5

BAB 2

Tinjauan Pustaka

2.1 Penelitian Terdahulu

Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian-penelitian

yang sudah pernah dilakukan sebelumnya. Berikut penelitian-penelitian yang

mendasari penelitian ini.

Penelitian yang berjudul Analisa Perbandingan Manajemen

Bandwidth Class Based Queue (CBQ) dan Hierarchical Fair Service Curve

(HFSC) di Jaringan TCP/IP. Penelitian ini membandingkan kinerja CBQ dan

HFSC serta HTB di Jaringan TCP/IP. Parameter yang diukur adalah

throughput, waktu pemrosesan pesan dalam bandwidth manager, jitter dan

packet loss. Hasil pengukuran untuk throughput, HTB lebih akurat

dibandingkan HFSC dan CBQ. Untuk waktu pemrosesan pesan dalam

bandwidth manager, CBQ lebih cepat dibandingkan HFSC kemudian HTB.

Untuk jitter, HFSC lebih baik dibandingkan HTB kemudian CBQ. Untuk

packet loss, pada CBQ sebesar 2,8%, pada HTB sebesar 0,04%, sedangkan

pada HFSC tidak terdapat packet loss (Rumani, dkk, 2003).

Penelitian yang berjudul Analisis Perbandingan HTB (Hierarchical

Token Bucket) dan CBQ (Class Based Queue) untuk Mengatur Bandwidth

Menggunakan Linux. Penelitian ini membandingkan kinerja HTB dan CBQ

menggunakan Linux. Parameter yang diukur adalah throughput, jitter dan

packet loss. Hasil pengukuran untuk throughput, HTB mematuhi batas

maksimum yang ditentukan, sedangkan CBQ melampaui batas maksimum

yang ditentukan. Untuk jitter, CBQ memiliki rata-rata jitter yang lebih baik

6

dibandingkan HTB. Untuk packet loss, CBQ lebih buruk dibandingkan HTB

(Pangera, 2004).

Perbedaan dengan penelitian-penelitian sebelumnya adalah penelitian

ini membandingkan kinerja CBQ dan HFSC pada FreeBSD. Skenario

pengujian menggunakan dua jenis aplikasi, yaitu video streaming dan

transfer file (FTP). Parameter yang diukur adalah delay, jitter dan packet loss

pada kondisi bandwidth yang tetap.

2.2 Quality of Service (QoS)

Quality of Service (QoS) merupakan kemampuan jaringan untuk

menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik jaringan tertentu melalui

teknologi yang berbeda-beda (Pangera, 2011). Layanan jaringan merujuk ke

tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data

didalam suatu sistem komunikasi. QoS dapat dijadikan sebagai ukuran untuk

menentukan baik atau buruknya kinerja suatu jaringan komputer. Metrik

yang digunakan untuk mengukur kinerja adalah bandwidth, delay, jitter dan

packet loss (Serpanos, Wolf, 2011). Sementara menurut Dressler (2003),

parameter-parameter yang dapat digunakan untuk mengukur QoS adalah

connectivity, one-way delay, delay variation (jitter), one-way packet loss dan

reordering. Dalam penelitian ini hanya delay, jitter, dan packet loss saja

yang diukur pada keadaan bandwith yang tetap.

2.2.1 Bandwidth

Bandwidth merupakan jumlah data yang dapat dibawa dari satu titik

ke titik lain dalam jangka waktu tertentu. Bandwidth biasanya diukur dalam

bit per second (bps).

7

2.2.2 Delay

Menurut Ilma (2011), delay adalah waktu yang dibutuhkan untuk

mengirimkan data dari sumber (pengirim) ke tujuan (penerima).

Pada jaringan Ethernet, delay bisa diukur dengan menggunakan tools

dan metode, seperti yang dispesifikasikan oleh IEEE RFC2544, netperf atau

ping. Delay pada jaringan paket data dinyatakan sebagai one-way delay

(OWD) atau round-trip time (RTT). One-way delay (OWD) adalah waktu

yang diperlukan untuk mengirim paket dari sumber ke tujuan. Sedangkan

RTT adalah OWD dari sumber ke tujuan ditambah OWD dari tujuan kembali

ke sumber. Hubungan antara OWD dengan RTT dapat dinyatakan secara

matematis dengan rumus (Qlogic, 2011):

OWD = RTT/2 (Rumus 2.1)

One-Way Delay (OWD)

Menurut Dressler (2003), salah satu nilai paling penting pada

komunikasi multimedia adalah one-way delay, karena setiap transmisi audio

atau video mengalir satu arah. Pengukuran one-way delay sangat sulit karena

masalah sinkronisasi waktu di klien dan di server. Karena itu pengukuran

one-way delay diperoleh secara tidak langsung dari hasil pengukuran round-

trip time.

Untuk lebih memahami one-way delay, dapat dilihat pada Gambar

2.1.

8

Gambar 2.1 Delay Antara Dua Host

Pada waktu tA0 = tsent, aplikasi di host A mengirimkan paket ke host

B. Sebuah delay singkat terjadi yang disebabkan oleh aplikasi, sistem

operasi, dan perangkat keras jaringan. Paket meninggalkan host A menuju

host B pada saat tA1. Host B menerima paket pada saat tB0 dan aplikasi

menerima paket pada saat tB1.

Round-Trip Time (RTT)

Round-trip time terutama diperlukan oleh aplikasi yang

membutuhkan query-respons yang cepat. RTT dikenal sebagai two-way

delay karena bersifat bidirectional.

Karena pengukuran RTT hanya tergantung pada treceived dan tsent yang

ada pada host A maka hanya waktu yang ada di host A yang menjadi

rujukan. Karena itu tidak perlu ada sinkronisasi antara pengukur waktu yang

ada di host A dan di host B. Inilah alasannya kenapa RTT digunakan sebagai

salah satu standar pengukuran di dalam jaringan komputer.

Kategori kinerja jaringan berdasarkan nilai delay dapat dilihat pada

Tabel 2.1.

9

Tabel 2.1 Tabel Kategori Nilai Delay (Kurnia, 2011)

Kategori Delay

Sangat bagus

Bagus

Sedang

Jelek

< 150 ms

150 – 300 ms

300 – 450 ms

> 450 ms

2.2.2 Jitter

Menurut Ilma (2011), jitter merupakan variasi delay yang terjadi

akibat adanya selisih waktu atau interval antar kedatangan paket di penerima.

Besarnya nilai jitter sangat dipengaruhi besarnya tumbukan antar paket yang

ada pada jaringan Internet Protocol. Semakin besar beban traffic pada

jaringan akan menyebabkan semakin besar peluang terjadinya tumbukan dan

dengan demikian nilai jitter akan semakin besar. Semakin besar nilai jitter

akan mengakibatkan nilai QoS akan menurun. Untuk mendapatkan nilai QoS

jaringan yang baik, nilai jitter harus dijaga seminimum mungkin.

Kategori kinerja jaringan berdasarkan nilai jitter dapat dilihat pada

Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Tabel Kategori Nilai Jitter (Kurnia, 2011)

Kategori Jitter

Sangat bagus

Bagus

Sedang

Jelek

0 ms

0 – 75 ms

76 – 125 ms

125 – 225 ms

Variasi delay dihitung dengan menggunakan hasil pengukuran OWD

karena jitter pada RTT tidak memiliki makna pada transmisi multimedia.

10

Tetapi masalah yang sama juga muncul pada kalkulasi OWD karena clock

pada semua sistem yang terlibat harus disinkronisasi.

Gambar 2.2 Variasi Delay (Dressler, 2003)

Sebagai contoh, Gambar 2.2 memperlihatkan host A mengirim paket

secara periodik ke host B. Pada setiap pengiriman paket terdapat tanda waktu

(timestamp) yang digunakan untuk menghitung OWD pada host B.

2.2.3 Packet Loss

Menurut Ilma (2011), packet loss merupakan parameter yang

menunjukkan banyaknya jumlah paket yang hilang atau tidak sampai ke

tujuan ketika melakukan pengiriman data dari sumber (pengirim) ke tujuan

(penerima). Paket yang hilang dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinan,

antara lain (Ilma, 2011):

Terjadinya over load dalam jaringan

Tabrakan/tumbukan dalam jaringan

Error yang terjadi pada media fisik

Pengiriman data pada waktu yang bersamaan dengan menggunakan

sebuah saluran secara bersama-sama.

11

Semakin kecil nilai packet loss dalam suatu jaringan maka semakin

baik pula kinerja yang dimiliki jaringan tersebut.

Kategori kinerja jaringan berdasarkan nilai packet loss dapat dilihat

pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Tabel Kategori Nilai Packet Loss (Kurnia, 2011)

Kategori Packet Loss

Sangat bagus

Bagus

Sedang

Jelek

0 %

0 – 3 %

3 – 15 %

15 – 25 %

2.3 Teknik-teknik QoS

Gambar 2.3 menggambarkan 4 langkah yang dilakukan oleh router

atau switch untuk mengimplementasikan QoS.

Gambar 2.3 Empat Langkah Utama untuk Mengimplementasikan QoS (Comer, 2009)

12

Classification and Policing

Ketika paket-paket tiba pada interface, router lalu

mengklasifikasikan paket tersebut dengan memberi flow identifier. Setelah

diberi tanda, router kemudian melakukan policing, yaitu memastikan bahwa

paket tidak melanggar parameter-parameter yg ditetapkan untuk setiap aliran

(flow). Contoh: Jika pengguna mengirim data melebihi batas yang

ditetapkan, policer akan membuang paket yang kelebihan.

Forwarding computation

Ketika menghitung hop berikutnya, router atau swith akan

menggunakan flow identifier. Pada kasus tertentu, flow identifier akan

menentukan jalur yang harus diikuti (misalnya, semua paket voice dikirim

lewat port 10). Pada kasus lain, flow identifier diabaikan dan alamat tujuan

digunakan untuk memilih hop berikutnya.

Output queuing

Kebanyakan implementasi QoS membuat sekumpulan antrian pada

setiap port keluaran. Setelah forwading computation memilih port keluaran

untuk paket, mekanisme queuing menggunakan flow identifier untuk

menempatkan paket-paket dalam antrian di port.

Traffic scheduling

Taffic scheduler mengimplementasikan QoS dengan memilih sebuah

paket untuk dikirim keluar ketika port dalam keadaan idle. Sebagai contoh:

ditetapkan bahwa ada 3 pengguna dan masing-masing menerima 25% dari

kapasitas bandwidth yang tersedia. Untuk mengimplementasikan policy

tersebut, traffic scheduler mungkin menggunakan 4 antrian dan pendekatan

round-robin untuk memilih paket. Ketika semua pengguna mengirim data,

maka ketiga pengguna akan menerima seperempat dari kapasitas yang telah

ditetapkan.

13

Queue adalah pengaturan permintaan dan kecepatan paket data yang

melalui suatu interface dengan mendefinisikan paket tersebut untuk dikirim

atau menunggu antrian pengiriman bahkan akan dibuang bila melebihi buffer

yang tersedia (Wijaya, 2010). Terdapat berbagai jenis queue, antara lain First

in first out (FIFO), Priority queue (Priq), Class Based Queue (CBQ),

Random Early Detection (RED), Hierarchical Token Bucket (HTB),

Hierarchical Fair Service Curve (HFSC) dan lain-lain. Jenis queue yang

digunakan pada penelitian ini adalah CBQ dan HFSC.

2.3.1 Class Based Queue (CBQ)

Class Based Queue (CBQ) adalah suatu mekanisme antrian yang

didasarkan pada pembagian paket ke dalam kelas-kelas dan menjadwalkan

paket di dalam antrian dengan suatu transmisi rate tertentu. CBQ dapat

mencapai penyekatan dan pembagian link bandwidth dengan struktur

golongan. Tiap golongan mempunyai antrian tersendiri dan ditandai, dimana

juga membagi bandwidth. CBQ dapat mengatur penggunaan bandwidth dari

suatu golongan dan menyediakan link sharing antar agensi yang

menggunakan jalur fisik yang sama, serta dapat membedakan traffic yang

memiliki prioritas-prioritas yang berlainan (Agoes, Putranto, 2007).

Gambar 2.4 Contoh Link Sharing pada CBQ (Agoes, Putranto, 2007)

14

Gambar 2.4 menjelaskan tentang struktur link sharing pada metode

CBQ. Setiap agensi dapat mengalokasikan bandwidth miliknya untuk

berbagai jenis traffic yang berbeda, sesuai dengan pembagiannya yang tepat

untuk masing-masing traffic.

Gambar 2.5 Metode Antrian CBQ (Semeria, Chuck, 2001: np)

Pada Gambar 2.5, router menyiapkan sebuah queue untuk tiap-tiap

class. Ketika paket datang, router akan mengantrikannya pada queue yang

sesuai dengan priority class paket tersebut. Selanjutnya, router dapat

menerapkan priority control yang akan mentransfer lebih banyak paket-paket

berprioritas tinggi daripada paket berprioritas rendah.

Komponen-komponen CBQ adalah:

Classifier, bekerja dengan cara mengklasifikasikan paket-paket ke dalam

class-class yang sesuai dengan menggunakan informasi yang ada di

packet header.

15

General scheduler, merupakan mekanisme penjadwalan bertujuan untuk

membagi bandwidth saat seluruh kelas memiliki antrian paket. General

scheduler menjamin hak kuantitas layanan untuk tiap cabang class (leaf

classes), dengan membagikan bandwidth sesuai dengan alokasinya

masing-masing. General scheduler bekerja apabila tidak terjadi kongesti

pada router.

Link sharing scheduler, yang bertujuan membagikan bandwidth yang tak

terpakai sesuai dengan struktur link sharing-nya. Link sharing scheduler

digunakan apabila terjadi kongesti pada router.

Estimator, akan menghitung bandwidth yang terpakai pada tiap class

pada selang waktu tertentu untuk memastikan bahwa tiap class telah

mendapatkan bandwidth sesuai bagiannya.

2.3.2 Hierarchical Fair Service Curve (HFSC)

HFSC memiliki arsitektur internal yang sama dengan CBQ tetapi

memiliki beberapa kelebihan (Turek, 2009; Decasper, dkk, 1998). Scheduler

HFSC memiliki kemampuan untuk mendefinisikan dua jenis paket

scheduler, yaitu realtime dan linkshare. Kriteria realtime digunakan untuk

menjamin kurva layanan (service curve) untuk semua leaf class, sedangkan

kriteria linkshare digunakan untuk memenuhi kurva layanan dari kelas-kelas

interior dan mendistribusikan kelebihan bandwidth secara adil (Stoica, dkk,

2000).

Mekanisme HFSC dikontrol oleh parameter-parameter berikut

(Artymiak, 2003):

Realtime, digunakan untuk mengontrol bandwidth minimum yang

diperlukan oleh antrian. Paket-paket antrian pertama-tama akan

menggunakan parameter realtime. Ketika tidak ada paket yang

16

menggunakan parameter tersebut, HFSC akan menggunakan

parameter linkshare.

Linkshare, digunakan untuk menetapkan batas minimum bandwidth

antrian utama (parent queue) yang dibagikan kepada antrian-antrian

di bawahnya. Ketika tersedia lebih banyak bandwidth, linkshare

dapat menggunakannya kecuali parameter upperlimit digunakan. Jika

realtime digunakan bersama-sama linkshare, maka parameter

realtime yang didahulukan.

Upperlimit, digunakan untuk menentukan batas maksimum

bandwidth yang diijinkan untuk antrian. HFSC dapat menggunakan

parameter ini terhadap scheduler apapun yang sedang digunakan.

Ketika parameter ini digunakan, nilainya harus lebih besar atau sama

dengan batas-batas yang diberikan untuk realtime dan linkshare.