Implementasi Load-Balancing dengan Metode Round Robin dalam Software Defined Networking (SDN) Menggunakan Controller Pox
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perangkat jaringan komputer seperti Router dan Switch biasanya sudah memiliki
management interface yang memungkinkan seorang operator jaringan untuk
mengkonfigurasi dan mengelolah perangkat
ini. Beberapa contoh dari
management interface meliputi command line interface, XML/Netconf, Graphical
User Interface (GUI), dan Simple Network Management Protocol (SNMP)
(Nadeau & Gray. 2013). Pilihan-pilihan ini merupakan bagian dari sistem operasi
yang disediakan oleh vendor penyedia perangkat Router dan Switch dimana
sistem operasi dan fitur-fiturnya sudah langsung embedded pada perangkat
tersebut sehingga apabila seseorang ingin bereksperimen dengan beberapa teknik
seperti teknik load-balancing baru atau routing protocol baru maka dia tidak akan
dapat melakukan hal itu karena perangkat tidak mendukung teknik dan protokol
tersebut. Dengan kata lain pengguna hanya dapat melakukan konfigurasi melalui
management interface pada perangkat Router atau Switch dalam menerapkan fitur
yang diinginkan. Selain itu, setiap konfigurasi berbeda berdasarkan vendor
penyedia sehingga menjadi permasalahan lainnya yang harus dihadapi oleh
operator jaringan.
Pemisahan data-plane dan control-plane pada perangkat jaringan komputer
seperti Router dan Switch memungkinkan untuk memprogram perangkat tersebut
sesuai dengan yang diiinginkan secara terpusat. Pemisahan inilah yang mendasari
terbentuknya paradigma baru dalam jaringan komputer yang disebut Software
Defined Networking (SDN) (US: Open Networking Foundation. 2013). Dengan
cara ini pengguna Software Defined Networking (SDN) dapat membangun sendiri
Universitas Sumatera Utara
sebuah aplikasi maupun gabungan dari beberapa aplikasi yang akan dijalankan
pada platform controller. Platform controller menyediakan Application
Programming
Interfaces
(APIs)
sehingga
memudahkan
dalam
mengimplementasikan fitur dan layanan dalam jaringan komputer. Pada Software
Defined Networking (SDN), controller terpusat mengkonfigurasi tabel forwarding
(flow-table) Switch yang bertanggung jawab untuk meneruskan aliran paket
komunikasi.
Salah satu contoh fitur yang biasanya telah tersedia pada sebuah perangkat
Switch ataupun Router adalah load-balancing dengan metode yang sudah
diterapkan oleh vendor penyedianya. Load-balancing merupakan suatu teknik
untuk membagi beban trafik yang diterima kepada beberapa server dengan tujuan
agar server tidak mengalami overload dan tetap menyediakan layanan dengan
baik (Long, Shen, Guo & Tang. 2013.). Teknik load-balancing dapat diterapkan
dengan menggunakan beberapa metode antrian, antara lain: round-robin,
weighted round-robin, persistent, hash based. Sebagai salah satu contoh adalah
penerapan metode round-robin pada teknik load-balancing dimana metode ini
membagi beban trafik secara bergiliran dan berurutan dari satu server ke server
lain.
Kehebatan teknologi Software Defined Networking (SDN) dalam sistem
jaringan komputer ini dianggap menarik oleh penulis, penulis sangat tertarik
untuk mengimplementasikan teknik Load-Balancing dengan metode round-robin
pada Software Defined Networking (SDN) menggunakan controller POX. Pada
penelitian ini dilakukan pengujian dengan cara mengirimkan paket HyperText
Transfer Protocol (HTTP) dan Internet Control Message Protocol (ICMP) paket
ke server, kemudian dari situ dapat dilihat respone-time sebelum dan setelah loadbalancing. Tentunya hasil yang diinginkan setelah load-balancing adalah
respone-time yang lebih kecil daripada sebelum melalui proses load-balancing.
Keberhasilan implementasi ini akan mungkin meningkatkan ketertarikan pelaku
dunia pendidikan dan operator jaringan secara khusus dan perusahaan-perusahaan
besar secara umum untuk menerapkan teknologi Software Defined Networking
(SDN) pada sistem jaringan komputernya.
Universitas Sumatera Utara
1.2. Rumusan Masalah
Masalah
yang
akan
dibahas
dalam
penelitian
ini
adalah
bagaimana
mengimplementasikan teknik load-balancing dengan metode round-robin pada
Software Defined Networking (SDN) dengan menggunakan controller POX ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Implementasi teknik Load-Balancing ini hanya menggunakan metode
Round-Robin.
2. Penelitian ini hanya menggunakan controller POX.
3. Penelitian menggunakan parameter packets-respone time.
4. Paket data yang digunakan adalah paket data HyperText Transfer Protocol
(HTTP) dan Internet Control Message Protocol (ICMP).
5. Penilitian ini menggunakan emulator Mininet.
6. Penelitian ini menggunakan Oracle VM VirtualBox.
7. Sistem Operasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Linux Ubuntu
12.10.
8. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam penelitian ini adalah
PYTHON 2.7.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan teknik load-balancing
dengan metode round-robin pada Software Defined Networking (SDN).
Universitas Sumatera Utara
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Menjadi salah satu bukti ilmiah pengimplementasian load-balancing dalam
Software Defined Networking (SDN) dengan melakukan analisis terhadap
paket data HyperText Transfer Protocol (HTTP) dan Internet Control Message
Protocol (ICMP) melalui parameter packets-respone time.
2. Membuktikan bahwa packets-respone time dapat dijadikan sebagai indikasi
pengimplementasian load-balancing pada Software Defined Networking
(SDN).
1.6. Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
a.
Studi Literatur
Metode ini dilaksanakan dengan melakukan studi kepustakaan melalui
membaca buku-buku, skripsi, dan jurnal yang dapat mendukung penulisan
Tugas Akhir yang relevan mengenai Software Defined Networking (SDN),
Load-Balancing dan Round-Robin.
b.
Analisis
Analisis masalah yang dimulai dengan tahap mengindentifikasi masalah,
memahami cara kerja Software Defined Networking, menganalisis dan
membaut laporan tentang hasil analisis algoritma, menggambarkan sistem
dengan menggunakan flowchart.
Universitas Sumatera Utara
c.
Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan Load-Balancing dengan metode
Round-Robin dan topologi jaringan yang digunakan. Termasuk didalamnya
yaitu perancangan flowchart, dan perancangan sistem.
d.
Implementasi
Metode ini dilaksanakan dengan mengimplementasi rancangan sistem yang
telah dibuat pada impelementasi menggunakan PYTHON 2.7.
e.
Pengujian
Setelah proses pengkodean selesai maka akan dilakukan proses pengujian
terhadap program yang dihasilkan untuk mengetahui apakah program sudah
berjalan dengan benar dan sesuai dengan perancangan yang dilakukan.
f.
Penyusunan laporan dan kesimpulan akhir
Membuat laporan hasil analisa dan perancangan ke dalam format penulisan
tugas akhir yang disertai dengan kesimpulan.
1.7. Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini menggunakan sistematika penulisan yang membagi
pembahasan skripsi dalam lima bagian utama, yang terdiri atas:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan
masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan skripsi.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 LANDASAN TEORI
Pada bab ini membahas mengenai teori-teori yang digunakan untuk memahami
permasalahan yang berkaitan dengan machine learning,
Backpropagation,
Support Vector Machine, curse of dimensionality, visualisasi data.
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini berisikan analisis mengenai metode yang digunakan untuk
menyelesaikan masalah dan perancangan dari sistem yang dibangun.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Pada bab ini dibahas cara kerja sistem beserta proses pengujian terhadap sistem
yang telah dikembangkan
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini dibuat mengenai rangkuman dari hasil analisis dan implementasi
kerja sistem pada bagian sebelumnya, dan pada bagian ini terdapat saran yang
diberikan untuk pengembangan sistem selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perangkat jaringan komputer seperti Router dan Switch biasanya sudah memiliki
management interface yang memungkinkan seorang operator jaringan untuk
mengkonfigurasi dan mengelolah perangkat
ini. Beberapa contoh dari
management interface meliputi command line interface, XML/Netconf, Graphical
User Interface (GUI), dan Simple Network Management Protocol (SNMP)
(Nadeau & Gray. 2013). Pilihan-pilihan ini merupakan bagian dari sistem operasi
yang disediakan oleh vendor penyedia perangkat Router dan Switch dimana
sistem operasi dan fitur-fiturnya sudah langsung embedded pada perangkat
tersebut sehingga apabila seseorang ingin bereksperimen dengan beberapa teknik
seperti teknik load-balancing baru atau routing protocol baru maka dia tidak akan
dapat melakukan hal itu karena perangkat tidak mendukung teknik dan protokol
tersebut. Dengan kata lain pengguna hanya dapat melakukan konfigurasi melalui
management interface pada perangkat Router atau Switch dalam menerapkan fitur
yang diinginkan. Selain itu, setiap konfigurasi berbeda berdasarkan vendor
penyedia sehingga menjadi permasalahan lainnya yang harus dihadapi oleh
operator jaringan.
Pemisahan data-plane dan control-plane pada perangkat jaringan komputer
seperti Router dan Switch memungkinkan untuk memprogram perangkat tersebut
sesuai dengan yang diiinginkan secara terpusat. Pemisahan inilah yang mendasari
terbentuknya paradigma baru dalam jaringan komputer yang disebut Software
Defined Networking (SDN) (US: Open Networking Foundation. 2013). Dengan
cara ini pengguna Software Defined Networking (SDN) dapat membangun sendiri
Universitas Sumatera Utara
sebuah aplikasi maupun gabungan dari beberapa aplikasi yang akan dijalankan
pada platform controller. Platform controller menyediakan Application
Programming
Interfaces
(APIs)
sehingga
memudahkan
dalam
mengimplementasikan fitur dan layanan dalam jaringan komputer. Pada Software
Defined Networking (SDN), controller terpusat mengkonfigurasi tabel forwarding
(flow-table) Switch yang bertanggung jawab untuk meneruskan aliran paket
komunikasi.
Salah satu contoh fitur yang biasanya telah tersedia pada sebuah perangkat
Switch ataupun Router adalah load-balancing dengan metode yang sudah
diterapkan oleh vendor penyedianya. Load-balancing merupakan suatu teknik
untuk membagi beban trafik yang diterima kepada beberapa server dengan tujuan
agar server tidak mengalami overload dan tetap menyediakan layanan dengan
baik (Long, Shen, Guo & Tang. 2013.). Teknik load-balancing dapat diterapkan
dengan menggunakan beberapa metode antrian, antara lain: round-robin,
weighted round-robin, persistent, hash based. Sebagai salah satu contoh adalah
penerapan metode round-robin pada teknik load-balancing dimana metode ini
membagi beban trafik secara bergiliran dan berurutan dari satu server ke server
lain.
Kehebatan teknologi Software Defined Networking (SDN) dalam sistem
jaringan komputer ini dianggap menarik oleh penulis, penulis sangat tertarik
untuk mengimplementasikan teknik Load-Balancing dengan metode round-robin
pada Software Defined Networking (SDN) menggunakan controller POX. Pada
penelitian ini dilakukan pengujian dengan cara mengirimkan paket HyperText
Transfer Protocol (HTTP) dan Internet Control Message Protocol (ICMP) paket
ke server, kemudian dari situ dapat dilihat respone-time sebelum dan setelah loadbalancing. Tentunya hasil yang diinginkan setelah load-balancing adalah
respone-time yang lebih kecil daripada sebelum melalui proses load-balancing.
Keberhasilan implementasi ini akan mungkin meningkatkan ketertarikan pelaku
dunia pendidikan dan operator jaringan secara khusus dan perusahaan-perusahaan
besar secara umum untuk menerapkan teknologi Software Defined Networking
(SDN) pada sistem jaringan komputernya.
Universitas Sumatera Utara
1.2. Rumusan Masalah
Masalah
yang
akan
dibahas
dalam
penelitian
ini
adalah
bagaimana
mengimplementasikan teknik load-balancing dengan metode round-robin pada
Software Defined Networking (SDN) dengan menggunakan controller POX ?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Implementasi teknik Load-Balancing ini hanya menggunakan metode
Round-Robin.
2. Penelitian ini hanya menggunakan controller POX.
3. Penelitian menggunakan parameter packets-respone time.
4. Paket data yang digunakan adalah paket data HyperText Transfer Protocol
(HTTP) dan Internet Control Message Protocol (ICMP).
5. Penilitian ini menggunakan emulator Mininet.
6. Penelitian ini menggunakan Oracle VM VirtualBox.
7. Sistem Operasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Linux Ubuntu
12.10.
8. Bahasa pemrograman yang digunakan dalam penelitian ini adalah
PYTHON 2.7.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan teknik load-balancing
dengan metode round-robin pada Software Defined Networking (SDN).
Universitas Sumatera Utara
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Menjadi salah satu bukti ilmiah pengimplementasian load-balancing dalam
Software Defined Networking (SDN) dengan melakukan analisis terhadap
paket data HyperText Transfer Protocol (HTTP) dan Internet Control Message
Protocol (ICMP) melalui parameter packets-respone time.
2. Membuktikan bahwa packets-respone time dapat dijadikan sebagai indikasi
pengimplementasian load-balancing pada Software Defined Networking
(SDN).
1.6. Metodologi Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
a.
Studi Literatur
Metode ini dilaksanakan dengan melakukan studi kepustakaan melalui
membaca buku-buku, skripsi, dan jurnal yang dapat mendukung penulisan
Tugas Akhir yang relevan mengenai Software Defined Networking (SDN),
Load-Balancing dan Round-Robin.
b.
Analisis
Analisis masalah yang dimulai dengan tahap mengindentifikasi masalah,
memahami cara kerja Software Defined Networking, menganalisis dan
membaut laporan tentang hasil analisis algoritma, menggambarkan sistem
dengan menggunakan flowchart.
Universitas Sumatera Utara
c.
Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan Load-Balancing dengan metode
Round-Robin dan topologi jaringan yang digunakan. Termasuk didalamnya
yaitu perancangan flowchart, dan perancangan sistem.
d.
Implementasi
Metode ini dilaksanakan dengan mengimplementasi rancangan sistem yang
telah dibuat pada impelementasi menggunakan PYTHON 2.7.
e.
Pengujian
Setelah proses pengkodean selesai maka akan dilakukan proses pengujian
terhadap program yang dihasilkan untuk mengetahui apakah program sudah
berjalan dengan benar dan sesuai dengan perancangan yang dilakukan.
f.
Penyusunan laporan dan kesimpulan akhir
Membuat laporan hasil analisa dan perancangan ke dalam format penulisan
tugas akhir yang disertai dengan kesimpulan.
1.7. Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini menggunakan sistematika penulisan yang membagi
pembahasan skripsi dalam lima bagian utama, yang terdiri atas:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan
masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan skripsi.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 LANDASAN TEORI
Pada bab ini membahas mengenai teori-teori yang digunakan untuk memahami
permasalahan yang berkaitan dengan machine learning,
Backpropagation,
Support Vector Machine, curse of dimensionality, visualisasi data.
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini berisikan analisis mengenai metode yang digunakan untuk
menyelesaikan masalah dan perancangan dari sistem yang dibangun.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Pada bab ini dibahas cara kerja sistem beserta proses pengujian terhadap sistem
yang telah dikembangkan
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini dibuat mengenai rangkuman dari hasil analisis dan implementasi
kerja sistem pada bagian sebelumnya, dan pada bagian ini terdapat saran yang
diberikan untuk pengembangan sistem selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara