MUHAMAD FAHRI 1111091000027
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2017 M / 1438 H
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Komputer
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh:
Muhamad Fahri 1111091000027
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2017 M / 1438 H
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk
Memperoleh Gelar Sarjana Komputer (S.Kom)
Oleh:
MUHAMAD FAHRI 1111091000027
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Andrew Fiade, M. Kom. Hendra Bayu Suseno, M.Kom.
NIP. 19820811 200912 1 004 NIP. 19821211 200912 1 003 Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Informatika,
Arini, MT.
NIP. 19760131 200901 2 001
ini telah diterima sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom) pada Program Studi Teknik Informatika.
Jakarta, 4 Januari 2017 Menyetujui,
Penguji I Penguji II
Dr. Imam Marzuki Shofi Siti Ummi Masruroh, M.Sc.
NIP. 19720205 200801 1 010 NIP. 19820823 201101 2 013
Pembimbing I Pembimbing II
Andrew Fiade, M. Kom. Hendra Bayu Suseno, M.Kom.
NIP. 19820811 200912 1 004 NIP. 19821211 200912 1003 Mengetahui,
Dekan Fakutas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Ketua Program Studi Teknik Informatika,
Dr. Agus Salim, M.Si. Arini, MT.
NIP. 19720816 199903 1 003 NIP. 19760131 200901 2 001
SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN.
Jakarta, 4 Januari 2017
Muhamad Fahri
menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Sholawat dan salam penulis haturkan kepada junjungan kita baginda Nabi Muhammad SAW beserta keluarganya, para sahabatnya serta umatnya hingga akhir zaman.
Sebagai bahan penulisan diambil berdasarkan hasil observasi dan beberapa sumber literatur yang mengandung penulisan ini, penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan dan dorongan dari semua pihak maka penulisan skripsi ini tidak akan lancar, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Orang tua tercinta yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil serta selalu mendoakan dan memotivasi sehingga penulis selalu semangat untuk mengerjakan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Agus Salim, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3. Ibu Arini, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Informatika dan Sekretaris Program Studi Teknik Informatika, Bapak Fehri Fahrianto, M.Sc.
4. Bapak Andrew Fiade,M.Kom selaku Dosen Pembimbing I, yang telah memberikan bantuan berupa bimbingan, motivasi dan arahan untuk penulis menyelesaikan skripsi ini dengan baik hingga selesai.
5. Bapak Hendra Bayu Suseno, M.Kom selaku dosen pembimbing II yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, bantuan, semangat, motivasi dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Seluruh dosen dan staff UIN Jakarta khususnya Fakultas Sains dan Teknologi yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga bagi penulis.
7. Untuk Seluruh keluarga penulis, bang Fauzi, kak Mia, kak Syifa dan bang Andi yang telah memberikan bantuan moril maupun materil dan selalu
ini.
9. M. Fathul Iman dan Khairi Hamdi yang telah bersedia meluangkan waktu berharganya dan membuka pintu kontrakkannya untuk membantu penulis dalam melakukan penelitian skripsi ini.
10. Seluruh teman – teman Teknik Informatika 2011, kawan seperjuangan TI–
A 2011, sahabat – sahabati Komfast, teman KKN Kita yang telah memberikan penulis ilmu serta selalu membantu memberikan saran dalam pembuatan skripsi ini.
11. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh sekali dan belum sempurna, untuk itu penulis mohon kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulis dimasa akan datang.
Akhir kata semoga laporan skripsi ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan bagi para pembaca pada umumnya, amin ya robbal alamin.
Jakarta, 4 Januari 2017 Penulis,
Muhamad Fahri 1111091000027
tangan dibawah ini:
Nama : Muhamad Fahri NIM : 1111091000027 Program Studi : Teknik Informatika Fakultas : Sains Dan Teknologi Jenis Karya : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
SIMULASI JARINGAN VIRTUAL LOCAL AREA NETWORK (VLAN) MENGGUNAKAN POX CONTROLLER
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis atau pencipta dan sebagai pemilik Hak
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Jakarta Pada tanggal : 4 Januari 2017
Yang Menyatakan,
(Muhamad Fahri)
ABSTRAK
Teknologi khususnya jaringan komputer terus mengalami perkembangan, mulai dari time-sharing network berkembang menjadi PC (Personal Computer) berkembang membentuk LAN (Local Area Network). Keterbatasan LAN melahirkan sebuah teknologi VLAN yang memungkinkan adanya konfigurasi dari suatu jaringan komputer secara virtual (virtualisasi). Untuk mencocokkan fleksibilitas virtualisasi server, pengelola jaringan harus mampu untuk secara dinamis menambahkan, drop dan mengubah jaringan. Proses ini sulit dilakukan dengan switch tradisional, sebab logika kontrol untuk setiap switch terletak dalam logika switching yang sama. Software Defined Network (SDN) memisahkan control plane dari forwarding hardware (mesin khusus paket forwarding). Migrasi logic control yang digunakan pada perangkat yang terintegrasi (misalnya switch ethernet) menjadi mudah diakses dan secara logis jaringan menjadi terpusat dalam hal pengendalian. Pada penelitian ini dilakukan simulasi jaringan VLAN menggunakan Pox controller. Dengan melakukan simulasi tersebut, peneliti dapat mengetahui hasil evaluasi jaringan VLAN menggunakan pox controller. Berdasarkan fase simulation, konfigurasi jaringan VLAN lebih ditekankan pada controller dan bahasa pemrograman yang digunakan berdasarkan jenis controller yang digunakan. Berdasarkan hasil pengujian nilai rata-rata jitter dapat dipengaruhi oleh jumlah device yang digunakan. Pada jaringan VLAN menggunakan 2 buah switch nilai rata-rata jitter sebesar 0,009 ms. Nilai rata-rata jitter tersebut lebih kecil dari nilai rata-rata jitter pada jaringan VLAN yang menggunakan 3 buah switch yaitu sebesar 0,027 ms. Sedangkan hasil pengujian nilai rata-rata packet loss memiliki nilai yang sama, yaitu 0%. Nilai rata- rata packet loss tersebut menunjukkan bahwa kedua skenario tersebut tidak terjadi kehilangan paket.
Kata Kunci : VLAN, Software Defined Network, Control Plane, Forwarding Hardware, Pox Controller, Jitter, Packet Loss
Daftar Pustaka : 20 (2004–2015)
ABSTRACT
Technology, especially computer network had been developed, from time-sharing network developed into a PC (Personal Computer) developed to form a LAN (Local Area Network). Limitations LAN technology gave birth to a VLAN that allows for the configuration of a virtual computer network (virtualization). To match the flexibility of server virtualization, network managers must be able to dynamically add, drop and change the network. This process is difficult to do with traditional switches, because the control logic for each switch is located in the same switching logic. Software Defined Network (SDN) separates the control plane from the forwarding hardware (a special machine packet forwarding). Migration control logic used in integrated devices (eg ethernet switch) becomes accessible and logically into a centralized network in terms of control. In this research, VLAN network simulation using Pox controller. These simulations, researcher can determine the results of the evaluation using the VLAN network controller pox.
Based on the simulation phase, VLAN network configuration more emphasis on the controller and the programming language used by the type of controller used.
Based on the test results the average value of jitter can be influenced by the number of devices used. The average of jitter on VLAN using 2 switchs is 0.009 ms. The average value of jitter is smaller than the average value of jitter on the network VLAN using 3 switch that is equal to 0.027 ms. While the results of testing the value of the average packet loss have the same value, that is 0%. The average value of the packet loss shows that both scenarios there are no packets are lost.
Keywords : VLAN, Software Defined Network, Control Plane, Forwarding Hardware, Pox Controller, Jitter, Packet Loss
Bibliography : 20 (2004–2015)
PERNYATAAN ORISINALITAS ... iv
KATA PENGANTAR ... v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GRAFIK ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Pembatasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.5.1 Bagi Peneliti ... 4
1.5.2 Bagi Universitas ... 4
1.5.3 Bagi Umum ... 4
1.6 Metodologi Penelitian ... 5
1.6.1 Metode Pengumpulan Data ... 5
1.6.2 Metode Simulasi ... 5
2.1.1 Literatur Acuan ... 7
2.1.2 Penelitian Sejenis ... 8
2.2 Software Defined Networking ... 10
2.2.1 Pengertian dan Arsitektur Software Defined Networking ... 10
2.2.2 OpenFlow ... 13
2.2.3 SDN Controller ... 14
2.2.3.1 NOX dan POX ... 16
2.2.3.2 OpenDayLight ... 18
2.2.3.3 Floodlight ... 18
2.2.4 Mininet ... 20
2.3 Topologi Jaringan ... 23
2.3.1 Topologi Star... 23
2.3.2 Topologi Extended Star ... 25
2.4 Virtual Local Area Network (VLAN) ... 25
2.4.1 Pengertian VLAN ... 25
2.4.2 Tipe VLAN ... 26
2.4.3 Link VLAN ... 26
2.4.4 Manfaat VLAN ... 28
2.4.5 VLAN Trunking Protocol (VTP) ... 28
2.5 Perangkat Jaringan ... 30
2.5.1 Switch ... 30
2.6 OSI Layer ... 31
2.8 Metode Simulasi ... 35
2.8.1 Problem Formulation ... 37
2.8.2 Conceptual Model ... 38
2.8.3 Collection of Input/Output ... 38
2.8.4 Modeling... 38
2.8.5 Simulation... 39
2.8.6 Verification and Validation ... 39
2.8.7 Experimental ... 39
2.8.8 Output Analysis ... 40
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 41
3.1 Metode Pengumpulan Data ... 41
3.1.1. Studi Pustaka ... 41
3.2 Metode Simulasi ... 41
3.2.1. Problem Formulation ... 42
3.2.2. Conceptual Model ... 42
3.2.3. Collection of Input/Output Data ... 42
3.2.4. Modeling... 42
3.2.5. Simulation... 42
3.2.6. Verification and Validation ... 43
3.2.7. Experimental ... 43
3.2.8. Output Analysis ... 43
3.3 Kerangka Berfikir ... 44
4.3 Collection of Input/Output Data ... 48
4.4 Modeling ... 48
4.4.1 Skenario Simulasi 1 Menggunakan 2 Buah Switch ... 49
4.4.2 Skenario Simulasi 2 Menggunakan 3 Buah Switch ... 49
4.5 Simulation ... 50
4.6 Verification and Validation ... 59
4.7 Experimental ... 60
4.8 Output Analysis ... 60
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 61
5.1 Experimental ... 61
5.1.1 Experimental dan Pengujian Terhadap Konektivitas Jaringan VLAN ... 61
5.1.2 Pengujian Terhadap Performa Jaringan dengan Paket UDP ... 66
5.2 Output Analysis ... 68
5.2.1 Skenario 1 ... 68
5.2.2 Skenario 2 ... 70
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 75
6.1 Kesimpulan ... 75
6.2 Saran ... 75
DAFTAR PUSTAKA ... 77
LAMPIRAN ... 79
Gambar 2. 3 Topologi Bawaan Mininet ... 22
Gambar 2. 4 Topologi Star ... 23
Gambar 2. 5 Topologi Extended Star ... 25
Gambar 2. 6 Switch ... 30
Gambar 2. 7 OSI Layer ... 32
Gambar 3. 1 Kerangka Berfikir ... 44
Gambar 4. 1 Flowchart Metode Simulasi ... 45
Gambar 4. 2 Skenario Simulasi 1 Menggunakan 2 Buah Switch ... 49
Gambar 4. 3 Skenario Simulasi 1 Menggunakan 2 Buah Switch ... 49
Gambar 4. 4 Memilih Controller ... 52
Gambar 4. 5 Membuat Flow Table ... 53
Gambar 4. 6 Flow Table Actions ... 53
Gambar 4. 7 Export ke File Mininet ... 54
Gambar 4. 8 Export ke File Controller ... 54
Gambar 4. 9 Menjalankan Topologi VLAN SDN pada Mininet ... 58
Gambar 4. 10 Menjalankan Controller ... 58
Gambar 4. 11 Pemeriksaan Menggunakan Perintah Pingall ... 60
Gambar 5. 1 Pingall Sebelum controller Dijalankan ... 61
Gambar 5. 2 PC0 ping PC1 Sebelum Controller Dijalankan ... 62
Gambar 5. 3 PC1 ping PC5 Sebelum Controller Dijalankan ... 62
Gambar 5. 4 Pingall Setelah Controller Dijalankan ... 63
Gambar 5. 5 Pengujian Koneksi VLAN 10 ... 64
Gambar 5. 6 Pengujian Koneksi VLAN 20 ... 65
Gambar 5. 7 Pengujian Koneksi VLAN 30 ... 65
Gambar 5. 8 Hasil Percobaan pada sisi Server ... 66
Gambar 5. 9 Hasil Percobaan pada sisi Client ... 67
Tabel 4. 1 Data Input PC ... 48
Tabel 5. 1 Hasil Jitter Skenario 1... 68
Tabel 5. 2 Hasil Packet Loss Skenario 1 ... 69
Tabel 5. 3 Hasil Jitter Skenario 2... 70
Tabel 5. 4 Hasil Packet Loss Skenario 2 ... 72
Tabel 5. 5 Hasil Keseluruhan Simulasi ... 73
Grafik 5. 2 Grafik Packet Loss Skenario 1 ... 70
Grafik 5. 3 Grafik Jitter Skenario 2 ... 71
Grafik 5. 4 Grafik Packet Loss Skenario 2 ... 72
Grafik 5. 5 Grafik Hasil Simulasi Jitter ... 73
Grafik 5. 6 Grafik Hasil Simulasi Packet Loss ... 74
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejarah jaringan komputer berawal dari time-sharing network kemudian berkembang menjadi Personal Computer atau PC. Beberapa buah PC dapat membentuk network yang disebut LAN (Local Area Network). LAN menyediakan pemakaian resource bersama seperti sharing file dan sharing printer. (Sofana, 2010)
Iwan Sofana (2010) menjelaskan dalam buku Cisco CCNA dan Jaringan Komputer bahwa ketika topologi fisik suatu LAN sudah ditentukan, maka akan sulit untuk merombaknya menjadi bentuk lain. Biasanya media fisik network akan ditanamkan pada pipa khusus yang sulit dibongkar dan ditata ulang sehingga tidak dapat secara fleksibel mengelompokkan kembali beberapa komputer yang lokasinya berjauhan (misal beda ruangan atau gedung), tanpa melalui proses bongkar pasang hardware.
I Putu Agus Eka Pratama (2015) menjelaskan dalam buku Handbook Jaringan Komputer bahwa dengan perkembangan teknologi, terutama pada perangkat lunak komputer (dalam bentuk sistem operasi dan aplikasi), memungkinkan adanya konfigurasi dari suatu jaringan komputer secara virtual (virtualisasi). VLAN merupakan salah satu solusi yang diberikan untuk hal tersebut.
Permasalahan yang ada pada VLAN menurut William Stallings (2013) adalah dalam mengkonfigurasi VLAN. Administrator jaringan harus memastikan port VLAN yang dibuat pada virtual machine sesuai dengan pada switch sebenarnya.
Selain itu, setiap server virtual machine dipindahkan, maka administrator jaringan perlu melakukan konfigurasi ulang VLAN. Untuk mencocokkan fleksibilitas virtualisasi server, pengelola jaringan harus mampu untuk secara dinamis
menambahkan, drop dan mengubah jaringan. Proses ini sulit dilakukan dengan switch tradisional, sebab logika kontrol untuk setiap switch terletak dalam logika switching yang sama. Proses pengelolaan jaringan, tingkat QoS (Quality of Service) dan tingkat keamanan dapat sangat memakan waktu jika jaringan perusahaan besar yang menggunakan perangkat jaringan dari beberapa vendor, sebab administrator jaringan harus mengkonfigurasi peralatan masing-masing vendor secara terpisah dan menyesuaikan kinerja serta parameter-parameternya.
Siamak Azodolmolky (2013) menjelaskan bahwa Software Defined Networking (SDN) sering disebut sebagai ide baru yang revolusioner dalam jaringan komputer untuk menyederhanakan kontrol jaringan, manajemen dan memungkinkan inovasi melalui programabilitas jaringan. Jaringan komputer biasanya dibangun dari sejumlah besar perangkat jaringan (seperti switch, router, firewall dan sebagainya) dengan banyak protokol yang kompleks (software), yang diimplementasikan dan tertanam. Network engineer bertanggung jawab untuk melakukan manajemen jaringan yang cukup menantang dan rawan kesalahan.
Paul Goransson dan Chuck Black (2014) menjelaskan karakteristik mendasar dari SDN adalah pemisahan forwarding dan control plane. Fungsi forwarding meliputi logika untuk menangani paket yang masuk berdasarkan karakteristik seperti MAC address, IP dan VLAN ID. Protokol, logika dan algoritma yang digunakan untuk forwarding plane berada pada control plane. Control plane menentukan tabel forwarding dan logika yang harus diprogram atau dikonfigurasi.
Hasil yang paling dasar sinkronisasi ini adalah pencegahan loop.
Menurut Rohmat Tulloh, Ema Utami dan Eko Pramono (2015) Software defined networking, khususnya melalui protokol seperti OpenFlow, hadir dalam jaringan. Hal ini bertujuan untuk memisahkan Data plane dari control plane di banyak pemrograman jaringan, layanan, heterogenitas dan pemeliharaan. Bahkan jika aplikasi mobile dan multimedia sering menunjuk menunjukkan kegagalan pada arsitektur jaringan saat ini, maka tidak ada cara yang secara efisien dinamis
mendapatkan nilai latency dalam jaringan sebab OpenFlow secara efisien menerapkan kebijakan QoS.
Adanya penerapan QoS pada protokol OpenFlow menjadi daya tarik penulis untuk melakukan penelitian terhadap jaringan VLAN. Pada jaringan SDN terdapat sebuah controller yang mengatur jaringan. Adapun controller yang digunakan penulis dalam penelitian ini adalah Pox controller. Pox controller merupakan salah satu controller open source dan proses instalasi yang sederhana karena include dalam mininet serta menggunakan bahasa python sama halnya dengan mininet. Pox controller memiliki banyak fitur-fitur yang memudahkan para peneliti untuk melakukan penelitian mengenai jaringan dan Pox controller juga memiliki banyak fitur khususnya dalam VLAN sehingga memudahkan para peneliti melakukan penelitian mengenai SDN pada jaringan VLAN. Berdasarkan uraian permasalahan yang telah dijelaskan, judul penelitian penulis adalah Simulasi Jaringan Virtual Local Area Network (VLAN) Menggunakan Pox Controller.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan tersebut, rumusan masalah pada penelitian ini adalah Bagaimana simulasi jaringan Virtual Local Area Network (VLAN) menggunakan Pox Controller?
1.3 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Penelitian dilakukan dengan menggunakan aplikasi simulasi jaringan.
2. Simulasi dilakukan dengan menggunakan 6 buah PC dan 1 buah controller dengan menggunakan skenario penggunaan jumlah switch yaitu 2 switch dan 3 switch.
3. Metode penelitian yang digunakan adalah metode simulasi.
4. Aplikasi simulasi yang digunakan adalah Mininet.
5. Aplikasi yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja jaringan adalah Iperf versi 2.0.5.
6. Melakukan percobaan konektivitas antarVLAN dengan menggunakan parameter jitter dan packet loss.
7. Tidak membahas keamanan jaringan.
1.4 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi jaringan Virtual Local Area Network (VLAN) menggunakan pox controller dengan parameter jitter dan packet loss.
1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1 Bagi Peneliti
1. Menerapkan dan mengembangkan ilmu-ilmu yang didapatkan selama perkuliahan.
2. Bertambahnya pengetahuan penulis mengenai jaringan Virtual Local Area Network (VLAN) menggunakan pox controller.
1.5.2 Bagi Universitas
1. Menjadikan referensi dalam implementasi teknologi Software Defined Networking (SDN) pada jaringan Virtual Local Area Network (VLAN).
2. Menjadikan referensi untuk penelitian selanjutnya.
1.5.3 Bagi Umum
1. Dapat memberikan pandangan kepada masyarakat umum mengenai teknologi Software Defined Networking (SDN) yang sedang berkembang.
2. Dapat mengimplementasikan Software Defined Networking (SDN) pada jaringan yang sudah ada di perusahaan atau lingkungan masyarakat.
1.6 Metodologi Penelitian
1.6.1 Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dilakukan dalam proses penulisan skripsi ini adalah dengan Studi Pustaka.
1.6.2 Metode Simulasi
Metode simulasi merupakan metode yang penulis lakukan dalam pembuatan skripsi ini. Metode simulasi terdiri dari 8 fase sebagai berikut (Madani, Kazmi & Mahlknecht, 2010):
1. Problem Formulation, 2. Conceptual Model,
3. Collection Input/Output Data, 4. Modelling,
5. Simulation,
6. Verification and Validation 7. Experimental,
8. Output Analysis 1.7 Sistematika Penulisan
Pembahasan yang penulis sajikan terdiri dari enam bab dengan uraian sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Bab ini menguraikan teori-teori yang menjadi landasan dasar dan berkaitan dengan penulisan skripsi ini.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjelaskan metodologi penelitian yang digunakan dalam penyelesaian skripsi penulis. Metode tersebut meliputi metode pengumpulan data dan metode pengembangan sistem.
BAB IV IMPLEMENTASI SIMULASI
Bab ini berisi proses-proses dalam implementasi simulasi. Proses simulasi terdapat 8 fase dan pada Bab IV dijelaskan proses simulasi mulai fase 1 sampai fase 6.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengujian simulasi yang berasal dari experimental dan pembahasan atau output analysis yang didapat dari penelitian yang dilakukan peneliti.
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menyajikan kesimpulan dari penjelasan bab-bab sebelumnya dan berisi saran penulis terhadap terhadap pengembangan selanjutnya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
2.1.1 Literatur Acuan
Pada bagian ini peneliti menjabarkan beberapa literatur yang menjadi acuan dalam penulisan skripsi ini maupun dalam melakukan penelitian.
Buku-buku mengenai Software Defined Networking (SDN) yang peneliti gunakan sebagai acuan berupa e-book, karena materi SDN masih tergolong baru dan sedang berkembang. Adapun literatur yang penulis gunakan adalah sebagai berikut:
1. Judul : Cisco CCNA & Jaringan Komputer Jenis Literatur : Buku
Penulis : Iwan Sofana Tahun : 2010
Penerbit : Informatika Bandung Sinopsis :
Buku ini secara umum bercerita tentang jaringan komputer yang dibangun menggunakan berbagai perangkat Cisco dan komputer.
Materi yang disajikan di buku ini dibuat mendekati materi Cisco CCNA yang sudah sangat populer.
2. Judul : Data Communications and Networking Fifth Edition
Jenis Literatur : Buku Digital (Ebook) Penulis : Behrouz A. Forouzan Tahun : 2013
Sinopsis :
Buku ini menggunakan pendekatan bottom-up, Komunikasi Data dan Jaringan menyajikan materi pelajaran yang sangat teknis tanpa bergantung pada rumus yang kompleks dengan menggunakan pendekatan pedagogis yang kuat didukung oleh lebih dari 830 tokoh.
Buku ini membawa pembaca mulai tepat ke garis depan kemajuan terbaru di lapangan, sementara presentasi fundamental dalam cara yang sederhana dan jelas. Pembaca akan menemukan cakupan yang lebih baik, dan penjelasan yang lebih baik tentang materi mutakhir.
Pendekatan "bottom-up" memungkinkan instruktur untuk menutupi materi di satu saja, daripada harus kursus terpisah pada komunikasi data dan jaringan.
3. Judul : Software Defined Networks: A Comprehensive Approach
Jenis Literatur : Buku Digital (Ebook)
Penulis : Paul Goransson dan Chuck Black Tahun : 2014
Sinopsis :
Buku ini berisi sejumlah gambar dan diagram untuk menjelaskan dan menggambarkan konsep jaringan yang dibahas.
Buku ini menggunakan frase pendekatan Komprehensif pada bagian judulnya, karena teknologi SDN akan terus berkembang pada tahun setelah buku ini. Adapun topik yang dibahas dalam buku ini adalah Networking, Switching, Software Defined Networks, OpenFlow, OpenStack, dan Network virtualization.
2.1.2 Penelitian Sejenis
Sebelum penelitian skripsi dilakukan, penulis melakukan perbandingan studi literatur atau penelitian sejenis. Hal ini dilakukan agar penelitian yang akan penulis lakukan dapat bermanfaat, menjadi pelengkap dan penyempurna studi-studi literatur yang dilakukan sebelumnya.
Sebagai bahan pertimbangan dalam penelitian ini, penulis mencari studi kajian sejenis yang sesuai dengan penelitian yang akan penulis lakukan. Studi kajian sejenis yang penulis analisis adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1 Studi Literatur Sejenis
No Judul Nama Penulis Kelebihan Kekurangan
1. Simulasi Virtual Local Area Network (VLAN) Berbasis Software Defined Network (SDN)
Menggunakan POX Controller
Rohmat Tulloh, Ema Utami, Eko Pramono (2015) Universitas Telkom
Mengukur latency link dari controller OpenFlow dengan menggunakan parameter yang diukur adalah RTT.
Hanya fokus pada pengujian Kinerja Setup Time Controller.
2. Prototipe Infrastruktur Software Defined Network dengan Protokol
OpenFlow Menggunakan Ubuntu Sebagai Controller
Rikie Kartadie, Ema Utami, Eko Pramono (2014) STMIK
Amikom Yogyakarta
Membandingkan penerapan SDN pada sebuah jaringan VLAN dalam hal ini menekankan pada OpenFlow dengan menggunakan simulasi dan prototipe switch OpenFlow dengan menggunakan OpenDayLight sebagai controller.
Hanya melakukan uji pengiriman paket ICMP – Routing dan tidak menjelaskan mengenai flow jaringan yang diteliti.
3. Implementing Layer 2 Network Virtualization
Jon Matias, Borja Tornero, Alaitz Mendiola,
Melakukan
penelitian dengan membuat sebuah
Tidak menjelaskan performansi pada
using OpenFlow:
Challenges and Solutions
Eduardo Jacob, Nerea Toledo (2012)
University of the Basque Country (UPV/EHU), Bilbao (Spain)
virtualisasi jaringan pada layer 2 menggunakan openflow.
sebuah virtualisasi jaringan yang dibuat dan hanya melakukan
percobaan secara testbed.
2.2 Software Defined Networking
2.2.1 Pengertian dan Arsitektur Software Defined Networking
Software Define Networking (SDN) merupakan pendekatan baru yang mencoba mengatasi kelemahan paradigma saat ini yaitu sulitnya melakukan manajemen pada suatu jaringan komputer modern berskala besar. SDN adalah cara fundamental baru untuk program switch yang digunakan dalam jaringan komputer modern. SDN memindahkan arsitektur switch tradisional ke arsitektur yang sangat scalable dan kontrol jaringan menjadi terpusat pada jaringan yang sangat besar. (Goransson & Black, 2014)
Siamak Azodolmolky (2013) menulis pada buku digital (ebook) yang berjudul Software Defined Networking With OpenFlow bahwa secara khusus SDN adalah paradigma baru dalam jaringan yang forwarding hardware (mesin khusus paket forwarding) dipisahkan dari control plane. Migrasi logic control yang digunakan pada perangkat yang terintegrasi (misalnya switch ethernet) menjadi mudah diakses dan secara logis jaringan menjadi terpusat dalam hal pengendalian.
Software Defined Network (SDN) adalah istilah yang merujuk pada konsep/paradigma baru dalam mendisain, mengelola dan mengimplementasikan jaringan, terutama untuk mendukung kebutuhan dan inovasi di bidang ini yang semakin lama semakin kompleks. Konsep dasar
SDN adalah dengan melakukan pemisahan eksplisit antara control dan forwarding plane, serta kemudian melakukan abstraksi sistem dan meng- isolasi kompleksitas yang ada pada komponen atau sub-sistem dengan mendefinisikan antar-muka (interface) yang standar. (Mulyana, 2014)
Dari ketiga penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa pada saat-saat ini jaringan komputer modern yang berskala besar membutuhkan suatu paradigma untuk menyelesaikan permasalahan manajemen pada jaringan modern yang semakin kompleks. SDN merupakan sebuah paradigma baru yang memisahkan antara forwarding plane dan control plane sehingga menjadikan suatu jaringan modern menjadi terpusat. Hal ini memudahkan dalam mendisain, mengelola dan mengimplementasikan jaringan, terutama untuk mendukung kebutuhan dan inovasi pada jaringan modern saat ini.
Beberapa aspek penting dari SDN adalah sebagai berikut (Mulyana, 2014):
a) Adanya pemisahan secara fisik/eksplisit antara forwarding/data- plane dan control-plane.
b) Antarmuka standard (vendor-agnosic) untuk memprogram perangkat jaringan.
c) Control-plane yang terpusat (secara logika) atau adanya sistem operasi jaringan yang mampu membentuk peta logika (logical map) dari seluruh jaringan dan kemudian memrepresentasikannya melalui (sejenis) API (Application Programming Interface).
d) Virtualisasi dimana beberapa sistem operasi jaringan dapat mengkontrol bagian-bagian (slices atau substrates) dari perangkat yang sama.
Dalam konsep SDN, tersedia open interface yang memungkinkan sebuah entitas software/aplikasi untuk mengendalikan konektivitas yang disediakan oleh sejumlah sumber-daya jaringan, mengendalikan aliran trafik yang
melewatinya serta melakukan inspeksi terhadap atau memodifikasi trafik tersebut. Gambar berikut menunjukan arsitektur SDN beserta komponen dan interaksinya.
Gambar 2. 1 Arsitektur SDN
Berdasarkan gambar 2.1, arsitektur SDN dapat dilihat sebagai 3 lapis/bidang:
1. Infrastruktur (data-plane / infrastructure layer): terdiri dari elemen jaringan yang dapat mengatur SDN Datapath sesuai dengan instruksi yang diberikan melalui Control-Data-Plane Interface (CDPI).
2. Kontrol (control plane / layer): entitas kontrol (SDN Controller) mentranslasikan kebutuhan aplikasi dengan infrastruktur dengan memberikan instruksi yang sesuai untuk SDN Datapath serta memberikan informasi yang relevan dan dibutuhkan oleh SDN Application.
3. Aplikasi (application plane / layer): berada pada lapis teratas, berkomunikasi dengan sistem via NorthBound Interface (NBI) Bidang Manajemen & Admin bertanggung-jawab dalam: inisiasi elemen jaringan, memasangkan SDN Datapath dengan SDN Controller, atau mengkonfigurasi cakupan (coverage) dari SDN Controller dan SDN App.
Arsitektur SDN seperti yang dijelaskan di atas, dapat berjalan paralel dengan jaringan non-SDN, fitur yang sangat berguna untuk migrasi secara bertahap menuju jaringan SDN. (Mulyana, 2014)
2.2.2 OpenFlow
Spesifikasi OpenFlow telah berkembang selama beberapa tahun.
Organisasi internet nonprofit openflow.org didirikan pada tahun 2008 sebagai pelopor untuk mempromosikan dan mendukung OpenFlow. Meskipun openflow.org ada secara resmi di internet, pada tahun-tahun awal secara fisik organisasi internet nonprofit tersebut merupakan sebuah kelompok orang yang bertemu di Universitas Stanford. (Goransson & Black, 2014)
Awalnya, OpenFlow diimplementasikan sebagai bagian penelitian jaringan pada Universitas Stanford. Fokus awalnya adalah untuk memungkinkan penciptaan protokol ekperimental pada jaringan kampus yang bisa digunakan untuk penelitian dan percobaan. Kernel awal OpenFlow berevolusi dari sebuah ide dan pandangan terhadap OpenFlow bahwa OpenFlow dapat menggantikan fungsi dari protokol layer 2 dan 3 sepenuhnya dalam swith dan router. (Nadeau, 2013)
OpenFlow pertama yaitu versi 1.0.0 muncul pada 31 Desember 2009, kemudian rilis versi 1.1.. Versi 1.1.0 merupakan pengembangan dan pengelolaan spesifikasi yang dilakukan oleh openflow.org. Pada 21 Maret 2011, Open Network Foundation (ONF) didirikan dengan tujuan mempercepat penyampaian dan komersialisasi SDN. (Goransson & Black, 2014)
ONF adalah jenis baru dari standar organisasi development. ONF memiliki departemen pemasaran yang sangat aktif mempromosikan protokol OpenFlow dan upaya lain SDN yang terkait. Promosi yang dilakukan ONF adalah menyelenggarakan konferensi tahunan yang disebut Open Networking Summit. (Nadeau, 2013)
Struktur protokol OpenFlow menghubungkan antara control plane dengan data plane yang disupport oleh perangkat jaringan. OpenFlow dirancang untuk memberikan aplikasi eksternal mengakses forwarding plane melalui jaringan switch (router). Akses ke bagian router yang dapat selama terhubung dalam sebuah jaringan memungkinkan controller tidak harus berada dalam jaringan switch.
Protokol OpenFlow dibuat untuk mengaktifkan software defined network dan menjadi satu-satunya protokol standar SDN yang memungkinkan melakukan manipulasi dari forwarding plane perangkat jaringan.Awalnya OpenFlow diterapkan untuk jaringan berbasis ethernet, tetapi penggunaan OpenFlow switching dapat diperluas. OpenFlow berbasis SDN dapat digunakan pada jaringan yang ada, baik fisik maupun virtual. Perangkat jaringan secara bersamaan dapat mendukung forwarding berbasis OpenFlow serta forwarding tradisional. Hal tersebut menunjukkan bahwa mudah bagi perusahaan dan operator untuk semakin memperkenalkan teknologi OpenFlow berbasis SDN, bahkan di lingkungan jaringan yang multi vendor.
(Morreale, 2015)
2.2.3 SDN Controller
Tiga konsep yang paling penting pada SDN adalah programabilitas, pemisahan control plane dan data plane serta pengelolaan state jaringan pada model kontrol sentralisasi. SDN controller adalah perwujudan dari kerangka SDN yang ideal dan dalam banyak kasus adalah refleksi dari kerangka tersebut. Dalam teori, SDN controller menyediakan layanan yang dapat
mewujudkan control plane terdistribusi sekaligus konsep manajemen dan sentralisasi. (Nadeau, 2013)
Controller didesain untuk melakukan kontrol data plane dan menerima elemen yang dibutuhkan dari layer aplikasi untuk menentukan tipe kontrol yang diberikan. Controller harus menerima aturan-aturan kebijakan untuk menyimpulkan tindakan yang dibutuhkan pada peralatan jaringan. Tindakan tersebut dapat dilakukan pada router, switch, firewall, virtual VPN dan perangkat keras lainnya. (Pujolle, 2015)
Siamak Azodolmolky (2013) menganalogikan OpenFlow controller mirip seperti sistem operasi yang menyediakan program antarmuka ke switch OpenFlow (mirip dengan perangkat keras komputer). Penggunaan program antarmuka, aplikasi jaringan disebut sebagai Net Apps. Net Apps dapat ditulis untuk melakukan kontrol dan manajemen tugas serta menawarkan fungsionalitas baru. Control plane di SDN dan OpenFlow secara logis terpusat dan Net Apps ditulis seolah-olah seperti jaringan sistem tunggal.
Controller mengkonfigurasi dan mengelola switch, menerima informasi dari switch dan mengirimkan paket ke switch melalui interface controller.
Menggunakan protokol OpenFlow, remote kontrol dapat menambah, memperbarui atau menghapus entri aliran/flow dari switch ke flow table. Hal tersebut dapat terjadi secara reaktif (dalam menanggapi kedatangan paket) atau proaktif. Protokol OpenFlow dapat dilihat sebagai salah satu implementasi pengendali interaksi switch, karena mendefinisikan komunikasi antara switching hardware dan controller jaringan.
Rohmat Tulloh, Ema Utami dan Eko Pramono (2015) menjelaskan bahwa terdapat keuntungan dan kekurangan ketika controller menggunakan mode proactive. Kekurangan dari mode proactive ketika menggunakan mode ini maka rule yang diberikan akan semakin banyak bergantung pada kondisi jaringan yang ada. Sementara itu kelebihan dari mode ini dibandingkan mode
reactive adalah controller hanya memberikan pengaturan sekali diawal saja, sehingga jaringan cepat stabil sedangkan pada mode reactive, controller akan memberikan rule hanya ketika ada permintaan paket “in” dari suatu switch yang sebelumnya belum ada sehingga jika digunakan mode reactive maka harus dibuat controller adaptif terhadap suatu permintaan selain itu juga harus didesain resource untuk buffer paket, baik disisi switch ataupun disisi controller sehingga menambah kompleksitas coding.
Fitur inti controller meliputi (Paul Goransson, 2014):
a) End-user device discovery meliputi leptop, desktop, printer, mobile device dan sebagainya.
b) Network device discovery terdiri dari infrastruktur jaringan seperti switch, router dan wireless access point.
c) Network device topology management mempertahankan informasi tentang rincian interkoneksi perangkat jaringan satu sama lain dan ke perangkat end-user yang terhubung.
d) Flow management menjaga database dari flow yang dikelola oleh controller dan melakukan koordinasi dengan semua perangkat untuk memastikan sinkronisasi entri flow perangkat dengan database tersebut.
Berikut ini adalah beberapa SDN controller sebagai berikut:
2.2.3.1 NOX dan POX
NOX (www.noxrepo.org) merupakan controller OpenFlow pertama yang ditulis dalam C++ dan menyediakan API untuk python. NOX mempunyai 2 jenis yaitu NOX-classic dan NOX yang dikenal dengan new NOX. New NOX hanya mendukung C++, sehingga new NOX memiliki aplikasi jaringan yang lebih sedikit dan lebih cepat dibanding dengan NOX-classic. (Azodolmolky, 2013)
NOX dikembangkan oleh Nicira dan disumbangkan ke komunitas riset sehingga menjadi open source pada tahun 2008. Hal tersebut menjadikan NOX sebagai controller OpenFlow open source yang pertama.
Beberapa aplikasi NOX yang populer adalah SANE dan Etana.
SANE adalah sebuah pendekatan untuk mewakili jaringan sebagai filesystem. Etana adalah aplikasi penelitian Stanford University untuk keamanan network-wide pada accsess control list.
POX adalah versi berbasis python dari NOX (NOX di python). Latar belakang pengembangan POX adalah mengembalikan NOX ke C++ dan mengembangkan platform python (python 2.7) secara terpisah.
Keuntungan POX dibanding NOX adalah sebagai berikut (Nadeau, 2013):
a) POX memiliki pythonic OpenFlow interface.
b) POX memiliki komponen sampel yang dapat digunakan kembali untuk seleksi jalur, penemuan topologi dan lain sebagainya.
c) POX dapat berjalan pada berbagai sistem operasi seperti Linux, Windows dan Mac OS.
d) POX mendukung GUI dan visualiasasi seperti NOX.
e) POX berkinerja baik dibandingkan NOX.
POX adalah controller open source untuk aplikasi Software Defined Network (SDN). POX merupakan controller yang memungkinkan pembangunan jaringan lebih cepat. POX merupakan controller yang include dengan mininet. Pada saat menginstall mininet maka tambahkan
“-a” maka secara otomatis POX Controller akan ikut terinstal. (Pesantren Networkers IDN, 2015)
2.2.3.2 OpenDayLight
OpenDayLight (ODL) adalah platform modular terbuka SDN untuk jaringan pada berbagai ukuran dan skala yang dikembangkan oleh Linux Foundation Collaborative project. ODL memungkinkan layanan jaringan di seluruh spektrum hardward di lingkungan multi vendor.
Arsitektur microservices ODL memungkinkan pengguna untuk mengontrol aplikasi, protokol dan plugin serta menyediakan koneksi antara konsumen dan penyedia eksternal. ODL mengintegrasikan open source, standar terbuka dan API terbuka untuk memberikan sebuah platform SDN yang membuat jaringan lebih diprogram, cerdas dan mudah beradaptasi. (www.opendaylight.org)
2.2.3.3 Floodlight
Floodlight adalah OpenFlow controller berbasis Java, pengembangan dari Beacon yang mendukung switch openflow fisik dan virtual. Komunitas floodlight mencakup sejumlah pengembang Big Switch Network yang aktif menguji dan memperbaiki bug serta membuat alat tambahan, plugin dan fitur lainnya guna memperbaiki bug yang ditemukan. Floodlight controller dimaksudkan untuk menjadi platform untuk berbagai aplikasi jaringan (Net Apps). Beberapa Net Apps Floodlight adalah (Azodolmolky, 2013):
a) Filter jaringan virtual yang mengidentifikasi paket yang masuk jaringan, tetapi tidak sesuai dengan flow yang ada. Aplikasi ini menentukan apakah sumber dan tujuan berada di jaringan yang sama; jika demikian, aplikasi pengontrol sinyal akan melanjutkan pembuatan flow. Filter sederhana ini menggunakan layer 2 (MAC) berbasis virtual yang memungkinkan pengguna membuat beberapa logical jaringan layer 2 dalam satu lapisan 2 domain.
b) Static Flow Pusher digunakan untuk membuat flow di awal paket dalam flow jaringan yang masuk. Hal ini dapat dilihat melalui REST
API Floodlight yang mengizinkan pengguna untuk memasukkan flow secara manual ke dalam jaringan OpenFlow.
c) Circuit Pusher membuat flow dan ketentuan switch untuk tujuan paket. Bidirectional circuit antara sumber dan tujuan adalahflow entry permanen pada semua switch di rute antara kedua perangkat.
d) Modul firewall memberikan perlindungan yang sama seperti firewall pada jaringan fisik tradisional Access List Control (ACL) mengontrol flow yang dibuat untuk tujuan tertentu. Aplikasi firewall telah diimplementasikan pada modul floodlight yang memberlakukan aturan ACL pada switch OpenFlow yang diaktifkan dalam jaringan.
Arsitektur floodlight adalah modular dengan komponen-komponen meliputi manajemen topologi, manajemen perangkat (pelacakan MAC dan IP), jalur komputasi, infrastruktur untuk akses web (manajemen), OpenFlow counters dan abstraksi penyimpanan secara menyeluruh untuk penyimpanan state.
Komponen-komponen floodlight diperlakukan sebagai layanan loadable dengan interfaces yang mengekspor state. Floodlight controller menyediakan REST API sebagai pemberitahuan sistem. API memungkinkan aplikasi untuk mengatur state dari controller serta untuk subcribe event yang dikeluarkan oleh controller dengan menggunakan Java Event Listener yang ditunjukkan pada gambar 2.2 berikut ini:
Gambar 2. 2 Arsitektur Floodlight
Modul inti disebut Provider Floodlight, menangani I/O dari switch dan menerjemahkan pesan OpenFlow ke floodlight events, sehingga menciptakan event-driven, asynchrounus application framework.
Floodlight menggabungkan model threading yang memungkinkan modul untuk berbagi thread dengan modul lain. (Nadeau, 2013)
2.2.4 Mininet
Mininet adalah emulator jaringan yang menciptakan jaringan virtual host, switch controller dan link. Mininet host menjalankan standar perangkat lunak jaringan Linux dan switch yang mendukung OpenFlow untuk custom routing yang sangat fleksibel dan SDN. (http://mininet.org/overview/)
Mininet membuat jaringan virtual yang realistis, menjalankan kernel nyata, switch dan kode aplikasi pada satu mesin (VM, cloud atau asli) dalam hitungan detik dengan satu perintah seperti sudo mn.
Mininet merupakan cara yang bagus untuk mengembangkan, berbagi dan bereksperimen dengan OpenFlow dan sistem jaringan SDN. Mininet secara
aktif dikembangkan dan didukung serta dirilis di bawah lisensi BSD open source. (http://mininet.org/)
Salah satu alasan mininet sering digunakan untuk penelitian karena mininet dapat membantu dalam membuat topologi sesuai dengan kebutuhan atau keinginan perancang, banyak yang telah membuktikannya dengan topologi yang cukup kompleks, lebih besar dan topologi internet seperti yang digunakan untuk penelitian pada BGP. Fitur lain yang sangat bagus dari mininet yaitu memungkinkan untuk kostumisasi packet forwarding sepenuhnya. (Nadeau, 2013)
Berikut adalah kelebihan mininet:
a) Menyediakan testbed jaringan yang sederhana dan murah untuk mengembangkan aplikasi OpenFlow.
b) Memungkinkan beberapa pengembang untuk bekerja sama secara independen pada topologi yang sama.
c) Mendukung system-level regression tests yang berulang dan mudah dikemas.
d) Memungkinkan pengujian topologi yang kompleks tanpa perlu memasang jaringan fisik.
e) Menggunakan CLI pada sebuah topologi dan Openflow untuk debugging atau melakukan tes pada jaringan luas.
f) Mendukung pembuatan topologi custom secara acak, sehingga dapat memudahkan pengguna dalam membuat topologi berdasarkan kebutuhan pengguna.
g) Menyediakan API Python yang mudah dan extensible untuk penciptaan jaringan dan eksperimen.
Pada Mininet sudah terdapat beberapa topologi bawaan yang dapat langsung digunakan dengan menggunakan perintah (command) tertentu.
Beberapa topologi bawaan tersebut antara lain topologi single, tree dan linear seperti gambar di bawah ini:
Gambar 2. 3 Topologi Bawaan Mininet
Membuat custom topologi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu secara manual dengan menulis kode python atau membuat konfigurasi topologi menggunakan GUI editor seperti Virtual Network Description (VND) kemudian diekspor ke bentuk file yang dapat di-running oleh mininet.
Adapun langkah-langkah dalam custom topologi manual pada mininet adalah sebagai berikut:
1. Membuat file .py dari topologi yang diinginkan kemudian simpan di folder mininet/custom/.
2. Run custom topologi yang telah dibuat menggunakan command:
$sudo mn --custom <custom_topology> --topo mytopo --mac -- switch ovsk --controller remote.
Adapun langkah-langkah dalam membuat custom topologi dengan VND melalui situs http://www.ramonfontes.com/vnd/:
1. Membuat topologi jaringan yang diinginkan.
2. Klik File>Export>Export to mininet, kemudian ubah format file menjadi .py.
3. Pada mininet, copy file ke dalam folder mininet/examples.
4. Membuat agar file vnd dapat dieksekusi oleh mininet dengan $ chmod +x <file_topology_vnd>.
5. Jalankan file menggunakan command $ sudo ./<file_topology_vnd>.
2.3 Topologi Jaringan
I Putu Agus Eka Pratama (2015) menjelaskan bahwa topologi jaringan komputer didefinisikan sebagai suatu teknis , cara dan aturan di dalam merangkai dan menghubungkan berbagai komputer dan perangkat terhubung lainnya ke dalam sebuah jaringan komputer, sehingga membentuk sebuah hubungan yang bersifat geometris. Topologi ini bersifat sebuah rancangan (desain), yang kemudian dapat diimplementasikan secara langsung melalui sejumlah perangkat keras penghubung pada jaringan komputer.
2.3.1 Topologi Star
Topologi star menghubungkan semua komputer pada sentral atau konsentrator. Biasanya konsentrator adalah sebuah hub atau switch. Topologi star umumnya digunakan pada jaringan komputer skala kecil dan menengah.
(Sofana 2010)
Gambar 2. 4 Topologi Star
I Putu Agus Eka Pratama (2015) menjelaskan bahwa topologi star menawarkan sejumlah kelebihan. Adapun kelebihan-kelebihan yang ditawarkan tersebut antara lain mencakupi:
1. Topologi star lebih andal di dalam jaringan, di mana kemungkinan terjadinya tabrakan paket data (collision) kecil atau tidak ada sama sekali.
2. Topoogi star mudah diimplementasikan, cukup dengan hanya menghubungkan komputer ke komputer server (termasuk juga pada switch atau hub jika dalam bentuk perangkat penghubung jaringan).
3. Kontrol terhadap akses pada topologi star lebih aman dan andal karena terpusat kepada komputer server (atau dalam hal ini selain komputer juga dapat mencakup hub atau switch jika berupa perangkat penghubung).
4. Topologi star mendukung sifat scalable pada jaringan komputer, di mana penambahan maupun pengurangan jumlah komputer client yang terhubung, dapat dilakukan dengan mudah dan cepat sesuai dengan kebutuhan dan kondisi.
5. Topologi star relatif lebih fleksibel.
6. Topologi star mudah untuk diperbaiki dan dirawat (maintenance) termasuk juga jika ada kesalahan/gangguan.
Namun di sisi lain, topologi star juga memiliki sejumlah kekurangan.
Kekurangan-kekurangan tersebut antara lain:
1. Karena sangat bergantung kepada komputer pusat atau server (maupun hub atau switch jika berupa perangkat penghubung), maka beban trafik dan kinerja dari komputer pusat (atau hub maupun switch) pada topologi star akan makin besar juga. Hal ini akan berisiko terhadap semakin cepatnya kerusakan pada perangkat keras dari sistem pada jaringan komputer.
2. Pada topologi star biaya jauh lebih besar, mengingat diperlukan kabel jaringan yang jauh lebih banyak.
3. Pada topologi star, apabila trafik jaringan padat (misalnya terdapat banyak pertukaran data antarkomputer), yang mana semua lalu lintas data
melewati komputer pusat/server (maupun hub atau switch), akan berakibat pada lalu lintas pertukaran data yang makin melambat.
2.3.2 Topologi Extended Star
Topologi extended star merupakan topologi star yang telah dikembangkan. Idenya adalah menggabungkan beberapa topologi star menjadi satu kesatuan. Alat yang digunakan untuk menghubungkan masing- masing star adalah hub atau switch. Topologi extended star memiliki karakteristik yang tidak jauh berbeda dengan topologi star. (Sofana, 2010)
Gambar 2. 5 Topologi Extended Star 2.4 Virtual Local Area Network (VLAN)
2.4.1 Pengertian VLAN
Ide teknologi VLAN adalah untuk membagi LAN ke segmen logis bukan fisik sehingga sebuah LAN dapat dibagi menjadi beberapa LAN logis (Forouzan, 2013). Sedangkan menurut Jesin A (2014) VLAN adalah teknologi yang digunakan untuk partisi jaringan tunggal layer 2 menjadi beberapa broadcast domain.
Dari kedua definisi di atas, dapat disimpulkan bahwa VLAN adalah sebuah teknologi pengembangan dari LAN yang berada pada jaringan layer 2 yang dapat membagi sebuah LAN menjadi beberapa LAN atau broadcast domain.
2.4.2 Tipe VLAN
Jika dilihat dari sisi keanggotaan VLAN dibagi menjadi dua, yaitu:
(Sumber: Iwan Sofana, 2010) 1. Static VLAN
Static VLAN merupakan tipe VLAN yang umum dan paling secure. Setiap anggota dari suatu VLAN ditentukan berdasarkan nomor port switch. Kadangkala static VLAN disebut sebagai port based VLAN.
Pada static VLAN, proses konfigurasi realtif cukup mudah.
Sebagai contoh, port 1 – 10 untuk VLAN 1 dan port 2 - 7 untuk VLAN 2.
2. Dynamic VLAN
Pada dunamic VLAN, keanggotaan akan ditentukan secara otomatis menggunakan software yang diinstal pada server pusat yang disebut VLAN Management Policy Server (VMPS). Contoh software-nya adalah CiscoWorks 2000. Dengan menggunakan VMPS, anggota VLAN dapat ditentukan berdasarkan MAC address, protokol, dan aplikasi untuk membentuk dynamic VLAN.
2.4.3 Link VLAN
VLAN dibangun menggunakan berbagai perangkat, seperti switch, router, PC dan sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan hubungan atau link di antara perangkat-perangkat tersebut. Link seringkali disebut sebagai sebagai interface. (Sofana, 2010)
Ada dua jenis link yang digunakan, yaitu: (Sumber: Iwan Sofana, 2010) 1. Access Link
Access Link merupakan tipe link yang umum dan dimiliki oleh hampir semua jenis switch VLAN. Access Link lazimnya digunakan untuk menghubungkan komputer dengan switch. Access Link tidak lain merupakan port switch yang sudah terkonfigurasi. Access Link mendukung teknologi Ethernet biasa (10 Mbps) hingga FastEthernet (100 Mbps).
Selama proses transfer data, switch akan membuang informasi tentang VLAN. Anggota suatu VLAN tidak dapat berkomunikasi dengan anggota VLAN lain, kecuali jika dihubungkan oleh router.
2. Trunk Link
Istilah Trunk diambil dari sistem telepon yang dapat mengangkut beberapa percakapan sekaligus. Trunk Link digunakan untuk menghubungkan switch dengan switch yang lain, switch dengan router, atau switch dengan server. Jadi, port telah dikonfigurasi untuk dilalui berbagai VLAN (tidak hanya sebuah VLAN).
Trunk Link hanya mendukung teknologi Fast (100 Mbps) atau Gigabit (1000 Mbps) Ethernet, sebab Trunk Link lazimnya dihubungkan dengan network backbone berkecepatan tinggi. Wajar jika kebutuhannya lebih tinggi dibanding Access Link.
Untuk memudahkan memahami kedua link tersebut, Access Link dianalogikan seperti jalan menuju pekarangan rumah, sedangkan Trunk Link seperti jalan umum. Lazimnya, jalan umum boleh dilalui oleh semua pengguna jalan, sedangkan jalan menuju pekarangan rumah hanya dilalui oleh pemilik rumah atau tamu yang ingin berkunjung ke rumah tersebut.
2.4.4 Manfaat VLAN
Secara garis besar manfaat VLAN adalah sebagai berikut: (Iwan Sofana, 2010)
1. Meningkatkan performa jaringan
VLAN mampu meningkatkan performa jaringan dengan cara memblok paket/frame yang tidak perlu.
2. Desain jaringan fleksibel
VLAN memungkinkan anggota berpindah-pindah lokasi tanpa harus merombak ulang perangkat jaringan. Cukup melakukan konfigurasi secara software. VLAN dapat mengatasi persoalan lokasi.
3. Mengurangi biaya instalasi
Jika hendak mengubah VLAN maka tidak memerlukan biaya instalasi maupun penambahan perangkat baru.
4. Keamanan
VLAN dapat membatasi user yang boleh mengakses suatu aplikasi/data berdasarkan access list yang telah ditentukan.
2.4.5 VLAN Trunking Protocol (VTP)
VTP merupakan Protokol milik Cisco yang memungkinkan switch-switch pada Cisco (yang terhubung) saling bertukar informasi. VTP memudahkan proses konfigurasi secara otomatis antar sesama switch. Dengan VTP, maka dalam membuat suatu VLAN cukup dengan konfigurasi pada salah satu switch. (Sofana, 2010)
Penjelasan di atas serupa dengan penjelasan Jesin A. (2014) dalam buku Packet Tracer Simulator. Jesin A. menjelaskan bahwa VTP muncul karena banyaknya jumlah VLAN yang dibuat. Oleh karena itu, dengan adanya
VLAN, pengguna tidak perlu melakukan konfigurasi VLAN pada setiap switch.
VTP dapat bekerja pada layer 2. Pengguna dapat menambah, menghapus mengedit dan mengubah konfigurasi VLAN. Jika salah satu switch dirubah konfigurasinya, maka VTP akan melakukan sinkronisasi konfigurasi terhadap switch-switch yang lain. (Sofana, 2010)
Ada 3 mode VTP yang disediakan, yaitu: (Jesin, 2014) 1. Server mode
Dalam VTP server mode memperbolehkan switch untuk memodifikasi VLAN dan mengirim informasi VTP.
2. Client mode
Switch VTP client mode dapat mendengarkan informasi VTP dari Switch VTP server mode. Switch client tidak diperbolehkan memodifikasi VLAN lokal.
3. Transparent mode
Mode ini bekerja independen dari switch lainnya. Pada mode ini switch hanya meneruskan informasi VTP yang diterima dan tidak dapat menghasilkan apapun juga tidak dapat mengubah VLAN sendiri berdasarkan informasi VTP yang diterima.
Syarat agar fiturVTP dapat berfungsi: (Sofana, 2010)
1) Switch-switch harus memiliki VTP domain name yang sama.
2) Menggunakan trunk ISL atau 802.1q.
3) Jika konfigurasi dilakukan pada beberapa switch, maka switch-switch tersebut harus memiliki password yang sama.
2.5 Perangkat Jaringan
2.5.1 Switch
Switch adalah bridge yang memiliki banyak port, menghubungkan lebih dari 2 device (Jesin, 2014). Sedangkan Andi Micro (2012) menjelaskan bahwa switch merupakan suatu device pada jaringan yang secara konseptual berada pada layer 2 (Datalink Layer) dan ada yang layer 3 (Network Layer).
Dari kedua penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa switch merupakan suatu device yang memiliki banyak port sehingga dapat menghubungkan lebih dari 2 device melalui layer 2 atau 3. Oleh karena itu, switch disebut juga multiport bridge.
Gambar 2. 6 Switch
I Putu Agus Eka Pratama menjelaskan bahwa switch bekerja di dua buah layer pada jaringan komputer, yaitu Data Link Layer dan Physical Layer.
Pada Data Link Layer, terjadi proses pengecekan terhadap alamat fisik jaringan (MAC Address) untuk otentikasi alamat fisik komputer yang terhubung ke switch, untuk kemudian disesuaikan dengan alamat jaringan pada Network Layer (IP Address). Pada Physical Layer terjadi proses pengolahan sinyal digital.
Switch dapat mempelajari alamat hardware host tujuan, sehingga informasi bisa langsung dikirim ke host tujuan. Switch yang lebih cerdas
dapat mengecek frame yang error dan dapat mem-blok frame yang error tersebut. (Sofana, 2010)
2.6 OSI Layer
Secara umum model OSI membagi berbagai fungsi network menjadi 7 lapisan.
Lembaga yang mempublikasikan OSI adalah International Organization for Standardization (ISO). Model OSI diperkenalkan pada tahun 1984. Ketujuh layer tersebut yaitu:
1. Physical 2. Data Link 3. Network 4. Transport 5. Session 6. Presentation 7. Application
Beberapa keuntungan atau alasan mengapa model OSI dibuat berlapis-lapis, diantaranya: (Sofana, 2010)
1) Memudahkan siapa saja (khususnya pemula) untuk memahami cara kerja jaringan komputer secara menyeluruh.
2) Memecah persoalan komunikasi data yang rumit menjadi bagian-bagian kecil yang lebih sederhana, sehingga dapat memudahkan proses trouble shooting.
3) Memungkinkan vendor atau pakar network mendesain dan mengembangkan hardware/software yang sesuai dengan fungsi layer tertentu (modular).
4) Menyediakan standar interface bagi pengembangan perangkat yang melibatkan multivendor. Adanya abstraksi layer memudahkan pengembangan teknologi masa depan yang terkait dengan layer tertentu.
Model Layer OSI dibagi dalam dua group: upper layers dan lower layers.
Upper layers fokus pada aplikasi pengguna dan bagaimana file direpresentasikan di komputer. Untuk Network Engineer, bagian utama yang menjadi perhatiannya adalah pada lower layers. Lower layer adalah intisari komunikasi data melalui jaringan aktual.
Gambar 2. 7 OSI Layer
Layer 5 s.d. 7 dikelompokkan sebagai application layers atau upper layers.
Segala sesuatu berkaitan dengan user interface, data formatting dan communication sessions ditangani dilayer ini. Upper layers banyak diimplementasikan dalam bentuk software (aplikasi).
Layer 1 s.d. 4 dikelompokkan sebagai data flow layers atau lower layers.
Bagaimana data mengalir pada network ditangani oleh layer ini. Lower layers dapat diimplementasikan dalam bentuk hardware maupun software. (Iwan Sofana, 2010)
Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan fungsi setiap layer beserta contoh- contoh protokol yang sesuai untuk masing-masing layer:
Tabel 2.2 OSI Layer
Layer Fungsi Contoh Protokol
Application Menyediakan servis bagi aplikasi network
NNTP, HL7, Modbus, SIP, SSI, DHCP, FTP, Gopher, HTTP, NFS, NTP, RTP, SMPP, SMTP, SNMP, Telnet
Presentation
Mengatur konversi dan translasi berbagai format data, seperti kompresi data dan enkripsi data
TDI, ASCII, EBCDIC, MIDI, MPEG, ASCII7
Session
Mengatur sesi (session) yang meliputi establishing (memulai sesi), maintaining (mempertahankan sesi), dan terminating (mengakhiri sesi) antar entitas yang dimiliki oleh presentation layer
SQL, X Window, Named Pipes (DNS), NetBIOS, ASP, SCP, OS Scheduling, RPC, NFS, ZIP
Transport
Menyediakan end-to-end
communication protocol. Layer ini bertanggung jawab terhadap
“keselamatan data” dan “segmentasi data”, seperti: mengatur flow control (kendali aliran data), error detection (deteksi error) and correction (koreksi), data sequencing (urutan data) dan size of the packet (ukuran paket)
TCP, SPX, UDP, SCTP, IPX
Network
Menentukan rute yang dilalui oleh data. Layer ini menyediakan logical addressing (pengalamatan logika)
IPX, IP, ICMP, IPSec, ARP, RIP, IGRP, BGP, OSPF, NBF, Q.931
dan path determination (penentuan rute tujuan)
Data Link
Menentukan pengalamatan fisik (hardware address), error notification (pendeteksi error), frame flow control (kendali aliran frame) dan topologi network. Ada dua seblayer pada data link, yaitu:
Logical Link Control (LLC) dan Media Access Control (MAC).
LLC mengatur komunikasi, seperti error notification dan flow control.
Sedangkan MAC mengatur pengalamatan fisik yang digunakan dalam proses komunikasi antar- adapter.
802.3 (Ethernet), 802.11a/b/g/n
MAC/LLC, 802.1Q (VLAN), ATM, CDP, HDP, FDDI, Fibre Channel, Frame Relay, SDLC, HDLC, ISL, PPP, Q.921. Token Ring
Physical
Layer ini menentukan masalah kelistrikan/gelombang/medan dan berbagai prosedur/fungsi yang berkaitan dengan link fisik, seperti besar tegangan/arus, panjang maksimal media transmisi, pergantian fasa, jenis kabel dan konektor
RS-232, V.35, V.34, I.430, I.431, T1, E1, 10BASE-T, 100BASE- TX, POTS, SONET, DSL, 802.11a/b/g/n PHY, hub, repeater, fibre optics
2.7 Quality of Service (QoS)
I Putu Agus Eka Pratama (2015) menjelaskan bahwa Quality of Service (QoS) merupakan sekumpulan teknik dan mekanisme yang menjamin performansi dari jaringan komputer di dalam pelayanan layanan kepada aplikasi-aplikasi di dalam jaringan komputer. QoS dilihat dan diukur dari sudut pandang penyedia layanan.
QoS berkaitan dengan peningkatan kualitas layanan serta berhubungan erat dengan multimedia dan aliran paket data di dalam jaringan komputer. Sehubungan dengan aliran paket data pada QoS, maka perlu diketahui beberapa karakteristik di dalamnya, yaitu: (Sumber: Pratama, 2015)
2.7.1 Jitter
Jitter merupakan variasi dari Delay, di mana terdapat perbedaan delay pada paket-paket yang dikirimkan pada aliran paket data (Data Flow) yang sama.
Misalnya diketahui paket yang dikirim pada detik ke 1, 2 dan 3, serta sampai di tujuan pada detik ke 20,29 dan 34, maka terdapat Delay yang berbeda. Inilah yang disebut jitter.
2.7.2 Packet Loss
Packet loss merupakan kehilangan data pada saat transmisi. Terjadi ketika terdapat penumpukan data pada jalur yang dilewati pada saat beban puncak yang menyebabkan kemacetan transmisi paket akibat padatnya trafik yang harus dilayani dalam batas waktu tertentu.Packet loss pada jaringan untuk IP telephony sangat besar pengaruhnya, di mana bila terjadi packet loss dalam jumlah tertentu akan menyebabkan terjadinya interkoneksi TCP melambat. Biasanya packet loss sebesar 10% tidak bisa dibiarkan begitu saja (ditolerir).
2.8 Metode Simulasi
Ada berbagai jenis lifecycle yang diusulkan untuk studi pemodelan dan simulasi. Lifecycle tidak harus diartikan sebagai suatu sekuensial yang bersifat keras (strict); bersifat iteratif dan terkadang muncul transisi yang berlawanan.
Demikian juga, beberapa langkah dapat dilewati dengan menyesuaikan kompleksitas atau kerumitan aplikasi. Hal ini sangat dianjurkan menggunakan siklus spiral dengan pengembangan inkremental untuk langkah 2-8, yang dapat menyebabkan revisi untuk fase sebelumnya. Setiap fase dalam siklus spiral harus
