perancangan dan implementasi sistem jaringan multiple...
TRANSCRIPT
Perancangan dan Implementasi Sistem Jaringan
Multiple ISP Menggunakan Load Balancing PCC
dengan Failover
(Studi kasus : Analisa jaringan LTE Dusun Bantar Kec. Bringin)
Artikel Ilmiah
Oleh:
Agung Wijaya
NIM : 672009237
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Maret 2016
ii
iii
iv
v
1
1. Pendahuluan
Pada era globalisasi yang semakin berkemabang sekarang banyaknya
cara berbisnis membutuhkan teknologi informasi guna menunjang kinerja yang
lebih efisien. Perusaahan atau instansi yang sudah menerapkan IT, sebagai
proses dalam pengembangan bisnis terintegrasi pada server maka jalur akses ke
server tidak boleh terputus. Mengingat setiap hari jumlah dan lalu linstas data
yang harus direkam semakin banyak. Permasalahan muncul di sini adalah saat
sebuah router mempunyai dua atau lebih koneksi yang tersedia ke internet
dengan menggunakan Internet Service Provider (ISP) yang sama ataupun
berbeda. Jika demikian maka diperlukan membuat suatu sistem untuk
digunakan sebagai jalur akses cadangan jika salah satu ISP yang digunakan
mengalami kegagalan koneksi. sekaligus memfungsikan salah satunya, maka
diperlukan konsep load balancing. Pengetahuan load balancing pada dasarnya
adalah untuk mengetahui bagaimana memanfaatkan server sercara efektif,
sehingga jaringan-jaringan tersebut dapat berkerja secara dengan baik.
Terdapat banyak metode yang ada pada load balancing, dalam penulisan ini
dibahas mengenai metode load balancing Per Connection Clasifier (PCC)
dengan failover, yaitu proses load balancing dengan menggabungkan dua atau
lebih koneksi dari ISP guna memaksimalkan troughput, memperkecil dan
menghindari overload pada salah satu jalur koneksi, bersamaan dengan itu
fungsi failover diterapkan guna mengatasi jika salah satu ISP mengalami
kegagalan koneksi. Diharapkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah
peningkatan kecepatan untuk mengakses server dan internet karena Internet
ISP bisa digunakan secara bersaaman. Bersama dengan fungsi failover dapat
digunakan untuk kerperluan backup koneksi jika terjadi kegagalan koneksi
pada salah satu ISP. Dalam pembuatan sistem ini terdapat beberapa batasan-
batasan masalah, Sistem yang akan dibuat dan dianalisis bekerja pada sistem
operasi RouterOS Mikrotik, Pengujuan sistem akan dilakukan secara simulasi,
ISP yang digunakan Im3 mobile broadband dan Telkomsel mobile broadband,
Penelitian ini tidak membahas keamanan jaringan, Jaringan lokal menggunakan
ipv4.
2. Tinjuan Pustaka
Dari penelitian sebelumnya Load balancing merupakan suatu teknik
yang digunakan untuk memisahkan antara dua atau banyak network link.
Mempunyai banyak link maka memberi pilihan jalur akses menjadi lebih
optimal dalam pengaksesan, optimalisasi utilitas sumber daya, troughout, atau
response time akan semakin baik karena mempunyai lebih dari satu link yang
bisa saling mem-backup pada saat network down dan menjadi cepat pada saat
network normal jika memerlukan reabilitas tinggi yang memerlukan 100%
koneksi uptime dan yang menginginkan koneksi upstream yang berbeda dan
dibuat saling mem-backup[1]. Penelitian tentang perbandingan Ethernet
bonding pada Linux CentOS dan RouterOS guna memaksimalkan transfer data
2
yang dilakukan bahwa proses transfer data menjadi lebih stabil, lebih cepat dan
lebih aman dengan melakukan implementasi Ethernet bonding antara server-
client dari pada transfer data tanpa menggunakan Ethernet bonding dan dapat
dilakukan pemilihan proses transfer data yang maksimal dengan
membandingkan mode-mode Ethernet bonding yang terlihat paling cepat dan
stabil diantara server Linux CentOS dan RouterOS[2]. Penerapan dan anallisa
konfigurasi load balancing pada Mikrotik dan konfigurasi dari sisi user, guna
mengelompokkan hasil koneksi atau keluar masuk router menjadi beberapa
kelompok[3]. Secara garis besar metode load balancing yang dilakukan sudah
memenuhi kebutuhan client, Mengacu pada penelitian-penelitian tersebut
dalam kasus ini dibangun simulasi yang menggunakan load balancing PCC
dengan failover memiliki sedikit perbedaan dengan penelitian-penelitian
sebelumnya, pada kasus ini penggabungan jalur akses jaringan LTE guna
efesiensi penggunaan terhadap ISP yang belum tersebar merata untuk daerah-
daerah tertentu, salah satunya dusun bantar yang hanya bisa menangkap akses
LTE melalui mobile broadband im3 dan mobile broadband telkomsel.
3. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode PPDIOO (Prepare,
Plan, Design, Implement, Operate and Optimize), metode analisis hingga
pengembangan instalasi jaringan computer yang mendefinisikan secara terus
menerus siklus hidup layanan yang dibutuhkan untuk pengembangan jaringan
computer. Dengan tahapan yaitu :
Gambar 1 Diagram Alur PPDIOO[4]
Pada tahapan awal prepare dimana dalam tahap ini terdapat beberapa
hal yang dilakukan yaitu membuat alur yang menjelaskan tahapan pada
perangkat.
3
Gambar 2 Diagram Konfigurasi Awal
Dimulai dari mempersiapkan perangkat jaringan, kemudian
konfigurasi untuk menghubungkan masing-masing perangkat, Jika konfigurasi
telah selesai maka dapat dilanjutkan penerapan analisis pada perangkat yang
terhubung pada PC router.
Gambar 3 Diagram alur kerja sistem
Alur kerja load balancing Input pada gambar 3 merupakan data yang
masuk ke dalam router melalui sebuah interface yang belum mengalami proses
mangle maupun routing. Pada tahap ini router akan membaca header paket dan
menentukan apakah paket tersebut akan diteruskan (forward) atau dimasukkan
ke dalam chain pre-routing. Proses mangle dapat dikelompokkan menjadi
beberapa bagian, adapun tahapan – tahapannya terdiri dari memisahkan lalu
lintas jaringan, menandai koneksi dari public interface. Tahap selanjutnya
koneksi yang masuk melalui interface ether1 akan ditandai ISP1, sementara
koneksi yang masuk melalui interface ether2 akan ditandai ISP2, mengarahkan
koneksi yang berasal dari local interface dan bertujuan ke WAN akan diarahkan
ke dalam chain loadbalance. Menandai koneksi dengan hasil dari PCC, dimana
hasil hashing akan dibagi dengan 2 yang mewakili jumlah ISP yang digunakan
Start
Konfigurasi ip
address
Marking load
balancing
Masquarede
ISP
Configure ISP
Checking
End
Input mangle
mark-
connection
Mangle
mark-
routing
Policy based
routing
Output
Failover
4
dan sisa dari pembagian digunakan sebagai tanda dari koneksi yang masuk ke
dalam chain loadbalance. Secara garis besar, jika sisa dari hasil pembagian
adalah 0 maka koneksi akan diberi tanda ISP1, jika sisa pembagian adalah 1
maka koneksi akan diberi tanda ISP2. Langkah selanjutnya dari pengaturan
load balancing pada sistem adalah dengan menggunakan tanda dari hasil
mangle proses routing untuk menentukan gateway yang digunakan oleh
koneksi tersebut.
Kode Program 1 Pemisahan gateway
1. /ip firewall mangle
2. add action=mark-connection chain=input disabled=no in-interface=ISP1 new-connection-mark=ISP1_connmark passthrough=yes
3. add action=mark-connection chain=input disabled=no in-interface=ISP2 new-connection-mark=ISP2_connmark passthrough=yes
4. add action=mark-routing chain=output connection-mark=ISP1_connmark disabled=no new-routing-mark=ke_WAN1 passthrough=yes
5. add action=mark-routing chain=output connection-mark=ISP2_connmark disabled=no new-routing-mark=ke_WAN2 passthrough=yes
6. add action=mark-connection chain=prerouting disabled=no dst-address-type=LAN in-interface=LAN new-connection-mark=ISP1_connmark passthrough=yes per-connection-classifier=both-addresses-and-ports:2/0
7. add action=mark-connection chain=prerouting disabled=no dst-address-type=!LAN in-interface=LAN new-connection-mark=ISP2_connmark passthrough=yes per-connection-classifier=both-addresses-and-ports:2/1
8. add action=mark-routing chain=prerouting connection-mark=WAN1_connmark disabled=no in-interface=LAN new-routing-mark=ke_WAN1 passthrough=yes
9. add action=mark-routing chain=prerouting connection-mark=ISP2_connmark disabled=no in-interface=LAN new-routing-mark=ke_WAN2 passthrough=yes
Selanjutnya mangle mark-connection dilakukan di dalam chain pre-
routing dan akan menandai paket data dari sebuah koneksi. Paket data yang
sudah ditandai kemudian dapat digunakan sebagai parameter untuk proses
routing atau proses pada chain selanjutnya sebelum data keluar dari interface
router. Mangle mark-routing proses ini dilakukan di dalam chain pre-routing
dan akan menandai routing dari sebuah koneksi. Routing yang sudah ditandai
kemudian dapat digunakan sebagai parameter untuk proses routing atau proses
pada chain selanjutnya, sebelum data keluar dari interface router. Policy Based
Routing yang terjadi pada tahap ini akan menggunakan parameter dari proses
5
mangle sebelumnya. Pada tahap failover ini terjadi secara terus menerus
bersamaan dengan proses loadbalance di mana masing-masing gateway akan
diperiksa kondisinya secara terus menerus dengan menggunakan metode ICMP
echo request sebagai indikator kondisi gateway. ICMP echo request dilakukan
secara berkelanjutan kepada dua buah gateway yang merepresentasikan dua
buah jalur yang terhubung dengan dua ISP. Jika hasil ICMP echo reply dari
salah satu gateway memberikan hasil request timed out (RTO) maka sistem
akan otomatis mengganti routing policy terhadap koneksi yang mengarah pada
gateway tersebut sehingga koneksi tersebut akan dialihkan ke gateway lain
yang aktif. Output Merupakan paket data yang keluar dari interface pada router
setelah melewati seluruh chain yang ada di dalam router. Pemilihan interface
paket data yang keluar ditentukan pada proses-proses sebelumnya.
Dalam tahap plan, yang dilakukan adalah perancangan jaringan yang
dibuat serta menentukan hardware dan software yang digunakan dalam
penelitian ini. Serta scenario yang dilakukan dalam penelitian ini untuk proses
penelitian.
Tabel 1 Tabel Kebutuhan Software dan Hardware
Hardware Software
PC Router Mikrotik OS
Laptop Winbox
UTP Kabel Windows 7
2 Modem Google Chrome
Internet Download Manager
Penggunaan software pada tabel 1 digunakan sebagai pendukung
penelitian yang nantinya akan diperoleh hasil untuk diteliti, hardware pada
tabel 1 digunakan sebagai perangkat yang menjalakan sistem yang akan
dibuat. Skenario perancangan tabel 2 ini merupakan langkah-langkah yang
ditempuh dalam melakukan penelitian, sebagai berikut.
6
Tabel 2 Tahapan Pengujian Jaringan Load Balancing
Pengujian Fungsi
Bandwidth
Failover
Load balancing
Menampilkan bandwidth dalam proses
kecepatan sreaming dan download.
Menampilkan fungsi failover dengan
menonaktifkan salah satu ISP pada
proses download sedang berjalan.
Menampilkan load balancing kedua
ISP saat proses download dan
streaming.
Dalam tahapan desain dibuat suatu topologi jaringan untuk proses
load balancing PCC. Serta konfigurasi yang dilakukan pada masing-masing
perangkat.
Gambar 4 Desain Topologi Jaringan
Dalam rancangan tersebut terdapat perangkat-perangkat keras seperti
yang yang dispesifikasikan. Terdapat satu PC yang berfungsi sebagai PC
router. Dua ISP sebagai akses internet. Satu laptop sebagai client. Dan server
gambar 4 sebagai pengambilan data dari internet. Pada tahap implementasi ini,
desain yang telah dibuat diimplementasikan dengan menggunakan hardware
yang telah dipersiapan. Selanjutnya implementasi perangkat dalam topologi
jaringan, langkah selanjutnya adalah proses pengoperasian dengan melakukan
konfigurasi yang sudah dirancang dalam tahan desain sebelumnya.Tahap
optimisasi ini dilakukan dengan menganalisis kinerja load balancing PCC
yang sudah dibuat apakah sudah berjalan dengan baik.
7
4. Implementasi dan Analisis Hasil
Pada tahap ini dilakukan monitoring sistem jaringan dengan
menggunakan aplikasi atau tools yang ada pada winbox. Berikut ini adalah
hasil monitoringnya:
Gambar 5 Besar Trafik Masing-masing ISP
Pada gambar 5 adalah hasil monitoring dari kedua ISP dan Parameter
yang dilihat dari kedua trafik dari masing-masing interface adalah besar rata-
rata konektifitas dari masing-masing gateway tanpa melakukan aktivitas
internet. Pada interface ISP1 dan interface ISP2 terlihat trafik yang stabil.
Trafik yang stabil seperti di atas terbukti pada interface ISP1 sebagai default
gateway dilihat besarnya rata-rata 2,44 kbps dan interface ISP2 sebesar 95 bps
dari hasil tesebut terlihat angka yang sedikit jauh perbedaannya dengan
asumsi stabil jika perbedaan signifikan dan nilai yang didapatkan terpaut jauh
dari hasil penyebaran paket pada trafik dikarenakan ISP1 sebagai default
gateway.
Tahap pengujian performa load balancing, pada tahap ini akan
dijelaskan apakah kualitas dari koneksi yang telah dibangun dengan
menggunakan aplikasi berbasis online yaitu www.speedtest.net. pengujian ini
akan diketahui kualitas bandwidth yang dihasilkan. Selain itu, informasi yang
didapat ialah besar ping download dan upload speed. Disini akan dilakukan
pengujian dimana dibandingkan kecepatan bandwidth antara kedua ISP
sebelum dilakukan Pcc load balancing lalu akan membandingkan kedua ISP
tersebut yang telah diimplementasikan Pcc load balancing. Pengujian akan
dilakukan empat kali uji coba pada server yang sama, lalu data-data yang
8
diterima akan dibuatkan tabel perbandingan. Adapun keterangan dari hasil
pengujian. Lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3 dan table 4.
Tabel 3 Pengujian Sebelum Implementasi Load Balancing
Pengujian
ISP1 ISP2
Ping
(ms)
Download
(mbps)
Upload
(mbps)
Ping
(ms)
Download
(mbps)
Upload
(mbps)
1 44 30.32 9.52 43 22.37 7.25
2 38 27.84 9.32 46 26.27 7.64
3 59 23.30 9.10 37 24.68 7.94
4 40 33.71 8.42 39 25.32 7.65
Tabel 4 Pengujian Sesudah Implementasi Load Balancing ISP1 dan ISP2
Berdasarkan table 3 dan tabel 4 diketahui perbandingan kualitas
koneksi dari sebelum dan sesudah diimplementasikan Pcc load balancing.
Walaupun tidak terlalu mendapatkan perubahan yang signifikan, namun masih
terdapat perbaikan kualitas bandwidth setelah mengimplementasikan Pcc load
balancing.
Pengujian Ping (ms) Download (mbps) Upload (mbps)
1 42 36.32 8.54
2 33 38.22 7.85
3 37 32.56 8.65
4 34 34.89 9.85
9
0
10
20
30
40
50
60
70
Ping Download Upload
ISP1
ISP2
Load Balancing
Gambar 6 Grafik Perbandingan Sebelum dan Sesudah Load Balancing
Gambar 6 diatas menunjukkan kualitas koneksi internet tidak terlalu
banyak berubah pada data ping dan data upload, Nampak data download
sedikit terlihat perubahan dibandingkan data ping dan dan upload, dari
sebelum dan sesudah diimplementasikan Pcc load balancing. , namun masih
terdapat perbaikan kualitas bandwidth setelah mengimplementasikan pcc load
balancing ini dapat dijelaskan bahwa load balancing adalah teknik
menyeimbangkan koneksi diantara kedua ISP, bukan untuk menyatukannya.
Dari semua hasil pengujian yang telah dilakukan pada sistem
loadbalancing PCC dan failover pada dua jaringan internet dengan routerPC
mikrotik dapat diperoleh kesimpulan. RouterPC Mikrotik mampu membagi
beban di dua jalur yang berbeda pada waktu yang bersamaan. Dengan
meteode Load Balancing PCC yang mampu mengarahkan beban yang lebih
besar kejalur yang mempunyai bandwith paling besar. Dengan fungsi failover,
RouterOS mikrotik mampu memba-backup secara langsung koneksi jaringan
jika ada salah satu jalur koneksi terputus, dan dialihkan kejalur lainnya yang
masih aktif. Pada pengujian download dapat dilihat kecepatan meningkat saat
sistem Load Balancing walaupun tidak terlalu besar. Optimalisasi sendiri
memiliki maksut memiliki jalur akses yang lebih optimal jika hanya
menggunakan satu jalur akses saja dan mobile broadband sendiri memeliki
kualitas jalur akses yang berbeda. Round-trip time (RTT) dipengaruhi oleh
load balancing karena load balancing dapat mendistribusikan beban trafik
pada dua atau lebih jalur koneksi secara seimbang, agar trafik dapat berjalan
optimal, memaksimalkan jalur akses, memperkecil waktu tanggap dan
menghindari overload pada satu jalur koneksi.
10
5. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan tentang perancangan
jaringan dengan menggunakan sistem load balancing pcc dengan penerapan
failover, dapat disimpulkan bahwa sistem yang telah dibuat dapat
mengoptimalisasikan koneksi internet dan load balancing pcc difungsikan
sebagai backup atau failover yang berarti jika salah satu jalur koneksi mati,
dan salah satu koneksi yang masih hidup akan mengambil alih beban koneksi,
mengoptimalkan teknologi ini, dapat diberi saran dengan perlu adanya
optimasi Load Balancing pada layanan internet bagi pengguna agar koneksi
jaringan dapat terjaga dan tidak putus dengan performa yang tetap terjaga.
Perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut dalam hal sistem load balancing
yang sudah ada agar dapat berguna dalam hal peforma koneksi jaringan
internet.
11
Daftar Pustaka
[1] Lukitasari, Oklilas, 2010, Analisis Perbandingan Load Balancing
Web Server Tunggal dengan Web Server Cluster, Jurnal generic, Volume 5.
[2] Rigar Yudistyo, Indrastanti R. Widiasari, 2012, Perbandingan
Ethernet bonding pada Linux CentOS dan RouterOS Guna Pemaksimalan
Transfer Data.
[3] Ilza Rosida, 2012, Implementasi Load Balancing Menggunakan
Metode PCC (Per Connection Classifier) Pada IPv4.
http://melwin-ok.com/2014/02/ppdioo/ Diakses tanggal 20 Februari 2016.
[4] Jasa Dwiyuga. 2013. Analisis dan Perancangan Load Balancing dari
3Provider Selular untuk Jaringan RT/RW Net:. Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Amikom. Yogyakarta.
[5] I Made Widhi Wirawan, Komang Tris Sumarianta 2011. Implementasi
Load Balancing Jaringan Multihoming menggunakan Router dengan Metode
Round Robin. Universitas Udayana.
[6] Eko Sumarno, Hanugrah Probo Hasmoro, 2013.Implementasi Metode
Load Balancing dengan Dua Jalur.