Analisis dan Perancangan Management Bandwidth
dengan Menerapkan Metode Hierarchical Token Bucket
(HTB)
(Studi kasus : Kantor Pemerintahan Kota Salatiga)
Artikel Ilmiah
Peneliti:
Bunga Mekar Citasuci (672010120)
Teguh Indra Bayu, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Analisis dan Perancangan Management Bandwidth
dengan Menerapkan Metode Hierarchical Token Bucket
(HTB)
(Studi kasus : Kantor Pemerintahan Kota Salatiga)
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti:
Bunga Mekar Citasuci (672010120)
Teguh Indra Bayu, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Penerapan Metode Hierarchical Token Bucket (HTB)
untuk Management
Bandwidth
(Studi kasus: Kantor Pemerintahan Kota Salatiga)
1)Bunga Mekar Citasuci, 2)Teguh Indra Bayu
Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana JL.Diponegoro 52- 60, Salatiga 50711, Indonesia
Email : 1)672010120@student.uksw.edu 2)teguh.bayu@staff.uksw.edu
Abstract
Currently the use of internet in Government Office Salatiga specially in secretariat still uses simple queue method for bandwidth management . Many disadvantages that arise due to the use of this method, one of them in the bandwidth management. User who log in first will get more bandwidth than the user’s log in later. So each user doesn’t get the same bandwidth and as needed. To overcome this problem, this research will be manage bandwidth use Hierarchical Token Bucket (HTB) method. By using Hierarchical Token Bucket (HTB) method, so user will get the same bandwidth and be adapted to their needs.
Key words: management bandwidth, HTB.
Abstrak
Saat ini penggunaan jaringan internet di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga khususnya di bagian kesekretariatan masih menggunakan metode simple queueuntuk pengelolaan bandwidth. Banyak kelemahan yang timbul akibat penggunaan metode ini, salah satunya dalam pengelolaan
bandwidth.User yang loginterlebih dahulu akan mendapatkan bandwidth yang lebih besar dari
user yangloginbelakangan. Sehingga setiap usertidak mendapatkan bandwidth yang sama dan sesuai kebutuhan. Untuk mengatasi hal tersebut maka peneliti akan mengelola bandwidth
menggunakan metode Hierarchical Token Bucket (HTB). Dengan menggunakan metode
Hierarchical Token Bucket (HTB), maka userakan mendapatkan bandwidthyang sama dan sesuai dengan kebutuhan.
Kata Kunci: Pengelolaan Bandwidth, HTB.
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Program Studi Teknik Informatika, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
1. Pendahuluan
Jaringan komputer di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga memiliki 4 router utama yaitu router gateway, router server, router distribusi, dan router sekretariat. Di bawah router utama masih ada beberapa router yang bertindak sebagai Access Point untuk menyebarkan hotspot. Router gatewaybertugas untuk membagi bandwidth ke tiga router yang lain. Manajemen bandwidth di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga menggunakan metode simple queue yang dilock berdasarkan IP, yang konfigurasinya berada pada router gateway. Dari hasil observasi di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga ditemukan permasalahan dari sistem pengelolaan bandwidth, karena menerapkan metode simple queue untuk mengelola bandwidth maka user yang login pertama atau lebih awal akan mendapatkan bandwidth yang lebih besar dibandingkan user yang lain, sehingga hal ini dirasa kurang optimal dalam mengelola bandwidth. Oleh sebab itu diperlukan penerapan metode baru yaitu dengan menggunakan metode Hierarchical Token Bucket (HTB), agar setiap usermendapatkan bandwidth yang sama dan dapat disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam penelitian ini konfigurasi dilakukaan pada router sekretariat khususnya yang menuju pada bagian Kesbangpol, hal ini dikarenakan permintaan dari pihak admin Kantor Pemerintahan Kota Salatiga.
Berdasarkan data dan masalah yang ada, maka dalam penelitian ini diterapkan metode Hierarchical Token Bucket (HTB) untuk mengelola bandwidth dan diharapkan jaringan di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga menjadi lebih optimal dalam mengelola bandwidth. Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah merancang, membangun dan menerapkan metode Hierarchical Token Bucket (HTB), untuk memaksimalkan dan mengoptimalkan pengelolaan bandwidth, sedangkan manfaat yang didapatkan dari penelitian ini adalah membantu admin dalam menyelesaikan masalah tentang pengelolaan bandwidth di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga.
2. Tinjauan Pustaka
Sistem manajemen bandwidth menggunakan metode HTB (Hierarchical Token Bucket) dengan teknik antrian simple queue dan queue tree merupakan proses pengaturan bandwidth untuk mendukung kebutuhan layanan jaringan. Hasil analisis penerapan sistem ini membuktikan bahwa penggunaan teknik antrian dan kapasitas bandwidth menyebabkan perbedaan nilai packet loss, delay end-to-end, dan throughput system. Nilai packet loss yang paling kecil menggunakan teknik antrian queue tree dengan alokasi bandwidth 2Mbps adalah 0.2048% dan packet loss paling besar menggunakan teknik antrian simple queue dengan alokasi bandwidth 256 kbps adalah 2.3705%. Nilai delay end-to-end paling kecil menggunakan teknik antrian queue tree dengan alokasi bandwidth 256 kbps adalah 3.1326 ms. Pengaturan sistem manajemen bandwidth ini menghasilkan throughput yang terkontrol sesuai dengan alokasi upload dan downloadyang diberikan oleh administrator.
Manajemen bandwidth adalah membatasi penggunaan bandwidthjaringan internet, manajemen dilakukan untuk membagi rata bandwidth per-client agar tidak terjadi congestion (waktu proses yang lama), jika sebuah jaringan internet belum menerapakan manajemen bandwidth maka salah satu client menggunakan bandwidth secara penuh, client-client setelahnya akan mengalami antrian permintaan paket data dan mendapatkan bandwidth ketika permintaan paket data dari client1 terpenuhi [3].
HTB adalah metode yang berfungsi untuk mengatur pembagian bandwidth, pembagian dilakukan secara hirarki yang dibagi-bagi ke dalam kelas sehingga mempermudah pengaturan bandwidth. HTB diklaim menawarkan kemudahan pemakaian dengan teknik peminjaman dan implementasi pembagian trafik yang lebih akurat. Teknik antrian HTB memberikan fasilitas pembatasan trafik pada setiap level maupun klasifikasi, bandwidth yang tidak terpakai bisa digunakan oleh klasifikasi yang lebih rendah [6].
Hierarki menurut kamus besar bahasa Indonesia adalah urutan tingkatan atau jenjang jabatan (pangkat kedudukan). Maka dalam HTB, terdapat prioritas sebagai hierarkinya.Sedangkan token dapat diartikan penanda yang dalam konfigurasi HTB terdapat Firewall Mangle untuk menandai paket data, dan bucket arti sebenarnya adalah keranjang maka dalam HTB bucket inilah yang menampung token-token yang ada, yaitu terdapat pada Queue tree. Jadi HTB berisi token-tokenyang di tampung dalam bucketyang disusun secara hierarki.
3. Metode Penelitian
Gambar topologi atau jaringan
Salatiga. Permasalahan Pemerintahan Kota Salatiga pengguna dibatasi bandwidth router sekretariat 13Mbps.
Manajemen bandwidth menentukan bandwidth
kelompok pengguna menggunakan metode memiliki sisa bandwidth bandwidth sebesar max hierarkinya.
Dalam HTB juga konfigursi HTB terdapat arti sebenarnya adalah menampung token-token berisi token-token yang hierarki.
Gambar 1NDLC (Network Development Life Cycle)[5]
merupakan skema alur diagram dari metode pendekatan enam fase. Dalam perancangan jaringan komputer pendekatan NDLC, sehingga hasil yang diperoleh terarah
analysis merupakan tahap awal untuk melakukan permasalahan yang muncul, analisa keinginan user, da jaringan sebelumnya yang ada di Kantor Pemerinta
an yang terjadi adalah manajemen bandwidth Salatiga menggunakan metode simple queue dimana bandwidth sebesar 512kbps dengan bandwidth total tariat 13Mbps.
bandwidth menggunakan metode simple queue per user dan tidak dapat memberi prioritas pada pengguna atau berdasarkan kebutuhannya. Berbeda
metode HTB, saat bandwidth yang disediakan pada dth, maka akan diberikan kepada user yang membutuhka max-limit sesuai dengan prioritas atau sesuai
juga terdapat tokenyang dapat diartikan penanda yang terdapat Firewall Mangleuntuk menandai paket data, dan
adalah keranjang maka dalam HTB bucket inilah token yang ada, yaitu terdapat pada Queue tree. keinginan user, dan analisa Pemerintahan Kota di Kantor dimana setiap total untuk
Gambar 2 merupakan Salatiga pada router sekretariat
Jaringan komputer di Kantor Pemerintahan yaitu router gateway, router
bawah router utama masih Point.
Router gateway lain. Manajemen bandwidth metode simple queue yang di router gateway. Router server. Router distribusi kantor pemerintahan kota.
sekretariat daerah, PDE, DPPKAD, Setelah mengetahui
dilakukanlah pengukuran apakah metode yang seda sudah berjalan dengan selanjutnya yang akan di
Gambar 2Topologi
merupakan topologi jaringan Kantor Pemerintahan router sekretariat dengan menggunakan metode simple
Kantor Pemerintahan Kota Salatiga memiliki 4router , router server, router distribusi, dan router sekretariat.
masih ada beberapa router yang bertindak sebagai
y bertugas untuk membagi bandwidth ke tiga route bandwidthdi Kantor Pemerintahan Kota Salatiga menggunakan
yang dilogberdasarkan IP, yang konfigurasinya be Router server adalah router yang hanya terhubung langsu distribusi adalah router yang digunakan ke kelurahan,
kota. Router sekretariat adalah router yang digunaka h, PDE, DPPKAD, Kesbangpol dan Bappeda.
mengetahui topologi jaringan Kantor Pemerintahan Kota
uran bandwidth, jitter, dan loss data untuk mengetahui sedang diterapkan pada Kantor Pemerintahan Kota
dengan baik. Hal ini bertujuan untuk menentukan n diambil untuk menyelesaikan permasalahan yang ada.
Tabel 1 Hasil Pengukuran Bandwith, Jitter dan Loss Data
Interval (s)
Transfer (Kbytes)
Bandwith (Kbits/s)
Jitter (ms)
Loss data (%)
0.0-1.0 116 953 4.084 0
1.0-2.0 111 906 6.031 0
2.0-3.0 118 964 1.456 10
3.0-4.0 121 988 1.368 3.6
4.0-5.0 122 1000 7.276 3.5
5.0-6.0 123 1011 1.260 3.8
6.0-7.0 108 882 7.436 7.2
7.0-8.0 109 894 1.165 9.6
8.0-9.0 123 1011 0.618 7.2
9.0-10.0 122 1000 8.981 3.7
Tabel 2Kebutuhan Hardwaredan Software
Setelah mengetahui hardwaredan software yang dibutuhkan, selanjutnya adalah tahap design dimana pada tahap design yang akan dilakukan adalah langkah-langkah untuk merancang sebuah sistem baru yaitu penerapan HTB (Hierarchy Token Bucket)pada jaringan yang lama. Perancangan HTB diterapkan dengan diagram alur sebagai berikut:
No Komponen Fungsi Spesifikasi
1 Router Mikrotik RB750Series
Sebagai penghubung antar jaringan
CPU AR7241 400MHz RAM 32MB
LAN Ports 5 2 PC/LAPTOP Sebagai client
-4 Kabel UTP
(Unshielded Twisted Pair)
Penghubung router dengan switch
dan client
CAT 5, RJ45
5 JPerf Untuk mengecek performance
jaringan
Gambar 4 merupakan HTB menggunakan jperf. bagian Kesbangpol dan tahap menentukan komponen menejemen bandwidth
menentukan komponen atau diakses oleh client. sering digunakan oleh dengan demikian komponen yang sering digunakan.
Selain dengan analisa berdasarkan konten down dan mp3 akan memiliki HTB yang digunakan downloadnya. Setelah selesai konfigurasi NAT pada dan out. interface, agar IP
Kode Program 1Konfigurasi
1. ip firewall nat
interface=ether1
Gambar 4Topologi Pengujian HTB
merupakan topologi yang digunakan saat dilakukan jperf. Pengujian dilakukan dengan meletakkan client dan server diletakkan pada bagian PDE. Selanjutnya
komponen apa saja yang akan ada dalam perancangan menggunakan metode HTB. Dalam peneltian
komponen HTB dilakukan analisis protokol yang sering
. Pada analisa tersebut diperoleh data bahwa protokol yan oleh client adalah protokol HTTP, HTTPS dan FTP komponen HTB yang akan dipakai adalah berdasarkan
dengan analisa protokol, komponen HTB yang lainnya downloadnya, dimana client yang melakukan download memiliki trafik yang berbeda. Maka pada akhirnya,
n adalah berdasarkan protokol dan berdasarkan etelah selesai menetapkan komponen HTB, selanjutnya
pada firewall dengan menggunakan parameter action, IPlokal dapat terhubung internetatau ether1.
onfigurasi NAT pada Firewall
nat add action=masquerade chain=srcnat
Setelah membuat NAT pada firewall, maka perlu dilakukan konfigurasi pada mangle. Mangle pada mikrotik merupakan metode manajemen bandwidth, dimana bandwidth ingin di bagi sama rata oleh mikrotik, begitu pula dengan metode HTB sama-sama metode manajemen bandwidth hanya HTB menggunakanpriority sehingga bandwidthyang dibagi setiap interfaceatau client mendapat bandwidth sesuai dengan prioritas. Dalam membuat HTB dibutuhkan firewall mangleuntuk menandai trafik dengan menandai paket dan koneksi.
Kode Program 2Konfigurasi Manglepada Firewall
1. ip firewall mangle add action=mark-connection chain=postrouting
comment="HTTP-Download-mark-connection" disabled=no
new-connection-mark=HTTP-Download-conn passthrough=yes
2. ip firewall mangle add chain=postrouting dst-address=10.10.31.0/24
connection-mark= HTTP-Download-conn action=mark-packet
new-packet-mark=HTTP-Download-Packet passthrough=no comment=” HTTP-Download-packet”
Seperti pada Kode Program 2 dimana harus membuat mark-connection dan mark-packet, konfigurasi pada nomor 1 membuat mark-connection yang digunakan untuk menandai traffic yang lewat berdasarkan mark-packet, sedangkan konfigurasi nomor 2 membuat mark-packet yang digunakan untuk menandai traffic yang lewat berdasarkan HTTP-Download-conn agar dapat dibaca pada queue.
Kode Program 3Konfigurasi Queue Treepada Queue Mikrotik
1. queue tree add name=Download All parent=global-out priority=8 queue=default
max-limit=13312k disable=no
2. queue tree add name= Protocol FTP parent= Download All
packet-marks=FTP-Download-Packet priority=5 queue=default limit-at=512k max-limit=1024k
disable=no
Gambar
Gambar 5 merupakan dimana clientmencoba untuk avg. rate berjalan sebesar max-limit sebesar 2.5Mbps, client yang saat itu juga melakuka
Pada tahap terakhir menjadi perhatian khusus kebijakan yang perlu dibuat berjalan dengan baik, sistem juga terjaga. Pada penelitian keterbatasan dalam mengimp limit dan limit-atpada queue keberhasilan suatu manajemen
treeyang benar, maka konfigurasi akan berjalan sesuai de
Gambar 5Memonitoring menggunakan Queue Tree
merupakan hasil monitoring menggunakan queue mencoba untuk download. Pada queue treeuntuk HTTP D
sebesar 2.2Mbps, karena bandwidth untuk download 2.5Mbps, sehingga avg. rate berjalan sesuai dengan yang saat itu juga melakukan download.
terakhir yaitu tahap management atau pengaturan, khusus pada tahap management ini adalah masalah perlu dibuat untuk mengatur sistem yang telah dibangun
baik, sistem dapat berlangsung lama dan pada unsur penelitian ini tahap managementtidak dilakukan karena dalam mengimplementasikan lebih lanjut hasil perancangan ini.
Hasil dan Pembahasan
merupakan hasil dan pembahasan tentang hasil pengujian HTB (Hierarchy Token Bucket) dimana Mikrotik gateway, DHCP server, DNS server, pengelola bandwidth. paket dan koneksi menggunakan mangle dan menentukan queue treemerupakan dua hal yang menjadi penentu manajemen bandwidth. Dengan pengaturan mangle
Gambar 6HTB Distribution
Gambar 6 merupakan gambaran HTB yang telah dirancang untuk melakukan perancangan pembagian bandwidth pada bagian KESBANGPOL. Download All adalah parent dari Top 2 Protokol dan Konten Download yang memiliki max-limit 13312 Kbps. Top 2 Protokol diperoleh dari hasil analisa bahwa terbukti terdapat 3 protokol yang sering digunakan yaitu HTTP, HTTPS dan FTP. Untuk protokol HTTPdan HTTPSdigabung dalam HTTP Access. HTTP Access adalah parent dari HTTP Browsing dan HTTP Download. Untuk Konten Download, merupakan hasil dari wawancara dengan admin yang menginginkan adanya manajemen bandwidth untuk download mp3 dan video supaya tidak mengganggu client lain. HTTP Download memiliki priority 1 yang artinya sisa bandwidth untuk download dari parent diberikan terlebih dahulu pada HTTP Download, kemudian sisanya diberikan kepada HTTP Browsing.
Pada penelitian ini ada beberapa poin sehingga konfigurasi dikatakan sesuai dengan yang diharapkan, yaitu untuk client yang melakukan download berupa video dan mp3 akan mendapatkan jalurnya masing-masing begitu pula pada saat client mengakses menggunakan protokol HTTP maupun HTTPS untuk download file atau hanya browsing. Untuk membuat jalur bagi client yang melakukan download video dan mp3 maka pada konfigurasi akan ditambahkan settingpada layer7.
Kode Program 4Konfigurasi Layer7 Protocol
1. ip firewall layer7-protocol add comment=””name=”video\”.mp4\””regexp= ”\\
Konfigurasi pada didownloadoleh client. akan masuk kedalam mangle mendownload file dengan download video. Selanjutnya bagi clientyang mengakses ditambahkan dengan men tersebut dianggap melakuka bandwidth lebih dari 1000000 melakukan download.
menunjukkan trafik yang ses
Gambar 7 merupakan bytesyang kurang tepat. Ketika jalan atau yang aktif adalah Download Video. Seharusny jalan adalah byte Download
pada layer 7 bertujuan untuk mem-filter ekstensi . Jika clientmendownload filedengan ekstensi mangleuntuk download mp3, begitu juga dengan clien dengan ekstensi mp4/ avi maka akan masuk ke Selanjutnya untuk memisahkan trafik download dan mengakses protokol HTTP dan HTTPSpada konfigurasi n dengan men-setting connection-bytes.
onfigurasi Connection-bytes yang Kurang Tepat
add action=mark-connection chain=postrouting comment="
connection" disabled=no new-connection-mark=HTTP-Downlo
connection-bytes = 1000000-0
add action=mark-connection chain=postrouting comment="
connection" disabled=no new-connection-mark=HTTP-Browsi
connection-bytes = 0-1000000
menggunakna bandwidth sebesar 0-1000000 byte maka melakukan browsing, namun apabila client menggunakan dari 1000000 byte maka akan dianggap client tersebut
. Tetapi dengan nilai connection-byte tersebut, ik yang sesuai seperti yang dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7Trafik yang Tidak Sesuai
merupakan trafik yang keluar ketika men-setting connection tepat. Ketika clientmelakukan downloadvideo maka
adalah byte untuk HTTP Download,HTTP Browsing Seharusnya ketika clientmelakukan downloadvideo, byte DownloadVideo.
ekstensi file yang ekstensi mp3,maka pat dilihat pada gambar 7.
Kode Program 6Konfigurasi Connection-bytes yang Tepat
1. ip firewall mangle add action=mark-connection chain=postrouting
comment="HTTP-Download-mark-connection" disabled=no new-connection-mark=HTTP-Download-conn
passthrough=yes connection-bytes = 10000-0
2. ip firewall mangle add action=mark-connection chain=postrouting
comment="HTTP-Browsing-mark-connection" disabled=no new-connection-mark=HTTP-Browsing-conn
passthrough=yes connection-bytes = 0-10000
Setelah beberapa kali mengubah nilai byte pada connection-byte dan beberapa kali mencoba menguji dan memonitoring konfigurasi maka didapatkan byteyang sesuai untuk kondisi ini adalah untuk download10000-0 bytedan untuk browsing 0-10000 byte. Dengan nilai byte yang sedemikian, maka trafik dari client yang melakukan download video dan mp3 akan masuk pada jalurnya masing-masing dan trafik untuk client yang browsing atau download pun juga berhasil dipisahkan. Setelah konfigurasi berjalan sesuai dengan yang diinginkan, maka selanjutnya dilakukan pengukuran rata-rata bandwidth dan juga jitter sesudah jaringan menerapkan HTB.
Tabel 3 Hasil Pengukuran Rata-Rata Bandwith yang Digunakan
Hari Hari 1 Hari 2 Hari 3
Bandwidth 12924.5Kb 13011.5Kb 9864.5Kb
Tabel 4 Hasil Pengukuran Rata-Rata Jitter, dan Loss data
Hari
Jitter (ms)
Loss data (%)
Hari 1 0.475 0
Hari 2 1.063 0
Hari 3 0.164 0
Sedangkan pada tabel 4 dapat dilihat bahwa walau trafik sedang padat namun nilai jitter tetap kecil, jitter pada hari pertama dengan trafik bandwidth 12924.5 Kb adalah 0.475. Jitterpada hari kedua dengan trafik bandwidth13011.5 Kb adalah 1.063 dan pada hari ketiga dengan trafik bandwidth 9864.5 Kb adalah 0.164. Dari pengukuran sebelumnya didapatkan rata-rata jitteradalah 3.67 ms dan pada pengukuran setelah jaringan menerapkan HTB diperoleh rata-rata jitter 0.56 ms, sehingga dapat disimpulkan bahwa jaringan lebih optimal dan memiliki performa lebih bagus setelah menerapkan HTB.
5. Simpulan
Pada saat observasi permasalahan yang ditemukan adalah client yang berebut bandwidth untuk menggunakan internet, terdapat tiga protokol yang sering digunakan oleh client sehingga dirasa perlu dilakukan manajemen dan ada permintaan admin untuk mengatur bandwidth yang digunakan untuk mendownloadvideo maupun mp3. Dengan adanya konfigurasi baru menggunakan HTB, pengaturan layer 7 protocol dan juga menentukan connection-byte maka client tidak berebut bandwidth dan permintaan admin pun juga terpenuhi. Berdasarkan hasil implementasi HTB, maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa HTB adalah solusi untuk menyelesaikan permasalahan yang terjadi di Kantor Pemerintahan Kota Salatiga. Dengan adanya HTB maka client tidak berebut bandwidth untuk melakukan download file, video, mp3 maupun hanya sekedar melakukan browsing sehingga pengoptimalan bandwidthsudah tercapai.
6. Daftar Pustaka
[1] Ananta, Piter. 2014. Perancangan Management Bandwidth pada User-Profile Hotspot Mikrotik Menggunakan Metode Hierarchical Token Bucket (HTB).
[2] Anggie, Elizabeth U.P. 2014. Implementasi Manajemen Bandwidth Menggunakan Metode Hierarchical Token Bucket(HTB).
[3] Imam Riadi, Wahyu Prio Wicaksono. 2011. Implementasi Quality of Servicemenggunakan Metode Hierarchical Token Bucket. JUSIVol. 1: 2. [4] James E. Goldman, Philips T. Rawles, Third Edition. 2001. Applied Data
Communications, A business-Oriented Approach, John Wiley & Sons: 470 [5] Prihastomo, Yoga. 2011. Komunikasi Data dan Jaringan Komputer
Network Development Life Cycle.
