VLAN - Universitas Kristen Satya Wacana

Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada
Virtual Local Area Network (VLAN) dengan Arsitektur
Jaringan Software Defined Network (SDN)
Artikel Ilmiah
Yoyok Galih Syahrizal (672012115)
Sri Winarso Martyas Edi, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2016
Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada
Virtual Local Area Network (VLAN) dengan Arsitektur
Jaringan Software Defined Network (SDN)
Artikel Ilmiah
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Oleh :
Yoyok Galih Syahrizal (672012115)
Sri Winarso Martyas Edi, S.Kom., M.Cs.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2016
Analisis Penggunaan Opendaylight Controller pada Virtual Local
Area Network (VLAN) dengan Arsitektur Jaringan Software
Defined Network (SDN)
1)
Yoyok Galih Syahrizal, 2) Sri Winarso Martyas Edi
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Jl. Diponegoro 52-60, Salatiga 50711, Indonesia
Abstract
Network technology has limitations at this time include complexity that leads to stasis,
inconsistent policies, inability to scale and vendor dependence. For it were created
Software Defined Network (SDN) network architecture. SDN is a new architecture in
the network device that separates the control plane and data plane. Opendaylight is one
of the
open
source platform for
creating network-based
Software
Defined
Network (SDN). From the results of research that has been done, the design of VLAN
network-based Software Defined Network (SDN) using the Opendaylight controller can
be run with either the appropriate function of the VLAN. The results of the analysis of
performance between network based Software Defined Network (SDN) and the
conventional network, retrieved the value of the average RTT delay and network SDN is
0.0925 ms and ms 0.0632. And the average value of delay and conventional network RTT
is 7,354 ms and 8,466 p. Of the average results it can be concluded that the Network
Software Defined Network (SDN) is better than on conventional networks. In addition the
value of the average delay on the Network Software Defined Network (SDN) is
included in the category of very good according to the TIPHON.
Keywords: Software Defined Network, VLAN, Opendaylight, OpenFLow
Abstrak
Teknologi jaringan pada saat ini memiliki keterbatasan diantaranya kompleksitas
yang mengarahkan kearah statis, kebijakan yang tidak konsisten (berubah – ubah),
ketidakmampuan untuk diukur dan ketergantungan terhadap vendor. Untuk itu
diciptakan arsitektur jaringan Software Defined Networking (SDN). SDN merupakan
arsitektur baru dalam perangkat jaringan yang memisahkan control plane dan data plane.
Opendaylight merupakan salah satu platform open source untuk membuat jaringan
berbasis Software Defined Networking (SDN). Dari hasil penelitian yang telah dilakukan,
perancangan jaringan VLAN berbasis Software Defined Networking (SDN) menggunakan
kontroler Opendaylight dapat berjalan dengan baik sesuai fungsi dari VLAN. Hasil
analisa peforma antara jaringan berbasis Sofware Defined Network (SDN) dan jaringan
konvensional, diperoleh nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan SDN adalah 0.0925
ms dan 0.0632 ms. Dan nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan konvensional adalah
7.354 ms dan 8.466 ms. Dari hasil rata-rata tersebut maka dapat disimpulkan bahwa
jaringan Sofware Defined Network (SDN) lebih baik dari pada jaringan konvensional.
Selain itu nilai rata-rata delay pada jaringan Sofware Defined Network (SDN) termasuk
dalam kategori sangat bagus menurut TIPHON.
Kata Kunci: Software Defined Network, VLAN, Opendaylight, OpenFLow
1) Mahasiswa Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
2) Staff Pengajar Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
1.
Pendahuluan
Perkembangan teknologi saat ini begitu pesat, hampir sebagian besar dari
perangkat teknologi saat ini terhubung antara satu perangkat dengan perangkat
yang lainnya, dari hal tersebut membuat semakin kompleksnya jaringan saat ini.
Untuk memenuhi kebutuhan jaringan pada era digital ini sangatlah susah, sebab
jaringan berkembang dengan sangat lambat dan tidak signifikan. Karena jaringan
yang ada pada saat ini bergantung pada vendor dan banyaknya protokol
proprietary sehingga menyulitkan interkoneksi antara perangkat dengan vendor
yang berbeda. Selain itu juga perangkat jaringan saat ini bersifat closed source,
juga terbatasnya API (Application Programmable Interface) yang diberikan oleh
vendor sehingga butuh upaya yang tinggi untuk mengatur perangkat.
Teknologi jaringan sekarang ini memiliki keterbatasan diantaranya
kompleksitas yang mengarahkan kearah statis, kebijakan yang tidak konsisten
(berubah – ubah), ketidakmampuan untuk diukur, dan ketergantungan terhadap
vendor. Karena keterbatasan ini, maka industri jaringan mencapai satu titik tujuan
untuk meresponnya dengan diciptakan sebuah arsitektur baru yang dikenal degan
arsitektur Sofware Defined Network [1].
Dari kondisi jaringan yang telah dibahas sebelumnya menjadi alasan mulai
banyaknya penelitian dan percobaan platform SDN (Software Defined Network)
yang merupakan salah satu evolusi teknologi jaringan sesuai dengan tuntutan yang
berkembang. Dibandingkan dengan jaringan konvensional, Software Defined
Network (SDN) memberikan kemudahan kepada pengguna dalam
mengembangkan aplikasi pengontrol jaringan dengan memisahkan fungsi data
plane dari control plane. Pemisahan ini juga memudahkan administrator
mengontrol secara langsung paket yang berjalan melalui jaringan [2]. Jaringan
konvensional merupakan jaringan yang sampai saat ini digunakan dimana
arsitektur jaringan tersebut data plane dan control plane menjadi satu dalam
perangkat jaringan tersebut. Untuk membangun jaringan berbasiskan Software
Defined Netwok (SDN) maka dibutuhkan kontroler. Opendaylight merupakan
salah satu framework untuk membangun jaringan berbasiskan SDN.
OpenDayLight adalah sebuah proyek Open Source software dalam naungan Linux
Foundation dan di dukung oleh beberapa vendor seperti Cisco, IBM, NEC, dan
lain-lain. Mereka berkomitmen mendanai sumber daya software dan engineering
sebagai framework open source untuk membantu menetapkan masa depan
platform SDN open source .
Selain teknologi Software Defined Netwok (SDN) yang telah dijelaskan
sebelumnya, terdapat fitur VLAN (Virtual Local Area Network) yang ada pada
switch untuk mengatasi semakin berkembang dan kompleksnya jaringan pada saat
ini. VLAN merupakan metode untuk membagi satu physical netwok menjadi
beberapa network, dengan kata lain VLAN membagi single broadcast domain
pada perangkat switch menjadi multiple broadcast domain [3].
Dari latar belakang diatas mendorong penulis untuk menganalisa
penggunaan Opendaylight Controller pada Virtual Local Area Network (VLAN)
dengan arsitektur jaringan Software Defined Network (SDN) dan menguji peforma
delay dan RTT (Round Trip Time) dari jaringan berbasiskan Software Defined
2
Network dengan jaringan konvensional yang masih digunakan sampai saat ini
dengan parameter pengujian penambahan jumlah host dan VLAN ID. Untuk
membangun jaringan konvensional tersebut, pada penelitian ini menggunakan
aplikasi GNS3 untuk mensimulasikan secara virtual jaringan tersebut.
2.
Tinjauan Pustaka
Teknologi yang akan datang bertumpu pada internet, hampir sebagian
besar perangkat teknologi saat ini membutuhkan koneksi internet. Hal tersebut
mendorong untuk dibentuknya arsitektur baru dari jaringan yang ada pada saat ini,
arsitektur jaringan yang berkembang saat ini adalah SDN (Software Defined
Network). Telah banyak penelitian terdahulu mengenai kinerja jaringan SDN
(Software Defined Network).
Penelitian yang dibahas oleh Rohmat Tulloh yang melakukan penelitian
tentang Software Defined Network dengan judul Simulasi Virtual Local Area
Network (VLAN) Berbasis Software Defined Network (SDN) Menggunakan POX
Controller [4]. Pada penelitian tersebut merancang dan menganalisa kinerja
forwading VLAN pada jaringan berbasiskan Software Defined Network (SDN)
menggunakan controller POX. Pengujian yang dilakukan adalah dengan
meningkatkan jumlah host dan VLAN ID dan mengukur set-up time. Dan
didapatkan set-up time bertambah seiiring dengan meningkatnya jumlah host.
Selain itu mengukur latency dari protocol OpenFlow yang terjadi pada jaringan
dipantau menggunakan parameter round trip time (RTT), hasil dari pengujian
tersebut didapatkan latency stabil direntang 0,2 sampai 6 second walaupun jumlah
VLAN ID dan background traffic bertambah.
Penelitian lain yang dilakukan oleh Brayan Anggita Linuwih dengan judul
Perancangan dan Analisis Metode Penjaluran Path Calculating menggunakan
Algoritma Djikstra berbasiskan Software Defined Network pada jaringan LAN [5].
Pada penelitian tersebut dilakukan analisa perbandingan kinerja metode pemilihan
jalur terbaik dalam lalu lintas jaringan pada jaringan LAN berbasis Software
Defined Network dengan jaringan konvensional yang juga menerapkan algoritma
dijkstra. Pembuktian dialkukan dengan emulasi jaringan yang terdiri dari 11 buah
switch yang saling terhubung dengan perangkat control plane (Ryu Controller)
sebagai pengendali sebuah jaringan. Hasil pengujian yang diperoleh dari
peformansi penerapan algoritma dijkstra berbasis jaringan SDN menunjukkan
nilai keempat parameter QoS masih berada pada nilai yang menjadi standar ITU-T
G.1010 dan memiliki jitter dan delay lebih baik dibandingkan penerapan OSPF
berbasis jaringan konvensional.
Perbedaan dari penelitian yang dilakukan terletak pada controller yang
digunakan untuk merancang jaringan Software Defined Network (SDN).
Controller yang digunakan adalah Opendaylight versi Helium SR4. Penelitian ini
juga dilakukan analisa peforma delay dan RTT (Round Trip Time) antara jaringan
berbasiskan Software Defined Network (SDN) dengan jaringan konvensional yang
disimulasikan menggunakan aplikasi GNS3. Parameter yang digunakan adalah
dengan menambahkan jumlah host dan vlan id.
3
Software Defined Networking (SDN) adalah sebuah pendekatan baru
dalam mendesain, membangun, dan mengelola jaringan komputer. Konsep dasar
SDN berkaitan erat dengan arsitektur perangkat networking seperti router, packet
switch, LAN switch dan sebagainya. Secara umum dalam perangkat networking
terdapat dua bagian, yaitu control plane dan data plane [6].
Control plane adalah bagian yang berfungsi untuk mengatur logika pada
perangkat networking seperti routing table, pemetaan jaringan, dan sebagainya.
Data plane adalah bagian yang berfungsi untuk meneruskan paket-paket yang
masuk ke suatu port pada perangkat networking menuju port keluar dengan
berkonsultasi kepada control plane. Pada gambar 1, digambarkan bagaimana
logical dari arsitektur SDN, dimana merupakan jaringan pintar secara logical
tersentralisasi berdasarkan software (software-base), dengan adanya SDN maka
tidak lagi membutuhkan protocol standar, tetapi cukup hanya menerima intruksi
dari sebuah SDN kontroler [1].
Gambar 1 Arsitektur SDN (sumber : Open Network Foundation) [1]
Switch OpenFlow tediri dari dua jenis, yang pertama adalah hardwarebased switch, yang telah dijual secara komersial oleh beberapa vendor. Switch
jenis ini telah memodifikasi hardware-nya, menggunakan TCAM dan
menggunakan OS khusus untuk mengimplementasikan Flow-Table dan protokol
OpenFlow. Jenis yang kedua adalah software-based switch yang menggunakan
sistem UNIX / Linux untuk mengimplementasikan seluruh fungsi switch
OpenFlow [7].
Ketika switch Openflow terhubung dengan kontroler ada beberapa proses
untuk melakukan komunikasi dengan sebuah kontroler. Pertama switch akan
mengirimkan hello packet ke kontroler, kemudian kontroler akan mengirimkan
hello packet kembali, proses kedua kontroler akan mengirimkan feature request
packet, switch akan membalas dengan feature reply. Proses ketiga kontroler akan
mengirimkan pesan set config ke switch untuk menetapkan flags dan max byte
paket datapath yang harus dikirimkan ke kontroler. Proses keempat kontroler
mengirimkan paket multipart request ke switch, paket tersebut meminta status
dari datapath, setelah itu switch akan mengirimkan paket multipart reply dan
mengirimkan paket packet in yang direquest sebelumnya ke kontroler. Tahap
terakhir kontroler akan mengirimkan paket flow mod, dalam paket tersebut
berisikan pesan untuk memodifikasi tabel flow untuk melakukan add, delete dan
modifikasi. Untuk lebih jelasnya tentang proses komunikasi switch openflow dan
kontroler dijelaskan pada Gambar 2 [14].
4
Gambar 2 Proses komunikasi openflow switch dengan kontroler (sumber : SDNHub)
[14]
Terdapat beberapa perbedaan mendasar dari switch komersial (switch
biasa) dengan switch OpenFlow. Perbedaan tersebut seperti dijelaskan pada Tabel
1.
Tabel 1 Tabel Perbandingan switch (sumber : Chung Yik,EE) [8]
Switch OpenFlow
Switch Komersial (Switch Biasa)
Terpisahnya control path dan data path
Control path dan data path terdapat pada
perangkat yang sama (tidak terpisah)
Memungkinkan terjadi inovasi dalam jaringan
Membatasi inovasi dalam jaringan
Menyediakan platform yang dapat diteliti dan Tetap dan sulit diujicobakan (dibuat tetap oleh
diujicobakan pada jaringan sesungguhnya
vendor)
Fungsi yang dapat didefinisikan oleh user Arsitektur tertutup sehingga tidak dapat
(dapat diprogram)
diprogram ulang
Setiap keputusan untuk melakukan pengiriman Mengirirmkan semua paket yang diterima
dilakukan oleh kontroler
keluar dari switch
Protokol OpenFlow adalah sebuah standard terbuka yang memungkinkan
peneliti melakukan control langsung pada jalannya paket data yang akan dirouting
kan pada jaringan. OpenFlow melakukan sentralisasi terhadap kerumitan dari
jaringan kedalam sebuah software kontroler, sehingga seorang administrator dapat
mengaturnya dengan mudah, hanya dengan mengatur kontroler tersebut.
McKeown,N., memperkenalkan konsep OpenFlow ini dengan ide awal adalah
menjadikan sebuah network dapat di program/ dikontrol [9].
Gambar 3 OpenFlow Table Fields (sumber : Mateo,P) [7]
Pada gambar 3, terlihat bahwa protokol OpenFlow terdiri dari 3 fields
yaitu Header Fields, Counter dan Action. Header fields adalah sebuah packet
header yang mendefinisikan flow, fields nya terdiri dari enkapsulasi seperti
enkapsulasi segmen pada protokol VLAN ethernet standard, Counter adalah
5
sebuah fields yang menjaga jejak jumlah paket dan byte untuk setiap flow, dan
waktu jejak paket terakhir cocok dengan flow (untuk membantu dalam membuang
atau menonaktif-kan flow), dan Action adalah fields yang mendefinisikan
bagaimana paket data akan diproses [7].
VLAN (Virtual Local Area Network) merupakan metode untuk membagi
satu physical netwok menjadi beberapa network dengan kata lain VLAN membagi
single broadcast domain pada perangkat switch menjadi multiple broadcast
domain. VLAN mengijinkan administrator untuk mengelompokkan host satu
dengan yang lainnya bahkan jika host tidak pada switch yang sama [3].
OpenDayLight adalah sebuah proyek Open Source software dalam
naungan Linux Foundation. Tujuannya melanjutkan penerapan dan inovasi
Software-Defined Networking (SDN) melalui penciptaan framework yang umum
dikalangan industri [6].
OpenDayLight merupakan sebuah implementasi dari konsep SoftwareDefined Network (SDN) dan memanfaatkan beberapa tools berikut : [7]
 Maven: OpenDayLight menggunakan Maven untuk lebih mudah
membangun otomatisasi. Maven menggunakan pom.xml (Project Object
Model) untuk script depedensi antara bundel dan juga untuk menjelaskan
bundel apa untuk memuat dan dijalankan.
 OSGi: Kerangka ini adalah back-end dari OpenDayLight karena
memungkinkan secara dinamis pemuatan bundel dan file paket JAR, dan
mengikat bundel bersama-sama untuk xchanging informasi.
 Antarmuka JAVA: Java interface yang digunakan untuk aktifitas
listening, spesifikasi, dan membentuk pola. Ini adalah aktifitas utama di
mana bundel tertentu melaksanakan fungsi call-back untuk aktifitas dan
juga untuk menunjukkan kondisi tertentu.
 REST API : Ini adalah northbound API seperti host tracker, flow
programmer, static routing, dan sebagainya.
Virtual Tenant Network (VTN) adalah suatu aplikasi yang menyediakan
jaringan virtual multi-tenant pada kontroler SDN. Keunikan dari VTN adalah
pemisahan logical plane. VTN memungkinkan pemisahan secara menyeluruh
pada logical plane dari physical plane. Pengguna dapat mendesain dan mengelola
setiap jarigan yang diinginkan tanpa harus mengetahui topologi jaringan fisik atau
pembatasan bandwidth.
Virtual Tenant Network (VTN) mengizinkan pengguna untuk menetapkan
jaringan seperti pada jaringan konvensional L2/L3. Pada saat jaringan didesain di
VTN, VTN secara otomatis akan dipetakan kedalam jaringan fisik, dan setelah itu
akan dikonfigurasi pada setiap switch dengan memanfaatkan SDN control
protocol. Definisi dari logical plane tidak hanya membenamkan kerumitan dari
jaringan tetapi juga untuk mengelola suber daya jaringan yang lebih baik. VTN
juga mengurangi waktu rekonfigurasi dari servis jaringan dan meminimalkan
kesalahan konfigurasi jaringan.
Untuk membangun VTN ada beberapa elemen yang terdapat pada VTN
yang fungsinya sama seperti pada jaringan konvensional. Pada Tabel 2 merupakan
penjelasan elemen untuk menyusun Virtual Tenant Network (VTN).
6
Tabel 2 Elemen Virtual Nework (sumber : Opendaylight) [10]
Nama Virtual Network
Penjelasan
vBridge
Penggambaran logical dari fungsi switch L2.
vRouter
Penggambaran logical dari fungsi router.
vTep
Penggambaran Logical dari Tunnel End Point TEP
vTunnel
Penggambaran Logical dari Tunnel.
vBypass
Penggambaran Logical dari koneksi diantara
controlled networks.
Virtual Interfaces
Penggambaran Logical dari end point pada
node virtual.
Virtual Link (vLink)
Penggambaran Logical dari koneksi L1 antara
virtual interfaces.
Pada Gambar 4 merupakan contoh penyusunan virtual network. Pada
Gambar 3 terdapat sebuah Virtual Tenant Network dengan nama VTN1. Didalam
VTN1 terdapat VRT didefinisikan sebagai vRouter, BR1 dan BR2 didefinisikan
sebagai vBridges. Interface dari vRouter dan vBridge dihubungkan menggunakan
vLinks.
Gambar 4 Susunan Virtual Tenant Network (VTN) (sumber : Opendaylight) [10]
3.
Metode Penelitian
PPDIOO (Prepare, Plan, Design, Implement, Operating, Optimize)
merupakan metodologi penelitian yang digunakan sebagai salah satu metode yang
dikembangkan oleh Cisco dan sering digunakan untuk merancang infrastruktur
jaringan komputer. PPDIOO dibagi menjadi beberapa tahapan seperti yang
ditunjukan pada Gambar 5.
7
Gambar 5 Skema Metodologi PPDIOO (sumber : Cisco)[12]
Tahap pertama dalam penelitian ini adalah prepare, tahap prepare adalah
tahap untuk melakukan penyusunan rencana kegiatan agar penelitian dapat
teroganisir dengan baik. Pada penelitian ini akan dilakukan perancangan jaringan
VLAN berbasis Software Defined Network, dan merancang jaringan VLAN
konvensional menggunakan aplikasi GNS3 yang bertujuan untuk melakukan
analisa peforma jaringan VLAN berbasiskan Software Defined Network (SDN)
dengan jaringan VLAN konvensional dengan parameter delay dan RTT (Round
Trip Time).
Tahap kedua adalah plan dalam tahap ini mempersiaplan kebutuhan
system berupa hardware maupun software yang dibutuhkan untuk membangun
system. Berikut merupakan kebutuhan pada segi hardware pada Tabel 3 dan
kebutuhan pada segi software pada Tabel 4.
Tabel 3 Spesifikasi Hardware yang dipakai
Hardware
Laptop
Spesifikasi
Intel(R) Core(TM) i5 CPU
M560 @ 2.67 GHz (4 CPUs)
RAM 8 GB
250 SATA HDD
Tabel 4 Kebutuhan Software yang digunakan
Kebutuhan
Controller
Sistem Operasi
Ubuntu Server 14.04 LTS
64 bit
VTN Coordination
CentOs 6.4 64 bit
GNS3
Windows 7 64 bit
Software
Opendaylight Helium
SR4
Mininet 2.3.1
Opendaylight VTN
Coordinator Helium SR4
GNS3 v1.4.0
Tahap ketiga adalah design merupakan tahapan dimana dilakukan
penggambaran topologi sistem yang akan dirancang dan disimulasikan. Pada
Tabel 5 merupakan pengalamatan pada masing-masing server virtual.
8
Tabel 5 Pengalamatan IP Address Server Virtual
Komputer
Controller
VTN Coordinator
Network Card
eth1
eth1
IP Address
192.168.2.2
192.168.2.1
Gambar 6 Topologi Perancangan
Pada Gambar 6 merupakan topologi dari perancangan jaringan VLAN berbasis
Software Defined Network (SDN). Terdapat 2 buah server yaitu VTN coordinator
dengan IP 192.168.2.1/24 dan controller opendaylight dengan IP 192.168.2.2/24.
Pada sistem ini VTN coordinator bertugas sebagai eksternal aplikasi yang
menyediakan REST interface untuk menggunakan virtualisasi VTN. VTN
Coordinator berinteraksi dengan VTN manager plugin yang ada pada controller
untuk mengimplementasikan konfigurasi. Pada controller opendaylight terdapat
VTN manager plugin bertugas untuk berinteraksi dengan modul yang lainnya
untuk mengimplementasikan komponen dari model VTN. Selain itu VTN
manager plugin mempunyai tugas untuk menterjemahkan perintah pengguna dari
VTN coordinator sebagai REST API ke VTN manager oleh komponen ODC
driver.
Pada Gambar 6 bagian mininet simulator merupakan simulator jaringan
berbasis Software Defined Network (SDN) yang ditempatkan di opendaylight
controller. Terdapat 4 buah openflow switch yang terkoneksi dengan opendaylight
controller melalui localhost / 127.0.0.1. Pada switch openflow tabel forwading
paket data ditentukan oleh opendaylight controller, switch openflow disini hanya
berperan sebagai forwading data tabel yang telah ditentukan oleh opendaylight
controller.
9
Tahap keempat adalah tahap implementasi pada tahap ini dimana semua
yang telah direncanakan dan di design tersebut diterapkan. Pada tahap ini menguji
sistem yang telah dibangun dapat berjalan dengan baik atau tidak. Langkah
awalnya instalasi feature VTN Manager pada Opendaylight Controller, setelah
diinstalasi kemudian melakukan konfigurasi VTN pada VTN Coordinator.
Kemudian menjalankan Mininet Simulator dan mencoba test koneksi dengan cara
ping antar host dengan VLAN ID yang sama. Ketika ping antar host dengan
VLAN ID yang sama berhasil maka selanjutnya mencoba ping antar host dengan
VLAN ID yang berbeda, ketika ping tidak bisa melakukan maka sistem yang
dibangun sesuai dengan yang direncanakan.
Tahap kelima adalah Operate merupakan tahap untuk melakukan uji coba
terhadap sistem yang telah dibuat. Pada penelitian ini dilakukan uji peforma
dengan parameter delay dan RTT (Round Trip Time). Hasil dari uji peforma
tersebut dibandingkan dengan uji peforma jaringan konvensional. Hasil tersebut
digunakan untuk analisa tentang masalah yang telah dijelaskan pada penelitian ini.
Pada Gambar 7 merupakan uji skenario yang dilakukan pada penelitian ini.
Gambar 7 Skenario proses pengujian peforma jaringan
Tahap terakhir pada metodologi penelitian ini adalah tahap optimize, dari
uji coba yang dilakukan menghasilkan beberapa analisa mengenai sistem yang
sudah dibuat. Berdasarkan analisa yang didapat maka akan dilakukan perbaikan
terhadap sistem. Sehingga sistem akan mengalami perubahan menjadi lebih baik
dari sebelumnya.
10
4.
Hasil dan Pembahasan
Pada tahap ini akan dijelaskan mengenai implementasi jaringan VLAN
berbasiskan Software Defined Network (SDN) menggunakan opendaylight
controller. Untuk melakukan mapping jaringan VLAN maka menambahkan fitur
Virtual Tenant Network (VTN) pada controller. Seperti yang telah dijelaskan pada
tahap design, ditambahkan sebuah server sebagai VTN coordinator. Tahap awal
dilakukan implementasi adalah instalasi dan konfigurasi kontroler opendaylight.
Pada penelitian ini menggunakan Opendaylight Helium SR-4. Kontroler
opendaylight berfungsi sebagai data plane yaitu untuk menentukan kemana paket
data akan diteruskan. Role yang telah ditentukan tersebut akan di masukkan pada
setiap tabel flow yang ada pada OpenFlow switch Pada Tabel 6 merupkan
langkah-langkah konfigurasi pada kontroler opendaylight.
Tabel 6 Konfigurasi kontroler Opendaylight
Langkah-langkah
Konfigurasi ip address eth1
(untuk koneksi dengan VTN Coordinator )
Instalasi Opendaylight
Instal Fitur Opendaylight
Instalasi Mininet Simulator
Konfigurasi
192.168.2.2
“tar -zxvf distribution-karaf-0.2.4-HeliumSR4.tar.gz“
“feature:install odl-dlux-all”
“feature:install odl-l2switch-switch”
“feature:install odl-l2switch-all”
“feature:install odl-l2switch-switch-ui”
“feature:install odl-l2swicth-switch-rest”
“feature:install odl-vtn-manager-all”
“apt-get install git”
“git clone git://github.com/mininet/mininet”
“git checkout –b 2.2.0 2.2.0”
“util/install.sh -nfv”
Tahap selanjutnya adalah instalasi dan konfigurasi VTN coordinator.
VTN coordinator berfungsi untuk mengkonfigurasi fitur yang ada pada Virtual
Tenant Network seperti vRouter, vBridge, vLink, dan lain-lain. VTN coordinator
menerjemahkan REST API untuk mengkonfigurasi VTN pada kontroler
opendaylight. VTN coordinator dinstal pada CentOS 64 bit dan juga harus ada
beberapa fitur yang diinstal antara lain java OPENJDK 7, perl-Digest-SHA, uuid,
libxslt, libcurl, unixODBC, json dan postgresql. Pada Tabel 7 merupakan langkahlangkah konfigurasi pada VTN coordinator.
Tabel 7 Konfigurasi VTN Coordinator
Langkah-langkah
Konfigurasi
Konfigurasi ip address eth1
192.168.2.1
(untuk koneksi dengan kontroler Opendaylight)
Instalasi VTN Coordinator
“yum install java-1.7.0-openjdk-devel”
“yum install perl-Digest-SHA uuid
libxslt
libcurl unixODBC json-c”
“tar -C/ -jxvf distribution.vtn-coordinator6.0.0.4-Helium-SR4-bin.tar.bz2“
11
“yum install postgresql91-libs postgresql91
postgresql91-server postgresql-contrib
postgresql91-odbc”
Setelah kontroler opendaylight dan VTN coordinator telah diinstalasi,
maka dilakukan simulasi jaringan VLAN berbasis Software Defined Network
(SDN). Tahap awal untuk melakukan simulasi adalah menjalankan kontroler
opendaylight, untuk menjalankan kontroler tersebut dengan cara menjalankan
perintah pada terminal “/distribution-karaf-0.2.4-Helium-SR4/bin/./karaf”. Pada
Gambar 8 menunjukkan bahwa kontroler opendaylight telah bejalan.
Gambar 8 Tampilan Kontroller Opendaylight ketika berjalan
Tahap selanjutnya adalah menjalankan mininet simulator. Untuk
menjalankan mininet, dilakukan dengan perintah mn --custom 2vlanid.py --topo
mytopo --controller=remote,ip=192.168.2.2 --switch=ovsk. Setelah mininet
berjalan maka selanjutnya adalah konfigurasi Virtual Tenant Network pada VTN
coordinator. Untuk dapat melakukan mapping jaringan VLAN, maka pada
langkah pertama adalah mendefinisikan informasi tentang kontroler. Informasi
yang didefinisikan adalah IP kontroler adalah 192.168.2.2 dan kontroler id adalah
controller1. Pada Gambar 9 merupakan REST API untuk mendefinisikan
controller.
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST
-d
'{"controller":
{"controller_id":
"controller1",
"ipaddr":"192.168.2.2",
"type":
"odc",
"version":
"1.0",
"auditstatus":"enable"}}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/controllers
Gambar 9 REST API untuk mendefinisikan kontroler
Selanjutnya adalah membuat Virtual Tenant Network. VTN tersebut
berfungsi sebagai jaringan virtual agar dapat mengimplementasikan elemen
jaringan virtual seperti vBridge dan fungsi untuk melakukan VLAN mapping.
Pada Gambar 10 merupakan REST API untuk membuat VTN.
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST
-d
'{"vtn"
:
{"vtn_name":"vtn1","description":"VTN1"
}}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns.json
12
Gambar 10 REST API untuk membuat Virtual Tenant Network
Setelah VTN dibuat maka tahap selanjutnya membuat vBridge. Pada
penelitian ini vBridge memiliki fungsi seperti perangkat yang bekerja pada layer 2
untuk dapat melakukan mapping VLAN ID pada jaringan yang telah didesain.
Pada Gambar 5 desain topologi terdapat 2 VLAN ID, maka agar dapat
menghubungkan sesama VLAN ID tersebut dibutuhkan 2 buah vBridge. Dan
didalam vBridge tersebut dimasukkan sebuah fungsi untuk dapat mengenali
VLAN ID. Pada Gambar 11 dan 12 merupakan REST API untuk membuat
vBridge1,vBridge2 dan fungsi VLAN map untuk VLAN ID 3 dan 4.
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge1", "controller_id":
"controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 3 }}' http://127.0.0.1:8083/vtnwebapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge1/vlanmaps.json
Gambar 11 REST API untuk membuat vBridge1 dan fungsi VLAN map
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge2", "controller_id":
"controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'
http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json
curl -v --user admin:adminpass -H ‘content-type : application/json’ -X
POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 4 }}' http://127.0.0.1:8083/vtnwebapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge2/vlanmaps.json
Gambar 12 REST API untuk membuat vBridge2 dan fungsi VLAN map
Setelah semua telah dikonfigurasi, maka tahap selanjutnya menguji coba
jaringan VLAN berbasis Software Defined Network (SDN) dapat berfungsi
dengan baik atau tidak. Untuk menguji jaringan tersebut dilakukan ping pada
setiap network. Pada penelitian ini memanfaatkan fungsi pingall pada mininet
simulator untuk melakukan ping terhadap semua host. Pada Gambar 13
merupakan hasil tes pingall dimana host dengan sesama VLAN ID dapat
mengirimkan paket ICMP tetapi ketika berbeda VLAN ID tidak dapat melakukan
pengiriman paket ICMP.
Gambar 13 Hasil tes koneksi menggunakan pingall
13
Pada saat pengujian berupa ping dari host satu ke host lainnya, switch akan
meminta tabel forwading untuk meneruskan paket ping tersebut sampai tujuan.
Selanjutnya kontroler akan melakukan add flow ke semua tabel switch yang
terkoneksi oleh kontroler opendaylight, setelah itu memproses paket tersebut pada
bagian VLAN ID untuk di cek kedalam VTN manager, apakah VLAN ID tersebut
telah terdaftar dalam VTN manager. Ketika VLAN ID tersebut sama dengan
VLAN ID host tujuan maka dilanjutkan ke vBridge pada VTN manager dan
dilanjutkan ke switch untuk mengirim paket tersebut sampai ke tujuan. Ketika
VLAN ID tersebut tidak sama dengan host tujuan maka paket tersebut akan di
drop.
Pada Tabel 8 dan 9 merupakan tabel dari hasil analisa percobaan peforma
yang diukur dari delay dan RTT (Round Trip Time). Hasil yang ada pada tabel
tersebut merupakan rata-rata dari hasil 5 kali percobaan uji tes menggunakan tools
ping. Selain itu juga ditambahkan parameter percobaan dengan menambahkan
jumlah host dan VLAN ID pada jaringan tersebut. Pada Tabel 8 dan Tabel 9
menunjukkan ketika setiap bertambahnya VLAN ID dan host nilai delay dan RTT
akan semakin besar. Hal ini dikarenakan kinerja switch akan bertambah untuk
melakukan broadcast pada setiap jaringan VLAN dan jaringan tersebut menjadi
semakin padat. Hal tersebut membuat delay dan RTT nilainya bertambah pada
jaringan berbasis SDN maupun jaringan konvensional.
Tabel 8 Perbandingan delay dan RTT (Round Trip Time) jaringan SDN
Jumlah VLAN ID
Jumlah Host
Delay
RTT (Round Trip Time)
(ms)
(ms)
2 VLAN ID
4 host
0.0378
0.534
4 VLAN ID
8 host
0.061
0.594
6 VLAN ID
12 host
0.089
0.6824
8 VLAN ID
16 host
0.182
0.716
Tabel 9 Perbandingan delay dan RTT (Round Trip Time) jaringan konvensional
Jumlah VLAN ID
Jumlah Host
2 VLAN ID
4 VLAN ID
6 VLAN ID
8 VLAN ID
4 host
8 host
12 host
16 host
Delay
(ms)
1.749
3.164
10.391
13.572
RTT (Round Trip Time)
(ms)
6.6736
8.2766
9.348
9.5658
Dari tabel perbandingan 7 dan 8, dapat diperoleh hasil peforma
perbandingan. Dari tabel tersebut nilai delay dan RTT pada jaringan SDN
(Software Defined Network) lebih kecil dibandingan jaringan konvensional. Hal
tersebut menunjukkan bahwa peforma jaringan SDN (Software Defined Network)
lebih baik dan efisien dari jaringan konvensional. Peforma dari SDN (Software
Defined Network) lebih baik dikarenakan pemisahan control plane dari perangkat
switch. Pemisahan control plane tersebut mempercepat penentuan tabel forwading
data yang telah ditentukan oleh kontroler dan didistribusikan ke setiap switch
menggunakan protocol OpenFlow. Pada jaringan konvensional control plane dan
data plane menjadi satu pada perangkat switch. Maka pada saat penentuan tabel
14
forwading, pada setiap switch melakukan penentuan tabel pada setiap masingmasing switch tersebut. Hal tersebut membuat peforma pada jaringan
konvensional kurang baik dan efisien dibandingkan jaringan SDN (Software
Defined Network).
Tabel 10 Standar TIPHON Delay / Latency (Sumber : TIPHON) [10]
Kategori Latensi
Besar Delay
Sangat Bagus
< 150 ms
Bagus
150 s/d 300 ms
Sedang
300 s/d 450 ms
Jelek
> 450 ms
Tabel 10 merupakan tabel standarisasi kategori delay menurut TIPHON
(Telecommunications and Internet Protocol Harmonzation Over Network). Jika
dibandingankan dengan hasil analisa rata-rata delay pada jaringan SDN (Software
Defined Network) adalah 0.0925 ms, maka jaringan SDN dikategorikan jaringan
dengan latency sangat bagus. Pada jaringan konvensional hasil rata-rata nilai
delay adalah 7.35 ms, jika menurut standart TIPHON nilai delay tersebut masih
dalam kategori sangat bagus.
5.
Simpulan
Implementasi dan simulasi penggunaan kontroler Opendaylight pada
VLAN dengan arsitektur jaringan Sofware Defined Network (SDN) dapat
berjalan dengan baik dan dapat melakukan mapping VLAN sesuai dengan desain
jaringan yang dibutuhkan. Dan pada hasil analisa percobaan peforma antara
jaringan berbasis Sofware Defined Network (SDN) dan jaringan konvensional,
diperoleh nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan SDN adalah 0.0925 ms dan
0.0632 ms. Dan nilai rata-rata delay dan RTT pada jaringan konvensional adalah
7.354 ms dan 8.466 ms. Dari hasil rata-rata tersebut maka dapat disimpulkan
bahwa jaringan Sofware Defined Network (SDN) lebih baik dari pada jaringan
konvensional. Selain itu nilai rata-rata delay pada jaringan Sofware Defined
Network (SDN) termasuk dalam kategori sangat bagus menurut TIPHON [12].
Dari hasil implementasi dan analisa pada penelitian ini, maka jaringan berbasis
Sofware Defined Network (SDN) dapat menggantikan jaringan konvensional yang
masih digunakan pada saat ini, dan dapat mengatasi semakin kompleksnya
jaringan saat ini. Dimana dengan jaringan berbasis SDN ini kita tidak harus
mengkonfigurasi semua switch seperti pada jaringan konvensional, tetapi hanya
mengkonfigurasi
kontroler tersebut untuk mengkonfigurasi jaringan pada
penelitian ini.
15
Daftar Pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
Open Networking Foundation, 2012, “Software-Defined Networking The
New Norm for Networks”, https://www.opennetworking.org/images
/stories/downloads/sdn-resources/white-papers/wp-sdn-newnorm.pdf.
Diakses pada tanggal 25 Mei 2016.
G. Patel, A.S. Athreya, and S. Erukulla. , 2013, “OpenFlow based
Dynamic Load Balanced Switching”, COEN 233, Project Report.
Cisco, ”Understanding and Configuration VLAN”, http://www.cisco.com
/c/en/us/td/docs/switches/lan/catalyst4500/12-2/25ew/configuration/guide
/conf/vlans.html. Diakses pada tanggal 25 Mei 2016.
Rohmat Tulloh, Ridha Muldina Negara, Arif Nur Hidayat, 2015,
“Simulasi Virtual Local Area Network (VLAN) Berbasis Software Defined
Network (SDN) Menggunakan POX Controller”, Telkom University.
Brayan Anggita Linuwih, Agus Virgono, Budhi Irawan, 2016,
“Perancangan dan Analisis Software Defined Network pada Jaringan Lan :
Penerapan dan Analisis Metode Penjaluran Path Calculating
Menggunakan Algoritma Dijkstra”, Telkom University.
Hyojoon Kim, Nick Feamster, 2013, "Improving Network Management
with Software Defined Networking".
Mateo,P. Manuel, 2009, “OpenFlow Switching Performance ”,
POLITECNICO DITORINO.
Chung Yik,EE., 2012, "Implementation of an Open Flow Switch on
Netfpga", Universitas Teknologi Malaysia.
McKeown,N., Anderson,T., Balakrishnan ,H., Parulkar,G., Peterson,L.,
Rexford ,J., Shenker ,S.,Turner ,J., 2008 ,“OpenFlow: Enabling Innovation
in Campus Networks” , Stanford University, http://archive.openflow.org/
documents/openflow-wp-latest.pdf. Diakses pada tanggal 10 Juni 2016.
Opendaylight, 2015, “Opendaylight User Guide”, https://www.
opendaylight.org/sites/opendaylight/files/bk-user-guide.pdf. Diakses pada
tanggal 10 Juni 2016.
Cisco, 2005, Creating Business Value and Operational Excellence with
the Cisco Systems Lifecycle Service Approach.
TR 101 329 v2.1.1. 1999. Telecommunications and Internet Protocol
Harmonzation Over Network (TIPHON); General aspect of Quality of
Service (QoS).
Linux Foundation, 2013, "Industry Leaders Collaborate on OpenDaylight
Project, Donate Key Technologies to Accelerate Software Defined
Networking"
,
https://www.linuxfoundation.org/news-media/
announcements/2013/04/industry-leaders-collaborate-opendaylightproject -donate-key. Diakses pada tanggal 29 Agustus 2016.
SDNHub, “OpenFlow version 1.3 tutorial ”, http://sdnhub.org/tutorials/
openflow-1-3/. Diakses pada tanggal 29 Agustus 2016
16