CARP

ANALISIS UNJUK KERJA IMPLEMENTASI VIRTUAL ROUTER
REDUNDANCY PROTOCOL (VRRP) dan COMMON ADDRESS
REDUNDANCY PROTOCOL (CARP) PADA JARINGAN CLIENTSERVER
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 clientserver. 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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
IP Address
192.168.1.1
(Provider Equipment) PE 1
IP Address VRRP
192.168.1.3
Network
Destination
Network
Source (LAN)
IP Address
192.168.1.2
(Provider Equipment) PE 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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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.
IP Address
192.168.0.10
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 100
(Provider Equipment) PE 1
IP Address
192.168.0.11
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 110
IP Address CARP
192.168.0.100
Network
Source
Network
Destination
(Provider Equipment) PE 2
IP Address
192.168.0.12
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 111
(Provider Equipment) PE 3
Gambar 2 Infrastruktur Protokol CARP pada Normal Kondisi
IP Address
192.168.0.10
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 100
(Provider Equipment) PE 1
IP Address
192.168.0.11
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 110
IP Address CARP
192.168.0.100
Network
Destination
(Provider Equipment) PE 2
IP Address
192.168.0.12
Vhid 1
AdvBase 1
AdvSkew 111
(Provider Equipment) PE 3
Gambar 3 Infrastruktur Protokol CARP pada saat Master Fail
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
Network
Source
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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.
Server
192.168.1.4
192.168.1.1
192.168.1.2
Router 1
Router 2
10.10.1.1
10.10.1.2
10.10.1.4
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
Server
192.168.1.4
192.168.1.1
192.168.1.2
Router 1
Router 2
10.10.1.1
10.10.1.2
10.10.1.4
Client
Gambar 6 Topologi Jaringan saat Failover
Maka hubungan antara throughput, ukuran dokumen dengan waktu download-nya
dirumuskan pada Persamaan 1.2 berikut ini :
Ukuran dokumen yang di download
Throughput =
(1.2)
Waktu download
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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
1
2
3
4
5
Ukuran
279 MB
3.08 MB
276 KB
697 MB
998 MB
Bit Rate
128 Kbps
96 Kbps
86 Kbps
-
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
Gambar 7 Flowchart Tes Download
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
Format dokumen
ISO
MP3
WMA
AVI
MKV
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.
Mulai
Lakukan tes Flooding dari
server ke klien
Catat nilai trafik nya
Putuskan koneksi ke jaringan
utama
Catat perubahan trafiknya
Selesai
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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
1
2
3
4
Ukuran
3.76 MB
3.43 MB
2.97 MB
276 KB
Durasi Musik
4 menit 5 detik
4 menit 5 detik
2 menit 9 detik
22 detik
Bit Rate
128 Kbps
114 Kbps
192 Kbps
96 Kbps
Format dokumen
MP3
MP4
MP3
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
1
2
3
Ukuran
697 MB
449 MB
125 MB
Bit Rate
86 kbps
- kbps
121 kbps
Durasi Video
1 jam 40 menit 10 detik
1 jam 51 menit 53 detik
4 menit 55 detik
Format dokumen
AVI
MKV
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.
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
Gambar 9 Flowchart Tes Musik dan Live Video streaming
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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
1
2
3
4
5
Paket dikirim
171
124
141
156
165
Paket diterima
161
115
130
144
157
Packet Loss
5,85%
7,26%
7,80%
7,69%
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.
Waktu (detik)
Waktu Failover VRRP
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Waktu Failover
Jumlah Simulasi
Gambar 10 Grafik Waktu Failover VRRP
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
(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
1
2
3
4
5
Ukuran
279 MB
3.08 MB
276 KB
697 MB
998 MB
Bit Rate
128 Kbps
96 Kbps
86 Kbps
-
Format dokumen
ISO
MP3
WMA
AVI
MKV
Waktu Download
7 menit 30 detik
7 detik
< 1 detik
14 menit
23 menit
Throughput
620 KBps
428 KBps
552 KBps
829 KBps
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
1
2
3
4
3.76 MB
3.43 MB
2.97 MB
276 KB
128 Kbps
114 Kbps
192 Kbps
96 Kbps
4 menit 5 detik
4 menit 5 detik
2 menit 9 detik
22 detik
MP3
MP4
MP3
WMA
Paket
average
(paket /
detik)
Bit
average
21,52
18,937
25,263
14,556
123 Kbps
99 Kbps
130 Kbps
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
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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
1
2
3
4
5
Paket Dikirim
180
154
155
156
174
Paket Diterima
172
145
150
144
166
Packet Loss
4,44%
5,84%
3,23%
7,69%
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.
Waktu (detik)
Waktu Failover CARP
10,00
5,00
0,00
Waktu Failover
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jumlah Simulasi
Gambar 13 Grafik Waktu Failover CARP
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
Tabel 8 Waktu Download Dokumen via HTTP untuk CARP
No
Ukuran
Bit Rate
1
2
3
4
5
279 MB
3.08 MB
276 KB
697 MB
998 MB
128 Kbps
96 Kbps
86 Kbps
-
Format
dokumen
ISO
MP3
WMA
AVI
MKV
Waktu Download
Throughput
6 menit 30 detik
6 detik
< 1 detik
12 menit
22 menit
715 KBps
513 KBps
460 KBps
968 KBps
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
1
2
3
4
3.76 MB
3.43 MB
2.97 MB
276 KB
128 Kbps
114 Kbps
192 Kbps
96 Kbps
4 menit 5 detik
4 menit 5 detik
2 menit 9 detik
22 detik
MP3
MP4
MP3
WMA
Paket
average
(paket /
detik)
19,923
18,937
25,263
14,556
Bit
average
110 Kbps
99 Kbps
130 Kbps
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.
Analisis unjuk..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013
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..., Aditya Indra Lesmana, FT UI, 2013