Analis Kualitas Layanan pada Jaringan ATM dengan Multiprotocol Label Switching

TUGAS AKHIR

ANALISIS KUALITAS LAYANAN VIDEO PADA JARINGAN
ATM DENGAN MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

OLEH :
CAKRA DANU SEDAYU
NIM. 120422007

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITES SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

2

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Metode routing dan metode switching adalah metode yang digunakan
untuk menerima dan meneruskan paket informasi dari suatu perangkat ke
perangkat lainnya. Metode switching mengirimkan paket lebih cepat dibanding
metode routing. Multiprotocol Label Switching (MPLS) merupakan teknologi
yang menggunakan metode switching. MPLS dapat dikonfigurasi di berbagai
platform teknologi salah satunya adalah teknologi Asynchronous Transfer Mode
(ATM).
Pada Tugas Akhir ini dilakukan perancangan jaringan untuk mengetahui
bagaimana kualitas layanan video pada jaringan ATM dengan MPLS. Agar dapat
diketahui nilai kualitas layanannya maka dilakukan pemodelan pada jaringan
ATM tanpa dan dengan MPLS. Perancangan dilakukan menggunakan simulator
Graphical Network Simulator 3 (GNS3). Jaringan disimulasikan dengan
menggunakan trafik buatan menggunakan teknik Internet Protocol Service Level
Aggrements (IP SLA) dengan asumsi kepadatan trafik rendah, sedang dan padat.
Layanan video yang digunakan adalah video streaming dengan menggunakan
software Video LAN Client (VLC) media player.

Dari hasil pengukuran dengan menggunakan WireShark di end user
layanan video streaming pada jaringan ATM tanpa dan dengan MPLS, didapatkan
bahwa dengan menggunakan MPLS mengakibatkan kenaikan throughput sebesar
3.92 % untuk trafik rendah, 32.68 % untuk trafik sedang, dan 32.83 % untuk trafik
tinggi. Nilai delay turun sebesar 7.57 % untuk trafik rendah, 24.67 % untuk trafik
sedang, dan 23.53 % untuk trafik tinggi. Untuk nilai packet loss turun sebesar
94.24 % untuk trafik rendah, 99.01 % untuk trafik sedang, dan 99.71 % untuk
trafik tinggi.

Kata Kunci : Quality of Service, Asynchronous Transfer Mode, Multiprotocol
Label Switching

i
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, rezeki dan hidayah-Nya, sehingga Tugas Akhir yang
berjudul “Analis Kualitas Layanan pada Jaringan ATM dengan Multiprotocol

Label Switching” dapat diselesaikan.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Sarjana (S-1) Teknik Elektro di
Universitas Sumatera Utara (USU). Di dalam buku ini berisi tentang bagaimana
perancangan jaringan ATM dan jaringan ATM dengan MPLS dengan
menggunakan software GNS3 untuk layanan video. Selain itu, buku ini juga
memuat teori, dan data-data yang diperoleh dari hasil analisis sebuah jaringan
ATM dan jaringan MPLS.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Hal ini karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman yang
dimiliki penulis. Dengan segala kerendahan hati, penulis sangat mengharapkan
kritik dan saran yang membangun sehingga pada nantinya dapat memperbaiki
Tugas Akhir ini dan mengembangkannya di kemudian hari. Semoga karya ini
dapat memberikan manfaat bagi pembaca.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus kepada
Allah SWT dan semua pihak yang telah membantu pengerjaan Tugas Akhir ini,
yaitu
1. Kepada orangtuaku ayahanda P.Hartono dan ibunda Chairani yang sangat
saya cintai dan hormati yang tak henti-hentinya memberikan dukungan, doa,
nasehat, dan motivasi hingga sampai detik ini penulis tetap kuat dan

bersemangat dalam menyelesaikan studi.
2. Adik-adik tercinta, Bima Sakti Nugraha dan Dimas Anggi Siddiq atas
keceriaan, masukan, dan dukungan yang telah diberikan.
3. Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe selaku Pembimbing yang telah memberikan
bimbingan, masukan, saran, kritikan, motivasi, keluangan waktu, kesabaran,
dan bantuan selama penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

ii
Universitas Sumatera Utara

4. Kepada Bapak dan Ibu Penguji yang memberikan saran dan kritikan yang
membangun sehingga Tugas Akhir bisa menjadi lebih baik dan bermanfaat.
5. Seluruh Dosen Pengajar di Departemen Teknik Elektro yang telah
memberikan ilmunya yang berguna selam penulis menempuh perkuliahan di
Universitas Sumatera Utara (USU) tercinta. Semoga ilmu dapat digunakan
untuk hal-hal yang bermanfaat.
6. Seluruh bagian Administrasi Departemen Elektro

yang memberikan

kemudahn untuk memperlancar perkuliahan dan pengursan Tugas Akhir ini.
7. Anisa Nur Hani yang selalu ada untuk menyemangati, menasehati, dan
membantu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman seperjuangan membuat Tugas Akhir di MASNIDA ESTATE
yaitu Hafizal Yusra, Irzalian Tamara, Muhammad Fardiansyah, dan
Rossy Esendy.
9. Teman-teman seperjuangan T.Elektro Ekstensi angkatan 2012 Dimas Yudha
Prawira, Said Reza Fakhrizal, Muhammad Barkah, Nining Triana,
Syaraifah Asyura dan teman-teman Eksternsi Teknik Elektro 2012 baik
konsentrasi Telekomunikasi maupun Energi.

Medan , Mei 2015
Penulis

Cakra Danu Sedayu

iii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
DAFTAR
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2

Perumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3

Tujuan Penelitian ................................................................................. 2

1.4

Batasan Masalah .................................................................................. 2

1.5

Metodologi Penelitian ........................................................................ 3

1.6

Sistematika Penulisan .......................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI
2.1

Asynchronous Transfer Mode (ATM) ................................................. 5

2.2

Header Sel ATM ................................................................................. 5

2.3

Model Referensi ATM ......................................................................... 7

2.3.1 Physical Layer ..................................................................................... 8
2.3.2 ATM Layer .......................................................................................... 8
2.3.3 ATM Adaption Layer (AAL) .............................................................. 8
2.4

Virtual Circuit Switching (Label Swaping) ......................................... 9

2.5

Multiprotocol Label Switching (MPLS) ............................................... 10

2.5.1 Format Header Multiprotocol Label Switching (MPLS) .................... 11

2.5.2 Arsitektur Jaringan Multiprotocol Label Switching (MPLS) ............... 12
2.5.3 Prinsip Kerja Jaringan Multiprotocol Label Switching (MPLS) .......... 13
2.6

MPLS over ATM ................................................................................. 15

2.7

Graphical Network Simulator 3 (GNS3) ............................................. 16

2.8

Wireshark ............................................................................................ 17

iv
Universitas Sumatera Utara

2.9

VirtualBox ........................................................................................... 17

2.10

Microsoft Loopback ............................................................................. 18

2.11

Media Player VLC .............................................................................. 19

2.12

Quality of Service ................................................................................ 19

2.12.1 Packet Loss .......................................................................................... 20
2.12.2 Throughput .......................................................................................... 20
2.12.3 Delay ................................................................................................... 21

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN
3.1

Umum ................................................................................................... 22

3.2

Kebutuhan Perangkat ........................................................................... 23

3.2.1 Perangkat Keras (Hardware) ............................................................... 23
3.2.2 Perangkat Lunak (Software) ................................................................ 23
3.3

Pemodelan Jaringan .............................................................................. 24

3.4

Konfigurasi Jaringan ............................................................................ 25

3.4.1 Konfigurasi Jaringan Tanpa MPLS ..................................................... 26
3.4.2 Konfigurasi Jaringan Dengan MPLS .................................................. 30
3.4.3 Pengaturan Trafik Jaringan .................................................................. 33
3.4.4 Spesifikasi Video ................................................................................. 34
3.5

Pengukuran QoS Jaringan .................................................................... 34

3.5.1 Pengaturan Streaming Video ............................................................... 36
3.5.4 Pengaturan Wireshark ......................................................................... 37

BAB IV ANALISIS PERANCANGAN
4.1

Umum ................................................................................................... 40

4.2

Hasil Pengukuran Nilai Throughput ................................................... 41

4.2.1 Analisis Throughput pada Trafik Rendah ........................................... 42
4.2.2 Analisis Throughput pada Trafik Sedang ............................................ 43
4.2.3 Analisis Throughput pada Trafik Tinggi .............................................. 43
4.2.4 Analisis Throughput diseluruh Trafik ................................................. 43
4.3

Hasil Pengukuran Nilai Delay .............................................................. 44

4.3.1 Analisis Delay pada Trafik Rendah ..................................................... 45

v
Universitas Sumatera Utara

4.3.2 Analisis Delay pada Trafik Sedang ...................................................... 46
4.3.3 Analisis Delay pada Trafik Tinggi ....................................................... 47
4.3.4 Analisis Delay diseluruh Trafik .......................................................... 47
4.4

Hasil Pengukuran Nilai Packet Loss ................................................... 48

4.4.1 Analisis Packet Loss pada Trafik Rendah ........................................... 49
4.4.2 Analisis Packet Loss pada Trafik Sedang ............................................ 50
4.4.3 Analisis Packet Loss pada Trafik Tinggi ............................................. 51
4.4.4 Analisis Packet Loss diseluruh Trafik ................................................. 52

BAB V

PENUTUP

5.1

Kesimpulan........................................................................................... 54

5.2

Saran ..................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Sel ATM ................................................................................... 5

Gambar 2.2

Sel Header ATM UNI & Sel Header ATM NNI .................... 6

Gambar 2.3

Model Referensi ATM ............................................................. 8

Gambar 2.4

Proses perubahan VPI/VCI pada ATM (cell switching) .......... 10

Gambar 2.5

Letak Jaringan blok MPLS pada OSI Layer ............................ 11

Gambar 2.6

Format Header MPLS ............................................................... 11

Gambar 2.7

Arsitektur Jaringan MPLS ........................................................ 13

Gambar 2.8

Prinsip Kerja Jaringan MPLS ................................................... 14

Gambar 2.9

Teknik Enkapsulasi ATM dengan MPLS ................................ 15

Gambar 2.10 Tampilan GNS3 ........................................................................ 16
Gambar 2.11 Tampilan VirtualBox ................................................................ 18
Gambar 2.12 Tampilan Microsoft Loopback Adapter ................................... 19
Gambar 2.13 Streaming Video dengan Media Player VLC .......................... 19
Gambar 3.1

Blok Diagram Perancangan Jaringan ....................................... 22

Gambar 3.2

Jaringan Backbone Internet Indonesia ...................................... 24

Gambar 3.3

Pemodelan Jaringan ................................................................. 25

Gambar 3.4

Diagram Alir perancangan jaringan ATM tanpa MPLS .......... 26

Gambar 3.5

Diagram Alir Tahapan Perancangan Jaringan ATM
dengan MPLS ........................................................................... 30

Gambar 3.6

Hasil Capture Packet Data UDP di dalam Jaringan .................. 35

Gambar 3.7

Pengamatan Packet Data yang Melintasi Jaringan ................... 35

Gambar 3.8

Memilih file video yang di-stream melalui VLC ..................... 36

Gambar 3.9

Alamat streaming video ............................................................ 37

Gambar 3.10 Hasil Capture Packet Data dengan WireShark ......................... 37
Gambar 3.11 Pemilihan Protocol UDP yang dianalisis ................................ 38
Gambar 3.12 Untuk mendapatkan Nilai Packet Loss .................................... 38
Gambar 3.13 Hasil capture untuk mengetahui nilai Delay dan Throughput . 39
Gambar 4.1

Grafik Throughput pada Trafik Rendah ................................... 41

Gambar 4.2

Grafik Throughput pada Trafik Sedang ................................... 42

Gambar 4.3

Grafik Throughput pada Trafik Tinggi .................................... 43

vii
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.4

Grafik Throughput pada Seluruh Trafik ................................. 44

Gambar 4.5

Grafik Delay pada Trafik Rendah ............................................ 46

Gambar 4.6

Grafik Delay pada Trafik Sedang ............................................ 46

Gambar 4.7

Grafik Delay pada Trafik Tinggi ............................................. 47

Gambar 4.8

Grafik Delay pada Seluruh Trafik ........................................... 48

Gambar 4.9

Grafik Packet Loss pada Trafik Rendah .................................. 50

Gambar 4.10 Grafik Packet Loss pada Trafik Sedang ................................... 51
Gambar 4.11 Grafik Packet Loss pada Trafik Tinggi .................................... 52
Gambar 4.12 Grafik Packet Loss pada Seluruh Trafik ................................. 53

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Standarisasi Packet Loss oleh TIPHON ................................. 20

Tabel 2.1

Standarisasi Throughput oleh TIPHON ................................. 20

Tabel 2.1

Standarisasi Delay oleh TIPHON ........................................... 20

Tabel 3.1

Spesifikasi Notebook ............................................................... 23

Tabel 3.2

Konfigurasi ATM .................................................................... 27

Tabel 3.3

Inisialisasi IP Address .............................................................. 28

Tabel 3.4

Pengaturan IP Address di Setiap Interface .............................. 31

Tabel 3.5

Kepadatan Trafik ..................................................................... 34

Tabel 3.6

Spesifikasi Video ..................................................................... 34

Tabel 4.1

Nilai Throughput pada Proses Simulasi Jaringan ................... 40

Tabel 4.2

Nilai Delay pada Proses Simulasi Jaringan ............................. 45

Tabel 4.3

Nilai Packet Loss pada Proses Simulasi Jaringan ................... 49

ix
Universitas Sumatera Utara