ANALISIS PERBANDINGAN PERFORMANSI SERVER VOIP ANTARA
ASTERISK DENGAN FREEPBX BERBASIS PARALLEL PROCESSING
Joana Siboro, Achmad Affandi Laboratoriun Jaringan Telekomunikasi
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111
Email : jowww@elect-eng.its.ac.id
Abstrak : Parallel processing pada komputer merupakan suatu sistem yang menggunakan lebih dari satu CPU untuk mengeksekusi sebuah Program. Parallel processing menjadikan program berjalan lebih cepat karna menggunakan lebih dari satu CPU. Pada prakteknya, sering mengalami kesulitan dalam pembagian sebuah program ke dalam beberapa CPU sehingga agar dapat dijalankan tanpa mengganggu CPU yang lain. Penggunaan parallel processing diharapkan dapat meningkatkan kinerja dari server VoIP. Dengan demikian server VoIP dapat melayani pengguna lebih banyak . Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai kinerja dengan menggunakan dua metode yakni dengan Asterisk dan FreePBX. Pada makalah ini perbandingan 2 software menggunakan Asterisk dan FreePBX dengan membandingkan dari sisi performansi seperti; Delay, Jitter, Packet Loss dan MOS. Berdasarkan hasil pengukuran yang sudah dilakukan, hasil pengukuran antara Asterisk dan FreePBX dari sisi Delay, Jitter maupun Packet Loss adalah sama, namun untuk dari sisi MOS ada sedikit perbedaan nilai antara Asterik dan FreePBX. Namun perbedaan nilai nya hanya beda sedikit.
Kata kunci : VoIP, Parallel Processing, Asterisk, FreePBX
1. PENDAHULUAN
Banyak perkembangan-perkembangan baru dalam arsitektur komputer yang didasarkan pada konsep pemrosesan paralel. Pemrosesan paralel dalam sebuah komputer dapat didefinisikan sebagai pelaksanaan instruksi-instruksi secara bersamaan waktunya. Hal ini dapat menyebabkan pelaksanaan kejadian-kejadian (1) dalam interval waktu yang sama, (2) dalam waktu yang bersamaan atau (3) dalam rentang waktu yang saling tumpang tindih. Sekalipun didukung oleh teknologi prosesor yang berkembang sangat pesat, komputer sekuensial tetap akan mengalami keterbatasan dalam hal kecepatan pemrosesannya. Hal ini menyebabkan lahirnya konsep keparalelan (parallelism) untuk menangani masalah dan aplikasi yang membutuhkan kecepatan pemrosesan yang sangat tinggi, Ada berbagai macam parallel processing:
a. Message Passing Interface (MPI)
MPI (Message Passing Interface) adalah spesikasi standar untuk library fungsi dari message-passing.
b. Parallel Virtual Machine (PVM)
PVM (Parallel Virtual Machine) adalah perangkat lunak yang memungkinkan sekumpulan heterogen komputer Unix atau Windows yang terhubung jaringan untuk digunakan sebagai satu komputer paralel yang besar.
c. Cluster Computer
Cluster Computer adalah beberapa komputer yang terdiri dari head-node dan beberapa node eksekusi yang saling terkoneksi melalui jaringan lokal berkecepatan tinggi dan didesain untuk digunakan sebagai sumber daya komputasi yang terintegrasi.
d. Distributed Resource Management (DRM)
Distributed Resource Management (DRM) adalah suatu sistem yang dapat mengatur pemanfaatan sumber daya terdistribusi untuk menjalankan suatu job.
Sistem kerja parallel processing bisa diaplikasikan dalam VoIP. Dengan sistem parallel processing komunikasi VoIP dapat memperbanyak client/panggilan. Namun tetap saja menggunakan server VoIP.
Dalam Tugas akhir ini, komputer server di instal Asterisk dan FreePBX. Alasan memilih Asterisk karena Asterisk merupakan software yang digunakan untuk membuat VoIP server. Asterisk merupakan VoIP server yang popular digunakan saat ini, dikareakan software ini bersifat gratis, open source, dan memiliki fitur yang beragam untuk menyediakan layanan VoIP pada jaringan. Dan alasan memilih FreePBX karena FreePBX adalah salah satu interference gratis dari Asterisk yang dapat diakses menggunakanmenu web. Selain itu FreePBX juga lebih memudahkan operator dalam melakukan konfigurasi pada saat penambahan extension, tidak perlu melakukan penambahan melalui console yang biasa dilakukan pada Asterisk. Sehingga pengontrolan jaringan melalui FreePBX ini sangat efisien, tidak harus dilakukan orang yang mahir dan mengerti tentang Asterisk server, cukup melakukan beberapa pemahaman sedikit mengenai FreePBX maka orang awam pun siap menjadi operator VoIP.
2. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Pada bab ini akan dibahas tenang segala perisapan yang dibutuhkan untuk perancangan dan pembuatan sistem VoIP berbasis Parallel Processing.
2.1 Persiapan Hardware dan Software
Dalam parallel processing VoIP diperlukan beberapa hardware dan software yang harus terisnstalasi pada server, client server dan client.
Persiapan Hardware: Server
Komputer server yang digunakan sebagai penyedia layanan VoIP untuk client server dan client. Computer yang bertindak sebagai VoIP server mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
PC sebagai cluster server
- Processor Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 3.00GHz, 3000 MHz
- Memory 256 MB
- VGA Micro-Star International MS-8936 (FX5200-T128)
- Ethernet card eth1 Micro-Star International RTL-8169 Gigabit Ethernet dan eth0 3Com 3c905 100BaseTX [Boomerang]
PC sebagai cluster node
- Processor Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 3.00GHz, 3000 MHz
- Memory 256 MB RAM - VGA Intel GMA 3100 256 MB - Storage HDD SATA 8 GB - Ethernet Card Realtek PCIe Switch
Switch digunakan sebagai konsentrator untuk menghubungkan client pada jaringan LAN.
Client
Digunakan 2 buah computer sebagai client pada jaringan LAN dengan spesifikasi sebagai berikut:
Client 1
Processor : Intel Core 2 Duo 2.0 GHz
RAM : 1024 MB
NIC : Generic Marvell Yukon Chipset
Hard Disk : 80 GB
Client 2
Processor : Intel Core 2 Duo 2.0. GHz
RAM : 2048 MB
NIC : Realtek RTL8139/810x FE
Hard Disk : 160 GB
Client 3 : IP Phone MITEL 5212 Client 4 : IP Phone MITEL 5212 Client 5 : IP Phone MITEL 5212 Client 6 : IP Phone MITEL 5212 Client 7 : IP Phone MITEL 5212 Client 8 : IP Phone MITEL 5212 Client 9 : IP Phone MITEL 5212 Client 10 : IP Phone MITEL 5212
Cluster server
switch
Cluster node Cluster node
client
switch
client
client
client
Gambar 1 Topologi parallel processing VoIP Persiapan Software yang diperlukan:
1. Operating system yang digunakan dalam system VoIP ini, untuk server VoIP dengan platform Asterisk digunakan Linux. Alasan pemilihan Debian Linux sebagai OS adalah untuk memudahkan kinerja computer karena Linux merupakan minimal system, sehingga memungkinkan kinerjanya dikhususkan untuk berfungsi sebagai server saja. 2. Software Server VoIP adalah Asterisk dan FreePBX 3. Software web base untuk Asterisk adalah FreePBX.
Kedua software tersebut di install dalam 1 server. 4. Software softphone adalah X-lite. X-lite adalah
jenis softphone yang dapat digunakan untuk layanan VoIP berbasis SIP Protocol. X-lite juga terdapat 2 versi yang berjalan pada windows dan linux
5. Untuk pengukuran parameter QoS yakni untuk menghitung delay,jitter,bandwidth dan packet loss akan digunakan software Wireshark.
Parameter-parameter yang akan diukur lalu dibandingkan dengan 2 platform adalah
1. Delay
Dalam perancangan jaringn VoIP, delay merupakan suatu permasalahan yang harus diperhitungkan karena kualitas suara bagus tidaknya tergantung dari waktu delay. Besarnya delay maksimum yang direkomendasikan oleh ITU untuk aplikasi suara adalah 150 ms, sedangkan delay maksimum dengan kualitas suara yang masih dapat diterima pengguna adalah 250 ms.
2. Jitter
Jiter adalah variasi delay diantara paket yang terjadi dalam suatu aliran paket data pada jaringan IP. Besarnya nilai jitter sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya tumbukan antar paket (congestion) yang ada dalam jaringan IP.
3. Packet Loss
Packet Loss (kehilangan paket) ketika terjadi peak load dan congestion (kemacetan transmisi paket akibat padatnya traffic yang harus dilayani) dalam
batas waktu tertentu, maka frame (gabungan data payload dan header yang di transmisikan) suara akan dibuang sebagaimana perlakuan terhadap frame data lainnya pada jaringan berbasis IP. 4. MOS
Pengukuran secara subjektif melibatkan manusia yang mendengarkan suara langsung atau rekaman suara dan memberi rating kepadanya. Salah satu metode subjektif yang paling banyak digunakan adalah MOS (Mean Opinion Score) seperti dideskripsikan pada rekomendasi ITU-T P.800. 3. ANALISA DATA PERBANDINGAN ANTARA
ASTERISK DAN FREEPBX
Bab ini membahas tentang analisa terhadap performansi penggunaan software yang telah dibuat. Yaitu dengan menggunakan Asterisk dan FreePBX, Kemudian dari hasil pengambilan data tersebut nantinya ditarik kesimpulan. 3.1 Skenario Pengukuran Asterik dan FreePBX
Untuk melihat performansi dari sebuah server maka dilakukan pengujian terhadap jaringan dengan mekanisme sebagai berikut:
1. Dilakukan panggilan dari VoIP client ke VoIP client.
2. Dilakukan panggilan dari VoIP client ke VoIP client sejumlah panggilan tersebut, dan pada saat yang bersamaan dilakukan juga
pembebanan pada jaringan dengan memberikan beban TCP 10 Mbyte,20 Mbyte,30 Mbyte, juga diberikan beban UDP 10 Mbyte,20 mbyte dan 30Mbyte
Skenario tersebut dijalankan dengan beberapa perintah pada software yang digunakan, yaitu sebagai berikut:
1. Panggilan dari VoIP client ke VoIP client dilakukan dengan softphone X-Lite, dengan men-dial nomor tujuan.
2. Pembebanan dengan software iperf dilakukan dengan menggunakan perintah pada server dan station, perintah pada server adalah sebagai berikut :
Untuk beban TCP : C:\>iperf -s Untuk beban UDP :
C:\>iperf-su
Perintah pada station adalah sebagai berikut : Untuk memberikan beban TCP:
beban 10 M C:\>iperf-c 10.122.69.46 –n 10m beban 20 M C:\>iperf-c 10.122.69.46 -n 20m Beban 30 M C:\>iperf-c 10.122.69.46 -n 30m Untuk memberikan beban UDP :
Beban 10M C:\>iperf-c 10.122.69.46 –u –n 10m Beban 20M C:\>iperf-c 10.122.69.46 –u –n 20m Beban 30M C:\>iperf-c 10.122.69.46 –u –n 30m Berdasarkan data yang didapat antara Asterisk dan FreePBX untuk pengukuran Delay,Jitter, dan Packet loss saat diberi beban TCP,UDP dan tidak diberi beban sama sekali hasilnya sama.
Karena sama, maka,data yang ditampilkan hanya salah satu platform saja. Antara Asterisk atau FreePBX saja.
Gambar 2 Delay TCP FreePBX 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 3 5 7 9 D e lay ( m s) Panggilan
Delay TCP FreePBX
delay TCP tanpa beban delay TCP dengan beban 10 Mbyte delay TCP dengan beban 20 Mbyte delay TCP dengan beban 30 Mbyte 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1 3 5 7 9 D e lay ( m s) PanggilanDelay UDP Asterisk
delay tanpa beban delay UDP dengan beban 10 Mbyte delay UDP dengan beban 20 Mbyte delay UDP dengan beban 30 Mbyte
Gambar 3 Delay UDP Asterisk
Berdasarkan hasil dari pengamatan grafik pada gambar 2 dan 3 yakni untuk Delay TCP dan UDP terlihat perbedaan sekali. Delay UDP jauh lebih besar dibanding delay TCP. Adanya perbedaan Delay itu dikarenakan pada pembebanan UDP semakin membesar dengan bertambahnya jumlah panggilan karena paket yang dikirimkan semakin banyak. Protokol UDP lebih banyak digunakan pada VoIP call karena di dalam VoIP percakapan dikirimkan dengan protocol RTP yang merupakan bagian dari protokol UDP. Delay yang didapatkan untuk pengukuran dengan pembebanan paket UDP ini juga masih tergolong baik kaena dibawah standart ITU-T Y.1541, yaitu sebesar 100 ms.
Gambar 4 Jitter TCP Asterisk
Pada gambar 4 dan 5 adalah gambar grafik dari jitter TCP maupun UDP. Untuk Jitter beban TCP terlihat pada grafik penambahan yang tidak banyak atau bisa dibilang sedikit sekali ketika diberi beban 10Mbyte,20 Mbyte dan 30Mbyte.
Namun pada Jitter UDP terlihat perbedaan yang sangat besar. Kalau kita bandingkan dengan dengan Jitter TCP perbedaan sangat kelihatan terjadi saat diberi beban UDP 30 Mbyte.
Pada gambar 6 terlihat grafik Packet Loss TCP Asterisk. Kurang lebih gambarnya sama dengan grafik packet loss UDP. Terlihat semakin besar beban yang diberikan maka semakin besar pula packet loss yang dihasilkan. Pemberian beban TCP relative tidak memberikan nilai packet loss yang besar karena protocol TCP mentolerir keterlambatan paket daripada hilangnya paket pada saat pengiriman.
Gambar 5 Jitter UDP FreePBX
Gambar 6 Packet Loss TCP Asterisk 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 3 5 7 9 jitt er (m s) Panggilan
Jitter TCP Asterisk
Jitter tanpa beban Jitter TCP dengan beban 10 Mbyte Jitter TCP dengan beban 20 Mbyte Jitter TCP dengan beban 30 Mbyte 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3 5 7 9 Ji tt e r (m s) PanggilanJitter UDP FreePBX
Jitter tanpa beban Jitter UDP dengan beban 10 Mbyte Jitter UDP dengan beban 20 Mbyte Jitter UDP dengan beban 30 Mbyte 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 1 3 5 7 9 Pack e t Loss ( % ) Panggilan
Packet Loss TCP Asterisk
Packet Loss tanpa beban Packet Loss TCP dengan beban 10 Mbyte Packet Loss TCP dengan beban 20 Mbyte Packet Loss TCP dengan beban 30 Mbyte
Gambar 7 MOS TCP FreePBX
MOS telah diatur dalam rekomendasi ITU-T P.800. Berdasarkan data yang didapat dari grafik MOS TCP pada gambar 7 masih dalam batas aman.
4. KESIMPULAN
Dari hasil analisa yang telah dilakukan pada analisa perbandingan performansi server VoIP antara Asterisk dan FreePBX berbasis parallel processing ini adalah sebagai berikut:
1. Pengukuran yang dilakukan server voip berbasis parallel processing terhadap 2 platform,yakni platform Asterisk dan FreePBX. Plaform Asterisk memiliki nilai rata-rata delay, jitter dan packet loss yang sama dengan FreePBX.
2. Setelah dilakukan percobaan nilai delay, jitter dan packet loss pada pembebanan paket TCP dan paket UDP lebih besar nilainya dibanding dengan pengukuran tanpa beban..
3. Dari setiap pengukuran yang dilakukan baik delay, jitter dan packet loss masih memenuhi atau dalam zona aman standard ITU-T Y.1541. 4. Pada FreePBX lebih mudah digunakan
dibandingkan dengan menggunakan Asterisk dari segi instalasi,dan penggunannya.
5. Berdasarkan hasil pengukuran MOS untuk platform FreePBX lebih baik dibanding Asterisk.
6. Pada parallel processing dapat meningkatkan performa server.
7.
Dari setiap pengukuran MOS yang dilakukan masih memenuhi atau zona aman standard ITU-T P.800.DAFTAR PUSTAKA
[1] Meggelen, J.V., Smith J., dan Madsen L., Asterisk The Future Of Telephony, O’Reilly, 2005.
[2] Tabratas Tharom dan Onno W. Purbo, Teknologi VoIP, Elex Media Komputindo, Jakarta, 2001.
[3] M. Iskandarsyah H, Dasar-Dasar Jaringan VoIP, http://www.ilmukomputer.com, 2003.
[4] Spencer, M., Allison, M., dan Rhodes C. Asterisk Handbook, http://www.asterisk.org, 2003.
[5] Purbo, Onno W. VoIP cikal bakal ”Telkom Rakyat”, Jakarta : PT Prima Infosarana Media, 2007
[6] X–Lite 3.0 User Guide, Vancouver, Canada : CounterPath Solutions, Inc,2006
[7] Shemitz, Jon. The Professional Developer’s Guide and Reference, New York : Springer-Verlag New York, Inc, 2002
[8] Raharja, A., 2006. Session Initiation Protocol <URL:http://www.ngoprek.org, 2006>
[9] Prihantanto, A., 2008. Analisa Perbandingan Kinerja Server IP PBX Berbasis Asterisk. Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember
[10] ITU-T Recommendation Y.1541, 2006. Network Performance Objectives for IP-based services, International Telecommunication Union
[11] ITU-T Recommendation P.800, 1996. Methods for subjective determination of transmission quality, International Telecommunication Union
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Joana Siboro, lahir di Medan, 07 Oktober 1988. Merupakan anak kedua dari pasangan Ir. Laras Siboro dan Ir Ester Tobing. Lulus dari SDN Tebet Barat 05 pagi Jakarta tahun 2000 kemudian melanjutkan ke SMP YASPORBI 1 Jakarta dan lulus pada tahun 2003. Kemudian melanjutkan ke SMUN 38 Jakarta dan lulus pada tahun 2006.Setelah menamatkan SMU, penulis melanjutkan studinya di Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya melalui jalur PMDK Kemitraan pada tahun 2006. Selama kuliah penulis aktif sebagai asisten praktikum Dasar Teknik Telekomunikasi di Laboratorium B 301. Pada bulan Juni 2010 penulis mengikuti seminar dan ujian Tugas Akhir di Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS Surabaya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro.
. 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 M OS Panggilan
