analisis unjuk kerja implementasi virtual router

ANALISIS UNJUK KERJA IMPLEMENTASI VIRTUAL ROUTER

REDUNDANCY PROTOCOL (VRRP) dan COMMON ADDRESS

REDUNDANCY PROTOCOL (CARP) PADA JARINGAN CLIENT-

SERVER

Aditya Indra Lesmana dan Yan Maraden Sinaga

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Abstrak

Saat ini banyak digunakan sebuah jaringan yang dapat mendukung layanan suara, data

dan video tanpa adanya downtime, sehingga dibutuhkan back up jaringan serta protokol

redundansi (active-standby) untuk menunjang terciptanya jaringan komunikasi yang stabil

dan efisien. VRRP dan CARP merupakan salah satu protokol yang sering digunakan untuk

mendapatkan level layanan yang tinggi. Rancangan pada skripsi ini akan dibuat dalam

beberapa skenario yaitu ping tes, flooding, download dokumen serta streaming dengan

parameter RTD (delay time), packet loss, throughput dan waktu failover. Dari hasil simulasi

bahwa protokol CARP membutuhkan rata – rata waktu lebih cepat dalam melakukan failover

yaitu 5 detik daripada protokol VRRP dengan rata-rata waktu 7 detik. Untuk trafik yang besar

protokol VRRP dan CARP mampu melewatkan throughput besar saat dilakukan failover,

nilai throughputnya hampir mendekati throughput maksimalnya 6 Mbps, untuk rata-rata

packet loss yang didapat sebesar 5-6%.

Kata Kunci : CARP, Client-server, Redundansi, VRRP

Abstract

Today, there are many network could support voice service, data, video conference

without any downtime occurred on network. Backup method is required to support all that

services and also protocol redundancy (active-standby) which could make a stable and

efficient network communications. VRRP and CARP are the frequently used protocols to

create a high level of network service. The scheme of this thesis will be made in several

scenarios, they are ping test, flooding, download document also streaming by RTD (delay

time) parameters, packet loss, throughput and failover time. The result from simulation

showing that CARP protocol need the faster average time that is 5 seconds, but VRRP

protocol need 7 seconds of the average time. CARP and VRRP protocol is able to pass up

wide throughput while doing failover on the large traffic, its throughput value almost

approaches the maximal value of 6 Mbps and average of packet loss are 5-6%.

Keyword: CARP, client-server, Redundancy , VRRP

Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013

Pendahuluan

Dengan berkembangnya kebutuhan suatu perusahaan akan komunikasi data dan demi

kelangsungan kegiatan operasionalnya, maka saat ini banyak dikembangkan sebuah jaringan

yang dapat mendukungn layanan suara, data dan video tanpa adanya downtime, sehingga

dibutuhkan back up jaringan serta protokol redundansi (active-standby) untuk menunjang

terciptanya jaringan komunikasi yang stabil dan efisien.

LAN atau Local Area Network yaitu suatu jaringan komputer yang menghubungkan

suatu komputer dengan komputer lain dengan jarak yang terbatas. Setiap jaringan komputer

memiliki fungsi sebagai client dan juga server. Tetapi ada jaringan yang memiliki komputer

yang khusus didedikasikan sebagai server sedangkan yang lain sebagai client. Ada juga yang

tidak memiliki komputer yang khusus yang akan digunakan sebagai server saja.

Untuk menyediakan koneksi layer tiga dari jaringan komputer, diperlukan suatu

perangkat jaringan tambahan yang disebut dengan router. Router merupakan sebuah

perangkat yang berfungsi untuk melakukan paket data switching dari satu jaringan ke jaringan

yang lainnya, sehingga jaringan tersebut dapat saling berkomunikasi antara satu dengan yang

lainnya.

Disini akan dilakukan analisis protokol redundansi VRRP dan CARP untuk

meminimalkan downtime yang terjadi saat jaringan utama terjadi gangguan. VRRP dan CARP

dipilih karena kedua protokol tersebut open source dan dapat diimplementasikan tanpa harus

membeli perangkat khusus seperti Cisco dan Juniper. Hanya dengan menggunakan komputer

dengan OS linux serta software router open source dapat dibentuk suatu jaringan client-

server. Akan dilakukan tes untuk melihat waktu failover yang diperlukan tiap protokol, delay

time, packet loss serta throughput dari tiap protokol redundansi. Protokol redundansi yang

diimplementasikan akan sangat mempengaruhi kualitas aplikasi yang digunakan.

Penelitian dalam skripsi ini bertujuan untuk melihat efek implementasi kedua protokol

redundansi tersebut. Pokok permasalahan yang akan dibahas adalah adanya link back up pada

sebuah jaringan akan diupayakan agar tidak terjadi down time sehingga perlu ditentukan

protokol yang akan digunakan.

Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah membangun jaringan komputer client–server

untuk test-bed atau simulasi yang dapat dijamin tingkat layanannya seperti latency yang kecil,

throughput yang besar, packet loss yang kecil serta waktu down yang singkat, dengan

membandingkan protokol redundansi VRRP dan CARP, serta pengujian beberapa aplikasi

dengan mengimplementasikan protokol redundansi tersebut pada komputer Router dengan

sistem operasi Linux.


http://id.wikipedia.org/wiki/Server

Teori Dasar

Jaringan komputer adalah sebuah sistem yang terdiri atas komputer, software dan

perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersama-sama untuk mencapai suatu tujuan yang

sama. Pada dasarnya setiap jaringan komputer ada yang berfungsi sebagai client dan juga

server. Tetapi ada jaringan yang memiliki komputer yang khusus didedikasikan sebagai

server sedangkan yang lain sebagai client. Ada juga yang tidak memiliki komputer yang

khusus berfungsi sebagai server saja. Karena itu berdasarkan fungsinya maka ada dua jenis

jaringan komputer :

a) Client-server

Yaitu jaringan komputer dengan komputer yang didedikasikan khusus sebagai server.

Sebuah layanan bisa diberikan oleh sebuah komputer atau lebih. Contohnya adalah sebuah

domain seperti www.detik.com yang dilayani oleh banyak komputer web server. Atau bisa

juga banyak layanan yang diberikan oleh satu komputer

Contohnya adalah server jtk.polban.ac.id yang merupakan satu komputer dengan multi

service yaitu mail server, web server, dokumen server, database server dan lainnya.

b) Peer-to-peer

Yaitu jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga menjadi

client secara bersamaan. Contohnya dalam dokumen sharing antar komputer di jaringan

Windows. Jaringan Neighbourhood dengan 5 komputer (diberi nama A,B,C,D dan E) yang

memberi hak akses terhadap dokumen yang dimilikinya. Pada satu saat A mengakses

dokumen share dari B bernama data_nilai.xls dan juga memberi akses dokumen soal_uas.doc

kepada C. Saat A mengakses dokumen dari B maka A berfungsi sebagai client dan saat A

memberi akses dokumen kepada C maka A berfungsi sebagai server. Kedua fungsi itu

dilakukan oleh A secara bersamaan maka jaringan seperti ini dinamakan peer to peer.

Pada Gambar 1 menggambarkan topologi konfigurasi VRRP dengan dua router PE

(Provider Equipment) dan dua jaringan yang akan dikoneksikan dengan satu switch untuk ke

arah LAN.

Berikut prinsip dan cara kerja protokol VRRP :

1. PE 1, PE 2 dan komputer LAN di konfigurasi dalam satu network, sehingga bisa saling

ping satu sama lain.

2. PE 1 dan PE 2 dikonfigurasi agar menggunakan IP virtual sebagai VRRP, untuk VRRP ID

harus di konfigurasi sama untuk kedua router. Hal ini diperlukan karena VRRP ID

merupakan identitas IP VRRP.


http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer

http://id.wikipedia.org/wiki/Software

http://id.wikipedia.org/wiki/Jaringan

http://id.wikipedia.org/wiki/Server

http://id.wikipedia.org/wiki/Windows

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer

(Provider Equipment) PE 1


Network

Destination

Network

Source (LAN)

IP Address VRRP

192.168.1.3

IP Address

192.168.1.1

IP Address

192.168.1.2

Gambar 1 Topologi jaringan dengan protokol VRRP

3. VRRP mempunyai sebuah virtual address, untuk virtual address ini biasanya satu network

juga dengan PE 1,PE 2.

4. VRRP akan menentukan mana yang menjadi jaringan utama dan mana yang akan menjadi

jaringan back up, untuk menentukan biasanya ada di priority VRRP dimana semakin tinggi

nilainya dia akan berfungsi sebagai main.

5. VRRP mempunyai sebuah IP Virtual yang akan mengassosiasi atau mengklonning diri dan

memforward semua routing yang diterima ke IP real (PE 1 / PE 2).

CARP (Common Address Redudancy Protocol), merupakan protokol yang mengizinkan

beberapa titik di jaringan lokal untuk berbagi IP address yang sama. Tujuan utama CARP

adalah untuk menyediakan Failover redundansi, terutama ketika digunakan dengan firewall

dan router. Sekelompok host yang menggunakan CARP disebut “kelompok redundansi”.

Kelompok redundansi mengalokasikan sendiri alamat IP yang akan dibagi diantara anggota

kelompok. Dalam kelompok ini, sebuah router ditunjuk sebagai “Master”. Sedangkan anggota

lain disebut slaves. Router utama yang akan “mengambil” alamat IP virtual tersebut. Router

utama yang akan menjawab trafik atau permintaan ARP dari alamat IP virtual tersebut. Setiap

router dapat dikelompokkan pada beberapa kelompok redundansi dan tiap router harus

memilki alamat IP untuk yang lain namun harus tetap dalam satu jaringan.


Pada Gambar 2 dan Gambar 3 merupakan infrastruktur protokol CARP dimana router

dengan IP 192.168.0.10 dikonfigurasi sebagai master terlihat dari AdvSkew yang paling kecil

akan menjadi master dan apabila router master fail maka router dengan AdvSkew terkecil

selanjutnya akan mengambil alih menjadi master.



Network

Destination

IP Address CARP

192.168.0.100

IP Address

192.168.0.10

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 100

IP Address

192.168.0.12

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 111


IP Address

192.168.0.11

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 110Network

Source

Gambar 2 Infrastruktur Protokol CARP pada Normal Kondisi



Network

Destination

IP Address CARP

192.168.0.100

IP Address

192.168.0.10

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 100

IP Address

192.168.0.12

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 111


IP Address

192.168.0.11

Vhid 1

AdvBase 1

AdvSkew 110Network

Source

Gambar 3 Infrastruktur Protokol CARP pada saat Master Fail


Penggunaan umum dari CARP adalah pembentukan kelompok dari alamat IP virtual

yang dialokasikan untuk kelompuk redundansi digunakan sebagai gateway dari komputer di

belakang kelompok router tersebut. Jika router utama down atau koneksi ke router utama

down maka alamat ip virtual akan diambil alih oleh salah satu router slavenya sehingga

ketersediaan layanan tidak akan terganggu.

CARP memiliki dukungan untuk Ethernet, FDDI dan Token Ring. Standar virtual

hardware address untuk Ethernet dan FDDI adalah 00:00:5E:00:01:XX (XX = virtual host

id), dan untuk Token Ring 03:00:XX:YY:00:00 (XX dan YY adalah turunan dari virtual host

id). Sebuah paket CARP dienkapsulasi dalam suatu datagram IP yang digunakan sebagai

sumber alamat IP address utama dari interface melalui paket yang dikirim, dan memiliki

tujuan VRRP multicast address 224.0.0.18.

Perencanaan dan Pengujian

Rencana implementasi sistem merupakan tahapan paling awal dalam penerapan sistem

beserta skenario yang akan dibuat. Tujuannya adalah agar sistem ini dapat beroperasi dengan

baik dan diharapkan dapat membantu memudahkan dalam analisa setelah sistem dan skenario

dijalankan. Sistem yang dipakai untuk membangun simulasi ini antara lain :

1. Sistem Operasi komputer router : Linux BlankOn

2. Sistem Operasi komputer client : Windows 7 ultimate 32 bit

3. Sistem Operasi komputer Server : Windows 7 starter 32 bit

4. Software Router : Quagga

5. Switch TP link dan E-pro

6. Trafik monitoring : Cacti dan DU meter

7. Trafik generator : Tfgen

8. Server HTTP : AppServ

9. Server Streaming : VLC

Pada Gambar 4 menunjukkan topologi sebuah jaringan client-server yang terdiri dari

dua komputer router, dua switch, satu komputer server dan satu komputer client. Topologi

yang digunakan dengan menggunakan dua jaringan untuk koneksi dari komputer client ke

komputer server. Kebutuhan akses ke komputer server dari komputer client memerlukan level

pelayanan yang tinggi (100%) sehingga diharapkan tidak ada down time agar aplikasi bisa

terus diakses dari komputer client.

Komputer Client akan bisa mengakses ke komputer server walaupun koneksi ke

komputer router master down, oleh sebab itu diperlukan protokol redundansi yang mampu


segera mengambil alih koneksi saat koneksi main down. Pada Gambar 5 merupakan foto

simulasi jaringan dimana diperlukan 2 komputer router, 2 switch, dan komputer client serta

komputer server.

Router 1 Router 2

192.168.1.1 192.168.1.2

10.10.1.1 10.10.1.2

10.10.1.4

192.168.1.4

Server

Client

Gambar 4 Topologi Jaringan Simulasi

Pada skripsi ini ada lima skenario tes yang akan dilakukan untuk mengetahui parameter

dan spesifikasi dari masing-masing protokol, dengan berbagai macam variabel dokumen yang

akan di akses oleh komputer client. Dalam tugas akhir ini, penulis akan melakukan

pengetesan agar bisa mengetahui protokol yang paling baik digunakan pada jaringan

komputer client-server.

Gambar 5 Foto Simulasi Jaringan


Pada simulasi yang digunakan dalam skripsi ini, akan dibagi menjadi beberapa skenario

tes, dan beberapa hal yang menjadi parameter adalah :

1. Packet Loss, Proses pengukuran packet loss dilakukan dengan mengirim paket-paket data

dengan pesan ICMP yang dikirimkan dari client ke server, kemudian diperoleh jumlah

paket yang hilang. Jika paket tersebut hilang, maka hal tersebut akan mengakibatkan

gangguan terhadap jalannya aplikasi, sehingga tidak boleh ada paket hilang dalam

perjalanan paket dari client ke server maupun sebaliknya. Untuk packet loss yang

ditemukan harus di cek dengan melakukan segmentasi masalah bisa dilakukan dengan tes

ping ke router terlebih dahulu kemudian bisa dilakukan juga ping dari router ke server

untuk menemukan masalah sehingga timbul packet loss. Untuk menghitung packet loss

dirumuskan dalam Persamaan 1.1.

Packet Loss = Frame dari transmitter – Frame dari reciever (1.1)

2. Failover time, Waktu yang diperlukan router secondary untuk melakukan back up saat

router primary mati atau koneksi ke router primary mati. Dengan mengukur Failover time

kita dapat menentukan respon time dari masing-masing protokol redundansi. Pada Gambar

6 dijelaskan topologi jaringan saat dilakukan failover, dengan memustuskan koneksi dari

server ke router master.

3. Throughput, Throughput adalah ukuran dari transfer bit di media selama jangka waktu

tertentu. Karena sejumlah faktor, throughput biasanya tidak sesuai dengan bandwidth yang

ditentukan dalam implementasi lapisan fisik seperti Ethernet. Banyak faktor yang

mempengaruhi throughput. Diantara faktor-faktor tersebut jumlah lalu lintas, jenis lalu

lintas, dan jumlah perangkat jaringan ditemui pada jaringan yang diukur. Dalam topologi

multi-access seperti Ethernet, node bersaing untuk akses media dan penggunaannya. Oleh

karena itu, throughput masing-masing node terdegradasi oleh penggunaan media yang

meningkat. Throughput karena banyak penyebab, kadang sangat jauh dari bandwidth

maksimum yang mungkin dari suatu media.


Router 1 Router 2

192.168.1.1 192.168.1.2

10.10.1.1 10.10.1.2

10.10.1.4

192.168.1.4

Server

Client

Gambar 6 Topologi Jaringan saat Failover

Maka hubungan antara throughput, ukuran dokumen dengan waktu download-nya

dirumuskan pada Persamaan 1.2 berikut ini :

Throughput = (1.2)

Tes konektifitas diperlukan untuk mengetahui apakah jaringan simulasi yang dibuat

sudah bisa menghubungkan komputer client dan komputer server serta dapat menjadi standar

awal untuk pengetesan selanjutnya. Tes ini dilakukan dengan cara client melakukan tes ping

ke server secara terus-menerus, sehingga didapat nilai RTD nya serta mengetahui konektifitas

jaringannya, setelah sudah stabil maka koneksi ke router primary kita putus (mencabut kabel

ethernetnya), hitung berapa lama waktu yang diperlukan protokol untuk dapat melakukan

back up. Selain itu perlu dilakukan tes untuk menghitung packet loss yang terjadi dengan

melakukan tes ping kemudian lakukan juga tes failover catat jumlah paket yang dikirim dan

Ukuran dokumen yang di download

Waktu download


yang diterima dengan waktu tertentu misalnya setiap 3 menit dilakukan sekali tes failover

maka paket yang hilang saat failover tersebut kita catat sebagai packet loss.

Lakukan tes download multi session via HTTP dan lakukan tes ping, catat nilai RTD

nya dan waktu lamanya download dokumen tersebut. Dari ukuran dokumen dan lama

downloadnya kita dapat mengukur throughput dari jaringan komputer.

Putuskan koneksi ke router master catat waktu RTO dari hasil ping tes. Catat waktu

yang di perlukan untuk kembali terhubung agar download bisa dilakukan kembali dan paket

loss yang terjadi saat Failover. Pada saat di lakukan Failover terjadi loss trafik dan saat link

secondary memback up trafik bisa lewat kembali. Pada Tabel 1 digambarkan ukuran

dokumen yang akan di gunakan untuk download melalui port http. Pada Gambar 7

digambarkan flowchart tes download.

Tabel 1 Dokumen Yang Akan Digunakan Dalam Simulasi

No Ukuran Bit Rate Format dokumen

1 279 MB - ISO

2 3.08 MB 128 Kbps MP3

3 276 KB 96 Kbps WMA

4 697 MB 86 Kbps AVI

5 998 MB - MKV

Gambar 7 Flowchart Tes Download

Mulai

Akses alamat web server

Lakukan Download dokumen dari Web Server

Putuskan koneksi ke jaringan utama

Catat waktu yang diperlukan untuk download

dan perubahan trafiknya

Selesai


Tes ini diperlukan untuk menentukan kapasitas maksimal yang dapat diterima di

interface server pada jaringan komputer yang dibuat, caranya dengan melakukan flooding dari

client ke server dengan software TFgen, dan catat nilai delay time (RTD) dan lihat grafik pada

DU Meter dan cacti, grafik yang muncul merupakan trafik maksimal dari jaringan simulasi.

Kemudian setelah itu putuskan koneksi ke router primary catat waktu RTO (down) dari hasil

ping tes. Lihat pada grafik DU Meter dan cacti, output yang di capture saat down sampai

normal kembali dan catat paket loss yang terjadi saat failover. Pada Gambar 8 di jelaskan

flowchart tes flooding untuk tiap langkahnya.

Gambar 8 Flowchart Tes Flooding

Lakukan live musik streaming dengan aplikasi VLC kemudian lakukan Failover dengan

memutuskan koneksi ke router master, lihat hasil live musik streaming pada client serta amati

trafik pada DU meter dan cacti nya.

Untuk live musik streaming nantinya akan diakses pada komputer client. Beberapa

parameter dokumen yang akan digunakan untuk live musik streaming seperti ukuran

Mulai

Lakukan tes Flooding dari

server ke klien

Catat nilai trafik nya

Putuskan koneksi ke jaringan

utama

Catat perubahan trafiknya

Selesai


dokumen, format dokumen dan bit rate juga sudah dijelaskan pada Tabel 2 dibawah ini. Pada

Gambar 9 dijelaskan flowchart tes live musik streaming untuk setiap langkah pengetesannya.

Tabel 2 Dokumen Yang Digunakan Untuk Live Musik Streaming

No Ukuran Bit Rate Durasi Musik Format dokumen

1 3.76 MB 128 Kbps 4 menit 5 detik MP3



4 276 KB 96 Kbps 22 detik WMA

Begitu juga dengan video dengan mengakses streaming melalui VLC. Lakukan juga

Failover dan lihat pada grafik di DU Meter dan cacti. Untuk menjalankan aplikasi live video

streaming juga menggunakan VLC baik di komputer server dan komputer client. Dengan

melakukan simulasi Failover dan dengan menjalankan beberapa dokumen video yang

digunakan dalam simulasi dijelaskan pada Tabel 3, yaitu berupa parameter dokumen seperti

ukuran dokumen, format dokumen, dan bit rate.

Tabel 3 Dokumen Yang Akan Digunakan Untuk Live Video Streaming

No Ukuran Bit Rate Durasi Video Format dokumen

1 697 MB 86 kbps 1 jam 40 menit 10 detik AVI

2 449 MB - kbps 1 jam 51 menit 53 detik MKV

3 125 MB 121 kbps 4 menit 55 detik MP4

Pada Gambar 9 dijelaskan langkah pengetesan live video streaming dimana apikasi

VLC pada client harus mengakses IP VLC pada server sehingga video yang dimainkan pada

server dapat dilihat dari client.

Gambar 9 Flowchart Tes Musik dan Live Video streaming

Mulai

Akses alamat server video dan musik streaming

Mainkan live video dan live musik streaming pada klien

Putuskan koneksi ke jaringan utama

Catat waktu yang delay saat dimainkan dan perubahan

trafiknya

Selesai


Analisa dan Pembahasan

Nilai RTD yang tercatat dari hasil simulasi bahwa untuk mencapai server dari client

diperlukan 3-4 ms. Dari hasil ping tersebut ditunjukan bahwa simulasi jaringan sudah

terbentuk dan memiliki delay yang baik untuk sebuah jaringan LAN, sehingga nilai end to

end delay 1,5-2 ms. Pada Tabel 4 tercatat hasil ping tes seperti RTD dan end to end delay, dan

pada Tabel 4 merupakan hasil pencatatan packet loss yang terjadi saat di lakukan tes failover.

Tabel 4 Hasil Packet Loss pada VRRP

Simulasi ke-n Paket dikirim Paket diterima Packet Loss

1 171 161 5,85%

2 124 115 7,26%

3 141 130 7,80%

4 156 144 7,69%

5 165 157 4,85%

Setelah koneksi kabel ke router master dicabut maka koneksi dari server ke client juga

terputus namun hanya butuh 3-6 RTO jaringan sudah normal kembali karena router sudah

dikonfigurasi dengan protokol VRRP yang berfungsi sebagai protokol redundansi. Dari

sebuah aplikasi wireshark juga dapat melihat waktu yang diperlukan router slaves dapat

mengambil alih trafik.

Dari hasil yang sudah disampaikan sebelumnya bahwa akan diperlukan mekanisme

failover atau redundansi pada jaringan suatu perusahaan, maka pada simulasi ini juga akan di

lakukan tes failover. Dengan melihat dari aplikasi wireshark untuk waktu down time hingga

jaringan ter-backup dan dengan melihat permintaan ICMP yang di kirim oleh IP client dan IP

server akan memberikan jawaban berupa paket ICMP juga. Pada Gambar 10 merupakan

grafik dari waktu failovernya.

Gambar 10 Grafik Waktu Failover VRRP

0

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Wak

tu (

de

tik)

Jumlah Simulasi

Waktu Failover VRRP

Waktu Failover


Untuk hasil 10 kali melakukan percobaan rata-rata time failovernya di antara 5-8 detik.

Sehingga tidak diperlukan switch manual atau fisik pada router di server. Kelemahan dari

protokol ini adalah saat jaringan utama dikoneksikan kembali router maka tidak otomatis

router master mengambil alih trafik, namun router master akan menjadi back up router slaves

nya.

Pada tes BOM ini, pertama dilakukan dengan memberi utilitas maksimal pada software

TFgen yaitu 100MBps. Pada Gambar 11 dan Gambar 12 menunjukkan trafik maksimum yang

dapat di lewatkan di interface ethernet router 1 dan router 2. Pada router 1 terlihat trafik

sempat drop dan semua berhasil di ambil alih oleh router 2.

Gambar 11 Hasil Capture Trafik saat dilakukan Flooding di Router 1

Gambar 12 Hasil Capture Trafik saat dilakukan Flooding di Router 2

Pada saat awal flooding semua paket yang dilewatkan sebesar 6 Mbps dengan router 1

sebagai jaringan utamanya terlihat dari jumlah trafik lebih banyak melalui ethernet router 1,

dan saat dilakukan tes failover dengan memutuskan koneksi ke router 1, trafik atau paket

menjadi drop dan up setelah router 2 merespon semua trafiknya, namun saat router 2

mengambil alih trafik paket yang dapat dilewatkan dapat mencapai maksimum throughputnya


(6 Mbps). Saat koneksi ke router 1 di up-kan kembali maka semua trafik akan terbagi pada

interface kedua router.

Saat melakukan download dokumen dapat dilakukan pencatatan waktu download

sehingga bisa didapatkan throughput apabila ukuran dokumen yang didownload sudah

diketahui, yaitu dengan Persamaan (1.2). Jika ukuran dokumen 279 MB dan waktu download

7 menit 30 detik maka throughput = 620 KBps. Pada Tabel 5 terlihat waktu yang diperlukan

untuk download dari masing-masing dokumen.

Tabel 5 Waktu Download Dokumen via HTTP untuk VRRP

No Ukuran Bit Rate Format dokumen Waktu Download Throughput

1 279 MB - ISO 7 menit 30 detik 620 KBps

2 3.08 MB 128 Kbps MP3 7 detik 428 KBps

3 276 KB 96 Kbps WMA < 1 detik 552 KBps

4 697 MB 86 Kbps AVI 14 menit 829 KBps

5 998 MB - MKV 23 menit 750 KBps

Untuk live musik streaming yang perlu diperhatikan pada saat failover dilakukan dapat

dilihat yang terjadi bahwa aplikasi client akan mem-buffer, untuk simulasi kali ini saat proses

failover berhasil melanjutkan hingga lagu habis, Pada Tabel 6 terlihat average packet dan

average bit yang diperlukan untuk dapat melakukan musik streaming.

Tabel 6 Paket dan Bit Avergae Musik Streaming VRRP

No Ukuran Bit Rate Durasi Musik Format

dokumen

Paket

average

(paket /

detik)

Bit

average

1 3.76 MB 128 Kbps 4 menit 5 detik MP3 21,52 123 Kbps



4 276 KB 96 Kbps 22 detik WMA 14,556 100 Kbps

Untuk live video streaming hampir sama dengan live musik streaming, pada saat terjadi

problem pada jaringan utama, protokol VRRP memerlukan waktu failover hingga jaringan

back up mampu mengambil alih trafik.

Komputer client akan dapat meneruskan mengakses live video streaming tanpa harus

melakukan restart session kembali dan saat sudah diambil alih oleh jaringan back up maka

komputer client akan meneruskan musik yang sedang dimainkan oleh video server sehingga


akan ada beberapa session yang terpotong. Dari simulasi failover yang dilakukan pada server

live video streaming komputer client masih dapat melanjutkan hingga selesai.

Nilai RTD yang tercatat dari hasil simulasi bahwa untuk mencapai server dari client

diperlukan 2-3 ms. Dari hasil ping tersebut ditunjukan bahwa simulasi jaringan sudah

terbentuk dan memiliki delay yang baik untuk sebuah jaringan LAN, sehingga end to end

delay 1–1,5 ms. Pada Tabel 7 tercatat hasil ping tes seperti RTD dan end to end delay.

Tabel 7 Hasil Packet Loss pada CARP

Simulasi ke-n Paket Dikirim Paket Diterima Packet Loss

1 180 172 4,44%

2 154 145 5,84%

3 155 150 3,23%

4 156 144 7,69%

5 174 166 4,60%

Setelah koneksi kabel ke router master dilepas maka koneksi dari server ke client juga

terputus namun hanya butuh 3-4 RTO jaringan sudah normal kembali karena router sudah

dikonfigurasi dengan protokol CARP yang befungsi sebagai protokol redundansi. Dari sebuah

aplikasi wireshark juga dapat melihat waktu yang diperlukan router slaves dapat mengambil

alih trafik.

Dari hasil yang sudah disampaikan sebelumnya bahwa akan diperlukan mekanisme

failover atau redundansi pada jaringan suatu perusahaan, maka pada simulasi ini juga akan di

lakukan tes failover.Dengan melihat dari aplikasi wireshark untuk waktu down time hingga

jaringan ter-backup. Gambar 13 merupakan grafik sebaran dari simulasi waktu failover dan

dapat disimpulkan bahwa waktu failover pada CARP lebih cepat dibandingkan dengan waktu

failover VRRP.

Gambar 13 Grafik Waktu Failover CARP

0,00

5,00

10,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Wak

tu (

de

tik)

Jumlah Simulasi

Waktu Failover CARP

Waktu Failover


Untuk hasil 10 kali melakukan percobaan rata-rata time failovernya di antara 4-5 detik.

Sehingga tidak diperlukan switch manual atau fisik di router lokasi, Saat jaringan main di

koneksikan kembali router maka tidak otomatis router master mengambil alih trafik, namun

router master akan menjadi back up router slaves nya.

Pada tes BOM ini, pertama dilakukan dengan memberi utilitas maksimal pada software

TFgen yaitu 10MBps. Pada Gambar 14 dan Gambar 15 menunjukkan trafik maksimum yang

dapat di lewatkan di interface ethernet router 1 dan router 2. Pada router 1 terlihat trafik drop

dan diambil alih oleh router 2 sebagai back up.

Gambar 14 Hasil Capture Trafik Saat Dilakukan Flooding pada router 1

Gambar 15 Hasil Capture Trafik Saat Dilakukan Flooding pada router 2

Pada saat awal flooding semua paket dilewatkan sebesar 6 Mbps, dan saat dilakukan tes

failover dengan memutuskan koneksi ke router 1, trafik menjadi drop dan up setelah router 2

mengambil alih trafiknya, saat router 2 mengambil alih trafik yang dapat dilewatkan

mendekati dari maksimum throughputnya (6 Mbps) . Saat koneksi ke router main di up-kan

kembali maka semua trafik akan kembali dilewatkan pada router 1 dan router 2.

Saat melakukan download dokumen dapat dilakukan pencatatan waktu download

sehingga bisa didapatkan throughput apabila ukuran dokumen yang didownload sudah

diketahui, yaitu dengan Persamaan (1.2). Jika ukuran dokumen 279 MB dan waktu download

6 menit 30 detik maka throughput = 715 KBps. Pada Tabel 8 terlihat waktu yang diperlukan

untuk download dari masing masing dokumen.


Tabel 8 Waktu Download Dokumen via HTTP untuk CARP

No Ukuran Bit Rate Format

dokumen Waktu Download Throughput

1 279 MB - ISO 6 menit 30 detik 715 KBps

2 3.08 MB 128 Kbps MP3 6 detik 513 KBps

3 276 KB 96 Kbps WMA < 1 detik 460 KBps

4 697 MB 86 Kbps AVI 12 menit 968 KBps

5 998 MB - MKV 22 menit 756 KBps

Untuk live musik streaming yang perlu diperhatikan pada saat Failover dilakukan

apakah akan mati atau akan di buffer, untuk simulasi dengan aplikasi VLC ini saat proses

failover berhasil melanjutkan hingga lagu habis, Pada Tabel 9 terlihat paket average dan bit

average saat dilakukan tes video streaming.

Tabel 9 Paket dan Bit Average Musik Streaming CARP

No Ukuran Bit Rate Durasi Musik Format

dokumen

Paket

average

(paket /

detik)

Bit

average




4 276 KB 96 Kbps 22 detik WMA 14,556 100 Kbps

Untuk live video streaming hampir sama dengan live musik streaming, pada saat terjadi

problem pada jaringan utama, protokol VRRP memerlukan waktu failover hingga jaringan

back up mampu mengambil alih trafik. Komputer client akan dapat meneruskan mengakses

live video streaming tanpa harus melakukan restart session kembali dan saat sudah diambil

alih oleh jaringan back up maka komputer client akan meneruskan apa yang sedang

dimainkan oleh videao server sehingga akan ada beberapa session yang terpotong. Dari

simulasi failover yang dilakukan pada server live video streaming komputer client masih

dapat melanjutkan hingga selesai.


Kesimpulan

Dari pembahasan tentang analisa protokol VRRP dan CARP pada bab sebelumnya

dengan komputer router, maka diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Redundansi jaringan dapat meningkatkan level pelayanan jaringan dari client ke server

dengan meminimalisir downtime yang terjadi. Waktu rata-rata failover untuk protokol

VRRP sebesar 7 detik agar jaringan backup bisa mengambil alih trafik, sedangkan

protokol CARP agar jaringan backup mengambil alih trafik memerlukan waktu 5 detik.

Sehingga protokol CARP memiliki waktu failover lebih baik dibandingkan dengan

VRRP.

2. Rata-rata Packet Loss yang didapat saat pengetesan CARP sebesar 5% sedangkan

VRRP sebesar 6%, dkarenakan waktu failover CARP lebih cepat sehingga sedikit

packet loss yang terjadi.

3. Throughput protokol VRRP dan CARP pada saat dilakukan flooding dengan kapasitas

6 Mbps dan dilakukan failover, throughputnya akan mendekati throughput

maksimalnya sebesar 6 Mbps, dengan dilakukan flooding kedua interface router

digunakan untuk melewatkan trafik dengan trafik lebih besar pada router master.

4. Protokol VRRP dan CARP memiliki karakteristik yang sama yaitu pada saat jaringan

utama di hubungkan kembali maka trafik tidak otomatis pindah kembali ke jaringan

utama namun jaringan utama akan memback-up jaringan secondary-nya.

Daftar Acuan

R. Hinden, “Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)”, RFC 3768 (Draft Standard), Apr.

2004. [Online]. Available: http://www.ietf.org/rfc/rfc3768.txt

R, Byrav. "CARP The Free Fail-over Protocol". Communications, ICC '06. IEEE

International Conference on, 2007. pp. 190 - 197

Jen-Hao, Kuo., Siong-Ui, Te., Pang-Ting, Liao., "An Evaluation of the Virtual Router

Redundancy Protocol Extension with Load Balancing". Dependable Computing, 2005.

Proceedings 11th Pacific Rim International Symposium on. pp. 451-456

Attebury, Garhan and Ramamurthy, Byrav. “Router and Firewall Redundancy with OpenBSD

and CARP”. Communications, ICC '06. IEEE International Conference on, 2006. pp.

146 - 151


analisis unjuk kerja implementasi virtual router

Documents