analisis penggunaan opendaylight controller pada virtual...

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


untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Oleh :

Yoyok Galih Syahrizal (672012115)

Sri Winarso Martyas Edi, S.Kom., M.Cs.

Program Studi Teknik Informatika



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



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.

2

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

3

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.

4

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 hardware-

based 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].

5

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

diujicobakan pada jaringan sesungguhnya

Tetap dan sulit diujicobakan (dibuat tetap oleh

vendor)

Fungsi yang dapat didefinisikan oleh user

(dapat diprogram)

Arsitektur tertutup sehingga tidak dapat

diprogram ulang

Setiap keputusan untuk melakukan pengiriman

dilakukan oleh kontroler

Mengirirmkan semua paket yang diterima

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

6

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 Software-

Defined 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).

7

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.

8

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 Spesifikasi

Laptop 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 Sistem Operasi Software

Controller Ubuntu Server 14.04 LTS

64 bit

Opendaylight Helium

SR4

Mininet 2.3.1

VTN Coordination CentOs 6.4 64 bit Opendaylight VTN

Coordinator Helium SR4

GNS3 Windows 7 64 bit 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.

9

Tabel 5 Pengalamatan IP Address Server Virtual

Komputer Network Card IP Address

Controller eth1 192.168.2.2

VTN Coordinator eth1 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.

10

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.

11

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

Konfigurasi ip address eth1

(untuk koneksi dengan VTN Coordinator )

192.168.2.2

Instalasi Opendaylight tar -zxvf distribution-karaf-0.2.4-Helium-

SR4.tar.gz

Instal Fitur Opendaylight 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

Instalasi Mininet Simulator 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 langkah-

langkah konfigurasi pada VTN coordinator.

Tabel 7 Konfigurasi VTN Coordinator

Langkah-langkah Konfigurasi

Konfigurasi ip address eth1

(untuk koneksi dengan kontroler Opendaylight)

192.168.2.1

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-coordinator-

6.0.0.4-Helium-SR4-bin.tar.bz2

12

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.

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 '{"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


POST -d '{"vtn" : {"vtn_name":"vtn1","description":"VTN1" }}'

http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns.json

13

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.

Gambar 11 REST API untuk membuat vBridge1 dan fungsi VLAN map

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


POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge1", "controller_id":

"controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'

http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json


POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 3 }}' http://127.0.0.1:8083/vtn-

webapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge1/vlanmaps.json


POST -d '{"vbridge" : {"vbr_name": "vBridge2", "controller_id":

"controllerone","domain_id": "(DEFAULT)" }}'

http://127.0.0.1:8083/vtn-webapi/vtns/vtn1/vbridges.json


POST -d '{"vlanmap" : {"vlan_id": 4 }}' http://127.0.0.1:8083/vtn-

webapi/vtns/vtn1/vbridges/vBridge2/vlanmaps.json

14

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

(ms)

RTT (Round Trip Time)

(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

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

Jumlah VLAN ID Jumlah Host Delay

(ms)

RTT (Round Trip Time)

(ms)

2 VLAN ID 4 host 1.749 6.6736

4 VLAN ID 8 host 3.164 8.2766

6 VLAN ID 12 host 10.391 9.348

8 VLAN ID 16 host 13.572 9.5658

15

forwading, pada setiap switch melakukan penentuan tabel pada setiap masing-

masing 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.

16

Daftar Pustaka

[1] 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.

[2] G. Patel, A.S. Athreya, and S. Erukulla. , 2013, OpenFlow based

Dynamic Load Balanced Switching, COEN 233, Project Report.

[3] 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.

[4] 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.

[5] 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.

[6] Hyojoon Kim, Nick Feamster, 2013, "Improving Network Management

with Software Defined Networking".

[7] Mateo,P. Manuel, 2009, OpenFlow Switching Performance ,

POLITECNICO DITORINO.

[8] Chung Yik,EE., 2012, "Implementation of an Open Flow Switch on

Netfpga", Universitas Teknologi Malaysia.

[9] 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.

[10] Opendaylight, 2015, Opendaylight User Guide, https://www.

opendaylight.org/sites/opendaylight/files/bk-user-guide.pdf. Diakses pada

tanggal 10 Juni 2016.

[11] Cisco, 2005, Creating Business Value and Operational Excellence with

the Cisco Systems Lifecycle Service Approach.

[12] TR 101 329 v2.1.1. 1999. Telecommunications and Internet Protocol

Harmonzation Over Network (TIPHON); General aspect of Quality of

Service (QoS).

[13] 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-opendaylight-

project -donate-key. Diakses pada tanggal 29 Agustus 2016.

[14] SDNHub, OpenFlow version 1.3 tutorial , http://sdnhub.org/tutorials/

openflow-1-3/. Diakses pada tanggal 29 Agustus 2016
https://www.opennetworking.org/images%20/stories%20/downloads/sdn-resources/white-papers/wp-sdn-newnorm.pdfhttps://www.opennetworking.org/images%20/stories%20/downloads/sdn-resources/white-papers/wp-sdn-newnorm.pdfhttp://archive.openflow.org/%20documents/openflow-wp-latest.pdfhttp://archive.openflow.org/%20documents/openflow-wp-latest.pdfhttp://www.linuxfoundation.org/news-media/announcements/2013/04/industry-leaders-collaborate-opendaylight-project-donate-keyhttp://www.linuxfoundation.org/news-media/announcements/2013/04/industry-leaders-collaborate-opendaylight-project-donate-keyhttp://www.linuxfoundation.org/news-media/announcements/2013/04/industry-leaders-collaborate-opendaylight-project-donate-keyhttps://www.linuxfoundation.org/news-media/http://sdnhub.org/tutorials/%20openflow-1-3/http://sdnhub.org/tutorials/%20openflow-1-3/

analisis penggunaan opendaylight controller pada virtual...

Documents