ANALISA PERBANDINGAN QOS PADA METODE LOAD BALANCING

NTH DAN PCC UNTUK OPTIMALISASI

BANDWIDTH PADA DINAS PERTANIAN DIY

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Abdul Rajab Tahir

11.11.5222

kepada

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AMIKOM YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2015

1

ANALISA PERBANDINGAN QOS PADA METODE LOAD BALANCING NTH DAN PCC

UNTUK OPTIMALISASI BANDWIDTH PADA DINAS PERTANIAN DIY

Abdul Rajab Tahir1), Melwin Syafrizal2),

1)Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta,

2)Sistem Informasi STMIK AMIKOM Yogyakarta

Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283

Email : abdul.ta@students.amikom.ac.id1), melwin@amikom.ac.id2)

Abstract - In the modern era like today use the Internet

network is needed, it is caused by the globalization that

require high information to save time and want a more

practical steps. Difficulty in accessing information due

to an interruption of the Internet is detrimental to the

network users.

Load balancing method with a Peer

Connection Clasifier (PCC) and the Nth used to

analyze which methods work more optimally. This

implementation is applied to a mikrotik router is

connected between dial up, switch hub and modem as

its hardware. Load balancing system is useful for users

who tend to be the admin to minimize Internet network

disconnection occurs due to damage of the server your

ISP (Internet Service Provider).

Quality of Service is a mechanism that allows

network applications or services to operate as expected.

Computer network performance can vary due to several

problems, such as problems of bandwidth, latency and

jitter, which can make a substantial effect for many

applications.

Keyword:load balancing, Quality of Service, PCC, NTH.

1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pada era modern seperti ini penggunaan jaringan

internet sangatlah dibutuhkan, hal tersebut dikarenakan

oleh arus globalisasi yang membutuhkan informasi yang

tinggi agar menghemat waktu dan menginginkan

langkah yang lebih praktis. Kesulitan dalam hal

pengaksesan suatu informasi yang disebabkan

terputusnya atau lambatnya jaringan internet sangatlah

merugikan bagi pengguna jaringan tersebut.

Pentingnya layanan internet tidak jarang suatu

perusahaan atau instansi menggunakan lebih dari satu

layanan internet. Hal ini bertujuan untuk menghindari

terputusnya koneksi internet apabila layanan dari salah

satu internet service provider (ISP) yang terpakai

mengalami masalah teknis atau terjadi gangguan.

Pada Dinas Pertanian DIY memiliki dua ISP

untuk akses internetnya, untuk melancarkan proses

pengiriman dan pengambilan data. Hanya saja kedua

internet tersebut masih berjalan sebagai pengganti dikala

putus dan dilakukan secara manual. Selain itu juga

sering terjadi koneksi yang lambat dikarenakan jalur

trafik yang tidak seimbang dan pemakain bandwidth

yang tidak merata.

Oleh karena itu penulis tertarik untuk

mengoptimalkan kedua ISP dengan penggunaan load

balance. Namun dibutuhkan analisa dari metode mana

load balancing NTH atau PCC yang lebih sesuai dengan

Dinas Pertanian DIY. Dengan model load balancing

maka pembagian trafik dari kedua bandwidth tersebut

dapat terpakai secara seimbang. Disamping itu dapat

dilakukan pengaturan bandwidth pada user yang

terkoneksi ke internet, maka dengan begitu tidak ada

istilah user yang tidak kebagian bandwidth.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah

dikemukakan, maka permasalahan yang dapat

dirumuskan diantaranya:

1. Mencari load balancing terbaik antara PCC

dan NTH yang cocok digunakan pada Dinas

Pertanian DIY?

2. Mencari perbandingan QoS antara load

balancing PCC dan NTH?

3. Mengatur dan Memanejemen bandwidth klien

pada Dinas Pertanian DIY?

1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dan Tujuan yang ingin dicapai dari

penelitian ini antara lain adalah:

1. Menganalisa load balancing terbaik pada

infrastruktur jaringan Dinas Pertanian DIY

untuk sebagai acuan pengembangan jaringan.

2. Mengetahui perbandingan QoS antara load

balancing NTH dan PCC.

2. Tinjauan Pustaka

Jasa Dwiyuga (2013), Load balancing merupakan

teknik untuk membagi jalur jaringan agar menstabilkan

jalur akses jaringan bila paket diteruskan ke internet dan

mencegah kelebihan beban pada jalur jaringan.

Penggunaan modem USB GSM memudahkan seorang

admin dalam mengatasi masalah apabila salah satu

provider internet mengalami down. Admin dapat

mengganti provider GSM yang mengalami down

tersebut dengan provider GSM lain.[1]

Eko Sumarno (2013), Ketika server atau suatu

jaringan diakses oleh banyak pengguna maka disitulah

keuntungan load balancing yang paling dirasakan.

Selain itu ketika sebuah aplikasi yang sangat penting

yang ada disebuah server tidak bisa diakses karena

mengalami gangguan maka dengan adanya teknik load

2

balancing secara otomatis akan dialihkan ke server lain.

[2]

Kelebihan memakai metode load balancing jika

salah satu server mengalami gangguan, maka koneksi

internet akan tetap berjalan. Selain itu koneksi internet

terasa lebih cepat karena konsep load balancing adalah

membagi rata beban koneksi ke beberapa jalur jaringan

secara seimbang.

Agus Heriyanto (2010), Load balance bukanlah

menggabungkan dua atau lebih koneksi menjadi satu,

tetapi membagi beban sehingga tidak terfokus pada satu

gateway saja. Dengan ini maka kapasitas bandwidth

meningkat menjadi sejumlah koneksi yang di load

balance tersebut. Saat mengunduh file dan melakukan

tes kecepatan menggunakan penjelajah web, hanya satu

gateway yang terpakai terus menerus karena saat

melakukan download file yang ukurannya lebih besar

tetap akan dianggap menjadi satu sesi (session). [3] Ketika digunakan untuk menjelajah web

(browsing), file yang diunduh relatif kecil ukurannya

seperti file gambar, text dan html. Load balance sangat

efektif digunakan untuk meningkatkan kapasitas

bandwidth dengan harga yang lebih murah dengan

menggunakan layanan broadband internet ADSL tetapi

dengan kapasitas bandwidth yang terbatas tiap jalurnya,

sehingga harus menggunakan lebih dari satu jalur untuk

mendapatkan kapasitas bandwidth yang lebih besar.

Muhammad Hafizh (2011), melakukan penelitian

tentang load balancing dengan menggunakan metode

Per Connection Classifier (PCC) menggunakan proxy

server, penerapan load balancing dengan metode PCC

dapat membagi paket sama rata dan dapat mengatasi

masalah disconnecting pada jaringan internet. [4]

Jika salah satu link jaringan internet terputus,

maka seluruh beban akan dialihkan secara otomatis ke

jaringan internet yang masih aktif. Hubungan client

server terjalin utuh karena selalu pada jalur yang sama,

dikarenakan pada rule PCC akan selalu mengingat IP

address sumber dan tujuan.

2.1 Penjelasan Singkat Jaringan Komputer

Jaringan komputer adalah himpunan interkoneksi

sejumlah komputer autonomous. Dua buah komputer

dikatakan “interkoneksi” apabila keduanya bisa berbagi

resources yang dimiliki, seperti saling bertukar

data/informasi, berbagi printer, berbagi penyimpanan

(harddisk, floppy disk, CD-ROM, flashdisk, dan

sebagainya). Data berupa teks, audio maupun video,

mengalir melalui media jaringan (baik kabel maupun

nirkabel) sehingga memungkinkan pengguna jaringan

komputer bertukar file/data, menggunakan printer yang

sama menggunakan hardware/software yang terhubung

dalam jaringan.5

2.2 Bandwidth

Bandwitdh merupakan suatu ukuran dari

5 Sofana, Iwan. 2011. Teori dan Modul Praktikum Jaringan Komputer.

Modula Bandung.

banyaknya informasi yang dapat mengalir dari suatu

tempat ke tempat lain dalam waktu tertentu. Bandwidth

dapat digunakan untuk mengukur baik aliran data analog

maupun aliran data digital. Satuan yang digunakan untuk

bandwidth adalah bits per second (bps). Bit atau binary

digit adalah basis angka yang terdiri dari angka 0 dan 1.

Satuan ini menggambarkan seberapa banyak bit (angka 0

dan 1) yang dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat

yang lain dalam setiap detiknya melalui suatu media

transmisi. Bandwidth adalah konsep pengukuran yang

sangat penting dalam jaringan, tetapi konsep ini

memiliki kekurangan atau batasan, tidak peduli

bagaiman cara mengirimkan informasi maupun media

apa yang dipakai dalam penghantaran informasi

sehingga menyebabkan batasan terhadap panjang media

yang dipakai, kecepatan maksimal yang dapat

digunakan, maupun perlakuan khusus terhadap media

yang digunakan. Besarnya tiap komponen bandwidth

tersebut dapat tidak sama atau sama satu sama lain.6

2.3 Quality of Service (QoS)

Quality of Service merupakan sekumpulan teknik

dan mekanisme yang menjamin performasi dari jaringan

komputer (terutamanya di internet) di dalam penyediaan

layanan kepada aplikasi-aplikasi di dalam jaringan

komputer. QoS dilihat dan diukur dari sudut pandang

penyedia layanan. Performasi jaringan merujuk ke

tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai

jenis beban data di dalam suatu sistem komunikasi.7

2.4 Load Balancing

Load balancing dalam jaringan komputer adalah

teknik untuk membagi beban (load) kedalam beberapa

jalur atau link. Ini dilakukan jika untuk menuju suatu

network terdapat beberapa jalur (link). Tujuan dari load

balancing yaitu agar tidak ada link yang mendapatkan

beban yang lebih besar dari link yang lain. Penerapan

load balancing pada suatu jaringan lokal yang memiliki

dua atau lebih koneksi internet. Load balancing sangat

penting jika jumlah permintaaan proses ke server sulit

diramalkan. Situs web yang sibuk atau banyak

dikunjungi biasanya menggunakan dua atau lebih web

server, sehingga jika salah satu server kelebihan beban,

permintaan akan dialihkan ke server lain yang masih

mempunyai kapasitas untuk memproses permintaan

tersebut.8

2.5 Per Connection Classifier (PCC)

Merupakan metode yang mengelompokkan trafik

koneksi melalui atau keluar masuk router menjadi

beberapa kelompok. Pengelompokan ini bisa dibedakan

berdasarkan src-address, dst-address, src-port, atau dst-

port. Router akan menyimpan informasi tentang jalur

gateway yang dilewati data ditiap trafik koneksi,

6 Wibisono, Stevanus Gunawan. 2011. Kamus Komputer Untuk

Pelajar dan Umum. Kawan Kita. Klaten. 7 Eka Pratama, I Putu Agus. 2014. Handbook Jaringan Komputer.

Informatika. Bandung. 8 Towidjojo, Rendra. 2013. Mikrotik Kungfu Kitab 2. Jasakom.

3

sehingga pada paket-paket selanjutnya yang masih

berkaitan dengan paket data sebelumnya akan

dilewatkan pada jalur gateway yang sama juga.9

2.6 NTH Load Balance

NTH load balance merupakan suatu teknik load

balance yang membentuk suatu deret tertentu (NTH),

yang nantinya akan digunakan sebagai suatu sistem

antrian didalam mangle rule yang dibentuk. NTH

diimplementasikan dalam suatu deret yang terdiri dari

every dan packet yang akan direalisasikan dalam suatu

deret integer. Pada metode ini, paket data yang masuk

akan ditandai sebagai suatu variabel (n) dalam tipe data

integer. Koneksi load balance menggunakan multi

gateway ini disebut dengan metode round robin karena

beban terbagi secara berurutan dan bergiliran dari

gateway yang satu ke gateway yang lain, oleh karena itu

gateway yang digunakan selalu bergantian dan tidak

tetap (random).10

3. Analisa dan Perancangan

3.1 Analisa Masalah

Gambar 1 Detail Topologi pada gedung 2 aaat ini

Pada saat ini sistem yang berjalan di Dinas

Pertanian DIY menggunakan dua ISP untuk memenuhi

kebutuhan internet. Tetapi dua ISP tersebut belum

digunakan secara optimal untuk kebutuhan internet. Ini

dikarenakan belum digunakannya semua jalur gateway

yang ada untuk terhubung ke internet, sehingga terjadi

penumpukan disalah satu gateway bila ada yang

mengakses internet. Selain itu, akibat dari penumpukan

di salah satu jalur gateway ini, bandwidth yang

digunakan menjadi tidak optimal.

Banyaknya user yang mengakses internet secara

bersamaan sering kali mengakibatkan waktu untuk

mengakses paket data meningkat dan bahkan dapat

terjadi request timed out, hal ini tentu menjadi

penghambat pada saat akses internet sangat dibutuhkan.

Selain itu, pergantian ISP masih dilakukan secara manual

9 Hafizh, Muhammad. 2011. Load Balancing Dengan Metode Per

Connection Classifier (PCC) Menggunakan Proxy Server Sebagai

Caching. UIN Syarif Hidayatullah. Jakarta. 10 Kristanto Hartono, Henry. 2012. Optimasi Perbandingan Antara

NTH Load Balance Dengan PCC Load Balance. Universitas Kristen

Satya Wacana. Salatiga.

bila ada salah satu ISP terputus (down).

3.2 Solusi Masalah

Berdasarkan hasil analisa, maka permasalahan

yang dihadapi dapat diselesaikan dengan beberapa

metode antara lain sebagai berikut:

1. Penggunaan teknik load balancing PCC atau

NTH yang berguna untuk mengoptimalkan

jalur gateway agar kedua ISP dapat

dipergunakan secara optimal.

2. Melakukan perbandingan antara load

balancing PCC dan NTH yang cocok

digunakan pada jaringan komputer Dinas

Pertanian DIY.

3. Penggunaan load balancing PCC atau NTH

yang berfungsi untuk mengelompokkan trafik

keluar masuk data melalui router. Sehingga

ISP 1 dan ISP 2 dapat beroperasi secara

bersamaan.

4. Penggunaan teknik simple queue pada

mikrotik yang berfungsi untuk memanajemen

bandwidth pada client.

3.3 Analisa kebutuhan

3.3.1 Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware)

Tabel 1 Kebutuhan Perangkat Keras

Perangkat

Keras Spesifikasi

Router RB750

CPU AR7241 400MHz

64 MB Main Storage

32 MB RAM

5 Lan Ports

Switch TP-

Link

1610/100Mbps RJ45 Ports

100~240VAC, 50-60Hz

Modem USB

CDMA 2000 1x EV-DO Rev.B

800/1900Mhz

Chipset Qualcomm MDM 6600

Notebook Asus

A43S

Intel Core i3 2310M CPU

@2,1GHz

LAN Realtek PCIe GBE Family

Controller

Gambar 2 Topologi Perancangan Load Balancing Gedung 2

4

3.3.2 Kebutuhan Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang dibutuhkan dalam

perancangan load balancing adalah sebagai berikut:

Tabel 2 kebutuhan perangkat lunak

Perangkat Lunak Versi

Mikrotik Router OS 6.25

Mikrotik Winbox Loader 3

Internet Download Manager 6.18

Windows 7 64 bit

3.4 Implementasi

Setelah dilakukan perancangan sistem, maka

tahap selanjutnya adalah melakukan implementasi load

balancing PCC dan NTH. Dikarenakan pada saat

melakukan implementasi ISP 2 yang ada pada gedung

dua dinonaktifkan untuk sementara atas permintaan

kantor, maka penulis berinisiatif untuk menggantikan

ISP tersebut dengan menggunakan modem.

3.4.1 Konfigurasi Router Mikrotik

Untuk melakukan remote mikrotik, disini penulis

menggunakan aplikasi winbox.

Gambar 3 Tampilan Login Mikrotik Pada Winbox

3.4.1.1 Konfigurasi Interfaces

Untuk menampilkan dan mengkonfigurasi semua

interfaces yang terdapat pada mikrotik dilakukan dengan

klik menu “interfaces” pada bagian kiri dan akan muncul

seperti tampilan seperti gambar dibawah.

Gambar 4 Tampilan Menu Interfaces

3.4.1.2 Konfigurasi IP Address

Tahap selanjutnya adalah mengkonfigurasi IP

address pada mikrotik. Penulis melakukan konfigurasi

pada interfaces ether1, ether2 dan ether3. Penulis

membuat list konfigurasi IP address seperti gambar

dibawah.

Gambar 5 Daftar IP Address

3.4.1.3Konfigurasi Load Balancing PCC

Teknik Load Balancing Per Connection Clasifier

(PCC) yaitu mengelompokan trafik koneksi yang melalui

atau keluar masuk router menjadi beberapa kelompok.

Gambar 6 Konfigurasi IP Routing Load Balancing PCC

3.4.1.4 Konfigurasi Load Balancing NTH

NTH load balance merupakan suatu teknik load

balance yang membentuk suatu deret tertentu (NTH),

yang nantinya akan digunakan sebagai suatu sistem

antrian didalam mangle rule yang dibentuk.

Gambar 7 Konfigurasi IP Routing Load Balancing NTH

3.4.1.5 Manajemen Bandwidth Klien

Pada tahap ini penulis akan mengatur bandwidth

pada klien, agar bandwidth terpakai secara merata.

5

Penulis menggunakan teknik simple queue yang ada

pada mikrotik untuk menejemen bandwidth pada klien.

Gambar 8 Tampilan Konfigurasi Bandwidth Klien

3.5 Pengujian

3.5.1 Pengujian Load Balancing PCC

Pengujian dilakukan dengan cara mengamati

trafik bandwidth pada router dan aktifitas-aktifitas dari

beberapa klien yang dapat dijadikan sebagai acuan

dalam pengamatan. Yang dijadikan sebagai parameter

dalam pengamatan ini adalah trafik bandwidth untuk

download dan upload.

Gambar 9 Proses Download Data

3.5.2 Pengujian Load Balancing NTH

Seperti halnya dengan pngujian load balancing

PCC, Pengujian load balancing NTH dilakukan dengan

cara mengamati trafik bandwidth pada router dan

aktifitas-aktifitas dari beberapa klien yang dapat

dijadikan sebagai acuan dalam pengamatan. Yang

dijadikan sebagai parameter dalam pengamatan ini

adalah trafik bandwidth untuk download dan upload.

Gambar 10 Proses Download Data

3.6 Perbandingan Load Balancing PCC dan NTH

3.6.1 Perbandingan Latency

Tabel 3 Perbandingan Latency

No

Delay

Ket

Delay

Ket PCC

(ms)

NTH

(ms)

1 45ms Koneksi

Baik 46ms

Koneksi

Baik

2 46ms Koneksi

Baik 49ms

Koneksi

Baik

3 49ms Koneksi

Baik 45ms

Koneksi

Baik

4 43ms Koneksi

Baik 44ms

Koneksi

Baik

Total 45.7ms Total

46ms

3.6.2 Perbandingan Packet Loss

Dari hasil pengujian tabel 4.3 dan 4.5 diperoleh

hasil rata-rata persentase packet loss yang sama sekitar

0% dengan keterangan koneksi baik pada metode PCC

maupun NTH. Situs yang diakses memiliki persentase

packet loss yang bervariasi, hal ini dikarenakan pengaruh

distorsi dan redaman. Dari persentase tersebut dapat

disimpulkan pada pengujian packet loss, metode PCC

dan NTH mendapatkan hasil yang sama. Persentase

packet loss sangat baik dimana mempunyai nilai 0 % ,

dimana antrian yang terjadi tidak melebihi kapasitas

buffer pada setiap node.

3.6.3 Perbandingan Jitter

Tabel 4 Perbandingan Jitter

No Jitter PCC

(ms)

Jitter NTH

(ms)

1 3ms 8ms

2 1ms 3ms

3 1ms 9ms

4 1ms 1ms

Total rata-rata

1.5ms

Total rata-

rata 5.2ms

3.6.4 Perbandingan Throughput

Tabel 5 Perbandingan Throughput

No Rata-rata PCC

(Kbps)

Rata-rata NTH

(Kbps)

1 15.2 14.9

2 15.4 15

3 15.5 15.3

4 15.3 15.2

Rata-rata bandwidth

15.3

Total rata-rata

15.1

6

4.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan sebagai berikut:

1. Metode load balancing PCC merupakan load

balancing cocok untuk penggunaan dua

koneksi internet dibandingkan dengan load

balancing NTH untuk memenuhi kebutuhan

internet pada Dinas Pertanian DIY.

2. Berdasarkan parameter QoS, metode load

balancing PCC lebih unggul dibandingkan

dengan metode load balancing NTH pada

infrastruktur jaringan internet di Dinas

Pertanian DIY.

3. Pengaturan bandwidth pada setiap klien

semua diratakan tanpa ada perbedaan yaitu

upload max 256kb dan download max 1mb.

4. Bandwidth dari kedua jalur ISP akan tetap

terpakai karena beban trafik akan

didistribusikan ke klien.

4.2 Saran

Untuk saran pengembangan jaringan internet

selanjutnya:

1. Karena jaringan ini masih menggunakan

jaringan dalam skala kecil, maka hasil yang

didapat masih kurang maksimal. Diharapkan

kepada peneliti selanjutnya untuk

mengembangkan analisa perbandingan PCC

dan NTH ini menggunakan jaringan yang

lebih besar.

2. Load balancing digunakan bukan untuk

meringankan beban jaringan, tetapi untuk

mengatur alokasi beban jaringan. Maka

dibutuhkan proxy server untuk membantu

meringankan jaringan.

3. Untuk topologi jaringan, penulis menyarankan

sebagai berikut:

Gambar 11 Topologi Keseluruhan yang Disarankan

Daftar Pustaka

[1] Dwiyuga, Jasa. 2013. Analisis dan Perancangan

Load Balancing Dari 3 Provider Seluler Untuk

Jaringan RT/RW Net. STMIK AMIKOM

Yogyakarta.

[2] Sumarno, Eko. 2013. Implementasi Load

Balancing Dengan Dua Jalur. Indonesian Jurnal on

Networking and Security (IJNS).

[3] Heriyanto, Agus. 2010. Analisis dan Implementasi

Load Balance Dua ISP Menggunakan Mikrotik

Dengan Metode Round Robin. STMIK AMIKOM

Yogyakarta.

[4] Hafizh, Muhammad. 2011. Load Balancing

Dengan Metode Per Connection Classifier (PCC)

Menggunakan Proxy Server Sebagai Caching. UIN

Syarif Hidayatullah. Jakarta.

[5] Sofana, Iwan. 2011. Teori dan Modul Praktikum

Jaringan Komputer. Modula. Bandung.

[6] Wibisono, Stevanus Gunawan. 2011. Kamus

Komputer Untuk Pelajar dan Umum. Kawan Kita.

Klaten.

[7] Eka Pratama, I Putu Agus. 2014. Handbook

Jaringan Komputer. Informatika Bandung.

[8] Towidjojo, Rendra. 2013. Mikrotik Kungfu Kitab 2.

Jasakom.

[9] Kristianto Hartono, Henry. 2012. Optimasi

Perbandingan Antara NTH Load Balance dengan

PCC Load Balance. Universitas Kristen Satya

Wacana Salatiga.

Biodata Penulis

Abdul Rajab Tahir, Menempuh pendidikan strata 1

Jurusan Teknik Informatika di STMIK AMIKOM

Yogyakarta.

Melwin Syafrizal, memperoleh gelar Sarjana Komputer

(S.Kom), di STMIK AMIKOM Yogyakarta dan

memperoleh gelar Master of Engineering (M.Eng) di

Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Saat ini menjadi

Dosen di STMIK AMIKOM Yogyakarta.