Implementasi Rateless Code Pada Content Delivery Network
TUGAS AKHIR
IMPLEMENTASI RATELESSCODE PADA
CONTENTDELIVERYNETWORK
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Nofrizal
NIM : 130402025
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Content Delivery Network adalah sebuah sistem jaringan server untuk
mendistribusikan data/konten yang ada dalam sebuah web ke berbagai pengguna
di belahan dunia agar data yang dikirim dan diterima lebih cepat. Server jaringan
CDN terdistribusi secara global dengan tujuan untuk melayani konten ke
pengguna dengan ketersediaan yang besar dan performa tinggi. Dalam pencarian
server terbaik dan perpindahan server berpotensi membuat trafik jaringan tidak
stabil dan berpengaruh secara global. Diperlukan penerapan rateless code pada
jaringan CDN yang berfungsi untuk mempertahankan kualitas trafik dan
memperbaiki paket data meskipun kondisi server dalam keadaan memburuk.
Tugas akhir ini menganalisis penerapan rateless code pada jaringan CDN dengan
menggunakan NS-2. Hasil simulasi rata-rata menunjukkan bahwa penerapan
ratelesscode pada jaringan CDN meningkatkan QoS dari suatu jaringan yang
dibandingakan dengan tanpa ratelesscode. Dengan penerapan rateless code 50%
nilai delay naik 0,016749 detik dan nilai packet loss turun 1% . Untuk penerapan
rateless code 100% nilai delay naik 0,039962 detik dan nilai packet loss turun 2%.
Kata kunci : Content Delivery Network, Rateless code, QoS, dan NS-2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan
kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat
beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan umat Nabi Muhammad
S.A.W.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“IMPLEMENTASI RATELESSCODE PADA
CONTENTDELIVERYNETWORK”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Edi Syahrizal dan ibunda Zulfatmiyang senantiasa memberikan
perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta adik tercinta
Boby Setiawan yang senantiasa mendukung dan memberi semangat.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada :
1.
Bapak Suherman, ST., M.Comp., Ph.D selaku dosen Pembimbing Tugas
Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
2.
IbuSyiska Yana, ST, MT, selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Dr. Maksum Pinem, ST, MT dan Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT
selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
5.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
6.
Temen - teman Sub-Jurusan Telekomunikasi Teknik Elektro USU Ekstensi,
Bg Deni, Bg iwan, Bg Fael, Sabet, Putri, Indah S, Winni, Devi, Cui, Kak
Kiki, Kak Indah Rez, Kak Indah Vus, Kak Save, Kak Yuni, Ona, Elfrida,
yang telah memberi dukungan, bantuan, semangat, dan doa untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7.
Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU Ekstensi, terkhusus angkatan
2013 atas dukungan, do’a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.
8.
Abang-abang senior yang selalu membantu, mendukung dan memberi
masukan selama menjalani perkuliahan.
9.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
Universitas Sumatera Utara
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Mei 2016
Penulis
Nofrizal
NIM. 130422025
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii
I.
PENDAHULUAN .........................................................................................1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .....................................................................................3
1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................3
1.5 Batasan Masalah ......................................................................................3
1.6 Metode Penelitian ....................................................................................4
1.7 Sistematika Penulisan ..............................................................................4
II.
DASAR TEORI.............................................................................................6
2.1 Content Delivery Network (CDN) ...........................................................6
2.2 Teknik-Teknik Pembagian Tugas CDN ..................................................7
2.2.1 GEO DNS ......................................................................................7
2.2.2 Teknologi Akamai ..........................................................................8
2.2.3 Web Mapper ...................................................................................9
2.2.4 Packet Redirection .........................................................................9
2.2.5 Load Balancer ..............................................................................10
2.3 Rateless Code ........................................................................................11
2.3.1 LT (Luby Transform) ...................................................................12
2.4 Network Simulator 2 (NS-2) .................................................................14
2.5 Kerangka Evaluasi video Evalvid..........................................................16
Universitas Sumatera Utara
III. METODE PENELITIAN...........................................................................18
3.1 Perancangan Alur Penelitian .................................................................18
3.2 Spesifikasi Perangkat .............................................................................19
3.3 Spesifikasi Fisik Simulasi CDN ............................................................20
3.4 Implementasi Rateless Code Pada Jaringan CDN .................................22
3.5 Parameter Evaluasi ................................................................................26
3.6.1 Delay (Latency) ............................................................................26
3.6.2 Packet Loss ..................................................................................27
3.6 Langkah Pelaksanaan Simulasi .............................................................27
IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ...........................................32
4.1 Hasil Pengujian Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless Code ........................................................................................32
4.1.1 Delay ............................................................................................32
4.1.2 PacketLoss ...................................................................................34
4.2 Hasil Pengujian Rateless Code Pada Jaringan CDN .............................37
4.2.1 Delay ............................................................................................37
4.2.2 Packet Loss ..................................................................................39
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................43
5.1 Kesimpulan ...........................................................................................43
5.2 Saran .....................................................................................................44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network ............................................7
Gambar 2.2 Sistem CDN Akamai ...........................................................................8
Gambar 2.3 Ilustrasi Rateless Code .......................................................................12
Gambar 2.4Proses Simbol Encoding......................................................................13
Gambar 2.5 Arsitektur Dasar NS-2 ........................................................................15
Gambar 2.6 Tampilan NAM (Network AniMator) ................................................15
Gambar 2.7 Struktur framework EvalVid ..............................................................16
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Penelitian...................................................18
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan CDN .................................................................21
Gambar 3.3 Konfigurasi Jaringan CDN Dengan Teknik Geo DNS ......................21
Gambar 3.4 Sistem Jaringan CDN .........................................................................23
Gambar 3.5 Trafik Video .......................................................................................24
Gambar 3.6 Trafik Video Dengan Rlc 50% ...........................................................26
Gambar 3.7 Trafik Video Dengan Rlc 100% .........................................................27
Gambar 3.8 Urutan Pelaksanaan Simulasi .............................................................31
Gambar 4.1 Karakteristik Delay Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless code .......................................................................................33
Gambar 4.2 Karakteristik Rata-rata Delay Jaringan ..............................................34
Gambar 4.3 Karakteristik Delay Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless code .......................................................................................36
Gambar 4.4 Karakteristik Rata-rata Packet Loss Jaringan.....................................36
Gambar 4.5 Karakteristik Delay Penerpan Rateless Code Jaringan CDN .............38
Gambar 4.6 Karakteristik Perbandingan Rata-rata Packet Loss Jaringan CDN ....39
Gambar 4.7 Karakteristik Packet Loss Pada Jaringan CDN ..................................41
Gambar 4.8 Karakteristik Perbandingan Rata-rata Packet Loss Jaringan CDN ....42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video ........................................................................20
Tabel 3.2 One-WayDelay (Letency) .......................................................................28
Tabel 3.3 PacketLoss .............................................................................................29
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Delay Jaringan CDN ....................................................32
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Packet Loss Jaringan CDN Tanpa Ratelesscode .........35
Tabel 4.3 Hasil Pengujian DelayRatelessCode Pada Jaringan CDN .....................37
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Packet LossRatelessCode Pada Jaringan CDN ...........40
Universitas Sumatera Utara
IMPLEMENTASI RATELESSCODE PADA
CONTENTDELIVERYNETWORK
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Nofrizal
NIM : 130402025
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Content Delivery Network adalah sebuah sistem jaringan server untuk
mendistribusikan data/konten yang ada dalam sebuah web ke berbagai pengguna
di belahan dunia agar data yang dikirim dan diterima lebih cepat. Server jaringan
CDN terdistribusi secara global dengan tujuan untuk melayani konten ke
pengguna dengan ketersediaan yang besar dan performa tinggi. Dalam pencarian
server terbaik dan perpindahan server berpotensi membuat trafik jaringan tidak
stabil dan berpengaruh secara global. Diperlukan penerapan rateless code pada
jaringan CDN yang berfungsi untuk mempertahankan kualitas trafik dan
memperbaiki paket data meskipun kondisi server dalam keadaan memburuk.
Tugas akhir ini menganalisis penerapan rateless code pada jaringan CDN dengan
menggunakan NS-2. Hasil simulasi rata-rata menunjukkan bahwa penerapan
ratelesscode pada jaringan CDN meningkatkan QoS dari suatu jaringan yang
dibandingakan dengan tanpa ratelesscode. Dengan penerapan rateless code 50%
nilai delay naik 0,016749 detik dan nilai packet loss turun 1% . Untuk penerapan
rateless code 100% nilai delay naik 0,039962 detik dan nilai packet loss turun 2%.
Kata kunci : Content Delivery Network, Rateless code, QoS, dan NS-2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan
kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat
beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan umat Nabi Muhammad
S.A.W.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“IMPLEMENTASI RATELESSCODE PADA
CONTENTDELIVERYNETWORK”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
ayahanda Edi Syahrizal dan ibunda Zulfatmiyang senantiasa memberikan
perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta adik tercinta
Boby Setiawan yang senantiasa mendukung dan memberi semangat.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada :
1.
Bapak Suherman, ST., M.Comp., Ph.D selaku dosen Pembimbing Tugas
Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
2.
IbuSyiska Yana, ST, MT, selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Dr. Maksum Pinem, ST, MT dan Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT
selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
5.
Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.
6.
Temen - teman Sub-Jurusan Telekomunikasi Teknik Elektro USU Ekstensi,
Bg Deni, Bg iwan, Bg Fael, Sabet, Putri, Indah S, Winni, Devi, Cui, Kak
Kiki, Kak Indah Rez, Kak Indah Vus, Kak Save, Kak Yuni, Ona, Elfrida,
yang telah memberi dukungan, bantuan, semangat, dan doa untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7.
Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU Ekstensi, terkhusus angkatan
2013 atas dukungan, do’a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.
8.
Abang-abang senior yang selalu membantu, mendukung dan memberi
masukan selama menjalani perkuliahan.
9.
Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
Universitas Sumatera Utara
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Mei 2016
Penulis
Nofrizal
NIM. 130422025
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii
I.
PENDAHULUAN .........................................................................................1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .....................................................................................3
1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................3
1.5 Batasan Masalah ......................................................................................3
1.6 Metode Penelitian ....................................................................................4
1.7 Sistematika Penulisan ..............................................................................4
II.
DASAR TEORI.............................................................................................6
2.1 Content Delivery Network (CDN) ...........................................................6
2.2 Teknik-Teknik Pembagian Tugas CDN ..................................................7
2.2.1 GEO DNS ......................................................................................7
2.2.2 Teknologi Akamai ..........................................................................8
2.2.3 Web Mapper ...................................................................................9
2.2.4 Packet Redirection .........................................................................9
2.2.5 Load Balancer ..............................................................................10
2.3 Rateless Code ........................................................................................11
2.3.1 LT (Luby Transform) ...................................................................12
2.4 Network Simulator 2 (NS-2) .................................................................14
2.5 Kerangka Evaluasi video Evalvid..........................................................16
Universitas Sumatera Utara
III. METODE PENELITIAN...........................................................................18
3.1 Perancangan Alur Penelitian .................................................................18
3.2 Spesifikasi Perangkat .............................................................................19
3.3 Spesifikasi Fisik Simulasi CDN ............................................................20
3.4 Implementasi Rateless Code Pada Jaringan CDN .................................22
3.5 Parameter Evaluasi ................................................................................26
3.6.1 Delay (Latency) ............................................................................26
3.6.2 Packet Loss ..................................................................................27
3.6 Langkah Pelaksanaan Simulasi .............................................................27
IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ...........................................32
4.1 Hasil Pengujian Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless Code ........................................................................................32
4.1.1 Delay ............................................................................................32
4.1.2 PacketLoss ...................................................................................34
4.2 Hasil Pengujian Rateless Code Pada Jaringan CDN .............................37
4.2.1 Delay ............................................................................................37
4.2.2 Packet Loss ..................................................................................39
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................43
5.1 Kesimpulan ...........................................................................................43
5.2 Saran .....................................................................................................44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network ............................................7
Gambar 2.2 Sistem CDN Akamai ...........................................................................8
Gambar 2.3 Ilustrasi Rateless Code .......................................................................12
Gambar 2.4Proses Simbol Encoding......................................................................13
Gambar 2.5 Arsitektur Dasar NS-2 ........................................................................15
Gambar 2.6 Tampilan NAM (Network AniMator) ................................................15
Gambar 2.7 Struktur framework EvalVid ..............................................................16
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Penelitian...................................................18
Gambar 3.2 Konfigurasi Jaringan CDN .................................................................21
Gambar 3.3 Konfigurasi Jaringan CDN Dengan Teknik Geo DNS ......................21
Gambar 3.4 Sistem Jaringan CDN .........................................................................23
Gambar 3.5 Trafik Video .......................................................................................24
Gambar 3.6 Trafik Video Dengan Rlc 50% ...........................................................26
Gambar 3.7 Trafik Video Dengan Rlc 100% .........................................................27
Gambar 3.8 Urutan Pelaksanaan Simulasi .............................................................31
Gambar 4.1 Karakteristik Delay Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless code .......................................................................................33
Gambar 4.2 Karakteristik Rata-rata Delay Jaringan ..............................................34
Gambar 4.3 Karakteristik Delay Single Server Dan Jaringan CDN Tanpa
Rateless code .......................................................................................36
Gambar 4.4 Karakteristik Rata-rata Packet Loss Jaringan.....................................36
Gambar 4.5 Karakteristik Delay Penerpan Rateless Code Jaringan CDN .............38
Gambar 4.6 Karakteristik Perbandingan Rata-rata Packet Loss Jaringan CDN ....39
Gambar 4.7 Karakteristik Packet Loss Pada Jaringan CDN ..................................41
Gambar 4.8 Karakteristik Perbandingan Rata-rata Packet Loss Jaringan CDN ....42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Trafik Video ........................................................................20
Tabel 3.2 One-WayDelay (Letency) .......................................................................28
Tabel 3.3 PacketLoss .............................................................................................29
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Delay Jaringan CDN ....................................................32
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Packet Loss Jaringan CDN Tanpa Ratelesscode .........35
Tabel 4.3 Hasil Pengujian DelayRatelessCode Pada Jaringan CDN .....................37
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Packet LossRatelessCode Pada Jaringan CDN ...........40
Universitas Sumatera Utara