baru
dalam mendesain, membangun, dan mengelola jaringan komputer. Konsep dasar SDN berkaitan erat dengan arsitektur perangkat networking seperti router, packet
switch, LAN switch dan sebagainya. Secara umum dalam perangkat networking
terdapat dua bagian, yaitu control plane dan data plane [6].
Control plane adalah bagian yang berfungsi untuk mengatur logika pada
perangkat networking seperti routing table, pemetaan jaringan, dan sebagainya.
Data plane adalah bagian yang berfungsi untuk meneruskan paket-paket yang
masuk ke suatu port pada perangkat networking menuju port keluar dengan berkonsultasi kepada control plane. Pada gambar 1, digambarkan bagaimana
logical dari arsitektur SDN, dimana merupakan jaringan pintar secara logical
tersentralisasi berdasarkan software (software-base), dengan adanya SDN maka tidak lagi membutuhkan protocol standar, tetapi cukup hanya menerima intruksi dari sebuah SDN kontroler [1].
Gambar 1 Arsitektur SDN (sumber : Open Network Foundation) [1]
Switch OpenFlow tediri dari dua jenis, yang pertama adalah hardware-based switch, yang telah dijual secara komersial oleh beberapa vendor. Switch
jenis ini telah memodifikasi hardware-nya, menggunakan TCAM dan menggunakan OS khusus untuk mengimplementasikan Flow-Table dan protokol
OpenFlow. Jenis yang kedua adalah software-based switch yang menggunakan
sistem UNIX / Linux untuk mengimplementasikan seluruh fungsi switch
OpenFlow [7].
Ketika switch Openflow terhubung dengan kontroler ada beberapa proses untuk melakukan komunikasi dengan sebuah kontroler. Pertama switch akan mengirimkan hello packet ke kontroler, kemudian kontroler akan mengirimkan
hello packet kembali, proses kedua kontroler akan mengirimkan feature request packet, switch akan membalas dengan feature reply. Proses ketiga kontroler akan
mengirimkan pesan set config ke switch untuk menetapkan flags dan max byte paket datapath yang harus dikirimkan ke kontroler. Proses keempat kontroler mengirimkan paket multipart request ke switch, paket tersebut meminta status dari datapath, setelah itu switch akan mengirimkan paket multipart reply dan mengirimkan paket packet in yang direquest sebelumnya ke kontroler. Tahap terakhir kontroler akan mengirimkan paket flow mod, dalam paket tersebut berisikan pesan untuk memodifikasi tabel flow untuk melakukan add, delete dan modifikasi. Untuk lebih jelasnya tentang proses komunikasi switch openflow dan kontroler dijelaskan pada Gambar 2 [14].
5
Gambar 2 Proses komunikasi openflow switch dengan kontroler (sumber : SDNHub)
[14]
Terdapat beberapa perbedaan mendasar dari switch komersial (switch biasa) dengan switch OpenFlow. Perbedaan tersebut seperti dijelaskan pada Tabel 1.
Tabel 1 Tabel Perbandingan switch (sumber : Chung Yik,EE) [8]
Switch OpenFlow Switch Komersial (Switch Biasa)
Terpisahnya control path dan data path Control path dan data path terdapat pada
perangkat yang sama (tidak terpisah) Memungkinkan terjadi inovasi dalam jaringan Membatasi inovasi dalam jaringan Menyediakan platform yang dapat diteliti dan
diujicobakan pada jaringan sesungguhnya
Tetap dan sulit diujicobakan (dibuat tetap oleh
vendor)
Fungsi yang dapat didefinisikan oleh user (dapat diprogram)
Arsitektur tertutup sehingga tidak dapat diprogram ulang
Setiap keputusan untuk melakukan pengiriman dilakukan oleh kontroler
Mengirirmkan semua paket yang diterima keluar dari switch
Protokol OpenFlow adalah sebuah standard terbuka yang memungkinkan
peneliti melakukan control langsung pada jalannya paket data yang akan dirouting kan pada jaringan. OpenFlow melakukan sentralisasi terhadap kerumitan dari jaringan kedalam sebuah software kontroler, sehingga seorang administrator dapat mengaturnya dengan mudah, hanya dengan mengatur kontroler tersebut. McKeown,N., memperkenalkan konsep OpenFlow ini dengan ide awal adalah menjadikan sebuah network dapat di program/ dikontrol [9].
Gambar 3 OpenFlow Table Fields (sumber : Mateo,P) [7]
Pada gambar 3, terlihat bahwa protokol OpenFlow terdiri dari 3 fields yaitu Header Fields, Counter dan Action. Header fields adalah sebuah packet
header yang mendefinisikan flow, fields nya terdiri dari enkapsulasi seperti
6
sebuah fields yang menjaga jejak jumlah paket dan byte untuk setiap flow, dan waktu jejak paket terakhir cocok dengan flow (untuk membantu dalam membuang atau menonaktif-kan flow), dan Action adalah fields yang mendefinisikan bagaimana paket data akan diproses [7].
VLAN (Virtual Local Area Network) merupakan metode untuk membagi satu physical netwok menjadi beberapa network dengan kata lain VLAN membagi
single broadcast domain pada perangkat switch menjadi multiple broadcast domain. VLAN mengijinkan administrator untuk mengelompokkan host satu
dengan yang lainnya bahkan jika host tidak pada switch yang sama [3].
OpenDayLight adalah sebuah proyek Open Source software dalam
naungan Linux Foundation. Tujuannya melanjutkan penerapan dan inovasi
Software-Defined Networking (SDN) melalui penciptaan framework yang umum
dikalangan industri [6].
OpenDayLight merupakan sebuah implementasi dari konsep Software-Defined Network (SDN) dan memanfaatkan beberapa tools berikut : [7]
Maven: OpenDayLight menggunakan Maven untuk lebih mudah membangun otomatisasi. Maven menggunakan pom.xml (Project Object Model) untuk script depedensi antara bundel dan juga untuk menjelaskan bundel apa untuk memuat dan dijalankan.
OSGi: Kerangka ini adalah back-end dari OpenDayLight karena memungkinkan secara dinamis pemuatan bundel dan file paket JAR, dan mengikat bundel bersama-sama untuk xchanging informasi.
Antarmuka JAVA: Java interface yang digunakan untuk aktifitas listening, spesifikasi, dan membentuk pola. Ini adalah aktifitas utama di mana bundel tertentu melaksanakan fungsi call-back untuk aktifitas dan juga untuk menunjukkan kondisi tertentu.
REST API : Ini adalah northbound API seperti host tracker, flow programmer, static routing, dan sebagainya.
Virtual Tenant Network (VTN) adalah suatu aplikasi yang menyediakan jaringan virtual multi-tenant pada kontroler SDN. Keunikan dari VTN adalah pemisahan logical plane. VTN memungkinkan pemisahan secara menyeluruh pada logical plane dari physical plane. Pengguna dapat mendesain dan mengelola setiap jarigan yang diinginkan tanpa harus mengetahui topologi jaringan fisik atau pembatasan bandwidth.
Virtual Tenant Network (VTN) mengizinkan pengguna untuk menetapkan jaringan seperti pada jaringan konvensional L2/L3. Pada saat jaringan didesain di VTN, VTN secara otomatis akan dipetakan kedalam jaringan fisik, dan setelah itu akan dikonfigurasi pada setiap switch dengan memanfaatkan SDN control protocol. Definisi dari logical plane tidak hanya membenamkan kerumitan dari jaringan tetapi juga untuk mengelola suber daya jaringan yang lebih baik. VTN juga mengurangi waktu rekonfigurasi dari servis jaringan dan meminimalkan kesalahan konfigurasi jaringan.
Untuk membangun VTN ada beberapa elemen yang terdapat pada VTN yang fungsinya sama seperti pada jaringan konvensional. Pada Tabel 2 merupakan penjelasan elemen untuk menyusun Virtual Tenant Network (VTN).
7
Tabel 2 Elemen Virtual Nework (sumber : Opendaylight) [10]
Nama Virtual Network Penjelasan
vBridge Penggambaran logical dari fungsi switch L2.
vRouter Penggambaran logical dari fungsi router.
vTep Penggambaran Logical dari Tunnel End Point -
TEP
vTunnel Penggambaran Logical dari Tunnel.
vBypass Penggambaran Logical dari koneksi diantara
controlled networks.
Virtual Interfaces Penggambaran Logical dari end point pada node virtual.
Virtual Link (vLink) Penggambaran Logical dari koneksi L1 antara
virtual interfaces.
Pada Gambar 4 merupakan contoh penyusunan virtual network. Pada Gambar 3 terdapat sebuah Virtual Tenant Network dengan nama VTN1. Didalam VTN1 terdapat VRT didefinisikan sebagai vRouter, BR1 dan BR2 didefinisikan sebagai vBridges. Interface dari vRouter dan vBridge dihubungkan menggunakan vLinks.
Gambar 4 Susunan Virtual Tenant Network (VTN) (sumber : Opendaylight) [10]
3.
Metode Penelitian
PPDIOO (Prepare, Plan, Design, Implement, Operating, Optimize) merupakan metodologi penelitian yang digunakan sebagai salah satu metode yang dikembangkan oleh Cisco dan sering digunakan untuk merancang infrastruktur jaringan komputer. PPDIOO dibagi menjadi beberapa tahapan seperti yang ditunjukan pada Gambar 5.
8
Gambar 5 Skema Metodologi PPDIOO (sumber : Cisco)[12]
Tahap pertama dalam penelitian ini adalah prepare, tahap prepare adalah tahap untuk melakukan penyusunan rencana kegiatan agar penelitian dapat teroganisir dengan baik. Pada penelitian ini akan dilakukan perancangan jaringan VLAN berbasis Software Defined Network, dan merancang jaringan VLAN konvensional menggunakan aplikasi GNS3 yang bertujuan untuk melakukan analisa peforma jaringan VLAN berbasiskan Software Defined Network (SDN) dengan jaringan VLAN konvensional dengan parameter delay dan RTT (Round
Trip Time).
Tahap kedua adalah plan dalam tahap ini mempersiaplan kebutuhan system berupa hardware maupun software yang dibutuhkan untuk membangun system. Berikut merupakan kebutuhan pada segi hardware pada Tabel 3 dan kebutuhan pada segi software pada Tabel 4.
Tabel 3 Spesifikasi Hardware yang dipakai
Hardware Spesifikasi
Laptop Intel(R) Core(TM) i5 CPU
M560 @ 2.67 GHz (4 CPUs) RAM 8 GB
250 SATA HDD
Tabel 4 Kebutuhan Software yang digunakan
Kebutuhan Sistem Operasi Software
Controller Ubuntu Server 14.04 LTS 64 bit
Opendaylight Helium
SR4 Mininet 2.3.1 VTN Coordination CentOs 6.4 64 bit Opendaylight VTN
Coordinator Helium SR4
GNS3 Windows 7 64 bit GNS3 v1.4.0
Tahap ketiga adalah design merupakan tahapan dimana dilakukan penggambaran topologi sistem yang akan dirancang dan disimulasikan. Pada Tabel 5 merupakan pengalamatan pada masing-masing server virtual.
9
Tabel 5 Pengalamatan IP Address Server Virtual
Komputer Network Card IP Address
Controller eth1 192.168.2.2
VTN Coordinator eth1 192.168.2.1
Gambar 6 Topologi Perancangan
Pada Gambar 6 merupakan topologi dari perancangan jaringan VLAN berbasis
Software Defined Network (SDN). Terdapat 2 buah server yaitu VTN coordinator
dengan IP 192.168.2.1/24 dan controller opendaylight dengan IP 192.168.2.2/24. Pada sistem ini VTN coordinator bertugas sebagai eksternal aplikasi yang menyediakan REST interface untuk menggunakan virtualisasi VTN. VTN
Coordinator berinteraksi dengan VTN manager plugin yang ada pada controller
untuk mengimplementasikan konfigurasi. Pada controller opendaylight terdapat VTN manager plugin bertugas untuk berinteraksi dengan modul yang lainnya untuk mengimplementasikan komponen dari model VTN. Selain itu VTN
manager plugin mempunyai tugas untuk menterjemahkan perintah pengguna dari
VTN coordinator sebagai REST API ke VTN manager oleh komponen ODC
driver.
Pada Gambar 6 bagian mininet simulator merupakan simulator jaringan berbasis Software Defined Network (SDN) yang ditempatkan di opendaylight
controller. Terdapat 4 buah openflow switch yang terkoneksi dengan opendaylight controller melalui localhost / 127.0.0.1. Pada switch openflow tabel forwading
paket data ditentukan oleh opendaylight controller, switch openflow disini hanya berperan sebagai forwading data tabel yang telah ditentukan oleh opendaylight
10
Tahap keempat adalah tahap implementasi pada tahap ini dimana semua yang telah direncanakan dan di design tersebut diterapkan. Pada tahap ini menguji sistem yang telah dibangun dapat berjalan dengan baik atau tidak. Langkah awalnya instalasi feature VTN Manager pada Opendaylight Controller, setelah diinstalasi kemudian melakukan konfigurasi VTN pada VTN Coordinator. Kemudian menjalankan Mininet Simulator dan mencoba test koneksi dengan cara
ping antar host dengan VLAN ID yang sama. Ketika ping antar host dengan
VLAN ID yang sama berhasil maka selanjutnya mencoba ping antar host dengan VLAN ID yang berbeda, ketika ping tidak bisa melakukan maka sistem yang dibangun sesuai dengan yang direncanakan.
Tahap kelima adalah Operate merupakan tahap untuk melakukan uji coba terhadap sistem yang telah dibuat. Pada penelitian ini dilakukan uji peforma dengan parameter delay dan RTT (Round Trip Time). Hasil dari uji peforma tersebut dibandingkan dengan uji peforma jaringan konvensional. Hasil tersebut digunakan untuk analisa tentang masalah yang telah dijelaskan pada penelitian ini. Pada Gambar 7 merupakan uji skenario yang dilakukan pada penelitian ini.
Gambar 7 Skenario proses pengujian peforma jaringan
Tahap terakhir pada metodologi penelitian ini adalah tahap optimize, dari uji coba yang dilakukan menghasilkan beberapa analisa mengenai sistem yang sudah dibuat. Berdasarkan analisa yang didapat maka akan dilakukan perbaikan terhadap sistem. Sehingga sistem akan mengalami perubahan menjadi lebih baik dari sebelumnya.
11
4.
Hasil dan Pembahasan
Pada tahap ini akan dijelaskan mengenai implementasi jaringan VLAN berbasiskan Software Defined Network (SDN) menggunakan opendaylight
controller. Untuk melakukan mapping jaringan VLAN maka menambahkan fitur Virtual Tenant Network (VTN) pada controller. Seperti yang telah dijelaskan pada
tahap design, ditambahkan sebuah server sebagai VTN coordinator. Tahap awal dilakukan implementasi adalah instalasi dan konfigurasi kontroler opendaylight. Pada penelitian ini menggunakan Opendaylight Helium SR-4. Kontroler
opendaylight berfungsi sebagai data plane yaitu untuk menentukan kemana paket
data akan diteruskan. Role yang telah ditentukan tersebut akan di masukkan pada setiap tabel flow yang ada pada OpenFlow switch Pada Tabel 6 merupkan langkah-langkah konfigurasi pada kontroler opendaylight.
Tabel 6 Konfigurasi kontroler Opendaylight
Langkah-langkah Konfigurasi
Konfigurasi ip address eth1
(untuk koneksi dengan VTN Coordinator )
192.168.2.2
Instalasi Opendaylight “tar -zxvf distribution-karaf-0.2.4-Helium-SR4.tar.gz“
Instal Fitur Opendaylight “feature:install odl-dlux-all” “feature:install odl-l2switch-switch” “feature:install odl-l2switch-all” “feature:install odl-l2switch-switch-ui” “feature:install odl-l2swicth-switch-rest” “feature:install odl-vtn-manager-all” Instalasi Mininet Simulator “apt-get install git”
“git clone git://github.com/mininet/mininet” “git checkout –b 2.2.0 2.2.0”
“util/install.sh -nfv”
Tahap selanjutnya adalah instalasi dan konfigurasi VTN coordinator. VTN coordinator berfungsi untuk mengkonfigurasi fitur yang ada pada Virtual
Tenant Network seperti vRouter, vBridge, vLink, dan lain-lain. VTN coordinator
menerjemahkan REST API untuk mengkonfigurasi VTN pada kontroler
opendaylight. VTN coordinator dinstal pada CentOS 64 bit dan juga harus ada
beberapa fitur yang diinstal antara lain java OPENJDK 7, perl-Digest-SHA, uuid, libxslt, libcurl, unixODBC, json dan postgresql. Pada Tabel 7 merupakan langkah-langkah konfigurasi pada VTN coordinator.
Tabel 7 Konfigurasi VTN Coordinator
Langkah-langkah Konfigurasi
Konfigurasi ip address eth1
(untuk koneksi dengan kontroler Opendaylight)
192.168.2.1
Instalasi VTN Coordinator “yum install java-1.7.0-openjdk-devel” “yum install perl-Digest-SHA uuid libxslt libcurl unixODBC json-c”
“tar -C/ -jxvf distribution.vtn-coordinator-6.0.0.4-Helium-SR4-bin.tar.bz2“
12
“yum install postgresql91-libs postgresql91 postgresql91-server postgresql-contrib postgresql91-odbc”
Setelah kontroler opendaylight dan VTN coordinator telah diinstalasi, maka dilakukan simulasi jaringan VLAN berbasis Software Defined Network (SDN). Tahap awal untuk melakukan simulasi adalah menjalankan kontroler
opendaylight, untuk menjalankan kontroler tersebut dengan cara menjalankan
perintah pada terminal “/distribution-karaf-0.2.4-Helium-SR4/bin/./karaf”. Pada Gambar 8 menunjukkan bahwa kontroler opendaylight telah bejalan.
Gambar 8 Tampilan Kontroller Opendaylight ketika berjalan
Tahap selanjutnya adalah menjalankan mininet simulator. Untuk menjalankan mininet, dilakukan dengan perintah mn --custom 2vlanid.py --topo
mytopo --controller=remote,ip=192.168.2.2 --switch=ovsk. Setelah mininet
berjalan maka selanjutnya adalah konfigurasi Virtual Tenant Network pada VTN
coordinator. Untuk dapat melakukan mapping jaringan VLAN, maka pada
langkah pertama adalah mendefinisikan informasi tentang kontroler. Informasi yang didefinisikan adalah IP kontroler adalah 192.168.2.2 dan kontroler id adalah controller1. Pada Gambar 9 merupakan REST API untuk mendefinisikan controller.
Gambar 9 REST API untuk mendefinisikan kontroler
Selanjutnya adalah membuat Virtual Tenant Network. VTN tersebut berfungsi sebagai jaringan virtual agar dapat mengimplementasikan elemen jaringan virtual seperti vBridge dan fungsi untuk melakukan VLAN mapping. Pada Gambar 10 merupakan REST API untuk membuat VTN.
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"controller": {"controller_id": "controller1", "ipaddr":"192.168.2.2",
"type": "odc", "version": "1.0", "auditstatus":"enable"}}' http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/controllers
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"vtn" : {"vtn_name":"vtn1","description":"VTN1" }}' http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns.json
13
Gambar 10 REST API untuk membuat Virtual Tenant Network
Setelah VTN dibuat maka tahap selanjutnya membuat vBridge. Pada penelitian ini vBridge memiliki fungsi seperti perangkat yang bekerja pada layer 2 untuk dapat melakukan mapping VLAN ID pada jaringan yang telah didesain. Pada Gambar 5 desain topologi terdapat 2 VLAN ID, maka agar dapat menghubungkan sesama VLAN ID tersebut dibutuhkan 2 buah vBridge. Dan didalam vBridge tersebut dimasukkan sebuah fungsi untuk dapat mengenali VLAN ID. Pada Gambar 11 dan 12 merupakan REST API untuk membuat
vBridge1,vBridge2 dan fungsi VLAN map untuk VLAN ID 3 dan 4.
Gambar 11 REST API untuk membuat vBridge1 dan fungsi VLAN map
Gambar 12 REST API untuk membuat vBridge2 dan fungsi VLAN map
Setelah semua telah dikonfigurasi, maka tahap selanjutnya menguji coba jaringan VLAN berbasis Software Defined Network (SDN) dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Untuk menguji jaringan tersebut dilakukan ping pada setiap network. Pada penelitian ini memanfaatkan fungsi pingall pada mininet
simulator untuk melakukan ping terhadap semua host. Pada Gambar 13
merupakan hasil tes pingall dimana host dengan sesama VLAN ID dapat mengirimkan paket ICMP tetapi ketika berbeda VLAN ID tidak dapat melakukan pengiriman paket ICMP.
Gambar 13 Hasil tes koneksi menggunakan pingall
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge1", "controller_id": "controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 3 }}' http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge1/vlanmaps.json
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge2", "controller_id": "controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 4 }}' http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge2/vlanmaps.json
14
Pada saat pengujian berupa ping dari host satu ke host lainnya, switch akan meminta tabel forwading untuk meneruskan paket ping tersebut sampai tujuan. Selanjutnya kontroler akan melakukan add flow ke semua tabel switch yang terkoneksi oleh kontroler opendaylight, setelah itu memproses paket tersebut pada bagian VLAN ID untuk di cek kedalam VTN manager, apakah VLAN ID tersebut telah terdaftar dalam VTN manager. Ketika VLAN ID tersebut sama dengan VLAN ID host tujuan maka dilanjutkan ke vBridge pada VTN manager dan dilanjutkan ke switch untuk mengirim paket tersebut sampai ke tujuan. Ketika VLAN ID tersebut tidak sama dengan host tujuan maka paket tersebut akan di
drop.
Pada Tabel 8 dan 9 merupakan tabel dari hasil analisa percobaan peforma yang diukur dari delay dan RTT (Round Trip Time). Hasil yang ada pada tabel tersebut merupakan rata-rata dari hasil 5 kali percobaan uji tes menggunakan tools
ping. Selain itu juga ditambahkan parameter percobaan dengan menambahkan
jumlah host dan VLAN ID pada jaringan tersebut. Pada Tabel 8 dan Tabel 9 menunjukkan ketika setiap bertambahnya VLAN ID dan host nilai delay dan RTT akan semakin besar. Hal ini dikarenakan kinerja switch akan bertambah untuk melakukan broadcast pada setiap jaringan VLAN dan jaringan tersebut menjadi semakin padat. Hal tersebut membuat delay dan RTT nilainya bertambah pada jaringan berbasis SDN maupun jaringan konvensional.
Tabel 8 Perbandingan delay dan RTT (Round Trip Time) jaringan SDN
Jumlah VLAN ID Jumlah Host Delay
(ms)
RTT (Round Trip Time) (ms)
2 VLAN ID 4 host 0.0378 0.534
4 VLAN ID 8 host 0.061 0.594
6 VLAN ID 12 host 0.089 0.6824
8 VLAN ID 16 host 0.182 0.716
Tabel 9 Perbandingan delay dan RTT (Round Trip Time) jaringan konvensional
Dari tabel perbandingan 7 dan 8, dapat diperoleh hasil peforma perbandingan. Dari tabel tersebut nilai delay dan RTT pada jaringan SDN (Software Defined Network) lebih kecil dibandingan jaringan konvensional. Hal tersebut menunjukkan bahwa peforma jaringan SDN (Software Defined Network) lebih baik dan efisien dari jaringan konvensional. Peforma dari SDN (Software
Defined Network) lebih baik dikarenakan pemisahan control plane dari perangkat switch. Pemisahan control plane tersebut mempercepat penentuan tabel forwading
data yang telah ditentukan oleh kontroler dan didistribusikan ke setiap switch menggunakan protocol OpenFlow. Pada jaringan konvensional control plane dan
data plane menjadi satu pada perangkat switch. Maka pada saat penentuan tabel
Jumlah VLAN ID Jumlah Host Delay
(ms)
RTT (Round Trip Time) (ms)
2 VLAN ID 4 host 1.749 6.6736
4 VLAN ID 8 host 3.164 8.2766
6 VLAN ID 12 host 10.391 9.348
15
forwading, pada setiap switch melakukan penentuan tabel pada setiap
masing-masing switch tersebut. Hal tersebut membuat peforma pada jaringan konvensional kurang baik dan efisien dibandingkan jaringan SDN (Software
Defined Network).
Tabel 10 Standar TIPHON Delay / Latency (Sumber : TIPHON) [10]
Kategori Latensi Besar Delay
Sangat Bagus < 150 ms
Bagus 150 s/d 300 ms
Sedang 300 s/d 450 ms
Jelek > 450 ms
Tabel 10 merupakan tabel standarisasi kategori delay menurut TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol Harmonzation Over Network). Jika dibandingankan dengan hasil analisa rata-rata delay pada jaringan SDN (Software
Defined Network) adalah 0.0925 ms, maka jaringan SDN dikategorikan jaringan
dengan latency sangat bagus. Pada jaringan konvensional hasil rata-rata nilai delay adalah 7.35 ms, jika menurut standart TIPHON nilai delay tersebut masih dalam kategori sangat bagus.
5.
Simpulan
Implementasi dan simulasi penggunaan kontroler Opendaylight pada VLAN dengan arsitektur jaringan Sofware Defined Network (SDN) dapat berjalan dengan baik dan dapat melakukan mapping VLAN sesuai dengan desain jaringan yang dibutuhkan. Dan pada hasil analisa percobaan peforma antara jaringan berbasis Sofware Defined Network (SDN) dan jaringan konvensional, diperoleh nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan SDN adalah 0.0925 ms dan 0.0632 ms. Dan nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan konvensional adalah 7.354 ms dan 8.466 ms. Dari hasil rata-rata tersebut maka dapat disimpulkan bahwa jaringan Sofware Defined Network (SDN) lebih baik dari pada jaringan konvensional. Selain itu nilai rata-rata delay pada jaringan Sofware Defined
Network (SDN) termasuk dalam kategori sangat bagus menurut TIPHON [12].
Dari hasil implementasi dan analisa pada penelitian ini, maka jaringan berbasis
Sofware Defined Network (SDN) dapat menggantikan jaringan konvensional yang
masih digunakan pada saat ini, dan dapat mengatasi semakin kompleksnya jaringan saat ini. Dimana dengan jaringan berbasis SDN ini kita tidak harus mengkonfigurasi semua switch seperti pada jaringan konvensional, tetapi hanya mengkonfigurasi kontroler tersebut untuk mengkonfigurasi jaringan pada penelitian ini.
16
Daftar Pustaka
[1] Open Networking Foundation, 2012, “Software-Defined Networking The New Norm for Networks”, https://www.opennetworking.org/images
/stories/downloads/sdn-resources/white-papers/wp-sdn-newnorm.pdf.
Diakses pada tanggal 25 Mei 2016.
[2] G. Patel, A.S. Athreya, and S. Erukulla. , 2013, “OpenFlow based Dynamic Load Balanced Switching”, COEN 233, Project Report.
[3] Cisco, ”Understanding and Configuration VLAN”, http://www.cisco.com
/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst4500/12-2/25ew/configuration/guide /conf/vlans.html. Diakses pada tanggal 25 Mei 2016.
[4] Rohmat Tulloh, Ridha Muldina Negara, Arif Nur Hidayat, 2015, “Simulasi Virtual Local Area Network (VLAN) Berbasis Software Defined
Network (SDN) Menggunakan POX Controller”, Telkom University.
[5] Brayan Anggita Linuwih, Agus Virgono, Budhi Irawan, 2016, “Perancangan dan Analisis Software Defined Network pada Jaringan Lan : Penerapan dan Analisis Metode Penjaluran Path Calculating
Menggunakan Algoritma Dijkstra”, Telkom University.
[6] Hyojoon Kim, Nick Feamster, 2013, "Improving Network Management with Software Defined Networking".
[7] Mateo,P. Manuel, 2009, “OpenFlow Switching Performance ”, POLITECNICO DITORINO.
[8] Chung Yik,EE., 2012, "Implementation of an Open Flow Switch on Netfpga", Universitas Teknologi Malaysia.
[9] McKeown,N., Anderson,T., Balakrishnan ,H., Parulkar,G., Peterson,L., Rexford ,J., Shenker ,S.,Turner ,J., 2008 ,“OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks” , Stanford University, http://archive.openflow.org/
documents/openflow-wp-latest.pdf. Diakses pada tanggal 10 Juni 2016.
[10] Opendaylight, 2015, “Opendaylight User Guide”, https://www.
opendaylight.org/sites/opendaylight/files/bk-user-guide.pdf. Diakses pada
tanggal 10 Juni 2016.
[11] Cisco, 2005, Creating Business Value and Operational Excellence with
the Cisco Systems Lifecycle Service Approach.
[12] TR 101 329 v2.1.1. 1999. Telecommunications and Internet Protocol
Harmonzation Over Network (TIPHON); General aspect of Quality of Service (QoS).
[13] Linux Foundation, 2013, "Industry Leaders Collaborate on OpenDaylight Project, Donate Key Technologies to Accelerate Software Defined Networking" , https://www.linuxfoundation.org/news-media/
announcements/2013/04/industry-leaders-collaborate-opendaylight-project -donate-key. Diakses pada tanggal 29 Agustus 2016.
[14] SDNHub, “OpenFlow version 1.3 tutorial ”, http://sdnhub.org/tutorials/
![Gambar 2 Proses komunikasi openflow switch dengan kontroler (sumber : SDNHub) [14]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4334077.2918261/12.892.150.750.158.1012/gambar-proses-komunikasi-openflow-switch-dengan-kontroler-sdnhub.webp)
![Tabel 2 Elemen Virtual Nework (sumber : Opendaylight) [10]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4334077.2918261/14.892.144.767.398.926/tabel-elemen-virtual-nework-sumber-opendaylight.webp)
