Embed Size (px)
Citation preview
IMPLEMENTASI LOAD-BALANCING DENGAN METODE
ROUND ROBIN DALAM SOFTWARE DEFINED
NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN
CONTROLLER POX
DRAFT SKRIPSI
DWINSON SITOHANG
131421005
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
IMPLEMENTASI LOAD-BALANCING DENGAN METODE
ROUND ROBIN DALAM SOFTWARE DEFINED
NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN
CONTROLLER POX
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijasah
Sarjana Ilmu Komputer
DWINSON SITOHANG
131421005
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul : IMPLEMENTASI LOAD-BALANCING DENGAN
METODE ROUND ROBIN DALAM SOFTWARE
DEFINED NETWORKING (SDN)
MENGGUNAKAN CONTROLLER POX
Kategori : SKRIPSI
Nama : DWINSON SITOHANG
Nomor Induk Mahasiswa : 131421005
Program Studi : EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, Februari 2015
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc Drs. Marihat Situmorang. M.Kom
NIP.- NIP. 1961203171991031001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
IMPLEMENTASI LOAD-BALANCING DENGAN METODE ROUND ROBIN
DALAM SOFTWARE DEFINED NETWORKING (SDN) MENGGUNAKAN
CONTROLLER POX
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Februari 2015
Dwinson Sitohang
NIM. 131421005
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur Penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang
senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat
diselesaikan.
Ucapan terima kasih Penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah
membantu Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun
tidak langsung, teristimewa untuk kedua orangtua terkasih. Pada kesempatan ini
penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Subhilhar, Ph.D selaku Pelaksana Jabatan Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1
Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1
Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Drs. Marihat Situmorang. M.Kom selaku Dosen Pembimbing I
yang telah memberikan bimbingan, saran dan masukan kepada penulis
dalam pengerjaan skripsi ini.
6. Bapak Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan bimbingan, saran dan masukan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
7. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT selaku Dosen Pembanding I yang
telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
8. Bapak Sajadin Sembiring, S.Si, M.Comp,Sc selaku Dosen Pembanding II
yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi
ini.
9. Semua dosen dan semua pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara.
10. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang
tidak dapat penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu
penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh
karena itu, kepada pembaca agar kiranya memberikan kritik dan saran yang
bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat
bagi kita semuanya.
Medan, Februari 2015
Penulis,
(Dwinson Sitohang)
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Perangkat jaringan komputer seperti Router dan Switch biasanya sudah memiliki
management interface. Dengan kata lain pengguna hanya dapat melakukan
konfigurasi melalui management interface pada perangkat tersebut dalam
menerapkan fitur yang diinginkan, sehingga apabila seseorang ingin
bereksperimen dengan beberapa teknik seperti teknik load-balancing baru atau
routing protocol baru maka dia tidak akan dapat melakukan hal itu karena
perangkat tidak mendukung teknik dan protokol tersebut. Software Defined
Networking (SDN) memisahkan data-plane dan control-plane, pemisahan ini
memberi kemampuan untuk memprogram secara langsung perangkat jaringan
komputer seperti Switch dan Router sesuai dengan kebijakan yang diberikan.
Software Defined Networking dapat diterapkan dengan menggunakan salah satu
controller terpusat yaitu POX yang bertugas untuk mengontrol segala arus data
yang melewati Switch dan Router sehingga kebijakan yang telah ditetapkan
tersebut langsung diimplementasikan sesuai dengan karakteristik jaringan yang
ada saat itu juga. Load balancing adalah sebuah teknik untuk mendistribusikan
beban trafik pada dua atau lebih jalur koneksi secara seimbang agar trafik dapat
berjalan optimal. Pada penelitian ini dilakukan pengujian pada sebuah jaringan
komputer dengan jumlah server sebanyak 3 unit dan jumlah client sebanyak 15
unit. Masing-masing client melakukan koneksi secara acak dengan cara
mengirimkan paket Internet Control Message Protocol (ICMP) terhadap alamat
IP publik dan controller POX melakukkan pemetaan client tersebut terhadap
server berdasarkan metode round-robin. Ketika seluruh client melakukan request
paket HyperText Transfer Protocol (HTTP) terhadap alamat IP publik, response
time yang diperoleh ketika load-balancing tidak diterapkan lebih kurang tiga (3)
kali lebih lama daripada response time yang diperoleh pada saat teknik load-
balancing diterapkan.
Kata kunci: Management interface, Software Defined Netwoking, Data-plane,
Control-plane, Load balancing, Round-robin, Internet Control Message Protocol,
Response time.
Universitas Sumatera Utara
IMPLEMENTATION OF LOAD BALANCING WITH ROUND-
ROBIN METHOD IN SOFTWARE DEFINED NETWORKING
(SDN) USE CONTROLLER POX
ABSTRACT
Computer networking devices such as Routers and Switches usually already have
a management interface. In other words, the user can only perform the
configuration via management interface on these devices to implement the desired
features, so if someone wants to experiment with some techniques such as new
load-balancing techniques or new routing protocol then he will not be able to do
that because the device does not support the techniques and protocols. Software
Defined Networking (SDN) separates the data-plane and control-plane, this
separation gives the ability to directly program the computer networking devices
such as Switches and Routers in accordance with a given policy. Software
Defined Networking can be applied using either a centralized controller that POX
whose task is to control all the data stream that passes through Switch and Router
that established policy is immediately implemented in accordance with the
characteristics of the existing network currently. Load balancing is a technique to
distribute the traffic load on the connection of two or more lanes in a balanced
way so that traffic can run optimally. In this study conducted testing on a
computer network within 15 unit of clients and 3 unit of servers. Each client to
connect randomly by sending Internet Control Message Protocol (ICMP) packets
to the public IP address and POX controller do the mapping of the clients to the
servers based on the round-robin method. When all of the clients make the
requesting for HyperText Transfer Protocol (HTTP) packets to the public IP
address, response time obtained when load-balancing is not applied approximately
three (3) times longer than the response time obtained when the load-balancing
techniques are applied.
Keywords: Management interface, Software Defined Netwoking, Data-plane,
Control-plane, Load balancing, Round-robin, Internet Control Message Protocol,
Response time.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak vi
Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar 8i
Daftar Lampiran 8i
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 4
1.6 Metodologi Penelitian 4
1.7 Sistematika Penulisan 5
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Software Defined Networking (SDN) 7
2.1.1 Konsep Dasar Software Defined Networking 7
2.1.2 Arsitektur Software Defined Networking (SDN) 9
2.1.3 Controller POX 11
2.2 Load-Balancing 12
2.3 Round-Robin 13
2.4 Contoh Kasus Load Balancing dan dengan Perhitungan
Metode Round Robin
16
2.5 Penelitian Terkait 19
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Analisis Pemilihan Server 20
3.2 Perancangan 24
3.3.1 Perancangan Load Balancing dengan Metode 24
Universitas Sumatera Utara
Round Robin dalam Software Defined Networking
Menggunakan Controller POX
3.2.2 Perancangan Jaringan dalam Emulator Mininet 27
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1 Implementasi 31
4.1.1 Menjalankan Controller POX 31
4.1.2 Menjalankan Perintah Ping pada Masing-masing
Client
33
4.2 Pengujian 58
4.2.1 Pengujian Terhadap Paket HTTP 58
4.2.2 Analisis Sebelum dan Setelah Load-Balancing 59
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 62
5.2 Saran 63
Daftar Pustaka 64
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Perangkat yang dibutuhkan beserta atribut-atribut
pendukung
23
Tabel 3.2 Hasil perhitungan posisi server berdasarkan metode round
robin
24
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Flowchart arus paket dalam Switch OpenFlow 9
Gambar 2.2 Arsitektur Software Defined Networking 10
Gambar 2.3 Controller layer (POX) dalam Arsitektur Software
Defined Networking
11
Gambar 2.4 Komponen load-balancing 13
Gambar 2.5 Antrian dalam Algoritma Round Robin 14
Gambar 2.6 Flowchart Round-Robin Load-Balancing 15
Gambar 2.7 Contoh Kasus Load Balancing dan dengan Perhitungan
Metode Round Robin
18
Gambar 3.1 Flowchart dari pengimplementasian load-balancing
dengan metode round-robin dalam software defined
networking menggunakan controller POX
27
Gambar 3.2 Topologi jaringan yang akan dirancang 28
Gambar 3.3 Flowchart topologi jaringan yang dibuat di dalam
Mininet (secara garis besar)
29
Gambar 3.4 Flowchart topologi jaringan yang dibuat di dalam
Mininet (perluasan proses SimpleTest)
30
Gambar 4.1 Controller POX yang telah dijalankan 32
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Client ke-4 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 33
Gambar 4.3 Hasil pemetaan client ke-4 kepada server 10.0.0.16 oleh
controller POX
34
Gambar 4.4 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-4 melalui
aplikasi Wireshark
34
Gambar 4.5 Client ke-10 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
35
Gambar 4.6 Hasil pemetaan client ke-10 kepada server 10.0.0.17
oleh controller POX
35
Gambar 4.7 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-10 melalui
aplikasi Wireshark
35
Gambar 4.8 Client ke-1 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 36
Gambar 4.9 Hasil pemetaan client ke-1 kepada server 10.0.0.18 oleh
controller POX
Gambar 4.10 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-1 melalui
aplikasi Wireshark
37
Gambar 4.11 Client ke-7 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 37
Gambar 4.12 Hasil pemetaan client ke-7 kepada server 10.0.0.16 oleh
controller POX
38
Gambar 4.13 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-7 melalui
aplikasi Wireshark
38
Gambar 4.14 Client ke-14 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
39
Gambar 4.15 Hasil pemetaan client ke-14 kepada server 10.0.0.17
oleh controller POX
39
Gambar 4.16 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-14 melalui
aplikasi Wireshark
40
Gambar 4.17 Client ke-12 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
40
Gambar 4.18 Hasil pemetaan client ke-12 kepada server 10.0.0.18
oleh controller POX
41
Gambar 4.19 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-12 melalui
aplikasi Wireshark
41
Gambar 4.20 Client ke-3 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 42
Gambar 4.21 Hasil pemetaan client ke-3 kepada server 10.0.0.16 oleh
controller POX
42
Gambar 4.22 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-3 melalui
aplikasi Wireshark
43
Gambar 4.23 Client ke-9 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 43
Gambar 4.24 Hasil pemetaan client ke-9 kepada server 10.0.0.17 oleh
controller POX
44
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.25 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-9 melalui
aplikasi Wireshark
44
Gambar 4.26 Client ke-6 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 45
Gambar 4.27 Hasil pemetaan client ke-6 kepada server 10.0.0.18 oleh
controller POX
45
Gambar 4.28 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-6 melalui
aplikasi Wireshark
46
Gambar 4.29 Client ke-15 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
46
Gambar 4.30 Hasil pemetaan client ke-15 kepada server 10.0.0.16
oleh controller POX
47
Gambar 4.31 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-15 melalui
aplikasi Wireshark
47
Gambar 4.32 Client ke-5 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 48
Gambar 4.33 Hasil pemetaan client ke-5 kepada server 10.0.0.17 oleh
controller POX
49
Gambar 4.34 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-5 melalui
aplikasi Wireshark
49
Gambar 4.35 Client ke-2 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 50
Gambar 4.36 Hasil pemetaan client ke-2 kepada server 10.0.0.18 oleh
controller POX
51
Gambar 4.37 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-2 melalui
aplikasi Wireshark
51
Gambar 4.38 Client ke-8 melakukan ping ke alamat publik 10.0.0.100 52
Gambar 4.39 Hasil pemetaan client ke-8 kepada server 10.0.0.16 oleh
controller POX
53
Gambar 4.40 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-8 melalui
aplikasi Wireshark
54
Gambar 4.41 Client ke-11 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
54
Gambar 4.42 Hasil pemetaan client ke-11 kepada server 10.0.0.17
oleh controller POX
55
Gambar 4.43 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-11 melalui
aplikasi Wireshark
56
Gambar 4.44 Client ke-13 melakukan ping ke alamat publik
10.0.0.100
56
Gambar 4.45 Hasil pemetaan client ke-13 kepada server 10.0.0.18
oleh controller POX
57
Gambar 4.46 Hasil capture paket data ICMP dari client ke-13 melalui
aplikasi Wireshark
58
Gambar 4.47 Grafik percobaan pertama reqest paket HTTP terhadap
server (setelah load-balancing)
59
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.48 Grafik percobaan kedua reqest paket HTTP terhadap
server (setelah load-balancing)
59
Gambar 4.49 Grafik percobaan pertama reqest paket HTTP terhadap
server (sebelum load-balancing)
60
Gambar 4.50 Grafik percobaan kedua reqest paket HTTP terhadap
server (sebelum load-balancing)
60
DAFTAR LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
Halaman
A Listing Program A-1
B Daftar Riwayat Hidup B-1
Universitas Sumatera Utara
