Analisis Perbandingan Algoritma Round Robin, Least Connetion dan Ratio pada Load Balancing dengan Simulator OPNET Modeler 14.5.

(1)

vi Universitas Kristen Maranatha

ABSTRAK

Load Balancing adalah sebuah tehnik untuk mendistribusikan beban trafik pada dua jalur atau lebih untuk mendapatkan koneksi yang seimbang,meningkatkan kinerja trafic, memaksimalkan data throughput, memperkecil delay dan menghindari data overload. Load balancing pada jaringan komputer digunakan untuk mengatur keseimbanggan penggunaan bandwidth antar beberapa internet service provider. Tugas akhir ini berisis pengujian kinerja Load Balancing pada layanan HTTP, FTP dan VoIP. Aplikasi pengujian yang digunakan adalah Simulator OPNET Modeler 14.5, algoritma Load Balancing yang diuji adalah Least Connetion, Round Robin dan Ratio. Hasil pengujian menunjukkan secara umum Load Balancing Ratio lebih baik dibandingkan dengan Least Connetion dan Round Robin. Load Balancing Ratio paling baik dalam menangani End To End Delay dan Jitter pada VoIP, sedangkan Least Connetion menunjukan nilai Throughput tertinggi pada seluruh kasus pengujian.

Kata Kunci : Load Balancing, Round Robin, Least Connetion, Ratio, OPNET Modeler 14.5

(2)

vii Universitas Kristen Maranatha

ABSTRACT

Load Balancing is a technique to distribute traffic load into two or more lanes to reach balanced connection, optimized traffic performance, maximized data throughput, minimized delay, and avoiding data overload. Load Balancing in a computer network used to modulate the balance of bandwidth usage between multiple internet service provider. This final project contains Load Balancing performance test on HTTP, FTP, and VoIP. Testing application used is OPNET Modeler 14.5 Simulator, and Load Balancing algorithm which being tested is Least Connection, Round Robin, and Ratio. The test results shows generally Load Balancing Ratio is better than Least Connection and Round Robin. Load Balancing Ratio excels on handling End to End Delay and Jitter in VoIP, while Least Conncetion shows the highest throughput value in all test cases.

(3)

viii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

PRAKATA ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

BAB 1. BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah ...1

1.3 Tujuan Pembahasan ...2

1.4 Batasan Masalah ...2

1.5 Sistematika Penyajian ...2

BAB 2. BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1 Pengertian Jaringan Komputer ...4

2.1.1 Local Area Network ...4

2.1.2 Wide Area Network (WAN) ...4

2.2 Bandwidth ...4

2.3 Load Balancing ...5

2.3.1 Algoritma Pada Load Balancing ...7

2.3.2 Round Robin ...7

2.3.3 Least Connetion ...9

2.3.4 Ratio...9

2.3.5 Tipe Pada Load Balancing ...10

2.4 Pengukuran Performa Jaringan (QoS) ...10

2.5 Software Simulator OPNET ...11

BAB 3. BAB III ANALISA DAN PERCANGAN JARINGAN... 13

3.1 Model Jaringan ...13

(4)

ix Universitas Kristen Maranatha

3.3 Simulasi Skenario ...15

3.4 Simulasi Jaringan Data ...16

BAB 4. BAB IV IMPLEMENTASI ... 18

4.1 Perancangan Simulasi Skenario ...18

4.2 Simulasi Application Traffic ...20

4.2.1 HTTP Traffic ...20

4.2.2 FTP Traffic ...21

4.2.3 Voice Traffic ...21

4.2.4 DB Traffic ...22

4.3 Implementasi Bandwidth ...22

BAB 5. BAB V PENGUJIAN ... 24

5.1 Load Balancing dengan Algoritma Round Robin 1Mb ...24

5.2 Load Balancing dengan Algoritma Least Connetion 1Mb ...24

5.3 Load Balancing dengan Algoritma Ratio 1Mb ...25

5.4 Pengukuran Troughput, Delay dan Jitter Pada Load Balancing 1Mb ...26

5.5 Load Balancing dengan Algoritma Round Robin 5Mb ...26

5.6 Load Balancing dengan Algoritma Least Connetion 5Mb ...27

5.7 Load Balancing dengan Algoritma Ratio 5Mb ...27

5.8 Pengukuran Troughput, Delay Dan Jitter Pada Load Balancing 5Mb ...28

5.9 Load Balancing dengan Algoritma Round Robin 7Mb ...29

5.10 Load Balancing dengan Algoritma Least Connetion 7Mb ...29

5.11 Load Balancing dengan Algoritma Ratio 7Mb ...30

5.12 Pengukuran Troughput, Delay Dan Jitter Pada Load Balancing 7Mb ...30

5.13 Perbandingan Keseluruhan Load Balancing ...31

BAB 6. BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 45

6.1 Simpulan ...45

6.2 Saran ...46

(5)

x Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 OSI Model dan TCP/IP ... 7

Gambar 2.2 Proses Round Robin ... 8

Gambar 2.3Proses Least Connections ... 9

Gambar 2.4 Proses Ratio ... 10

Gambar 3.1 Alur penelitian ... 14

Gambar 3.2. Topologi Jaringan Load Balancing ... 15

Gambar 4.1 Implementasi Load Balancing Round Robin ... 18

Gambar 4.2 Implementasi Load Balancing Least Connetion... 19

Gambar 4.3 Implementasi Load Balancing Ratio ... 19

Gambar 4.4 OPNET Modeler 14.5 HTTPApplication Traffic Spesification 20 Gambar 4.5 OPNET Modeler 14.5 FTPApplication Traffic Spesification .. 21

Gambar 4.6 OPNET Modeler 14.5 Voice Traffic Spesification ... 21

Gambar 4.7 OPNET Modeler 14.5 VideoApplication Traffic Spesification 22 Gambar 4.8 OPNET Modeler 14.5 Bandwidth 4Mb... 23

Gambar 4.9 OPNET Modeler 14.5 Bandwidth 4Mb... 23

Gambar 5.1 Throughput 1 Mbps ... 32

Gambar 5.2 VoIP – Packet End to End Delay 1Mbps ... 33

Gambar 5.3 VoIP- Jitter 1Mbps... 34

Gambar 5.4 Througput 5Mbps ... 35

Gambar 5.5 VoIP – Packet End to End Delay 5Mbps ... 36

Gambar 5.6 VoIP – Packet End to End Delay 5Mbps ... 37

Gambar 5.7 Througput 7Mbps ... 38

Gambar 5.8 VoIP Packet End to End Delay 7Mbps ... 39

Gambar 5.9 VoIP – Jitter 7Mbps ... 40

(6)

xi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Skenario Load Balancing ... 16

Tabel 5.1Hasil Simulasi Load Balancing Round Robin 1Mb... 24

Tabel 5.2Hasil Simulasi Algoritma Least Connetion 1Mb ... 25

Tabel 5.3Hasil Simulasi Algoritma Least Connetion 1Mb ... 25

Tabel 5.4Hasil Simulasi Load Balancing 1Mb ... 26

Tabel 5.5Hasil Simulasi Load Balancing Round Robin 5Mb... 26

Tabel 5.6Hasil Simulasi Algoritma Least Connetion 5Mb ... 27

Tabel 5.7 Hasil Simulasi Load Balancing Algoritma Ratio 5Mb ... 28

Tabel 5.8Hasil Simulasi Load Balancing 5Mb ... 28

Tabel 5.9Hasil Simulasi Load Balancing Round Robin ... 29

Tabel 5.10Hasil Simulasi Algoritma Least Connetion ... 29

Tabel 5.11 Hasil Simulasi Load Balancing Algoritma Ratio ... 30

Tabel 5.12Hasil Simulasi Load Balancing 5Mb ... 31

Tabel 5.13Hasil Simulasi Perbandingan Rata-Rata Keseluruhan Jaringan Load Balancing ... 41

(7)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB 1.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada tahun 2015 internet service provider di Indonesia banyak yang tersedia. Bandwidth dibagi menjadi 2 yaitu nasional atau lokal adalah bandwidth yang digunakan untuk hubungan antar ISP (Internet Service Provider) yang terdapat di Indonesia.Bandwidth internasional adalah bandwidth yang digunakan untuk menghubungkan ISP ke backbone internasional yang berada di luar negeri. Semakin maraknya kebutuhan Internet saat ini hanya menggunakan sebuah ISP dirasakan sudah tidak mencukupi lagi.

Sehingga untuk memenuhi kebutuhan akses internet sebuah kantor / warnet menambahkan sebuah link ISP baru dengan menerapkan konsep Multihomed Gateway. Memiliki 2 jaringan provider sebagai Multihomed Gateway tidak lepas dari karakteristik penggunaannya. Umumnya pengguna Internet beraktifitas seperti: browsing, email, download dan upload. Kedua link dapat dimanfaatkan berdasarkan karakteristik ISP maka diterapkanlah teknik Load Balancing.

Load Balancing adalah sebuah tehnik untuk mendistribusikan beban trafik pada dua jalur atau lebih jalur untuk mendapatkan koneksi yang seimbang, trafik lebih berjalan optimal, memaksimalkan throughput data, memperkecil waktu tanggap paket, dan menghindari overload data. Load balancing di jaringan komputer digunakan untuk membagi antara bandwidth yang ada dalam ISP utama dengan bandwidth ISP backup, jadi disini dibutuhkan ISP backup yang berbeda dengan utama.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun masalah yang dapat dirumuskan seputar aplikasi ini adalah sebagai berikut:

1. Apakah algoritma load balancing round robin lebih baik dari least connection dan ratio?

2. Apakah kegunaan dari perbedaan dan fungsi dari beberapa algoritma di dalam load

(8)

Universitas Kristen Maranatha

1.3 Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan dari pembahasan ini adalah:

1. Mengukur kinerja Algoritma load balancing round robin, least connection dan ratio.

2. Mengukur tingkat efesiensi algoritma yang terdapat pada load balancing dengan factor

throughput, delay, jitter.

1.4 Batasan Masalah

Berikut adalah ruang lingkup kajian dalam pembuatan tugas akhir ini:

1. Pengujian dilakukan melalui simulasi dengan software simulator OPNET MODELER

14.5

2. Menggunakan 2 jaringan ISP yang berbeda dengan memisahkan jalur dari kedua ISP.

3. Pengukuran kinerja algoritma load balancing yang berjalan di jaringan load balancing.

4. Matrik perbandingan yang digunakan adalah QoS (Quality of Service) seperti throughput,

delay, jitter.

5. Jenis Algoritma load balancing yang diuji adalah Round Robin, Least Connetion dan

Ratio.

1.5 Sistematika Penyajian

Sistematika penyajian yang digunakan dalam laporan penelitian ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Berisi uraian mengenai Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan, Batasan Masalah Sistematika Penyajian dan Time Schedule.

BAB II DASAR TEORI

Berisi tentang dasar teori-teori yang menunjang dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini.

BAB III ANALISIS SISTEM YANG BERJALAN

Berisi tentang analisis perancangan load balancing alogritma yang menjadi obyek bahasan dalam penelitian ini dan pembahasan terhadap analisis jaringan yang sedang berjalan serta menemukan masalah yang terdapat pada jaringan tersebut melalui simulator OPNET MODELER 14.5 dan beberapa scenario pengambilan data.

(9)

Universitas Kristen Maranatha BAB IV PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Berisi tentang langkah-langkah detail implementasi dari jaringan komputer baru yang dikembangkan serta kumpulan-kumpulan screenshot dari software penunjang serta evaluasi jaringan tersebut.

BAB V PENGUJIAN

Berisi tentang pengujian terhadap hasil dari simulasi, analisa data untuk mengtahui performa load balancing algoritma terhadap jaringan load balancing melalui HTTP, dengan mengukur delay dan throughput.

BAB VI PENUTUP

Bagian ini digunakan untuk memberi kesimpulan dan kata-kata penutup dalam Laporan Tugas Akhir.

(10)

45 Universitas Kristen Maranatha

BAB 6.

BAB VI

SIMPULAN DAN SARAN

6.1 Simpulan

Berikut ini adalah kesimpulan dari penelitian yang didapat setelah melakukan perancangan dan implementasi pada simulasi yang telah dibuat, adalah sebagai berikut:

1. Dengan menggunakan OPNET Modeler kita dapat mensimulasikan dan mengetahui tingkat

terbaik dari analisis Load Balancing berbagai skenario. Hasil pengukuran secara umum Load Balancing Ratio lebih baik dibandingkan dengan Least Connetion atau Round Robin. Terlihat bahwa Ratio unggul beberapa metric seperti, VoIP Packet End to End Delay 1Mbps sebesar 329 (ms), VoIP Jitter 1Mbps sebesar 0.02 (ms), VoIP Jitter 5Mbps sebesar 0.0211 (ms), VoIP Jitter 7 Mbps sebesar 0.0245 (ms).

2. Pada perbandingan jaringan Load Balancing dengan algoritma Ratio, Least Connection,

dan Round Robin, dapat disimpulkan bahwa:

a) Penggunaan Load Balancing dengan algoritma Ratio sebaiknya digunakan untuk

data yang memerlukan VoIP jitter dan packet end to end delay rendah.

b) Penggunaan Load Balancing dengan algoritma Least Connection sebaiknya

(11)

Universitas Kristen Maranatha

6.2 Saran

Saran-saran sangat diperlukan bagi analisis ini agar dapat dikembangkan dengan lebih baik kedepannya. Sehingga penelitian ini dapat lebih informatif dan lebih bermanfaat lagi. Saran-saran pengembangan untuk penelitian ini, antara lain:

1. Penambahan beberapa Algoritma Load Balancing baru pada penelitian selanjutnya.

2. Pada algoritma load balancing round robin 5Mbps dan 7Mbps. packet end to end delay

adanya anomaly, maka kedepannya disarankan jika akan mengukur packet end to end delay maka mengukur packet loss juga dilakukan agar dapat mengetahui jika terdapat anomali.

3. Jaringan ini masih dalam skema ruang lingkup yang kecil diharapkan kedepannya akan

dilakukan penelitian dengan jaringan yang lebih besar dan lebih kompleks lagi.

4. Analisis menggunakan IPv6 mungkin lebih dapat membantu dalam penelitian untuk

(12)

47 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

Anton, W. (1997). Jaringan Komputer. Bandung: Informatika.

Azwir, M. (2014). IP Multimedia Subsystem Framework dan Arsitektur.

Jakarta: AndiPublisher.

Chen, W. K. (1993). Linear Networks and Systems. Belmont, CA: Wadsworth. CISCOPRESS. (2014). http://www.ciscopress.com/articles/.

Crawl. (2015, 1 15). http://httparchive.org/interesting.php. Retrieved from http://httparchive.org.

DELL inc. (2015). SRA Load Balancing and High Availability. Retrieved 2015, from http://www.sonicwall.com/de/de/products/326.html

DeVita, J. (2012). VPN Tunneling Protocol. Retrieved September 2014, from Technet Microsofot: http://technet.microsoft.com/library/default.aspx Ellrod, C. (2010). Load Balancing – Round Robin. Retrieved 2015, from

http://blogs.citrix.com:http://blogs.citrix.com/2010/09/03/load balancing-round-robin/

Fathansyah. (2002). Basis Data. Bandung: Informatika.

Hartono, J. M. (2000). Analisis dan Desain Sistem Informasi. Yogyakarta, Central Java: Andi.

Haryadi, S. (2010). Quality of Service (QoS) Dan Pengukurannya.

Kopparapu, C. (2002). Load Balancing Servers, Firewalls, and Caches. John Wiley & Sons, Inc.

Kurniawan, H. (2011). Analisis kinerja beberapa algoritma load balancing .

Jurnal Seminar Nasional Informatika UPN.

Laudon, K. C., & Laudon, J. P. (2012). Management Information Systems: Managing the Digital Firms (12th ed.). Upple Saddle River, NJ: Prentice Hall.

Lukas, J. (2006). Jaringan Komputer. Jakarta: Graha Ilmu.

OPNET. (2012, Juni 5). (OPNET) Retrieved September 2, 2014, from www.opnet.com:https://support.riverbed.com/bin/support/static//doc/op net/17.5.A/online/modeler_17.5_PL5/Tutorials/wwhelp/wwhimpl/comm on/html/wwhelp.htm#context=tutorials&file=tut_com_intro.html

(13)

Universitas Kristen Maranatha Safitri, E. (2013). implementasi dan analisis performansi layanan multimedia pada jaringan mpls-vpn (multiprotocol label switching-virtual private network) berbasis ip multimedia subsystem (ims). bandung: it telkom. Saputra, A. R. (2013). analisa perbandingan metode load balancing peer

connection classifier (pcc) dengan nth pada router mikrotik. jurnal skripsi tekhnologi informatika uin.

Sofana, I. (2010). CISCO CCNA. Bandung: INFORMATIKA.

Stalling, W. (2000). Komunikasi Data dan Komputer:Jaringan Komputer.

Jakarta: Salemba Teknika.

TechnetMicrosoft.(2014).http://technet.microsoft.com/enus/library/cc771298( v=ws.10).aspx.

Wuthnow. (2010). IMS : A New Model for Blending Applications. Boca Raton: CRC Press.

Zikopoulos, P. C. (2005, 5 3). The Uniform Page Size in DB2 Universal Data

Base.Retrieved from www.databasejournal.com:

http://www.databasejournal.com/features/db2/article.php/3501411/The -Uniform-Page-Size-in-DB2-Universal-Database-Version-822.htm

(1)

2

Universitas Kristen Maranatha

1.3 Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan dari pembahasan ini adalah:

1. Mengukur kinerja Algoritma load balancing round robin, least connection dan ratio. 2. Mengukur tingkat efesiensi algoritma yang terdapat pada load balancing dengan factor

throughput, delay, jitter.

1.4 Batasan Masalah

Berikut adalah ruang lingkup kajian dalam pembuatan tugas akhir ini:

1. Pengujian dilakukan melalui simulasi dengan software simulator OPNET MODELER 14.5

2. Menggunakan 2 jaringan ISP yang berbeda dengan memisahkan jalur dari kedua ISP. 3. Pengukuran kinerja algoritma load balancing yang berjalan di jaringan load balancing. 4. Matrik perbandingan yang digunakan adalah QoS (Quality of Service) seperti throughput,

delay, jitter.

5. Jenis Algoritma load balancing yang diuji adalah Round Robin, Least Connetion dan Ratio.

1.5 Sistematika Penyajian

Sistematika penyajian yang digunakan dalam laporan penelitian ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Berisi uraian mengenai Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan, Batasan Masalah Sistematika Penyajian dan Time Schedule.

BAB II DASAR TEORI

Berisi tentang dasar teori-teori yang menunjang dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini.

BAB III ANALISIS SISTEM YANG BERJALAN

(2)

3

Universitas Kristen Maranatha BAB IV PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Berisi tentang langkah-langkah detail implementasi dari jaringan komputer baru yang dikembangkan serta kumpulan-kumpulan screenshot dari software penunjang serta evaluasi jaringan tersebut.

BAB V PENGUJIAN

BAB VI PENUTUP

Bagian ini digunakan untuk memberi kesimpulan dan kata-kata penutup dalam Laporan Tugas Akhir.

(3)

45

Universitas Kristen Maranatha

BAB 6.

BAB VI

SIMPULAN DAN SARAN

6.1 Simpulan

Berikut ini adalah kesimpulan dari penelitian yang didapat setelah melakukan perancangan dan implementasi pada simulasi yang telah dibuat, adalah sebagai berikut:

1.Dengan menggunakan OPNET Modeler kita dapat mensimulasikan dan mengetahui tingkat terbaik dari analisis Load Balancing berbagai skenario. Hasil pengukuran secara umum Load Balancing Ratio lebih baik dibandingkan dengan Least Connetion atau Round Robin. Terlihat bahwa Ratio unggul beberapa metric seperti, VoIP Packet End to End Delay 1Mbps sebesar 329 (ms), VoIP Jitter 1Mbps sebesar 0.02 (ms), VoIP Jitter 5Mbps sebesar 0.0211 (ms), VoIP Jitter 7 Mbps sebesar 0.0245 (ms).

2.Pada perbandingan jaringan Load Balancing dengan algoritma Ratio, Least Connection, dan Round Robin, dapat disimpulkan bahwa:

a) Penggunaan Load Balancing dengan algoritma Ratio sebaiknya digunakan untuk data yang memerlukan VoIP jitter dan packet end to end delay rendah.

b) Penggunaan Load Balancing dengan algoritma Least Connection sebaiknya digunakan untuk data yang memerlukan throughput yang tinggi.

(4)

46

Universitas Kristen Maranatha

6.2 Saran

1. Penambahan beberapa Algoritma Load Balancing baru pada penelitian selanjutnya. 2. Pada algoritma load balancing round robin 5Mbps dan 7Mbps. packet end to end delay

adanya anomaly, maka kedepannya disarankan jika akan mengukur packet end to end delay maka mengukur packet loss juga dilakukan agar dapat mengetahui jika terdapat anomali.

3. Jaringan ini masih dalam skema ruang lingkup yang kecil diharapkan kedepannya akan dilakukan penelitian dengan jaringan yang lebih besar dan lebih kompleks lagi.

4. Analisis menggunakan IPv6 mungkin lebih dapat membantu dalam penelitian untuk jaringan Load Balancing yang lebih maju