SKRIPSI
ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI
SDN–IP REACTIVE ROUTING PADA KONTROLER ONOS
THE PERFORMANCE ANALYSIS OF HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) NETWORK USING SDN–IP REACTIVE ROUTING APPLICATION ON ONOS CONTROLLER
Disusun oleh
DONNY ARIEF OKTAVIAN 17101134
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2021
ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI
SDN–IP REACTIVE ROUTING PADA KONTROLER ONOS
THE PERFORMANCE ANALYSIS OF HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) NETWORK USING SDN–IP REACTIVE ROUTING APPLICATION ON ONOS CONTROLLER
Skripsi ini digunakan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknik (S.T.)
Di Institut Teknologi Telkom Purwokerto 2021
Disusun oleh
DONNY ARIEF OKTAVIAN 17101134
DOSEN PEMBIMBING
Bongga Arifwidodo, S.ST., M.T.
M Lukman Leksono, S.Pd., M.Pd.
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2021
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI SDN–IP REACTIVE
ROUTING PADA KONTROLER ONOS
THE PERFORMANCE ANALYSIS OF HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN)NETWORK USING SDN–IP REACTIVE ROUTING
APPLICATION ON ONOS CONTROLLER
Disusun oleh Donny Arief Oktavian
17101134
Telah dipertanggungjawabkan di hadapan Tim Penguji pada tanggal … Susunan Tim Penguji
Pembimbing Utama : Bongga Arifwidodo, S.ST., M.T. ( ) NIDN.
Pembimbing Pendamping : M Lukman Leksono, S.Pd., M.Pd. ( ) NIDN. 0630108704
Penguji 1 : Bongga Arifwidodo, S.ST., M.T. ( ) NIDN.
Penguji 2 : Bongga Arifwidodo, S.ST., M.T. ( ) NIDN.
Mengetahui,
Ketua Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto
Prasetyo Yuliantoro S.T., M.T.
HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS
Dengan ini saya Donny Arief Oktavian, menyatakan bahwa skripsi dengan judul
“ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI SDN-IP REACTIVE ROUTING PADA KONTROLER ONOS” adalah benar – benar karya saya sendiri. Saya tidak melakukan penjiplakan kecuali melalui pengutipan sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku. Saya bersedia mananggung resiko ataupun sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila ditemukan pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam skripsi ini.
Purwokerto, 20 Agustus 2021 Yang menyatakan,
(Donny Arief Oktavian)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI SDN-IP REACTIVE ROUTING PADA KONTROLER ONOS”.
Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian sarjana Teknik Telekomunikasi pada Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro Institut Teknologi Telkom Purwokerto. Dalam Penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam – dalamnya kepada :
1. Bapak Dr. Arfianto Fahmi, S.T., IPM, selaku Rektor Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
2. Ibu Dr. Anggun Fitrian Isnawati, S.T., M. Eng., selaku Dekan Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro.
3. Bapak Bongga Arifwidodo, S.ST., M.T., selaku Dosen Wali S1 Teknik Telekomunikasi D dan Pembimbing I.
4. Bapak M Lukman Leksono, S.Pd., M.Pd., selaku Pembimbing II.
5. Bapak Prasetyo Yuliantoro S.T., M.T., selaku ketua Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program studi S1 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
Purwokerto, 21 Agustus 2021
(Donny Arief Oktavian)
ABSTRAK
SDN (Software Defined Networking) merupakan paradigma baru dalam dunia jaringan yang memisahkan fungsi control dan forwarding. Dalam implementasinya, jaringan SDN memiliki kesulitan untuk terhubung dengan jaringan IP tradisional. ONOS (Open Network Operating System) controller memiliki sebuah aplikasi untuk menghubungkan jaringan SDN dan jaringan IP tradisional yaitu SDN-IP. SDN-IP akan mengubah paket BGP route yang didapat dari BGP Speakers menjadi sebuah intents. Intents ini akan diproses oleh ONOS controller menjadi openflow route yang akan diteruskan ke data plane. SDN-IP Reactive Routing akan mengkalkulasi dan membuat jalur traffic dari jaringan SDN ke jaringan IP tradisional, sehingga kedua jarirngan dapat saling berkomunikasi.
Saat jaringan SDN dan jaringan IP tradisional berjalan berdampingan biasa disebut dengan Hybrid SDN. Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian Quality of Service (delay, jitter, throughput) di jaringan Hybrid SDN dengan skenario 2 skenario. Skenario pertama pengujian dilakukan dari jaringan IP tradisional ke jaringan IP tradisional melewati jaringan SDN. Pada skenario kedua, pengujian dilakukan dari jaringan IP tradisional ke jaringan SDN. Setiap skenario diberikan variasi penambahan background traffic sebesar 25 Mb, 50 Mb, 75 Mb, 100 Mb.
Hasil skenario 1 menunjukan nilai rata - rata throughput 47.776 Mbps, delay sebesar 0.1589 ms, jitter sebesar 0.4859 ns. Pada skenario 2 menunjukan hasil nilai rata – rata throughput 52.9836 Mbps, delay sebesar 0.1510 ms, jitter sebesar 0.0132 ns. Pada kedua skenario menunjukan nilai QoS yang tergolong baik menurut standarisasi TIPHÒN.
Kata Kunci: Sofware Defined Networking, ONOS, SDN–IP, Reactive routing, Hybrid SDN.
ABSTRACT
SDN (Software Defined Networking) is a new paradigm in the world of networking that separates control and forwarding functions. In its implementation, SDN network has difficulties to connect with traditional IP network. The ONOS (Open Network Operating System) controller has an application to connect SDN networks and traditional IP networks, namely SDN-IP. SDN-IP will convert the BGP route packets obtained from BGP Speakers into an intents. These intents will be processed by the ONOS controller into an openflow route which will be forwarded to the data plane. SDN-IP Reactive Routing will calculate and create a traffic path from the SDN network to the traditional IP network, so that the two networks can communicate with each other. When an SDN network and a traditional IP network run side by side, it is known as Hybrid SDN. In this research, Quality of Service (delay, jitter, throughput) testing will be carried out on the Hybrid SDN network with 2 scenarios. The first scenario of testing is done from a traditional IP network to a traditional IP network through the SDN network. In the second scenario, testing is carried out from a traditional IP network to an SDN network. Each scenario is given variations in the addition of background traffic of 25 Mb, 50 Mb, 75 Mb, 100 Mb. The results of scenario 1 show the average value of throughput is 47.776 Mbps, delay is 0.1589 ms, jitter is 0.4859 ns. In scenario 2 shows the average value of throughput is 52.9836 Mbps, delay is 0.1510 ms, jitter is 0.0132 ns. In both scenarios, the QoS values are classified as good according to the TIPHÒN standard.
Key Words: Sofware Defined Networking, ONOS, SDN – IP, Reactive routing, BGP, Hybrid SDN.
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... 3
HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS ... 4
PRAKATA ... 5
ABSTRAK ... 6
ABSTRACT ... 7
DAFTAR ISI... 8
DAFTAR GAMBAR ... 10
1.1. Latar Belakang ... 11
1.2. RUMUSAN MASALAH ... 12
1.3. TUJUAN PENELITIAN... 13
1.4. MANFAAT PENELITIAN ... 13
1.5. BATASAN MASALAH ... 13
1.6. SISTEM PENULISAN ... 14
BAB II DASAR TEORI ... 15
2.1. KAJIAN PUSTAKA ... 15
2.2. DASAR TEORI ... 17
2.2.1. SOFTWARE DEFINED NETWORKING ... 17
2.2.2. ONOS ... 19
2.2.3. SDN-IP ... 20
2.2.4. SDN – IP Reactive Routing ... 22
2.2.5. GNS3 ... 22
2.2.6. OPEN VSWITCH ... 23
2.2.7. FRROUTING ... 23
2.2.8. BORDER GATEWAY PROTOCOL (BGP) ... 24
2.2.9. THROUGHPUT ... 25
2.2.10. DELAY ... 25
2.2.11. JITTER ... 26
BAB III METODE PENELITIAN ... 27
3.1. ALAT YANG DIGUNAKAN ... 27
3.1.1. PERANGKAT KERAS (HARDWARE) ... 27
3.1.2. PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE) ... 27
3.2. ALUR PENELITIAN ... 30
3.2.1. FLOWCHART PENELITIAN ... 30
3.2.2. TOPOLOGI PENELITIAN ... 31
3.3. KONFIGURASI ONOS ... 33
3.3.1. INSTALASI ONOS ... 33
3.3.2. KONFIGURASI SDN-IP ... 33
3.3.3. KONFIGURASI REACTIVE ROUTING ... 34
3.3.4. KONFIGURASI BGP SPEAKER ... 34
3.3.1. KONFIGURASI EBGP ... 35
3.3.2. KONFIGURASI SERVER ... 36
3.4. PENGAMBILAN DATA ... 38
3.4.1. PENGAMBILAN DATA TANPA BACKGROUND TRAFFIC ... 39
3.4.2. PENGAMBILAN DATA DENGAN BACKGROUND TRAFFIC ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42
4.1. PROSES PENGUJIAN ... 42
4.1.1. PENGUJIAN DARI JARINGAN IP KE JARINGAN IP ... 42
4.1.2. PENGUJIAN DARI JARINGAN IP KE SDN ... 44
4.2. ANALISIS DELAY ... 44
4.3. ANALISIS JITTER ... 46
4.4. ANALISIS THROUGHPUT ... 48
BAB V PENUTUP ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51
LAMPIRAN... 54
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2.1 Arsitektur SDN 8
Gambar 2.2.2 Kontroler ONOS 9
Gambar 2.2.3 ONOS Cluster 10
Gambar 2.2.4 Arsitektur SDN - IP 11
Gambar 2.2.5 Emulator GNS3 12
Gambar 2.2.6 Open vSwitch 13
Gambar 2.2.7 FRRouting 13
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi informasi secara pesat terjadi selama beberapa tahun terakhir. Hal ini terjadi bersamaan dengan meningkatnya kebutuhan internet di segala bidang menyebabkan jaringan menjadi semakin kompleks dan sulit dikelola. Kebutuhan terhadap network akses membuat pengembangan dari network system menigkat. Muncul paradigma baru dalam dunia jaringan yaitu SDN (Software Defined Networking). SDN membawa konsep pemisahan fisik antara control plane dan data plane dalam sebuah perangkat jaringan[1]. Pada jaringan SDN fungsi control jaringan dipisah yang membuat jaringan menjadi programmable dan centralized dalam suatu controller yang berbasiskan software[2]. Jadi dengan teknologi SDN dapat membuat fungsi managemen dan kontrol pada jaringan lebih sederhana dengan programmed devices dan automation.
Pada saat ini, untuk melakukan migrasi dari jaringan IP ke jaringan SDN tidak dapat dilakukan secara menyeluruh dalam waktu yang singkat.
Banyak hal yang harus dipertimbangkan oleh perusahaan untuk melakukan migrasi seluruh jaringan dengan waktu yang singkat seperti teknikal migrasi, tidak semua perangkat terdahulu mendukung protokol openflow, kendala biaya CAPEX (capital expenditure) dan OPEX (operational expenditure), [3]. Oleh karena itu, proses migrasi dari jaringan IP ke jaringan SDN dilakukan secara bertahap dengan cara menjalankan service jaringan SDN berdampingan dengan jaringan IP atau biasa disebut dengan jaringan Hybrid SDN[4]. Jadi, dengan menggunakan SDN-IP memungkinkan untuk membantu proses migrasi dari jaringan IP ke jaringan SDN. SDN-IP adalah aplikasi dari ONOS controller yang memungkinkan jaringan SDN menjadi transit network untuk menghubungkan AS yang berbeda menggunakan standar BGP (Border Gateway Protocol)[5]. Dengan menggunakan SDN-IP memungkinkan untuk membantu proses migrasi dari
Commented [DAO1]: Ini berdasarkan jurnal pak, diakhir kalimat terdapat citasinya.
jaringan IP ke jaringan SDN. SDN-IP adalah aplikasi dari ONOS controller yang memungkinkan jaringan SDN meneruskan informasi routing dari jarigan IP yang menggunakan routing BGP (Border Gateway Protocol)[6].
Jaringan SDN dan jaringan IP dapat berkomunikasi menggunakan tambahan aplikasi Reactive Routing. Reactive Routing digunakan untuk menghubungkan jaringan yang berbeda dalam SDN. Reactive Routing menyediakan virtual gateway kepada host agar dapat berkomunikasi dengan external network[7].
Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Muhammad Nurul Yaqin[8], dengan judul “Design and Implementation of EBGP Routing Protocol for Software Defined Network With Onos Controller” yang membuat rancangan untuk menghubungkan 2 AS melalui jaringan SDN. Dilakukan pengujian QoS dengan menggunakan layanan VoIP dan FTP. Hasil menunjukan nilai QoS layanan VoIP memiliki hasil yang lebih bagus.
Penelitian lainya yang dilakukan oleh Oktapani Panca Jaya, Ridha Muldina Negara, Danu Dwi Sanjoyo yang berjudul “Performance Of High Availability In Software Defined Network-Internet Protocol For Full Mesh And 2-D Mesh Network Topology”[9], membuat rancangan jaringan SDN- IP untuk menghubungkan 2 AS yang berbeda. Pengukuran dilakukan dengan melihat nilai Fail Over Delay, Failover Overhead. Hasil data menunjukan bahwa topologi 2D–mesh memiliki performansi HA lebih optimal dibandingkan dengan topologi Full–mesh.
Berdasarkan penelitian sebelumnya, maka penulis mengambil judul penelitian “ANALISIS PERFORMANSI JARINGAN HYBRID SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN APLIKASI SDN-IP REACTIVE ROUTING PADA KONTROLER ONOS”.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan deskripsi latar belakang dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah antara lain :
1. Bagaimana membuat jaringan menjadi lebih fleksibel dalam managemen dan fungsi kontrol?
2. Bagaimana menghubungkan jaringan SDN dan jaringan IP menggunakan Border Gateway Protocol (BGP)?
3. Bagaimana performansi Quality of Service (QoS) pada jaringan SDN – IP Reactive Routing?
1.3. Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah dapat disimpulkan beberapa tujuan penelitian antara lain :
1. Memperoleh rancangan arsitektur jaringan SDN.
2. Memperoleh rancangan arsitektur jaringan SDN-IP untuk menghubungkan jaringan SDN dan jaringan IP.
3. Menganalisis performansi QoS pada jaringan SDN – IP Reactive Routing.
1.4. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai jaringan SDN – Hybrid menggunakan aplikasi SDN-IP dari kontroler ONOS. Hasil dari penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi dalam menginterkoneksikan jaringan SDN dengan jaringan IP yang sudah ada.
1.5. Batasan Masalah
Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah :
1. Konfigurasi virtual network dilakukan untuk menganalisis performansi Quality of Service (QoS).
2. Implementasi menggunakan ONOS controller versi 2.5.0.
3. Implementasi menggunakan data plane Open vSwitch.
4. Implementasi Hybrid SDN menggunakan aplikasi SDN-IP.
5. Implementasi menggunakan menggunakan 3 open vswitch, 1 kontroler ONOS, 3 frrrouting, 1 VM bgp inject, 1 Server, 1 Client.
6. Implementasi menggunakan topologi partial Tree.
7. Implementasi dilakukan menggunakan IPv4.
8. Penelitian tidak membahas biaya.
9. Penelitian tidak membahas keamanan jaringan.
10. Parameter yang di analisis antara lain QoS (throughut, latency, jitter).
11. Simulasi dilakukan pada software GNS3 versi 2.2.9 dengan sistem operasi Ubuntu Desktop 20.04.
12. Virtualisasi dilakukan menggunakan software Virtualbox 6.1.10.
1.6. Sistem Penulisan
Sitematika penulisan dari penelitian ini terdiri atas beberapa bab, antara lain:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB 2 DASAR TEORI
Berisikan kajian pustaka, dasar teori tentang Software Defined Networking, ONOS, ONOS Cluster, SDN-IP, GNS3, Open vSwitch, FRRouting, AS (Autonomous System), BGP (Border Gateway Protocol), Throughput, Latency, Jitter.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Berisikan mengenai alat – alat dan alur penelitian seperti flowchart, topologi, skenario pengujian.
BAB 4 HASIL DATA
Berisikan hasil simulasi dan analisis sistem berdasarkan hasil simulasi.
BAB 5 KESIMPULAN
Berisikan kesimpulan dan saran pengembangan untuk penelitian kedepanya.
BAB II DASAR TEORI
2.1. Kajian Pustaka
Penelitian yang dilakukan oleh Muhammad Nurul Yaqin, dengan judul “Design and Implementation of EBGP Routing Protocol for Software Defined Network With Onos Controller”[8]yang dilakukan pada tahun 2020, membuat rancangan untuk menghubungkan 2 AS yang berbeda melalui jaringan SDN menggunakan aplikasi SDN - IP dari kontroler ONOS.Pengkuran QoS dilakukan menggunakan 2 layanan yang berbeda yaitu, layanan VoIP dan FTP. Hasil yang didapatkan untuk layanan VoIP menunjukan nilai throughput sebesar 6,367 MB/sec, delay sebesar 0,15 ms dan jitter sebesar 0,01 ms. QoS layanan FTP mendapatkan nilai throughput sebesar 32 KB/sec, delay sebesar 6,66 ms, jitter sebesar 1,14 ms.
Kesimpulan penelitian ini menunjukan nilai QoS yang didapatkan masih berada pada nilai yang menjadi standar ITU-T G.1010.
Penelitian Okatapani Panca Jaya, Ridha Muldina Negara beserta Danu Dwi Sanjoyo dengan judul “Performansi High Availability pada Software Defined Network - Internet Protocol untuk Topologi Jaringan Inti”
yang dilakukan pada tahun 2019[9], menganalisis performansi high availibility (HA) pada jaringan SDN – IP dengan kontroler ONOS menggunakan topologi 2 – D Mesh dan Full Mesh. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh dari pemilihan topologi pada jaringan inti terhadap performansi HA sebuah jaringan. Parameter yang diuji pada penelitian ini antara lain pengukuran Failover Delay, perbandingan Total Link, Failover Overhead Size dan perbandingan Link terhadap flow. Hasil dari pengujian menunjukan bahwa pemilihan topologi jaringan berpengaruh terhadap performansi HA jaringan. Topologi 2 – D Mesh memiliki nilai nilai Failover Delay yang stabil sebesar 140 ms dibandingkan pada topolgi Full Mesh yang mendapatkan angka lebih dari 200 ms. Nilai Overhead Size pada topologi 2 – D Mesh juga lebih rendah 21% dari pada topologi Full
D Mesh memberikan performansi HA yang lebih baik dari pada menggunakan topologi Full Mesh pada jaringan SDN – IP dengan kontroler ONOS.
Penelitian dilakukan oleh Henky Agie Friwansya, Indrarini Dyah Irawati, Yuli Sun Hariyani dengan judul “IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING EBGP PADA SOFTWARE DEFINED NETWROK BERBASIS ROUTEFLOW”[10]. Penelitian ini dilakukan penerapan routing Border Gateway Protocol (BGP) menggunakan mekanismen routing external BGP berbasis Routeflow pada jaringan SDN. Kontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah POX. Hasil penelitian mendapatkan nilai throughput sebesar 1049 Mbps, delay 69,03 ms, jitter 0,315 ms, packet loss 0% dan nilai convergence time sebesar 163,441 s.
Kesimpulan yang didapat menunjukan bahwa nilai QoS yang didapatkan masih berada pada nilai yang menjadi standar ITU-T G.1010.
Tabel 2.1 Rangkuman Keterkaitan dengan Penelitian Sebelumnya.
Peneliti Komponen Penelitian
Topologi Kontroler Layanan Parameter Pengujian Muhammad
Nurul Yaqin, Rohmat Tulloh, S.T., M.T., Dr.
Indarini Dyah Irawati, S.T.,M.T.
Ring ONOS SDN - IP Pengukuran
Quality of Services (QoS):
Throughput, Delay, Jitter dengan layanan VoIP dan FTP.
Okatapani Panca Jaya, Ridha Muldina
Full &
Partial Mesh
ONOS SDN - IP High
Availibility (HA): Fail- over Delay,
Negara, Danu Dwi Sanjoyo
Fail-over Overhead
Henky Agie Friwansya, Indrarini Dyah Irawati, ST., MT., Yuli Sun Hariyani, ST.,MT.
Partial Mesh
POX Routeflow Pengukuran Quality of Services (QoS):
Throughput, Delay, Jitter, Packet loss, Convergenc e time.
Donny Arief Oktavian
Tree ONOS SDN – IP
Reactive Routing
Pengukuran Quality of Services (QoS):
Throughput, Delay, Jitter.
2.2. Dasar Teori
2.2.1. Software Defined Networking
Dikutip dari white paper yang dicetak oleh Open Network Foundation yang berjudul Software-Defined Networking: The New Norm for Networks[11]. Definisi dari software defined networking adalah pemisahan fisik antara control plane dan data plane, dan dimana control plane itu mengontrol beberapa perangkat. SDN ini adalah arsitektur jaringan yang bersifat dinamis, dapat dikelola, hemat, dan mudah berdaptasi menjadikanya ideal untuk jaringan dengan bandwidth tinggi. Arsitektur ini memungkinkan kontrol jaringan dapat diprogram melalui software dan
arsitektur yang mendasarinya menjadi aplikasi dan layanan network.
Openflow merupakan protocol yang mendasari pembangunan SDN ini.
Gambar 2.2.1 Arsitektur SDN[11]
Arsitektur SDN memiliki beberapa sifat di antaranya :
1. Pengelolaan dari berbagai vendor yang tersentralisasi.
Dengan SDN dapat mengendalika berbagai perangkat network seperti switch, routers dan virtual switch. SDN dapat digunakan untuk melakukan manajemen konfigurasi, pembangunan, pembaharuan perangkat secara cepat di seluruh jaringan.
2. Mengurangi kompleksitas melalui Automoation. SDN berbasiskan openflow menawarkan network automation dan manajemen network yang fleksibel. Automation ini akan mengurangi lamanya waktu konfigurasi, kesalahan konfigurasi yang dilakukan oleh operator.
3. Mempercepat inovasi bisnis. Adopsi SDN memungkinkan operator IT untuk memprogram ulang jaringan secara real time untuk memenuhi kebutuhan bisnis dan pengguna.
Dengan virtualisasi dari layanan jaringan operator IT dapat membuat layanan dan kapabilitas jaringan baru dalam hitungan jam.
4. Meningkatkan kehandalan dan keamanan jaringan. SDN membuat IT dapat mendefinisikan konfigurasi dan kebijakan tingkat tinggi yang kemudian diterjemahkan ke infrastruktur jaringan melalui openflow. Arsitektur SDN berbasiskan openflow membuat konfigurasi perangkat jaringan dapat dilakukan secara otomatis. Sehingga mengurangi kegagalan konfigurasi dari perubahan layanan atau kebijakan.
5. Pengalaman pengguna yang lebih baik. Dengan kendali jaringan yang tersentralisasi SDN dapat lebih beradaptasi dengan kebutuhan pengguna yang dinamis. Misalkan operator memperkenalkan layanan video yang menawarkan kualitas resolusi tinggi kepada pelanggan premium.
Pelanggan harus mengatur sendiri pemilihan resolusi yang tersedia, hal itu mengakibatkan pengalaman pengguna menurun. Dengan SDN berbasis Openflow, aplikasi video akan mendeteksi badwidth yang tersedia di jaringan secara real time dan secara otomatis menyesuaikan resolusi video yang sesuai.
2.2.2. ONOS
ONOS merupakan sistem operasi jaringan open source yang fokus dengan teknologi SDN dan berorientasi kepada operator (carrier – grade service provider)[12]. ONOS dibuat oleh ON.Lab (ONF) dengan kerja sama lintas sektor, mulai dari operator, vendor, hingga universitas. ONOS versi pertama dirilis pada tanggan 5 Desember 2014. Rilis versi baru setiap 3 bulan, saat ini bulan pada tahun 2020 ONOS sudah mencapai versi 2.5.0[13].
Gambar 2.2.2 Kontroler ONOS[13]
ONOS diracang untuk memenuhi kebutuhan operator, dengan menawarkan fleksibiltias untuk membuat dan menggunakan layanan jaringan dinamis baru dengan menggunakan interface terprogram yang disederhanakan[12]. ONOS mendukung konfigurasi dan pengaturan jaringan secara real time, sehingga tidak perlu menjalankan pengaturan routing dan switching di dalam struktur jaringan. dengan memindahkan kecerdasan ke ONOS controller cloud dimungkinkan adanya berbagai inovasi dan user dapat dengan mudah membuat aplikasi jaringan tanpa perlu mengubah sistem yang ada di data plane.
2.2.3. SDN-IP
SDN–IP adalah aplikasi dari controller ONOS yang memungkinkan jaringan SDN terhubung dengan jaringan eksternal di internet menggunakan
Border Gateway Protocol (BGP)[14]. Commented [DAO2]: Referensi berupa jurnal tentang SDN-IP sudah ditambahkan
Gambar 2.2.4 Arsitektur SDN - IP[15]
Seperti pada topologi diatas, jaringan terdiri dari beberapa komponen seperti ONOS, router BGP Speaker, Open vSwitch sebagai data plane, dan router bgp eksternal. ONOS controller terhubung langsung dengan open vswitch dan router BGP speaker melalui iBGP. Router BGP Speaker terhubung dengan salah satu open vswitch untuk menerima BGP routes dari router eksternal yang kemudian di rubah menjadi intents request oleh SDN-IP ke kontroler ONOS[16].
SDN – IP akan bertindak seperti sebuah Autonomous System (AS) yang meneruskan trafik dari router ekseternal BGP yang ada. Rute yang diteruskan oleh router eksternal BGP diterima oleh BGP speaker dalam jaringan SDN – IP selanjutnya diproses dan akhirnya diteruskan kembali ke jaringan eksternal[17]. Rute diproses sesuai dengan kebijakan yang ditetapkan oleh perutean BGP normal. Rute terbaik ditentukan oleh aplikasi SDN – IP berdasarkan aturan iBGP, kemudian diterjemahkan ke dalam intents request dan dikirimkan ke dalam ONOS. ONOS menerjemahkan intents request ke dalam aturan forwarding ke data plane. Aturan – aturan tersebut digunakan untuk meneruskan trafik transit antar jaringan IP yang saling terhubung.
Commented [DAO3]: Referensi berupa jurnal tentang SDN-IP sudah ditambahkan
2.2.4. SDN – IP Reactive Routing
SDN – IP Reactive Routing merupakan aplikasi kontroler ONOS yang memungkinkan jaringan SDN dapat berkomunikasi dengan jaringan IP melalui protokol Border Gateway Protocol (BGP). Pada saat ONOS menerima paket IP masuk, ONOS akan secara langsung menghitung dan meng-install jalur peruteaan untuk trafik paket. Fungsi ini disebut dengan Reactive Routing. ONOS mengimplementasikan fungsi tersebut pada aplikasi onos-app-reactive-routing[18].
Pada jaringan SDN untuk menguhbungkan jaringan menggunakan hanya switch, sehingga tidak terdapat Gateway Fisik pada jaringan SDN.
Tanpa adanya gateway akan menjadi masalah bagi hosts yang ada di dalam jaringan SDN. Pada saat host ingin berkomunikasi dengan jaringan lain, host tersebut tidak dapat mengetahui alamat next hop yang akan dilewati paket. Untuk mengatasi masalah ini, ONOS akan membuat Virtual Gateway bagi hosts yang ada di dalam jaringan SDN.
2.2.5. GNS3
GNS3 populer digunakan oleh network engineers diseluruh dunia sebagai emulator, mengkonfigurasi, menguji, memecahkan masalah jaringan virtual dan nyata. GNS3 memungkinkan pengguna untuk menjalankan topologi mulai dari topologi sederhana yang terdiri dari beberapa perangkat di laptop, sampai topologi rumit yang terdiri dari banyak perangkat di beberapa server atau bahkan di cloud.
Gambar 2.2.5 Emulator GNS3[19]
GNS3 adalah emulator jaringan open source yang dikembangkan oleh komunitas. Network engineer memungkinkan untuk memvirtualisasi perangkat keras nyata. Awalnya GNS3 hanya dapat menggunakan perangkat Cisco menggunakan software yang disebut Dynamips. GNS3 kini telah mendukung banyak perangkat dari beberapa vendor jaringan seperti Cisco, ASA Cisco, Brocade vRouters, switch Cumulus Linux, instance Docker, HPE VSRs, dan beberapa tools linux lainya[19].
2.2.6. Open vSwitch
Open vSwitch adalah multilayer virtual siwtch yang dibuat di bawah lisensi open source Apache 2.0. Open vSwitch dirancang untuk membuat otomatisasi jaringan besar – besaran melalui ekstensi terprogram, sambil memiliki dukungan antarmuka dan protokol manajemen standar seperti Netflow, sFlow, IPFIX, RSPAN, CLI, LACP, 802.1ag[20]. selain itu, open vswitch juga dirancang untuk kebutuhan distribusi di beberapa server fisik mirip seperti vswitch pada VMWare dan Cisco’s Nexus 1000V.
Gambar 2.2.6 Open vSwitch[21]
2.2.7. FRRouting
OpenRefactory melaporkan bahwa dia telah melakukan analisis proyek open source yang sedang populer yaitu FRRouting. FRRouting
merupakan anggota dari Linux Foundation. FRRouting sendiri adalah rangkaian IP routing protokol untuk platform Linux dan Unix yang memiliki protocol daemons seperti BGP, IS – IS, LDP, OSPF, PIM dan RIP[22].
Gambar 2.2.7 FRRouting[22]
2.2.8. Border Gateway Protocol (BGP)
Autonomous System (AS) adalah kumpulan router yang prefixes dan routing policies berada di bawah kendali administratif yang diberikan[23].
AS mewakili grup yang saling terhubung terdiri dari satu atau lebih blok IP address. AS dibagi menjadi dua perutean dalam internet, antara lain :
1. Interior Gateway Protocol (IGP) : memungkinkan pertukaran informasi di dalam sebuah AS. Contoh protokol routing ini seperti RIP, OSPF, EIGRP.
2. Eksterior Gateway Protocol (EGP) : memungkinkan pertukaran informasi antar AS. Contoh protokol routing ini adalah BGP.
BGP adalah protokol routing eksterior gateway protocol (EGP) yang memungkinkan pertukaran informasi antar Autonomous System (AS).
Routing BGP adalah routing protokol “Path Vector”. Dalam menentukan rute – rute terbaiknya melihat pada path terbaik yang didapat dari router BGP lainya. Tabel routing pada BGP terletak terpisah berdasarkan path AS terpendek dan atribut yang lain yaitu jarak dan biaya.
Agar BGP dapat berfungsi, router BGP Speaker harus membuat hubungan (adjency) dengan tetangganya. Terdapat dua jenis hubungan bgp neighbor yaitu iBGP dan eBGP. Pada iBGP memiliki BGP neighbors yang terletak dalam Autonomous System (AS) yang sama, sedangkan pada eBGP memiliki BGP neighbors yang menghubungkan Autonomous System yang terpisah[24].
2.2.9. Throughput
Parameter pengukuran dalam jaringan salah satunya adalah throughput. Pengukuran parameter throughput dilakukan untuk melihat besaran nilai bandwidth sebenarnya pada saat terjadi pengiriman data oleh komputer. Nilai bandwidth tidak sama dengan nilai throughput yang diterima oleh masing – masing komputer. Besaran dari nilai throughput akan bergantung pada jumlah komputer yang terhubung pada jaringan atau besaran trafik data yang mengalir di jaringan[25].
2.2.10. Delay
Delay adalah waktu yang dibutuhkan data agar sampai dari asal ke tujuanya. Delay dapat dipengaruhi oleh beberapa hal seperti jarak, media, dll[26]. Menurut versi TIPHON kategori nilai delay dapat dilihat pada tabel 2.2.1.
Persamaan perhitungan delay :
𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 𝑃𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 Tabel 2.2.1 Standarisasi nilai latency dari TIPHON[26]
Kategori Latency Besar delay Indeks
Sangat Bagus < 150 ms 1
Bagus 150 s/d 300ms 2
Sedang 300 s/d 450 ms 3
Jelek > 450 ms 4
2.2.11. Jitter
Parameter Jitter berhubungan dengan parameter delay. Jitter adalah interval waktu antar kedatangan paket. Pengukuran nilai jitter dilakukan dengan menggunakan pendekatan rata – rata. Nilai jitter akan diukur menggunakan software Wireshark[27].
Tabel 2.2 Standarisasi nilai jitter dari TIPHON[26]
Jitter Standar
Category Jitter
Good 0 – 20 ms
Medium 20 – 50 ms
Poor > 50 ms
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Alat yang Digunakan 3.1.1. Perangkat Keras (Hardware)
Dalam penelitian ini digunakan 1 unit server untuk menjalankan simulasi secara virtual pada software GNS3 dengan spesifikasi sebagai berikut.
Tabel 3.1 Spesifikasi Server.
Server
Processor 16 Core
Memory 32 GB
Hardisk 150 GB
Operating System
Ubuntu 20.04 64-bit
3.1.2. Perangkat Lunak (Software)
Dalam penelitian ini menggunakan 8 virtual machine yang terdiri dari ONOS, BGP Speaker, FRR-1, FRR-2, Client 1, Client, 2, Client 3, Client 4 seperti yang terdapat di Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Virtual Machine.
ONOS
Sistem Operasi Ubuntu 18.04 Server
Hardisk 40 Gb
RAM 2 Gb
IP Address eth0: 12.20.0.123/24 eth1: 172.12.10.1/30 BGP Speaker Sistem Operasi Alpine Linux v3.12
Hardisk 1 Gb
RAM 256 Mb
IP Address eth0: 172.12.10.2/30 eth1:
- 102.10.1.99/24 - 102.10.1.99/24
FRR-1
Sistem Operasi Alpine Linux v3.12
Hardisk 1 Gb
RAM 256 Mb
IP Address eth0: 102.10.1.99/24 eth1: 192.168.1.1/24
FRR-2
Sistem Operasi Alpine Linux v3.12
Hardisk 1 Gb
RAM 256 Mb
IP Address eth0: 102.10.2.99/24 eth1: 192.168.4.1/24
Do-client-1
Sistem Operasi Ubuntu 18.04 Server
Hardisk 20Gb
RAM 1 Gb
IP Address 192.168.1.10/24
Do-client-2
Sistem Operasi Ubuntu 18.04 Server
Hardisk 20 Gb
RAM 1 Gb
IP Address 192.168.2.10/24
Do-client-3
Sistem Operasi Ubuntu 18.04 Server
Hardisk 20 GB
RAM 1 GB
IP Address 192.168.3.10/24
Do-client-4
Sistem Operasi Ubuntu 18.04 Server
Hardisk 20 Gb
RAM 1 Gb
IP Address 192.168.4.10/24
Dalam penelitian ini menggunakan 8 docker container untuk perangkat Open vSwitch seperti yang terdapat di Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Containers.
OVS-1 IP Address eth0: 12.20.0.1/24
OVS-2 IP Address eth0: 12.20.0.2/24
OVS-3 IP Address eth0: 12.20.0.3/24
OVS-4 IP Address eth0: 12.20.0.4/24
OVS-5 IP Address eth0: 12.20.0.5/24
OVS-6 IP Address eth0: 12.20.0.6/24
Pada penelitian ini terdapat beberapa application tools yang digunakan seperti pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4. Application Tools.
No Nama Software Versi Fungsi
1. GNS 3 2.2.20 Sebagai software emulator
jaringan
2. Qemu 4.2.1 Sebagai software virtualisasi
untuk onos, client dan server.
3. Open vSwitch 2.4.0 Sebagai virtual multi layer switch
4. FRR 7.3.1 Network routing software
module
5. ONOS 2.5.0 Sebagai controller pada
jaringan SDN.
6. Docker 20.10.6 Digunakan untuk virtualisasi Open vSwitch
7. Iperf3 3.7 Sebagai Network Analyzer.
8. Wireshark 3.2.4 Sebagai Network Analyzer.
3.2. Alur Penelitian 3.2.1. Flowchart Penelitian
Pada penelitian ini terdapat tahap – tahap dan aspek yang harus dilakukan dan digambarkan pada Gambar 3.1 Flowchart berikut ini :
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian.
Diagram alur penelitian berisikan tahap – tahap yang harus dilakukan untuk melakukan penelitian seperti Gambar 3.1. Tahap pertama
adalah instalasi GNS3 pada host OS (Ubuntu 20.04), kemudian instalasi ONOS, Open vSwitch, FRRouting di GNS3. Selanjutnya adalah melakukan perancangan topologi jaringan di GNS3. FRRouting pada GNS3 di konfigurasi routing BGP dengan AS yang berbeda. Open vSwitch dikonfigurasi agar controller mengarah ke kontroler ONOS. Langkah selanjutnya dilakukan pengalamatan IP Address sesuai dengan topologi yang ada. Pada kontroler ONOS aktifkan service SDN – IP, Reactive Routing dan buat file network-cfg.json untuk menghubungkan jaringan antar SDN dengan jaringan IP. Server A, B, C, D ditambahkan software iperf3 untuk pengujian.
Tahap selanjutnya setelah seluruh komponen saling terkoneksi, akan dilanjutkan dengan tahap pengujian. Pengujian dilakukan dengan 2 skenario, skenario pertama pengujian dilakukan pada server di jaringan IP yang memilliki nilai AS berbeda yaitu dari server A dengan AS 100 ke server D dengan AS 200 (external to external). Pada skenario kedua dilakukan pengujiann pengiriman paket dari Server A dengan AS 100 di jaringan IP menuju Server B pada jaringan SDN dengan AS 500 (external to internal). Variasi pengiriman data dilakukan dengan menambahkan background traffic sebesar 25 Mb, 50 Mb, 75 Mb, 100 Mb. Analisis dilakukan pada hasil nilai throughput, delay, jitter yang didapatkan apakah masih berada pada nilai standar ITU-T G.1010.
3.2.2. Topologi Penelitian
Topologi jaringan terdiri dari 3 komponen. Pertama adalah komponen jaringan SDN, router BGP Speakers, jaringan BGP dengan Autonomous System (AS) yang berbeda. Router BGP yang terhubung langsung dengan router BGP Speaker pada jaringan SDN. Jaringan SDN terdiri dari 1 kontroler ONOS dengan 6 buah Open vSwitch. BGP Speaker menggunakan 1 buah FRR router. Jaringan BGP terdiri dari 2 router eBGP dengan nomor AS yang berbeda menggunakan router FRR. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Topologi Jaringan.
3.3. Konfigurasi ONOS 3.3.1. Instalasi ONOS
ONOS di install pada OS Ubuntu 18.04 LTS. Instalasi dilakukan di direktori /opt/onos. Untuk mengakses dashboard ONOS gunakan link
<ip-address-onos>:8181/onos/ui.
Gambar 3.3 Tampilan dashboard ONOS.
3.3.2. Konfigurasi SDN-IP
SDN – IP dikonfigurasi dengan menambahkan aplikasi pada ONOS.
Daftar aplikasi yang harus di aktifkan terlebih dahulu untuk menggunakan aplikasi SDN – IP terlihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.4 Prasyarat aplikasi SDN – IP.
Selanjutnya buat file network-cfg.json yang berisikan konfigurasi port dan SDN – IP seperti openflow number, dan IP address yang digunakan. Letak direktori konfigurasi berada pada /opt/onos/config/.
3.3.3. Konfigurasi Reactive Routing
Reactive routing membutuhkan beberapa aplikasi untuk dapat menjalankan aplikasi reactive routing. Daftar plikasi yang harus dijalankan terlebih dahulu.dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.5 Prasyarat aplikasi Reactice Routing.
Edit konfigurasi file network-cfg.json pada direktori /opt/onos/config/. Tambahkan konfigurasi virtual gateway dan port untuk setiap jaringan.
3.3.4. Konfigurasi BGP Speaker
Tambahkan konfigurasi IP address pada interface eth0, eth1.
Konfigurasi yang ditambahkan meliputi alamat IP, network. Setelah ditambahkan IP, hidupkan interface. Verfikasi konfigurasi pengalamatan IP dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.6 Konfigurasi IP address BGP Speaker.
Konfigurasi BGP dengan internal AS 500. Tambahkan neighbour, network pada konfigurasi BGP. Verfikasi konfigurasi BGP terlihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.7 Konfigurasi BGP pada BGP Speker.
Konfiurasi BGP dilakukan terhadap AS 100 dan 200. Selanjutnya dilaukan konfigurasi yang mengarah ke server B, server C dan kontroler ONOS dengan AS 500.
3.3.1. Konfigurasi EBGP
Konfigurasi pengalamatan IP dilakukan pada dua interface, yaitu eth0 dan eth1. Interface eth0 dikonfigurasi menggunakan IP satu network dengan IP pada interface eth1.1 router BGP Speaker. Interface eth1 dikonfigurasi IP address untuk host. Detail konfigurasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
(a)
(b)
Gambar 3.8 Konfigurasi IP address.
(a) FRR-1 (b) FRR-2
Dilakukan konfigurasi routing protokol eBGP untuk menghubungkan jaringan yang memiliki AS berbeda. Router FRR-1 memiliki AS 100 dan router FRR-2 memiliki AS 200. Setiap router terhubung dengan AS 500 router BGP Speaker. Verifikasi konfigurasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
(a)
(b)
Gambar 3.9 Konfigurasi eBGP.
(a) FRR-1 (b) FRR-2
3.3.2. Konfigurasi Server
Setiap server dikonfigurasikan IP address dan gateway. Verifikasi konfigurasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Semua server diinstall iperf3 untuk pengujian. Selanjutnya server akan diseting sebagai iperf3 sender dan receiver.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 3.10 Pengalamatan IP address.
(a) Server A (b) Server B (c) Server C (d) Server D
3.4. Pengambilan Data
Pada tahap ini akan dilakukan pengambilan data QoS dengan parameter delay, jitter, throughput mengunakan software iperf3 untuk mengirimkan data dan Wireshark untuk mengolah data. Pengujian ini dilakukan dengan 2 skenario, skenario 1 pengambilan data dilakukan dari server A dan D yang sama – sama terletak pada jaringan IP. Skenario kedua dilakuakn pengujian dari server A (jaringan IP) ke server B yang berada pada jaringan SDN. Setiap skenario dilakukan pengujian dalam kondisi tanpa background traffic dan dengan background traffic. Background traffic dihasilkan oleh software iperf3 yang dikirmkan oleh server yang tidak dilakukan pengujian, sehingga dapat dilihat pengaruh background traffic pada setiap skenario terhadap kinerja arsitektur jaringan yang diteliti. Alur pengambilan data dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.11 Alur pengambilan data.
3.4.1. Pengambilan Data Tanpa Background Traffic
Pada tahap pengujian pertama dilakukan tanpa menggunakan background traffic. Pada skenario 1 Server A sebagai sender mengirimkan paket data selama 20 detik menuju Server D. Pada saat pengiriman data akan dilkaukan scaning menggunakan Wireshark untuk melihat paket yang dikirimkan. Pada skenario 2 dilakukan hal yang sama seperti skenario 1 hanya berbeda host pengirim dan penerimanya.
Gambar 3.12 Server A sebagai sender.
Tabel 3.5 Besaran Data Transfer
Protokol Data
Besar Data (MB)
Banyak Pengujian IP to IP IP to SDN
TCP 0 30 30
3.4.2. Pengambilan Data dengan Backgrond Traffic
Pada tahap pengujian kedua dilakukan dengan menggunakan background traffic. Sender mengirimkan paket data selama 20 detik. Pada saat paket dikirimkan, terdapat server lain yang mengirimkan background traffic menggunakan iperf3 sebesar 25 Mb, 50 Mb, 75 Mb, 100 Mbps.
Setiap pengiriman data akan dilakukan scanning menggunakan Wireshark untuk mengamati paket yang lewat di jaringan dan mengolah hasilnya.
Penambahan background traffic menggunakan iperf3 dilakukan menggunakan perintah dibawah ini.
Gambar 3.13 Penambahan Background Traffic.
Iperf3 terbagi menjadi 2 fungsi, yaitu client dan server. Server berperan sebagai penerima data dan client yang akan mengirimkan data.
Sesuai dengan perintah pada gambar diatas, paket dikirimkan memiliki bandwidth sebesar 20 Mbps dengan interval pengiriman setiap 1s.
Pengujian skenario 2 dilakukan seperti skenario 1 tetapi terdapat perbedaan pada pengirim dan penerima nya. Setiap skenario dilakukan sebanyak 30 kali percobaan sehingga nilai rata – rata yang dihasilkan factual. Informasi jumlah data pada masing – masing skenario dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Tabel 3.6 Besaran Background Traffic.
Protokol Data
Besar Data (MB)
Banyak Pengujian IP to IP IP to SDN
TCP
0 30 30
25 30 30
50 30 30
75 30 30
100 30 30
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian dianalisis untuk menentukah hasil kinerja terbaik. setiap parameter QoS dilakukan dengan 2 skenario pengujian, pertama data dikirimkan dari jaringan IP menuju jaringan IP, kedua pengambilan data dilakukan dari jaringan IP menuju jaringan SDN. Setiap skenario diberikan tambahan background traffic untuk melihat pengaruh background traffic dalam jaringan. Ukuran data background traffic yang dikirimkan adalah 25Mbps, 50 Mbps, 75 Mbps, 100 Mbps. Pada setiap skenario dilakukan pengujian sebanyak 30 kali untuk menghasilkan data yang akurat dan menghindari ketidakcocokan data. Pengujian menggunakan tools iperf3 untuk mengirimkan data dan Wireshark untuk mengamati data yang lewat.
4.1. Proses Pengujian
4.1.1. Pengujian dari Jaringan IP ke Jaringan IP
Pengujian skenario 1 dilakukan dengan mengirimkan paket dari jaringan IP menuju jaringan IP melewati jaringan SDN. Server A sebagai pengirim dengan AS 100 mengirimkan paket ke router eBGP, kemudian router akan mengirimkan paket ke jaringan SDN. Pada jaringan SDN paket BGP akan ditangkap oleh BGP Speakers. Selanjutnya paket akan diteruskan ke ONOS controller oleh BGP Speakers dan diubah menjadi menjadi intents oleh aplikasi SDN-IP. ONOS controller akan menerjemahkan intents menjadi openflow route yang akan dikirimkan ke data plane yaitu OvS1-6.
Sehingga paket dapat dikirimkan ke tujuan yaitu server D dengan AS 200.
Pengujian dilakukan dengan 2 variasi, yaitu tanpa menggunakan background traffic dan menggunakan background traffic yang dikirimkan dari Server B menuju Server C. Pengujian dilakukan mengunakan tools iperf3 untuk melewatkan data dan Wireshark untuk mengolah data. Ilustrasi pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Simulasi Pengujian Skenario 1
4.1.2. Pengujian dari Jaringan IP ke SDN
Pada pengujian skenario 2 pengiriman data dilakukan dari jaringan IP menuju SDN. Pengirim Server A yang terletak di jaringan IP dengan AS 100 mengirimkan data ke router eBGP. Kemudian router eBGP mengirimkan paket ke jaringan SDN. Pada jaringan SDN paket bgp akan ditangkap oleh router BGP Speakers yang kemudian dikirimkan ke ONOS controller. SDN-IP mengubah paket BGP route menjadi intents. Selanjutnya ONOS akan menerjemahkan intents menjadi openflow route. ONOS akan mengupdate openflow route ke setiap data plane. Setelah route flow terupdate paket dikirimkan ke tujuan yaitu server B yang berada di dalam jaringan SDN. Pengujian dilakukan dengan 2 variasi, yaitu tanpa menggunakan background traffic dan menggunakan background traffic yang dikirimkan dari Server C menuju Server D. Pengujian dilakukan mengunakan tools iperf3 untuk melewatkan data dan Wireshark untuk mengolah data. Ilustrasi pengujian dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2 Simulasi Pengujian Skenario 2.
4.2. Analisis Delay
Parameter delay digunakan untuk menetukan lama waktu yang dibutuhkan pengirim untuk mengirimkan paket ke tujuan. Pengujian dilakukan sebanyak 30 kali untuk setiap skenario. Hasil data pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Nilai rata - rata Delay.
Hasil (ms)
Protokol Data
Besar Data (MB)
IP to IP IP to SDN
TCP
0 0.1445 0.1262
25 0.1562 0.1495
50 0.1633 0.1505
75 0.1639 0.1621
100 0.1665 0.1665
Gambar 4.3 Grafik nilai rata - rata delay tanpa background traffic.
Pada pengamatan delay skenario 1 didapatkan hasil pada saat tanpa ditambahkan background traffic sebesar 0.1445 ms. Kemudian hasil yang didapatkan saat ditambahkan background traffic berurutan sebesar 1.562 ms, 0.1633 ms, 0.1639 ms, 0.1665 ms. Setiap dilakukan penambahan background traffic hasil nilai delay juga mengalami kenaikan sebesar 5 – 10% pada saat paket dikirimkan.
Pengukuran pada skenario 2 diawali tanpa menggunakan background traffic mendapatkan hasil sebesar 0.1262 ms, pada saat
ditambahkan background traffic sebesar 25 mb didapatkan hasi 0.1495 ms.
Selanjutnya saat dinaikan ukuran background traffic secara berurutan didapatkan hasil 0.1505 ms, 0.1621 ms, 0.1665 ms. Variasi penambahan ukuran background traffic menghasilkan nilai delay yang meningkat yaitu sebesar 5-10%.
Perbandingan pada saat pengujian dilakukan dari jaringan IP menuju jaringan IP dan dari jaringan IP menuju SDN adalah hasil nilai delay yang dilakukan pada skenario 2 lebih kecil dari pada saat menggunakan skenario 1. Faktor yang mempengaruhi perbedaan tersebut diakibatkan karena pada skenario melewati 2 buah AS untuk sampai tujuan, sedangkan pada skenario 1 hanya melewati 1 AS untuk sampai tujuan. Perbedaan antara hasil kedua skenario sebesar 10 – 15 %. Menurut TIPHON, menunjukan kualitas delay yang didapatkan pada rentan nilai “sangat baik” yaitu < … untuk kedua skenario.
4.3. Analisis Jitter
Parameter jitter digunakan untuk menetukan perbedaan antara variasi delay pertama dan delay berikutnya. Jika nilai jitter semakin tinggi maka nilai delay akan semakin meningkat pula. Hasil rata - rata data yang didapatkan seperti pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai rata - rata Jitter.
Protokol Data
Besar Data (MB)
Hasil (ms) IP to IP IP to SDN
TCP
0 0.1445 0.1262
25 0.1562 0.1495
50 0.1633 0.1505
75 0.1639 0.1621
100 0.1665 0.1665
Nilai jitter akan bervariasi disetiap skenario yang dipengaruh oleh banyak hal seperti ukuran data dan trafik yang ada didalam jaringan.
Berikut grafik rata - rata jitter seperti pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Grafik nilai rata - rata Jitter.
Pada pengamatan jitter skenario 1 didapatkan hasil pada saat tanpa ditambahkan background traffic sebesar 0.1367 ms. Kemudian hasil yang didapatkan saat ditambahkan background traffic berurutan sebesar 0.3785 ms, 0.5216 ms, 0.5568 ms, 0.8362 ms. Pengukuran pada skenario 2 diawali tanpa menggunakan background traffic mendapatkan hasil sebesar 0.0031 ms, pada saat ditambahkan background traffic sebesar 25 mb didapatkan hasi 0.0132 ms. Selanjutnya saat dinaikan ukuran background traffic secara berurutan didapatkan hasil 0.0140 ms, 0.0203 ms, 0.0155 ms. Variasi penambahan ukuran background traffic menghasilkan nilai jitter yang meningkat yaitu sebesar 2-7%.
Perbandingan antara kedua skenario didapatkan hasil nilai jitter lebih kecil pada skenario 2 dari pada skenario 1. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain adanya penambahan background traffic, dikarenakan nilai delay pada skenario 2 lebih kecil dari skenario 1 sehingga
jitter antara kedua skenario sebesar 5 – 10 %. Hasil pengujian masuk ke dalam skenario sangat baik yaitu < … ms.
4.4. Analisis Throughput
Pengukuran parameter throughput digunakan untuk melihat besarnya paket yang dapat dilewatkan pada jaringan. Semakin besar paket maka semaikin besar kecepatan data yang dikirim per detiknya, dan semakin tinggi pula nilai throughput-nya dan semakin baik kualitas jaringan. Nilai rata - rata throughput ditunjukan pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Nilai rata - rata throughput.
Protokol Data
Besar Data (MB)
Hasil (Mbps) IP to IP IP to SDN
TCP
0 52.480 63.5416
25 48.862 54.3130
50 47.431 52.8224
75 45.774 48.1688
100 44.332 46.0722
Nilai throughput akan bervariasi disetiap skenario yang dipengaruh oleh banyak hal seperti ukuran data dan trafik yang ada didalam jaringan.
Berikut grafik rata - rata throughput yang didapatkan.
Gambar 4.5 Grafik nilai rata - rata Jitter.
Pada pengamatan throughput skenario 1 didapatkan hasil pada saat tanpa ditambahkan background traffic sebesar 52.480 Mbps. Kemudian hasil yang didapatkan saat ditambahkan background traffic berurutan sebesar 48.862 Mbps, 47.431 Mbps, 45.774 Mbps, 44.332 ms. Setiap dilakukan penambahan ukuran background traffic hasil throughput yang didapatkan menurun sebesar 4 - 16 %.
Pengukuran throughput pada skenario 2 diawali tanpa menggunakan background traffic mendapatkan hasil sebesar 63.5416 Mbps, pada saat ditambahkan background traffic sebesar 25 mb didapatkan hasi 54.3130 Mbps. Selanjutnya saat dinaikan ukuran background traffic secara berurutan didapatkan hasil 52.8224 Mbps, 48.1688 Mbps, 46.0722 Mbps.
Pada saat dilakukan penambahan ukuran background traffic menghasilkan nilai throughput yang meningkat yaitu sebesar 4-8%.
Terlihat hasil rata – rata pada kedua skenario mendapatkan hasil throughput pada skenario 2 lebih besar 15 % dibandingkan pada skenario 1. Hal ini disebabkan oleh nilai delay dan jitter pada skenario 2 lebih kecil dari skenario 1. Semakin kecil nilai delay dan jitter maka semakin besar
semakin banyak background traffic yang lewat. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa kualitas arsitektur jaringan memiliki nilai efisiensi dan optimalisasi yang baik, QoS yang dihasilkan sangat baik dan stabil.
BAB V PENUTUP
5.1. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian pada bab 4 diperoleh beberapa kesimpulan, antara lain:
1. Penggunaan SDN IP dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan berbeda as melwati jaringan SDN.
2. Jaringan SDN-IP dapat ditambahkan dengan reactive routing sehingga dapat menghubungkan jaringan SDN dan jaringan IP.
3. Hasil nilai rata -rata QoS (throughput, delay, jitter) dari setiap skenario yang dilakukan masih sesuai dengan standarisai TIPHON.
5.2. SARAN
Keterbatasan resource yang dimiliki oleh peneliti selama proses pengujian berdasarkan hasil pengujian, maka peneliti memiliki saran untuk pengembangan lebih lanjut, antara lain:
1. Sebaiknya menerapkan HA pada SDN IP dengan membuat cluster pada controller.
2. Seharusnya menambahkan service SDN IP Reactive Routing sehingga client didalam jaringan SDN dapat berkomunikasi dengan traditional network.
DAFTAR PUSTAKA
[1] J. Shanmugam, “Software Defined Networking : A Paradigm Shift in Networking for Future , Emerging Trends and Applications,” vol. 13, no.
18, pp. 13475–13481, 2018.
[2] Opennetworking, “Software-Defined Networking (SDN) Definition,” Open Networking Foundation. https://www.opennetworking.org/sdn-definition/
(accessed Apr. 03, 2020).
[3] B. R. Dawadi, D. B. Rawat, S. R. Joshi, and P. Manzoni, “Evolutionary gaming approach for decision making of Tier-3 Internet service provider networks migration to SoDIP6 networks,” Int. J. Commun. Syst., vol. 33, no. 11, pp. 1–17, 2020, doi: 10.1002/dac.4399.
[4] “hybrid SDN,” kamuskomputer.com.
https://www.kamuskomputer.com/definisi/hybrid-sdn/ (accessed Mar. 30, 2020).
[5] L. He, X. Zhang, Z. Cheng, and Y. Jiang, “Design and implementation of SDN/IP hybrid space information network prototype,” 2016 IEEE/CIC Int.
Conf. Commun. China, ICCC Work. 2016, 2016, doi:
10.1109/ICCChinaW.2016.7586705.
[6] Ayaka Koshibe, “SDN-IP Architecture,” Wikipedia. wiki.onosproject.org, 2016, [Online]. Available:
https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/SDN-IP+Architecture.
[7] H. Galiza, M. Schwarz, J. Bezerra, and J. Ibarra, “Moving an IP network to SDN: a global use case deployment experience at AmLight,” Sbrc 2016, vol. 1, pp. 1–4, 2016.
[8] M. N. Yaqin, R. Tulloh, and D. Irawati, “PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING EBGP PADA SOFTWARE DEFINED NETWORK MENGGUNAKAN ONOS CONTROLLER Design and Implementation of EBGP Routing Protocol for Software Defined Network With Onos Controller.”
[9] O. P. Jaya, R. M. Negara, and D. D. Sanjoyo, “Performansi High Availability pada Software Defined Network-Internet Protocol untuk Topologi Jaringan Inti,” Pros. SENIATI, vol. 5, no. 3, pp. 209–214, 2019.
[10] H. Agie Friwansya, I. D. Irawati, and Y. S. Hariyani, “IMPLEMENTASI PROTOKOL ROUTING EBGP PADA SOFTWARE DEFINED NETWROK BERBASIS ROUTEFLOW.”
[11] Open Network Foundation, “Software-Defined Networking: The New Norm for Networks,” 2012.
[12] E. Mulyana, “ONOS,” Telematika.org.
https://www.telematika.org/post/onos/ (accessed Apr. 04, 2020).
[13] Ayaka Koshibe, “Downloads,” onosproject.org.
https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/Downloads (accessed Apr. 04, 2020).
[14] B. R. Dawadi, D. B. Rawat, S. R. Joshi, and P. Manzoni, “Legacy network integration with sdn-ip implementation towards a multi-domain sodip6 network environment,” Electron., vol. 9, no. 9, pp. 1–22, 2020, doi:
10.3390/electronics9091454.
[15] J. Hart, “SDN-IP Tutorial,” onosproject.org, 2016.
https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/SDN-IP+Tutorial (accessed Apr. 02, 2020).
[16] A. Friyanto, “High Availability Aspects of SDN-IP Reactive Routing,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 879, no. 1, 2020, doi: 10.1088/1757- 899X/879/1/012070.
[17] J. Hart, “SDN-IP User Guide,” onosproject.org, 2017.
https://wiki.onosproject.org/display/ONOS/SDN-IP+User+Guide#SDN- IPUserGuide-BGPPeeringTopology (accessed Apr. 02, 2020).
[18] Pingping Lin, “SDN-IP Reactive Routing,” Jan. .
[19] A. Coleman, D. Bombal, and J. Duponchelle, “Getting Started with GNS3,” GNS3.
https://docs.gns3.com/1PvtRW5eAb8RJZ11maEYD9_aLY8kkdhgaMB0w PCz8a38/index.html (accessed Apr. 27, 2020).
[20] P. Emmerich, D. Raumer, S. Gallenmüller, F. Wohlfart, and G. Carle,
“Throughput and Latency of Virtual Switching with Open vSwitch: A Quantitative Analysis,” J. Netw. Syst. Manag., vol. 26, no. 2, pp. 314–338, 2018, doi: 10.1007/s10922-017-9417-0.
[21] “What is Open vSwitch?,” openvswitch.org. https://www.openvswitch.org/
(accessed Apr. 27, 2020).
[22] Admin, “FR Routing News,” OpenFactory, 2019.
https://www.openrefactory.com/fr-routing-news/ (accessed Apr. 05, 2020).
[23] P. Krzyzanowski, “Understanding Autonomous Systems,” pk.org, 2016.
https://www.cs.rutgers.edu/~pxk/352/notes/autonomous_systems.html (accessed Apr. 27, 2020).
[24] A. Balchunas, “Ccnp_Routing_Studyguide.Pdf,” pp. 1–253, 2012, [Online]. Available:
https://www.routeralley.com/completed/ccnp_routing_studyguide.pdf.
[25] O. Salman and A. Q. S. Networks, “QoS Guarantee over Hybrid SDN / non-SDN Networks,” IEEE Commun. Mag., pp. 141–143, 2017, doi:
10.1109/NOF.2017.8251237.
[26] K. NUGROHO and D. P. SETYANUGROHO, “Analisis Kinerja
RouteFlow pada Jaringan SDN (Software Defined Network ) menggunakan Topologi Full-Mesh,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr. Tek. Telekomun.
Tek. Elektron., vol. 7, no. 3, p. 585, 2019, doi:
10.26760/elkomika.v7i3.585.
[27] M. Nuruzzamanirridha, I. Dyah, and Y. S. Hariyani, “Implementasi Jaringan Komputer Berbasis Software Defined Network Menggunakan Ryu Controller Dan Openvswitch Implementation of Computer Network Based- on Software Defined Network Using Ryu Controller and Openvswitch,”
vol. 2, no. 2, 2016.
LAMPIRAN
i. Konfigurasi ONOS
#Konfigurasi IP
sudo tee -a /etc/network/interfaces << END auto ens3
iface ens3 inet dhcp auto ens4
iface ens4 inet static address 12.20.0.123 netmask 255.255.255.0 auto ens5
iface ens5 inet static address 172.12.10.1 netmask 255.255.255.252 END
sudo systemctl restart networking
#Tambah user untuk instalasi onos sudo adduser sdn --system --group
#Install java 11
sudo add-apt-repository ppa:openjdk-r/ppa -y sudo apt update -y
sudo apt install git zip curl unzip python-minimal openjdk-11-jdk -y cd /opt
sudo wget -c https://repo1.maven.org/maven2/org/onosproject/onos- releases/2.5.0/onos-2.5.0.tar.gz
sudo tar xzf onos-2.5.0.tar.gz sudo mv onos-2.5.0 /opt/onos sudo chown -R sdn:sdn /opt/onos
#setting startup options
sudo -u sdn tee /opt/onos/options << END
# running onos with user sdn export ONOS_USER=sdn
# default active drivers and openflow export ONOS_APPS=drivers,openflow,gui2 END
#Install service file
sudo cp /opt/onos/init/onos.initd /etc/init.d/onos sudo cp /opt/onos/init/onos.service /etc/systemd/system/
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable onos sudo systemctl start onos
#lalu bagaimana access CLInya? untuk setiap user yang ingin akses ke CLI, generate ssh-keygen dan tambahkan public keynya
ssh-keygen -t rsa
/opt/onos/bin/onos-user-key $USER ~/.ssh/id_rsa.pub /opt/onos/bin/onos
#app activate SDN-IP-Reactive_Routing app activate org.onosproject.config app activate org.onosproject.proxyarp app activate org.onosproject.sdnip app activate org.onosproject.openflow app activate org.onosproject.openflow-base app activate org.onosproject.openflow-message app activate org.onos-apps-reactive-routing
#network-cfg.json file
sudo -u sdn tee /opt/onos/config/network-cfg.json << END {
"ports" : {
"of:0000d2d7a716c549/4" : { "interfaces" : [
{
"ips" : [ "102.10.1.99/24" ], "mac" : "0c:f4:3c:5d:4d:00"
} ] },
"of:0000ea86a6c61c4d/4" : { "interfaces" : [
{
"ips" : [ "102.10.2.99/24" ], "mac" : "0c:f4:3c:a1:b0:00"
} ] },
"of:0000d6dd139e5442/4" : { "interfaces" : [
{
"ips" : [ "192.168.2.254/24" ], "mac" : "00:00:00:00:00:01"
} ] },
"of:00004eba4d818843/4" : { "interfaces" : [
{
"ips" : [ "192.168.3.254/24" ], "mac" : "00:00:00:00:00:01"
} ] } }, "apps" : {
"org.onosproject.router" : { "bgp" : {
"bgpSpeakers" : [ {
"name" : "speaker1",
"connectPoint" : "of:00005a55651b9149/6", "peers" : [
"102.10.1.20", "102.10.2.20"
] }
] } },
"org.onosproject.reactive.routing" : { "reactiveRouting" : {
"ip4LocalPrefixes" : [ {
"ipPrefix" : "192.168.2.0/24", "type" : "PUBLIC",
"gatewayIp" : "192.168.2.254"
}, {
"ipPrefix" : "192.168.3.0/24", "type" : "PUBLIC",
"gatewayIp" : "192.168.3.254"
} ],
"ip6LocalPrefixes" : [ ],
"virtualGatewayMacAddress" : "00:00:00:00:00:01"
} } } }
org.onosproject.routing.bgp.BgpSessionManager.cfg 2000=bgpPort
END
ii. Konfigurasi BGP Speaker
!
frr version 7.3.1
frr defaults traditional hostname frr
service integrated-vtysh-config
!
interface eth0
ip address 172.12.10.2/30
!
interface eth1
ip address 102.10.1.99/24 ip address 102.10.2.99/24
!
router bgp 500
bgp router-id 172.12.10.2
neighbor 102.10.1.20 remote-as 100 neighbor 102.10.2.20 remote-as 200 neighbor 172.12.10.1 remote-as 500 neighbor 172.12.10.1 port 2000 neighbor 192.168.2.254 remote-as 500 neighbor 192.168.3.254 remote-as 500 !
address-family ipv4 unicast network 192.168.2.0/24 network 192.168.3.0/24 exit-address-family
! line vty
! end
iii. Konfigurasi FRR-1
!
frr version 7.3.1 frr defaults traditional
![Gambar 2.2.1 Arsitektur SDN[11]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3732616.3922926/18.892.200.557.310.534/gambar-arsitektur-sdn.webp)
![Gambar 2.2.2 Kontroler ONOS[13]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3732616.3922926/20.892.226.821.113.1185/gambar-kontroler-onos.webp)
![Gambar 2.2.4 Arsitektur SDN - IP[15]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3732616.3922926/21.892.206.867.220.1134/gambar-arsitektur-sdn-ip.webp)
![Gambar 2.2.6 Open vSwitch[21]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3732616.3922926/23.892.210.545.615.886/gambar-open-vswitch.webp)
