Analisis Kinerja Content Delivery Network yang Menggunakan Load Balancer
TUGAS AKHIR
ANALISIS KINERJA CONTENT DELIVERY NETWORK YANG
MENGGUNAKAN LOAD BALANCER
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
EkstensiTeknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh :
DENNY NOPRIANTA BARUS
NIM :130422031
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Content Delivery Network(CDN) adalah sebuah sistem jaringan server
untuk mendistribusikan konten yang ada dalam sebuah aplikasi/web ke berbagai
pengakses/pengguna di berbagai belahan dunia agar data/konten yang dikirim dan
diterima lebih cepat. CDN diperuntukkan untuk website atau aplikasi yang
pengaksesnya dari berbagai belahan dunia.Server jaringan CDN terdistribusi
secara global dengan tujuan untuk melayani konten ke pengguna dengan
ketersediaan yang besar dan performa tinggi.Tugas akhir ini menganalisis kinerja
jaringan CDN setelah penerapan Load balancer untuk meningkatkan kinerja
jaringan.
Pada tugas akhir ini diterapkan model jaringan CDN yang menggunakan
Load
Balancer
dengan
simulator
NS-2.Hasil
simulasi
jaringan
CDN
dibandingakan dengan jaringan tanpa CDN (Single Server).Nilai rata-rata
parameter menunjukkan bahwa penggunaan jaringan CDN meningkatkan QoS.
Dengan algoritma Least Connection (LC) delay turun sebesar 0.204 detik, packet
loss turun 41,35%, dan throughput naik 43,33%. Dengan algoritma Round Robin
(RR) delay turun 0,145 detik, packet loss turun 30,52%, dan throughput naik
36,96%. Dengan algoritma Weighted Round Robin (WRR) delay turun 0,192 detik,
packet loss turun 30,10%, dan throughput naik 36,77%.
Kata kunci: CDN, Load Balancer, Least Connection, Round Robin, Weighted
Round Robin, QoS, danNS-2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat waktu.
Tugas Akhir ini berjudul ”ANALISIS KINERJA KONTEN DELIVERY
NETWORK YANG MENGGGUNAKAN LOAD BALANCER”. Tugas Akhir ini
merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini penulis tidak terlepas dari
perhatian dan dukungan keluarga oleh karena itupenulis mempersembahkan
Tugas Akhir ini kepada kedua orang tua tersayang Benar barus dan Ruslina br.
Sembiring sebagai orang tua dan kedua abang John Barus, Anton Barus, ST. Dan
kakak tercinta Dewi Barus, SE. Dalam kesempatan ini juga penulis
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1.
Bapak Suherman, Ph.D selaku dosen pembimbing Tugas Akhir atas
bimbingan, dukungan dan motivasi kepada penulis.
2.
Bapak Ir. Kasmir Tanjung selaku Dosen Pembimbing Akademik selama
mengikuti perkuliahan.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku dosen pembanding yang membantu dalam
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
6.
IbuNaema Mubarakah, ST, MT selaku dosen pembanding yang membantu
dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
7.
Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah mengajar dan mendidik penulis.
8.
Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
9.
Teman – teman Ekstensi Teknik Telekomunikasi angkatan 2013
10.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh penulis, yang
selalu membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih sangat jauh dari sempurna,
baik dari segi materi maupun cara penyajiannya. Oleh karena itu, penulis
menerima saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, Maret 2016
Penulis,
Denny Noprianta barus
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.
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................6
2.1 Content Delivery Network (CDN) ...........................................................6
2.2 Teknik-Teknik Pembagian Tugas CDN ..................................................7
2.2.1 GEO DNS ......................................................................................8
2.2.2 Web Mapper ...................................................................................8
2.2.3 Packet Redirection .........................................................................8
2.3 Load Balancer .........................................................................................8
2.3.1 Algoritma Least Connection ........................................................10
2.3.2 Algoritma Round Robin ...............................................................11
2.3.3 Algoritma Weighted Round Robin ...............................................12
2.4 Network Simulator 2 (NS-2) ..................................................................13
2.5 Evalvid ...................................................................................................14
Universitas Sumatera Utara
III. PERANCANGAN SIMULASI ..................................................................17
3.1 Perancangan Alur Penelitian .................................................................17
3.2 Spesifikasi Perangkat .............................................................................18
3.2.1 Perangkat Keras .........................................................................18
3.2.2 Perangkat Lunak ........................................................................18
3.3 Spesifikasi Trafik Simulasi CDN ..........................................................19
3.4 Spesifikasi Fisik Simulasi CDN ............................................................19
3.5 Implementasi Sistem Load Balancer .....................................................20
3.6 Parameter Evaluasi ................................................................................22
3.6.1 Delay (Letency) ...........................................................................22
3.6.2 Packet Loss ..................................................................................23
3.6.3 Throughput ...................................................................................23
3.7 Langkah Pelaksanaan Simulasi .............................................................24
IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ...........................................26
4.1 Umum ....................................................................................................26
4.2 Hasil Pengujian .....................................................................................26
4.2.1 Pengujian Jaringan Tanpa CDN ...................................................26
4.2.2.1 Delay ..............................................................................26
4.2.2.2 Packet Loss ....................................................................28
4.2.2.3 Throughput .....................................................................30
4.2.2 Penerapan Jaringan CDN .............................................................32
4.2.2.1 Delay ..............................................................................32
4.2.2.2 Packet Loss ....................................................................34
4.2.2.3 Throughput .....................................................................37
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................40
5.1 Kesimpulan ............................................................................................40
5.2 Saran ......................................................................................................41
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network (CDN) .................................... 7
Gambar 2.2 Arsitektur dasar NS-2 ............................................................................ 13
Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid .................................................................. 14
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Penelitian....................................................... 17
Gambar 3.1Network Configuration............................................................................ 20
Gambar 3.2Implementasi Load Balancer pada Jaringan CDN .................................. 21
Gambar 3.4 Urutan Pelaksanaan Simulasi ................................................................. 24
Gambar 4.1 Karateristik Delay Single Server ............................................................ 27
Gambar 4.2 Karateristik Rata-Rata Delay Single Server ........................................... 28
Gambar 4.3 Karateristik Packet Loss Single Server .................................................. 29
Gambar 4.4 Karateristik Rata-Rata Packet Loss Single Server ................................. 30
Gambar 4.5 Karateristik Throughput Single Server ................................................... 31
Gambar 4.6 Karateristik Rata-Rata Throughput Single Server .................................. 32
Gambar 4.7KarateristikDelay Single Server dan Jaringan CDN ............................... 33
Gambar 4.8Perbandingan DelaySingle Server dan Jaringan CDN ............................ 34
Gambar 4.9KarateristikPacket Loss Single Server dan Jaringan CDN...................... 36
Gambar 4.10Perbandingan Packet Loss Single Server dan jaringan CDN ................ 36
Gambar 4.11KarateristikThroughputSingle Server dan Jaringan CDN ..................... 38
Gambar 4.12Perbandingan Throughput Single Server dan jaringan CDN ................ 38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1: Spesifikasi Trafik Video ........................................................................... 19
Tabel 3.2One-Way Delay (Letency) versi TIPHON .................................................. 22
Tabel 3.3 Paket Loss versi TIPHON .......................................................................... 23
Tabel 4.1 Data Delay Tanpa CDN (Single Server) .................................................... 27
Tabel 4.2 Data Packet Loss Tanpa CDN (Single Server) .......................................... 28
Tabel 4.3 Data Throughput Tanpa CDN (Single Server) ........................................... 30
Tabel 4.4Perbandingan Delay Single Server dan Jaringan CDN ............................... 33
Tabel 4.5Perbandingan Packet Loss Single Server dan Jaringan CDN ..................... 35
Tabel 4.6Perbandingan Throughput Single Server dan Jaringan CDN...................... 37
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KINERJA CONTENT DELIVERY NETWORK YANG
MENGGUNAKAN LOAD BALANCER
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana
EkstensiTeknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh :
DENNY NOPRIANTA BARUS
NIM :130422031
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Content Delivery Network(CDN) adalah sebuah sistem jaringan server
untuk mendistribusikan konten yang ada dalam sebuah aplikasi/web ke berbagai
pengakses/pengguna di berbagai belahan dunia agar data/konten yang dikirim dan
diterima lebih cepat. CDN diperuntukkan untuk website atau aplikasi yang
pengaksesnya dari berbagai belahan dunia.Server jaringan CDN terdistribusi
secara global dengan tujuan untuk melayani konten ke pengguna dengan
ketersediaan yang besar dan performa tinggi.Tugas akhir ini menganalisis kinerja
jaringan CDN setelah penerapan Load balancer untuk meningkatkan kinerja
jaringan.
Pada tugas akhir ini diterapkan model jaringan CDN yang menggunakan
Load
Balancer
dengan
simulator
NS-2.Hasil
simulasi
jaringan
CDN
dibandingakan dengan jaringan tanpa CDN (Single Server).Nilai rata-rata
parameter menunjukkan bahwa penggunaan jaringan CDN meningkatkan QoS.
Dengan algoritma Least Connection (LC) delay turun sebesar 0.204 detik, packet
loss turun 41,35%, dan throughput naik 43,33%. Dengan algoritma Round Robin
(RR) delay turun 0,145 detik, packet loss turun 30,52%, dan throughput naik
36,96%. Dengan algoritma Weighted Round Robin (WRR) delay turun 0,192 detik,
packet loss turun 30,10%, dan throughput naik 36,77%.
Kata kunci: CDN, Load Balancer, Least Connection, Round Robin, Weighted
Round Robin, QoS, danNS-2
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat waktu.
Tugas Akhir ini berjudul ”ANALISIS KINERJA KONTEN DELIVERY
NETWORK YANG MENGGGUNAKAN LOAD BALANCER”. Tugas Akhir ini
merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini penulis tidak terlepas dari
perhatian dan dukungan keluarga oleh karena itupenulis mempersembahkan
Tugas Akhir ini kepada kedua orang tua tersayang Benar barus dan Ruslina br.
Sembiring sebagai orang tua dan kedua abang John Barus, Anton Barus, ST. Dan
kakak tercinta Dewi Barus, SE. Dalam kesempatan ini juga penulis
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1.
Bapak Suherman, Ph.D selaku dosen pembimbing Tugas Akhir atas
bimbingan, dukungan dan motivasi kepada penulis.
2.
Bapak Ir. Kasmir Tanjung selaku Dosen Pembimbing Akademik selama
mengikuti perkuliahan.
3.
Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Ir. M. Zulfin, MT selaku dosen pembanding yang membantu dalam
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
6.
IbuNaema Mubarakah, ST, MT selaku dosen pembanding yang membantu
dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
7.
Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah mengajar dan mendidik penulis.
8.
Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
9.
Teman – teman Ekstensi Teknik Telekomunikasi angkatan 2013
10.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh penulis, yang
selalu membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih sangat jauh dari sempurna,
baik dari segi materi maupun cara penyajiannya. Oleh karena itu, penulis
menerima saran dan kritik dari pembaca yang sifatnya membangun demi
kesempurnaan Tugas Akhir ini.Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, Maret 2016
Penulis,
Denny Noprianta barus
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.
TINJAUAN PUSTAKA ...............................................................................6
2.1 Content Delivery Network (CDN) ...........................................................6
2.2 Teknik-Teknik Pembagian Tugas CDN ..................................................7
2.2.1 GEO DNS ......................................................................................8
2.2.2 Web Mapper ...................................................................................8
2.2.3 Packet Redirection .........................................................................8
2.3 Load Balancer .........................................................................................8
2.3.1 Algoritma Least Connection ........................................................10
2.3.2 Algoritma Round Robin ...............................................................11
2.3.3 Algoritma Weighted Round Robin ...............................................12
2.4 Network Simulator 2 (NS-2) ..................................................................13
2.5 Evalvid ...................................................................................................14
Universitas Sumatera Utara
III. PERANCANGAN SIMULASI ..................................................................17
3.1 Perancangan Alur Penelitian .................................................................17
3.2 Spesifikasi Perangkat .............................................................................18
3.2.1 Perangkat Keras .........................................................................18
3.2.2 Perangkat Lunak ........................................................................18
3.3 Spesifikasi Trafik Simulasi CDN ..........................................................19
3.4 Spesifikasi Fisik Simulasi CDN ............................................................19
3.5 Implementasi Sistem Load Balancer .....................................................20
3.6 Parameter Evaluasi ................................................................................22
3.6.1 Delay (Letency) ...........................................................................22
3.6.2 Packet Loss ..................................................................................23
3.6.3 Throughput ...................................................................................23
3.7 Langkah Pelaksanaan Simulasi .............................................................24
IV. HASIL SIMULASI DAN ANALISIS DATA ...........................................26
4.1 Umum ....................................................................................................26
4.2 Hasil Pengujian .....................................................................................26
4.2.1 Pengujian Jaringan Tanpa CDN ...................................................26
4.2.2.1 Delay ..............................................................................26
4.2.2.2 Packet Loss ....................................................................28
4.2.2.3 Throughput .....................................................................30
4.2.2 Penerapan Jaringan CDN .............................................................32
4.2.2.1 Delay ..............................................................................32
4.2.2.2 Packet Loss ....................................................................34
4.2.2.3 Throughput .....................................................................37
V.
KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................40
5.1 Kesimpulan ............................................................................................40
5.2 Saran ......................................................................................................41
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konsep Dasar Content Delivery Network (CDN) .................................... 7
Gambar 2.2 Arsitektur dasar NS-2 ............................................................................ 13
Gambar 2.3 Struktur framework EvalVid .................................................................. 14
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan Penelitian....................................................... 17
Gambar 3.1Network Configuration............................................................................ 20
Gambar 3.2Implementasi Load Balancer pada Jaringan CDN .................................. 21
Gambar 3.4 Urutan Pelaksanaan Simulasi ................................................................. 24
Gambar 4.1 Karateristik Delay Single Server ............................................................ 27
Gambar 4.2 Karateristik Rata-Rata Delay Single Server ........................................... 28
Gambar 4.3 Karateristik Packet Loss Single Server .................................................. 29
Gambar 4.4 Karateristik Rata-Rata Packet Loss Single Server ................................. 30
Gambar 4.5 Karateristik Throughput Single Server ................................................... 31
Gambar 4.6 Karateristik Rata-Rata Throughput Single Server .................................. 32
Gambar 4.7KarateristikDelay Single Server dan Jaringan CDN ............................... 33
Gambar 4.8Perbandingan DelaySingle Server dan Jaringan CDN ............................ 34
Gambar 4.9KarateristikPacket Loss Single Server dan Jaringan CDN...................... 36
Gambar 4.10Perbandingan Packet Loss Single Server dan jaringan CDN ................ 36
Gambar 4.11KarateristikThroughputSingle Server dan Jaringan CDN ..................... 38
Gambar 4.12Perbandingan Throughput Single Server dan jaringan CDN ................ 38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1: Spesifikasi Trafik Video ........................................................................... 19
Tabel 3.2One-Way Delay (Letency) versi TIPHON .................................................. 22
Tabel 3.3 Paket Loss versi TIPHON .......................................................................... 23
Tabel 4.1 Data Delay Tanpa CDN (Single Server) .................................................... 27
Tabel 4.2 Data Packet Loss Tanpa CDN (Single Server) .......................................... 28
Tabel 4.3 Data Throughput Tanpa CDN (Single Server) ........................................... 30
Tabel 4.4Perbandingan Delay Single Server dan Jaringan CDN ............................... 33
Tabel 4.5Perbandingan Packet Loss Single Server dan Jaringan CDN ..................... 35
Tabel 4.6Perbandingan Throughput Single Server dan Jaringan CDN...................... 37
Universitas Sumatera Utara