Analisis Konsep Virtualisasi pada Controller dalam Jaringan LAN berbasis Openflow
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER
DALAM JARINGAN LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
DANIEL HALOMOAN SARAGI NAPITU
117038026
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER
DALAM JARINGAN LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh
ijazah Magister Teknik Informatika
DANIEL HALOMOAN SARAGI NAPITU
117038026
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Analisis Konsep Virtualisasi pada Controller dalam Jaringan
LAN berbasis Openflow
Kategori
: Tesis
Nama
: Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM
: 117038026
Program Studi
: S2 Teknik Informatika
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisis Pembimbing :
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si
Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Diketahui/disetujui oleh
S2 Teknik Informatika
Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis
NIP : 19570701 198601 1 003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER DALAM JARINGAN
LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini :
Nama
: Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM
: 117038026
Program Studi
: S2 Terknik Informatika
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Exclusive Royalty
Free Right) atas tesis saya yang berjudul :
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER DALAM JARINGAN
LAN BERBASIS OPENFLOW
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 26 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Anggota
: 1. Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si
2. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
3. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Daniel Halomoan Saragi Napitu, ST, M.Kom
Tempat dan Tanggal Lahir
: Medan, 17 Juni 1984
HP
: 081957000069
e-mail
: [email protected]
DATA PENDIDIKAN
SD
: St. Yoseph Medan
Tamat :1996
SMP
: St. Thomas 1 Medan
Tamat : 1999
SMA
: St. Thomas 1 Medan
Tamat : 2002
S1
: Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara
Tamat : 2007
S2
: Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara
Tamat : 2016
Universitas Sumatera Utara
i
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama – tama saya ingin mengucapkan syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas
berkat dan karunia yang terlah diberikan, sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Dengan
selesainya tesis ini, saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum atas
kesempatan yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan akhirnya menyelesaikan
pendidikan Magister Teknik Informatika.
Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara Prof. Dr. Opim Salim Sitompul atas kesempatan yang telah diberikan kepada saya
menjadi mahasiswa program Magister Teknik Informatika pada program Pascasarjana
FASILKOM-TI Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad
Zarlis dan sekretaris Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika M. Andri
Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff pengajar pada Program Studi
Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana FASILKOM-TI Universitas
Sumatera Utara.
Terima kasih yang setinggi – tingginya saya ucapkan kepada Prof. Dr.
Muhammaad Zarlis, selaku pembimbing utama dan kepada Prof. Dr. Tulus,
Vor.Dipl.Math., M.Si, selaku pembimbing anggota yang telah membimbing saya
hingga selesainya tesis ini.
Terima kasih yang setinggi – tingginya saya ucapkan kepada Prof. Dr. Opim
Salim Sitompul dan Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT, sebagai pembanding yang telah
memberikan saran dan masukan demi semakin baiknya penyelesaian tesis ini.
Staff Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik
Informatika Program Pascasarjana FASILKOM-TI Universitas Sumatera Utara yang
membantu dan memberikan pelayanan yang baik selama perkuliahan hingga selesainya
tesis ini.
Universitas Sumatera Utara
ii
Kepada kedua orangtua saya, Ir. Waldenhoff Saragi Napitu dan T.N.L
Nainggolan, serta seluruh keluarga besar, terima kasih yang sebesar – besarnya atas doa
dan dukungannya untuk keberhasilan saya menyelesaikan pendidikan hingga saat ini.
Kepada sesama mahasiswa angkatan 2011 pada Program Magister Teknik
Informatika, yang telah menjadi rekan belajar saya selama ini, atas dorongan semangat
yang telah diberikan kepada saya untuk menyelesaikan pendidikan ini.
Kepada pihak lain yang tidak bisa saya ucapkan satu persatu, saya ucapkan
terima kasih banyak atas dukungan yang telah kalian berikan kepada saya selama proses
pendidikan saya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
iii
ABSTRAK
Software defined networking (SDN) merupakan pendekatan pada teknologi jaringan
yang melakukan penyederhanaan terhadap kontrol dan manajemen jaringan. Salah satu
realisasi dari SDN adalah pengembangan protokol Openflow, dimana prinsip utamanya
adalah pemisahan fungsi control plane dari switching ASIC dengan memindahkannya
ke perangkat controller, sehingga switching ASIC hanya menjalankan fungsi dari data
plane. Pemisahan control plane dari data plane tidak berarti perangkat tersebut terpisah
secara operasional, karena switch tetap membutuhkan perintah dari controller dalam
menjalankan fungsinya. Controller dapat membawahi banyak switch, dan komunikasi
antara controller dan switch melalui control network. Selain munculnya celah
keamanan, sifat dari controller tersebut membuat manajemen jaringan akan semakin
sulit apabila sebuah switch berperan sebagi controller terhadap seluruh jaringan.
Melalui metode emulasi, dalam penelitian ini penulis melakukan analisis terhadap
konsep virtualisasi yang diterapkan pada sebuah controller, dimana hasil yang diperoleh
yaitu rancangan desain controller yang tepat untuk optimasi keamanan maupun
manajemen jaringan LAN berbasis Openflow. Hasil yang diperoleh melalui penelitian
dengan emulasi tersebut dapat dijadikan rujukan dalam penerapan jaringan Openflow
pada skenario jaringan di dunia nyata.
Kata Kunci : Openflow, jaringan komputer, virtualisasi, SDN
Universitas Sumatera Utara
iv
CONTROLLER VIRTUALIZATION CONCEPT ANALYSIS IN OPENFLOW
BASED LOCAL AREA NETWORK
ABSTRACT
Software defined networking (SDN) is a concept in networking technology to simplify
the management and control of the network. One of the implementation of the SDN
concept is Openflow protocol, which the main idea is to separate the function of control
plane from the switching ASIC, by moving it to other device named controller . By doing
the separation, the switch only has the data plane function. The separation of control
plane and data plane doesn’t mean that the devices work individually as the switch still
need instructions from the controller to operate. Controller could control one or many
switches and they communicate between a dedicated control network. Besides the
appearance of security vulnerables, that controller’s characteristic makes network
management more difficult to handle, especially if single controller used to handle all
the network. Using emulation method, the author will analyze the virtualization concept
in the controller . The result of this research to to find an approach in controller
configuration to optimize network management and security in a Openflow based LAN.
The result of this emulated research could also be a reference in a real world network
scenario.
Keywords : Openflow, computer network, virtualization, SDN
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
Hal
UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................................ i
ABSTRAK ................................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................. iv
DAFTAR ISI................................................................................................................. v
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1
Latar belakang ..................................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................................................... 3
1.3
Batasan Masalah ................................................................................................. 3
1.4
Tujuan Penelitian ................................................................................................ 3
BAB II
LANDASAN TEORI ................................................................................. 4
2.1
Software Defined Networking ............................................................................. 4
2.2
Protokol Openflow .............................................................................................. 4
2.3
2.2.1
Openflow Controller ............................................................................ 6
2.2.2
Openflow Switch ................................................................................... 6
Forwarding pada Jaringan Openflow.................................................................. 7
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 13
3.1
Rancangan Penelitian ........................................................................................ 14
3.2
Proses Penelitian ............................................................................................... 17
3.2
3.2.1
Emulasi jaringan dengan Mininet ....................................................... 17
3.2.2
Konfigurasi Open Network Operating System (ONOS) ..................... 18
3.2.3
Konfigurasi Linux Containers (LXC) ................................................ 19
3.2.4
Konfigurasi Wireshark ....................................................................... 20
3.2.5
Pengukuran Performa Jaringan ........................................................... 20
Integrasi Komponen Penelitian ......................................................................... 20
BAB IV
4.1
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................... 25
Hasil Perhitungan Pada Penelitian .................................................................... 25
4.1.1
Hasil Perhitungan Latency.................................................................. 25
Universitas Sumatera Utara
vi
4.1.2
4.2
Hasil Perhitungan Throughput ........................................................... 27
Analisis Hasil Penelitian ................................................................................... 28
4.2.1
Analisis Hasil Virtualisasi terhadap Container .................................. 28
4.2.2
Analisis Terhadap Jaringan Data ........................................................ 30
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 38
5.1
Kesimpulan ....................................................................................................... 38
5.2
Saran ................................................................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 40
LAMPIRAN ............................................................................................................... 42
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi control plane dan data plane.............................................................4
Tabel 3.1. Tabel informasi perangkat jaringan.............................................................18
Tabel 4.1. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 1............................................25
Tabel 4.2. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 2............................................26
Tabel 4.3. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 3............................................26
Tabel 4.4. Nilai throughput pada tiap skenario penelitian............................................27
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Controller sebagai pusat kontrol logika untuk switch...............................2
Gambar 2.1. Protokol Openflow.....................................................................................5
Gambar 2.2. Multiple flow table.....................................................................................8
Gambar 2.3. Proses switching pada jaringan tradisional................................................9
Gambar 2.4. Prinsip forwarding pada Openflow...........................................................11
Gambar 3.1. Pembagian instansi pada controller ..........................................................13
Gambar 3.2. Skenario topologi penelitian .....................................................................15
Gambar 3.3. Flowchart proses penelitian......................................................................16
Gambar 3.4. Tampilan awal Mininet.............................................................................17
Gambar 3.5. Tampilan CLI dari ONOS .......................................................................19
Gambar 3.6. Tampilan Mininet untuk skenario penelitian............................................21
Gambar 3.7. Tampilan GUI pada ONOS untuk skenario penelitian..............................22
Gambar 3.8. Tampilan CLI pada ONOS terhadap skenario penelitian..........................23
Gambar 3.9. Tampilan konfigurasi LXC untuk penelitian.............................................24
Gambar 4.1. Tampilan perangkat yang dilihat oleh instansi 2.......................................28
Gambar 4.2. Paket Link Layer Discovery Protocol (LLDP).........................................29
Gambar 4.3. Komunikasi packet-in dan packet-out pada instansi 2...............................30
Gambar 4.4. Grafik pengukuran latency pada percobaan 1............................................31
Gambar 4.5. Grafik pengukuran latency pada percobaan 2............................................32
Gambar 4.6. Grafik pengukuran latency pada percobaan 3............................................33
Gambar 4.7. Paket ARP pada awal komunikasi jaringan data.......................................34
Gambar 4.8. Grafik pengukuran throughput..................................................................35
Gambar 4.9. Delay terhadap TCP pada skenario 1.........................................................36
Gambar 4.10. Delay terhadap TCP pada instansi 3 dalam skenario 3............................36
Universitas Sumatera Utara
DALAM JARINGAN LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
DANIEL HALOMOAN SARAGI NAPITU
117038026
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER
DALAM JARINGAN LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh
ijazah Magister Teknik Informatika
DANIEL HALOMOAN SARAGI NAPITU
117038026
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Analisis Konsep Virtualisasi pada Controller dalam Jaringan
LAN berbasis Openflow
Kategori
: Tesis
Nama
: Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM
: 117038026
Program Studi
: S2 Teknik Informatika
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisis Pembimbing :
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si
Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Diketahui/disetujui oleh
S2 Teknik Informatika
Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis
NIP : 19570701 198601 1 003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER DALAM JARINGAN
LAN BERBASIS OPENFLOW
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini :
Nama
: Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM
: 117038026
Program Studi
: S2 Terknik Informatika
Jenis Karya Ilmiah
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Exclusive Royalty
Free Right) atas tesis saya yang berjudul :
ANALISIS KONSEP VIRTUALISASI PADA CONTROLLER DALAM JARINGAN
LAN BERBASIS OPENFLOW
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 26 Agustus 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Anggota
: 1. Prof. Dr. Tulus, Vor.Dipl.Math., M.Si
2. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
3. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Daniel Halomoan Saragi Napitu, ST, M.Kom
Tempat dan Tanggal Lahir
: Medan, 17 Juni 1984
HP
: 081957000069
: [email protected]
DATA PENDIDIKAN
SD
: St. Yoseph Medan
Tamat :1996
SMP
: St. Thomas 1 Medan
Tamat : 1999
SMA
: St. Thomas 1 Medan
Tamat : 2002
S1
: Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara
Tamat : 2007
S2
: Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara
Tamat : 2016
Universitas Sumatera Utara
i
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama – tama saya ingin mengucapkan syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas
berkat dan karunia yang terlah diberikan, sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Dengan
selesainya tesis ini, saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum atas
kesempatan yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan akhirnya menyelesaikan
pendidikan Magister Teknik Informatika.
Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara Prof. Dr. Opim Salim Sitompul atas kesempatan yang telah diberikan kepada saya
menjadi mahasiswa program Magister Teknik Informatika pada program Pascasarjana
FASILKOM-TI Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad
Zarlis dan sekretaris Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika M. Andri
Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff pengajar pada Program Studi
Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana FASILKOM-TI Universitas
Sumatera Utara.
Terima kasih yang setinggi – tingginya saya ucapkan kepada Prof. Dr.
Muhammaad Zarlis, selaku pembimbing utama dan kepada Prof. Dr. Tulus,
Vor.Dipl.Math., M.Si, selaku pembimbing anggota yang telah membimbing saya
hingga selesainya tesis ini.
Terima kasih yang setinggi – tingginya saya ucapkan kepada Prof. Dr. Opim
Salim Sitompul dan Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT, sebagai pembanding yang telah
memberikan saran dan masukan demi semakin baiknya penyelesaian tesis ini.
Staff Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik
Informatika Program Pascasarjana FASILKOM-TI Universitas Sumatera Utara yang
membantu dan memberikan pelayanan yang baik selama perkuliahan hingga selesainya
tesis ini.
Universitas Sumatera Utara
ii
Kepada kedua orangtua saya, Ir. Waldenhoff Saragi Napitu dan T.N.L
Nainggolan, serta seluruh keluarga besar, terima kasih yang sebesar – besarnya atas doa
dan dukungannya untuk keberhasilan saya menyelesaikan pendidikan hingga saat ini.
Kepada sesama mahasiswa angkatan 2011 pada Program Magister Teknik
Informatika, yang telah menjadi rekan belajar saya selama ini, atas dorongan semangat
yang telah diberikan kepada saya untuk menyelesaikan pendidikan ini.
Kepada pihak lain yang tidak bisa saya ucapkan satu persatu, saya ucapkan
terima kasih banyak atas dukungan yang telah kalian berikan kepada saya selama proses
pendidikan saya.
Medan, 26 Agustus 2016
Daniel Halomoan Saragi Napitu
NIM : 117038026
Universitas Sumatera Utara
iii
ABSTRAK
Software defined networking (SDN) merupakan pendekatan pada teknologi jaringan
yang melakukan penyederhanaan terhadap kontrol dan manajemen jaringan. Salah satu
realisasi dari SDN adalah pengembangan protokol Openflow, dimana prinsip utamanya
adalah pemisahan fungsi control plane dari switching ASIC dengan memindahkannya
ke perangkat controller, sehingga switching ASIC hanya menjalankan fungsi dari data
plane. Pemisahan control plane dari data plane tidak berarti perangkat tersebut terpisah
secara operasional, karena switch tetap membutuhkan perintah dari controller dalam
menjalankan fungsinya. Controller dapat membawahi banyak switch, dan komunikasi
antara controller dan switch melalui control network. Selain munculnya celah
keamanan, sifat dari controller tersebut membuat manajemen jaringan akan semakin
sulit apabila sebuah switch berperan sebagi controller terhadap seluruh jaringan.
Melalui metode emulasi, dalam penelitian ini penulis melakukan analisis terhadap
konsep virtualisasi yang diterapkan pada sebuah controller, dimana hasil yang diperoleh
yaitu rancangan desain controller yang tepat untuk optimasi keamanan maupun
manajemen jaringan LAN berbasis Openflow. Hasil yang diperoleh melalui penelitian
dengan emulasi tersebut dapat dijadikan rujukan dalam penerapan jaringan Openflow
pada skenario jaringan di dunia nyata.
Kata Kunci : Openflow, jaringan komputer, virtualisasi, SDN
Universitas Sumatera Utara
iv
CONTROLLER VIRTUALIZATION CONCEPT ANALYSIS IN OPENFLOW
BASED LOCAL AREA NETWORK
ABSTRACT
Software defined networking (SDN) is a concept in networking technology to simplify
the management and control of the network. One of the implementation of the SDN
concept is Openflow protocol, which the main idea is to separate the function of control
plane from the switching ASIC, by moving it to other device named controller . By doing
the separation, the switch only has the data plane function. The separation of control
plane and data plane doesn’t mean that the devices work individually as the switch still
need instructions from the controller to operate. Controller could control one or many
switches and they communicate between a dedicated control network. Besides the
appearance of security vulnerables, that controller’s characteristic makes network
management more difficult to handle, especially if single controller used to handle all
the network. Using emulation method, the author will analyze the virtualization concept
in the controller . The result of this research to to find an approach in controller
configuration to optimize network management and security in a Openflow based LAN.
The result of this emulated research could also be a reference in a real world network
scenario.
Keywords : Openflow, computer network, virtualization, SDN
Universitas Sumatera Utara
v
DAFTAR ISI
Hal
UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................................ i
ABSTRAK ................................................................................................................... iii
ABSTRACT ................................................................................................................. iv
DAFTAR ISI................................................................................................................. v
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1
Latar belakang ..................................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ............................................................................................... 3
1.3
Batasan Masalah ................................................................................................. 3
1.4
Tujuan Penelitian ................................................................................................ 3
BAB II
LANDASAN TEORI ................................................................................. 4
2.1
Software Defined Networking ............................................................................. 4
2.2
Protokol Openflow .............................................................................................. 4
2.3
2.2.1
Openflow Controller ............................................................................ 6
2.2.2
Openflow Switch ................................................................................... 6
Forwarding pada Jaringan Openflow.................................................................. 7
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 13
3.1
Rancangan Penelitian ........................................................................................ 14
3.2
Proses Penelitian ............................................................................................... 17
3.2
3.2.1
Emulasi jaringan dengan Mininet ....................................................... 17
3.2.2
Konfigurasi Open Network Operating System (ONOS) ..................... 18
3.2.3
Konfigurasi Linux Containers (LXC) ................................................ 19
3.2.4
Konfigurasi Wireshark ....................................................................... 20
3.2.5
Pengukuran Performa Jaringan ........................................................... 20
Integrasi Komponen Penelitian ......................................................................... 20
BAB IV
4.1
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................... 25
Hasil Perhitungan Pada Penelitian .................................................................... 25
4.1.1
Hasil Perhitungan Latency.................................................................. 25
Universitas Sumatera Utara
vi
4.1.2
4.2
Hasil Perhitungan Throughput ........................................................... 27
Analisis Hasil Penelitian ................................................................................... 28
4.2.1
Analisis Hasil Virtualisasi terhadap Container .................................. 28
4.2.2
Analisis Terhadap Jaringan Data ........................................................ 30
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 38
5.1
Kesimpulan ....................................................................................................... 38
5.2
Saran ................................................................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 40
LAMPIRAN ............................................................................................................... 42
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi control plane dan data plane.............................................................4
Tabel 3.1. Tabel informasi perangkat jaringan.............................................................18
Tabel 4.1. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 1............................................25
Tabel 4.2. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 2............................................26
Tabel 4.3. Nilai latency pada penelitian untuk skenario 3............................................26
Tabel 4.4. Nilai throughput pada tiap skenario penelitian............................................27
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Controller sebagai pusat kontrol logika untuk switch...............................2
Gambar 2.1. Protokol Openflow.....................................................................................5
Gambar 2.2. Multiple flow table.....................................................................................8
Gambar 2.3. Proses switching pada jaringan tradisional................................................9
Gambar 2.4. Prinsip forwarding pada Openflow...........................................................11
Gambar 3.1. Pembagian instansi pada controller ..........................................................13
Gambar 3.2. Skenario topologi penelitian .....................................................................15
Gambar 3.3. Flowchart proses penelitian......................................................................16
Gambar 3.4. Tampilan awal Mininet.............................................................................17
Gambar 3.5. Tampilan CLI dari ONOS .......................................................................19
Gambar 3.6. Tampilan Mininet untuk skenario penelitian............................................21
Gambar 3.7. Tampilan GUI pada ONOS untuk skenario penelitian..............................22
Gambar 3.8. Tampilan CLI pada ONOS terhadap skenario penelitian..........................23
Gambar 3.9. Tampilan konfigurasi LXC untuk penelitian.............................................24
Gambar 4.1. Tampilan perangkat yang dilihat oleh instansi 2.......................................28
Gambar 4.2. Paket Link Layer Discovery Protocol (LLDP).........................................29
Gambar 4.3. Komunikasi packet-in dan packet-out pada instansi 2...............................30
Gambar 4.4. Grafik pengukuran latency pada percobaan 1............................................31
Gambar 4.5. Grafik pengukuran latency pada percobaan 2............................................32
Gambar 4.6. Grafik pengukuran latency pada percobaan 3............................................33
Gambar 4.7. Paket ARP pada awal komunikasi jaringan data.......................................34
Gambar 4.8. Grafik pengukuran throughput..................................................................35
Gambar 4.9. Delay terhadap TCP pada skenario 1.........................................................36
Gambar 4.10. Delay terhadap TCP pada instansi 3 dalam skenario 3............................36
Universitas Sumatera Utara