IMPLEMENTASI QUALITY OF SERVICE (QOS)
PADA JARINGAN MULTI PROTOKOL LABEL
SWITCHING (MPLS) MENGGUNAKAN METODE
DIFFERENTIATED SERVICE
TUGAS AKHIR
Diajukan Oleh:
ZAINAL AHMAD
NPM : 0834015005
Kepada
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
JAWA TIMUR SURABAYA
SKRIPSI
IMPLEMENTASI QOALITY OF SERVICE (QOS) PADA JARINGAN MULTI PROTOKOL LABEL SWITCHING (MPLS) MENGUNAKAN METODE
DIFFERENTIATED SERVICE
Disusun Oleh : ZAINAL AHMAD
0834015005
Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh tim penguji Skripsi Program studi Teknik informatika fakultas teknologi industri
Universitas pembangunan Nasional “Veteran” jawa Timur Pada tanggal : 5 Oktober 2012
Pembimbing : Tim Penguji :
1.
1.
I Gede Susrama, ST . M.Kom I Gede Susrama, ST . M.Kom
NIP / NPT. 3 7006 060 2111 NIP / NPT. 3 7006 060 2111
2. 2.
Achmad Junaidi, S.Kom Basuki Rahmat, S.Si., MT.
NIP / NPT. 3 7811 04 0199 1 NIP / NPT. 3 7907 060 2091
3.
Intan Yuniar Purbasari, S.Kom, M.Sc.
NIP / NPT. 38006 040 1981
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teklonogi Industri
LEMBAR PENGESAHAN
IMPLEMENTASI QOALITY OF SERVICE (QOS) PADA JARINGAN MULTI PROTOKOL LABEL SWITCHING (MPLS) MENGUNAKAN METODE
DIFFERENTIATED SERVICE
Disusun Oleh : ZAINAL AHMAD
0834015005
Telah disetujui mengikuti Ujian Negara Lisan Gelombang V Tahun Akademik 2012
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
I GEDE SUSRAMA, ST . M.KOM
ACHMAD JUNAIDI, S.KOM
NIP / NPT. 3 7006 06 0210 1
NIP / NPT. 3 7811 04 0199 1
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran ” Jawa Timur
Judul :
Implementasi Quality of Service (QoS) pada jaringan Multi
Protokol Label Switching (MPLS) menggunakan metode
differentiated service.
Pembimbing 1 : I Gede Susrama Mas Diyasa ,ST, M.Kom Pembimbing 2 : Achmad Junaidi, S.Kom
Penyusun : Zainal Ahmad
ABSTRAK
Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah untuk merancang dan
mengimplimentasikan jaringan yang menggunakan teknologi MPLS dengan QoS
dalam skala simulasi (
testbed) dan juga melakukan pengujian sampai sejauh mana
pengaruh penerapan QoS terhadap jaringan MPLS, parameter-parameter yang
digunakan dalam pengaplikasian QoS adalah
Round Trip Time(RTT) atau
Latency
,
jitter, dan juga
packet loss. Pada pembuatan skripsi ini digunakan
simulator jaringan GNS3 untuk mensimulasikan jaringan dan VMware sebagai
penguna jaringan. Adapun hasil dari pengimplementasian ini diharapkan dapat
memberikan gambaran bagaimana sebenarnya rancangan dan konfigurasi sebuah
service provider
yang berbasis MPLS dengan QoS dengan metode
DifferentiatedService Code Point
(DiffServ) dengan
markingmengunakan DSCP. Simpulan,
jaringan MPLS dengan QoS menggunakan
marking(pada
layer3) dengan DSCP
dapat berjalan sebagaimana yang diharapkan dalam memberikan jaminan terhadap
kualitas layanan yang diberikan.
Kata Kunci
KATA PENGANTAR
Pertama kali ijinkanlah penulis mengucapkan puja dan puji syukur ke
Hadirat Allah Yang Maha Esa atas selesainya Tugas Akhir ini. Karena atas berkat
rahmat serta hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini
yang telah menyita banyak waktu, tenaga, namun penulis tetap diberi kesehatan
dan semamgat kerja yang tinggi. Amin.
Pada laporan ini, penulis akan membahas tentang implementasi Quality
of Service (QoS) pada jaringan Multi Protokol Label Switching (MPLS)
mengunakan metode defferentiated service (DiffServ).
Penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan serta kerja sama dari
banyak pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar
–
besarnya kepada:
1.
Kedua Orang Tua penulis tercinta atas semua doa, dukungan serta
harapan-harapanya pada saat penulis menyelesaikan kerja praktek lapangan dan
laporan ini. Yang penulis minta hanya doa restunya
2.
Bapak I Gede Susrama, ST M.Kom dan Bapak Achmad Junaidi, S. Kom
selaku dosen pembimbing Tugas Akhir ini. Terima kasih atas semua
bimbingannya selama penulis menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Terima
kasih juga atas semua sarannya yang telah diberikan selama bimbingan.
3.
Bapak Debbleng P.K.W sekaligus sebagai teman penulis yang telah dan
memberikan solusi.
4.
Dosen
–
Dosen Jurusan Teknik Informatika UPN “VETERAN” JATIM, yang
5.
Kawan
–
kawan dan Asdos (asisten dosen) dari Praktikum jaringan komputer,
HIMATIFA, Feri, gilang. Penulis sebagai manusia biasa pasti mempunyai
keterbatasan dan banyak sekali kekurangan, terutama dalam pembuatan
laporan ini. Untuk itu penulis sangat membutuhkan kritik dan saran yang
membangun dalam memperbaiki penulisan laporan ini.
Surabaya, 25 Desember 2011
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...Error! Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ...iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 2
1.4. Tujuan ... 3
1.5. Manfaat ... 3
1.6. Metodologi Penelitian ... 4
1.7. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Jaringan Komputer ... 7
2.1.1 Pengertian Jaringan ... 7
2.1.2 Simbol perangkat jaringan ... 8
2.2. Konsep Networking Model ... 8
2.2.1 Model OSI Layer ... 9
2.3. Jenis Routing yang akan di pakai ... 11
2.3.1 Routing default ... 11
2.3.2 Routing dinamis OSPF (Open Shortest Path First) ... 12
2.4. Multiprotocol Label Switching (MPLS) ... 13
2.4.1 Packet Forwarding pada Jaringan IP Tradisional Versus MPLS ... 13
2.4.2 Arsitektur MPLS ... 16
2.4.3 Istilah-Istilah dalam MPLS ... 17
2.5. Quality of Service (QoS)... 20
2.5.1 Classification dan Marking ... 21
2.5.1.1 CoS (Class of Service) layer 2 ... 21
2.5.1.3 Integrated Service (IntServ) ... 24
2.5.2 Congestion management ... 24
2.5.2.1 Queueing (Antrian) ... 25
2.5.2.2 First in First out (FIFO) ... 25
2.5.2.3 Weighted Fair Queueing (WFQ) ... 25
2.5.2.4 Priority Queueing (PQ) ... 25
2.5.2.5 Custom Queueing ... 26
2.5.2.6 Class-based Weighted Fair Queueing (CBWFQ) ... 26
2.5.2.7 IP RTP priority ... 26
2.5.2.8 Low Latency Queuing ... 26
2.5.3 Queuing management ... 27
2.5.3.1 Global Synchronisation ... 27
2.5.3.2 Random Early Detection (RED) ... 27
2.5.3.3 Weighted Random Early Detection (WRED) ... 28
2.5.3.4 Flow Based Weighted Random Early Detection (FRED) ... 28
2.5.4 Traffic Policing ... 29
2.5.5 Traffic Shaping ... 29
2.5.6 MPLS EXP Bit Marking ... 29
2.5.7 MPLS QoS OperatingModes ... 30
2.5.7.1 Uniform Mode ... 30
2.5.7.2 Pipe Mode ... 32
2.5.7.3 Short Pipe Mode... 34
2.5.7.4 Long Pipe Mode ... 35
2.6. IP Service Level Agreements (IP SLA) ... 37
2.7.1 Kemampuan Cisco lOS IP SLA ... 38
2.7.2 Keuntungan dari Cisco lOS IP SLA ... 39
2.7. Iperf dan Jpref ... 39
2.8. GNS3 dan VMware ... 40
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 42
3.1. Spesifikasi Sistem ... 42
3.2. Topologi Jaringan ... 44
3.2.2.1 Konfigurasi MPLS ... 49
3.3. Perancangan Quality of Service (QoS) ... 49
3.3.1 Keterbatasan Layer 3 marking dengan IP Precedence ... 49
3.3.2 Marking dengan Dfferentiated Services Code Points (DSCP) ... 51
3.3.3 Quality of Service (QoS) Metode ... 52
3.3.4 Quality of Service (QoS) Design ... 54
3.3.5 Penggunaan Cisco IOS IP Service Level Agreement (SLA) ... 57
3.3.6 Jperf/lperf Dalam Pengukuran Kualitas Jaringan... 58
BAB IV IMPLEMENTASI DAN EVALUASI ... 59
4.1. Persiapan Implementasi ... 59
4.1.1. Perangkat lunak ... 59
4.1.2. Virtual Perangkat Keras ... 60
4.2. Implementasi ... 61
4.2.1 Topologi ... 61
4.2.2 Konfigurasi interface router ... 61
4.2.3 Konfigurasi Routing IP (OSPF, Static, Default) ... 66
4.2.4 Konfigurasi MPLS ... 68
4.2.5 Konfigurasi Quality of Service (QoS) ... 70
4.2.5.1 Konfigurasi Quality of Service (QoS) Untuk Sisi client ... 70
4.2.5.2 Konfigurasi dan Penerapan QoS Sisi Provider ... 72
4.3. Evaluasi ... 76
4.3.1 Pengujian Fungsional Jaringan ... 76
4.3.1.1 Pengujian Fungsional Dengan Menggunakan Ping ... 76
4.3.1.2 Pengujian Fungsional Dengan Menggunakan Traceroute ... 78
4.3.2 Pengujian Jaringan Dengan Menggunakan Cisco IOS IP SLA ... 86
4.3.3 Pengujian Toolset Policing Quality of Service (QoS) ... 90
4.3.3.1 Policing Pada Kelas REALTIME ... 91
4.3.3.2 Policing Pada Kelas DATA ... 93
4.3.3.3 Evaluasi pengukuran toolset Policing Quality of Service (QoS) ... 96
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 97
5.1 Simpulan ... 97
5.2 Saran ... 98
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Simbol perangkat jaringan ... 8
Gambar 2.2 Model OSI Layer ... 9
Gambar 2.3 Operasi IP Forwading Tradisional ... 14
Gambar 2.4 Operasi Packet Forwarding pada Jaringan MPLS ... 15
Gambar 2.5 Control Plane dan Data Plane pada Router ... 17
Gambar 2.6 LSR dan E-LSR ... 18
Gambar 2.7 Upstream dan Downstream ... 19
Gambar 2.8 MPLS Label Stack ... 20
Gambar 2.9 Proses dalam QoS ... 21
Gambar 2.10 Operasi Packet Forwarding pada Jaringan MPLS ... 22
Gambar 2.11 Uniform Mode ... 31
Gambar 2.12 Pipe Mode ... 32
Gambar 2.13 Five-Class Service Provider Model Pipe Mode ... 33
Gambar 2.14 Five-Class Service Provider Model Short ... 35
Gambar 2.15 Long Pipe Mode ... 36
Gambar 2.16 Cisco IP SLA ... 38
Gambar 2.17 Analisa performa dengan ipref ... 40
Gambar 3.1 Gambar physical topologi ... 43
Gambar 3.2 Topologi yang akan di banggun ... 44
Gambar 3.3 Header frame IP precedence dan DSCP ... 50
Gambar 4.1 Topologi yang akan dibangun ... 62
Gambar 4.2 Ping dari Client_1 ke Client_2 ... 77
Gambar 4.3 Ping dari Client_2 ke Client_1 ... 77
Gambar 4.4 Traceroute dari Client_1 ke Client_2 ... 79
Gambar 4.6 Capture Wireshark pada kelas BESTEFFORT ... 82
Gambar 4.7 Capture Wireshark pada kelas DATA ... 83
Gambar 4.8 Capture Wireshark pada kelas DATA ... 84
Gambar 4.9 Pengiriman Pada Kelas REALTIME Sebelum Di1akukan Policing ... 89
Gambar 4.10 Penerimaan Pada Kelas REALTIME Setelah Dilakukan Policing ... 90
Gambar 4.11 Pengiriman Pada Kelas DATA Sebelum Dilakukan Policing ... 92
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Class of Service ... 22
Tabel 2.2 PHB dan DSCP ... 23
Tabel 3.1 Spesifikasi sistem ... 43
Tabel 3.2 Perbandingan beberapa jenis routing protocol ... 45
Tabel 3.3 IP address router Customer ... 47
Tabel 3.4 IP address router MPLS cloud ... 48
Tabel 3.5 Tingkat kepekaan performansi ... 52
Tabel 3.6 Perbandingan IntServ dan DiffServ ... 53
Tabel 4.1 Spesifikasi kebutuhan software ... 59
Tabel 4.2 Spesifikasi virtual host dan jaringan ... 60
Tabel 4.3 Pembagian klasifikasi ... 71
Tabel 4.4 Jenis Queuing ... 75
Tabel 4.5 Evaluasi hasil Ping ... 78
Tabel 4.6 Evaluasi hasil Traceroute ... 81
Tabel 4.7 Spesifikasi Trafik Best-effort yang di-sniffing ... 82
Tabel 4.8 Spesifikasi Trafik DATA yang di-sniffing ... 83
Tabel 4.9 Spesifikasi Trafik REALTIME yang di-sniffing ... 84
Tabel 4.10 Evaluasi hasil Wireshark ... 85
Tabel 4.11 Pengiriman Pada Kelas REALTIME Sebelum Dilakukan Policing ... 89
Tabel 4.12 Penerimaan Pada Kelas REALTIME Setelah Dilakukan Policing ... 91
Tabel 4.13 Pengiriman Pada Kelas DATA Sebelum Dilakukan Policing ... 92
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dalam dunia perkantoran jaringan dulunya hanya di gunakan untuk
melakukan proses transfer data, tapi tidak halnya sekarang jaringan di perkantoran
sudah di modifikasi mulai dari sekadar menyediakan transfer data sampai layanan
video dan multimedia conference untuk kelancaran proses kerja dan
mempersingkat waktu perkerjaan.
Servis-servis yang kritis tentu sangat penting untuk dijaga kualitasnya.
Proses video conference tentu tidak akan mungkin disamakan kualitas dan jatah
koneksinya dengan transfer data, begitu pula dengan servis-servis yang lainnya.
Maka dari itu klasifikasi terhadap kualitas servis-servis ini cukup penting untuk
diperhatikan jika ingin kenyamanan user mengunakan jaringan terjamin.
Teknologi berbasis
Multiprotocol Label Switching(MPLS) dan
Quality ofService
(QoS) merupakan solusi dari semua kebutuhan di atas. Dalam hal ini
MPLS untuk mempercepat akses data dan QoS model
Differ entia ted Services(DiffServ) berfungsi sebagai klasifikasi terhadap servis-servis yang kritis terhadap
delay, bandwidth, latency, jitter,
dan
loss, QoS di sini sangat diperhatikan untuk
mendapatkan performa yang baik. Dengan QoS penggolongan servis-servis ini
1.2.
Perumusan Masalah
Adapun permasalahan yang dibahas dalam proyek akhir ini adalah :
1.
Bagaimana merancang dan membangun sebuah jaringan dengan
berbasiskan MPLS.
2.
Bagaimana membangun pengaturan QoS pada jaringan berbasis
MPLS.
1.3.
Batasan Masalah
Dari Permasalahan yang telah disebutkan diatas, maka skripsi ini dibatasi
pada pembatasan sebagai berikut :
1.
Perancangan dan implementasi topologi jaringan
testbedMPLS
dengan
Quality of Service(QoS) model
Differentiated Services(DiffServ).
2.
Perancangan QoS dengan menggunakan QoS
Toolsetyang ada, yaitu:
Classification
dan
Marking, Policingdan
Shaping,Congestion-Management,
dan
Congestion-Avoidance.3.
Perancangan QoS dengan
markingpada
Layer3 menggunakan
Differentiated Services Code Point
(DSCP) untuk area luar MPLS
cloud.
4.
Penggunaan Cisco IOS IP SLA dan Jperf/Iperf untuk evaIuasi QoS pada
1.4.
Tujuan
Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah:
1. Untuk merepresentatifkan jaringan
testbedsebagai
service providerdengan merancang dan mengimplimentasikan jaringan yang
menggunakan teknologi MPLS dengan QoS dalam skala simulasi
(testbed).
2. Melakukan pengujian sampai sejauh mana keberhasilan penerapan QoS
terhadap jaringan MPLS.
1.5.
Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah:
1.
Memberikan gambaran bagaimana sebenarnya rancangan dan
konfigurasi sebuah
service provideryang berbasis MPLS dengan QoS
model DiffServ dengan
markingmenggunakan DSCP.
2.
Memberikan gambaran akan penggunaan Cisco IOS IP SLA dalam
mengukur performa jaringan yang mana Cisco IOS IP SLA ini adalah
tools yang sangat bermanfaat bagi
Service Providerataupun bagi
Enterprise Network.
3.
Menggunakan DSCP yang membuat QoS pada jaringan MPLS lebih
scalable.
4.
Memberikan gambaran kepada
customersehinga dapat mengetahui
1.6.
Metodologi Penelitian
Metodologi pembuatan Tugas Akhir ini dibagi menjadi :
1.
AnalysisTahap awal ini dilakukan analisa kebutuhan, analisa permasalahan yang
muncul, analisa keinginan user, dan menganalisa topologi / jaringan yang
akan di bangun.
2.
DesignDari data-data yang sudah didapat sebelumnya, membuat gambar
topologi jaringan yang akan dibangun. Hasil dari metodologi ini adalah
gambar topologi yang sudah dirancang.
3.
SimulationPada bagian ini simulasi di lakukan sesuai desain jaringan yang sudah
di kerjakan sebelumnya. Simulasi ini akan di bangun mengunakan
software GNS3 sebagai simulator jaringan dan VMware sebagai
virtual OS yang nantinya akan di gunakan sebagai penguna jaringan
yang telah di bangun.
4.
ImplementationMelakukan implementasi sistem dalam skala simulasi, yang sesuai dari
hasil perancangan yang sudah dibuat, untuk digunakan pada jaringan
testbed.
5.
MonitoringPada langkah ini dilakukan evaluasi dan pengukuran jaringan
testbed,1.7.
Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini akan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu:
BAB I
PENDAHULUAN
Berisi tentang deksripsi umum dalam penyusunan Skripsi yang
meliputi Latar Belakang, Perumusan Masalah, Batasan Masalah,
Tujuan, Manfaat, Metodologi Penilitian, dan Sistematika
Penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori-teori, studi literatur dan konsep-konsep yang terkait
tentang penyelesaian suatu masalah atau perumusan masalah
yang diambil dalam penyusunan Skripsi.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini menjelaskan analisa masalah yang dihadapi dan
penyelesaian masalah . Dan perancangan sistem yang dibuat untuk
dapat memenuhi kebutuhan permasalahan yang ada.
BAB IV IMPLEMENTASI
Bab ini dijelaskan mengenai irnplementasi sistem yang akan
diterapkan dan dilakukan pengujian dan pengukuran untuk
evaluasi secara mendalam terhadap implementasi yang
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bagian terakhir yang berisi uraian tentang
kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan pada bab-bab
sebelumnya dan ditambahkan dengan saran -saran
untuk pengembangan jaringan
testbedMPLS selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber
literatur yang digunakan dalam pembuatan laporan ini.
LAMPIRAN
Pada bagian ini berisi tentang konsep jaringan komputer dan
keseluruhan konfigurasi pada pembuatan konsep jaringan
