BAB 3 METODE PENELITIANrepository.ittelkom-pwt.ac.id/631/8/BAB III.pdfA. GNS3 1.5.2 Digunakan untuk...
Transcript of BAB 3 METODE PENELITIANrepository.ittelkom-pwt.ac.id/631/8/BAB III.pdfA. GNS3 1.5.2 Digunakan untuk...
33
BAB 3
METODE PENELITIAN
Pada bab ini dibahas mengenai proses perancangan dan implementasi
layanan VoIP berbasis Open IMS pada dua jaringan backbone yaitu jaringan
backbone IPv4 dan jaringan backbone IPv6. Metode pengambilan data
menggunakan dua jaringan tersebut adalah untuk mengetahui apakah performansi
layanan VoIP berbasis Open IMS pada jaringan IPv6 akan lebih meningkat atau
menurun bila di bandingkan dengan jaringan IPv4.
3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENGAMBILAN DATA
Pada proses pengerjaan Skripsi ini penulis melakukan penelitian,
perancangan dan pengujian jaringan di laboratorium komputer Institut Teknologi
Telkom Purwokerto. Dalam pengerjaan Skripsi ini penulis membutuhkan waktu
tiga bulan dalam perancangan hingga pengujian jaringan.
3.2 FLOWCHART PENGERJAAN
Pada sub-bab 3.2 menampilkan flowchart pengerjaan Skripsi perancangan
layanan voip berbasis Open IMS Core pada jaringan berbasis IPv4 dan IPv6. Pada
gambar 3.1 menampilkan flowchart perencanaan Skripsi penulis.
Persiapan Perangkat Penelitian
Perancangan Simulasi Penelitian
Konfigurasi Open IMS Core
Konfigurasi jaringan backbone IPv4 & IPv6
Simulasi berhasil ?
ya
tidak
Mulai
Kofigurasi Boghe IMS Client
A
34
Gambar 3.1 Flowchart pengerjaan Skripsi
3.3 PERANGKAT PENELITIAN
3.3.1 Perangkat Keras (Hardware)
Dalam penelitian ini penulis menggunakan empat unit perangkat keras yakni
berupa dua unit PC sebagai Open IMS Core dan simulator GNS3 serta dua unit
laptop sebagai user dengan spesifikasi sebagai berikut:
A. Spesifikasi Personal Computer (PC)
1. PC Open IMS Core : Instalasi Open IMS Core dilakukan pada PC dengan
OS Ubuntu 14.04 LTS 32-bit dan kapasitas memory 3.9 GB.
2. PC Jaringan Backbone : Instalasi Open IMS Core dilakukan pada PC
dengan OS Win 7 64-bit dan kapasitas memory 4.00 GB
B. Spesifikasi Laptop
Perangkat laptop yang digunakan di sisi client menggunakan OS Win 8 64-bit
dan kapasitas memory 2.00 GB
3.3.2 Perangkat Lunak (Software)
A. GNS3 1.5.2
Digunakan untuk membangun simulasi jaringan IPv4 dan IPv6, jaringan
dalam simulasi ini di buat secara virtual dengan menggunakan 5 unit router yang
di konfigurasi pada aplikasi GNS 3.
Selesai
Analisis Data
Kesimpulan dan Saran
Pengambilan Data QoS
Throughput
A
delay Packet loss Jitter
35
Sistem operasi : Windows
Gambar 3.2 GNS3 1.5.2
B. Open IMS Core
Digunakan sebagai call control yang melayani aplikasi Boghe IMS Client,
pada server open IMS menjalankan fungsi cscf diantaranya yaitu, PCSCF, ICSCF,
SCSCF dan FHOSS.
Sistem opereasi : Ubuntu 14.04 LTS
Gambar 3.3 Open Source IMS
C. Boghe IMS RCS Client
Boghe IMS client merupakan aplikasi bawaan Open IMS Core yang berfungsi
sebagai interface IMS Client. Pada penelitian ini boghe IMS digunakan disisi
client untuk melayani komunikasi Voip.
Sistem operasi : Windows
Gambar 3.4 Boghe IMS/RCS Client
36
D. Wireshark
Digunakan dalam proses pengambilan data simulasi jaringan. aplikasi
wireshark di install di sisi client, wireshark akan men-capture informasi semua
paket yang keluar masuk di sisi client.
Sistem Operasi : Windows
Gambar 3.5 Wireshark 1.12.4
3.4 SIMULASI PENELITIAN
Dalam proses pengujian simulasi jaringan dilakukan dengan menggunakan
4 unit device yang berupa dua unit PC yang digunakan untuk menjalankan Open
IMS Core dan untuk menjalankan simulator GNS3 serta dua unit laptop sebagai
client dengan spesifikasi device yang telah dijelaskan pada subbab 3.3.
Implementasi konfigurasi device pada saat pengujian simulasi jaringan dapat di
lihat pada gambar 3.6
Gambar 3.6 Konfigurasi device dalam pengujian simulasi jaringan.
CLIENT 2
Client / Host
Jaringan Backbone Call Control
CLIENT 1
37
Pada gambar 3.6 menampilkan implementasi konfigurasi device dalam
pengujian jaringan pada penelitian ini, beradasarkan gambar 3.6 terdiri dari tiga
komponen yaitu Open IMS, GNS3 dan Client. Pada pengoperasiannya GNS3
akan bertindak sebagai jaringan IPv4 dan IPv6 yang bekerja di layer 3, sedangkan
Open IMS Core akan bertindak sebagai call control yang bekerja di layer 5, dan
pada client bertindak sebagai interface user untuk komuikasi VoIP melalui
aplikasi Boghe IMS Client serta penggunaan aplikasi wireshark di sisi client
berfungsi untuk meng-capture informasi paket yang keluar / masuk di sisi client,
informasi – informasi tersebut yang nantinya akan digunakan sebagai bahan
analisa penelitian.
3.5 KONFIGURASI OPEN IMS CORE
Adapun tahapan–tahapan yang dilakukan dalam perancangan Open IMS
Core dan dalam melakukan instalasi Open IMS Core hal – hal yang dibutuhkan
adalah:
1) Satu PC dekstop sebagai server Open IMS Core
Open IMS Core dapat berjalan di sistem operasi berbasis Linux Ubuntu 12.04
atau 14.04. dalam penelitian ini perancangan server Open IMS Core di lakukan
pada Sistem Operasi Linux Ubuntu 14.04 dengan processor Intel® Core™ i7-
2600K CPU @ 3.4GHz X 8. Alamat IP address yang digunakan dalam
perancangan server Open IMS Core pada penelitian ini adalah 10.180.2.25/24
yang di setting secara manual agar IP Address di sisi server tidak berubah-ubah.
2) Dua laptop sebagai client
Pada sisi Client dapat menggunakan sistem operasi Windows, Ubuntu
maupun Android, apabila menggunakan sistem operasi Windows maka aplikasi
yang digunakan adalah Boghe IMS Client, jika Client menggunakan sistem
operasi Ubuntu maka aplikasi yang digunakan adalah UCTIMS Client, kemudian
apabila Client menggunakan Smartphone berbasis Android maka aplikasi yang
digunakan yaitu IMS Droid. Pada Skripsi ini penulis menggunakan Laptop
dengan sistem operasi Windows sehingga pada sisi client menggunakan aplikasi
Boghe IMS Client.
38
3) Router / Switch yang terhubung internet
Dalam instalasi Open IMS Core memerlukan koneksi Internet untuk
mengunduh beberapa dependencis yang diperlukan atau terkait dengan aplikasi
yang akan di install. Pada Open IMS Core tedapat empat komponen penyusun
Open IMS Core diantaranya adalah P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF dan FHoSS, maka
pada proses penginstalan Open IMS Core dilakukan dengan men-download paket-
paket yang dibutuhkan oleh Open IMS Core. Apabila paket-paket tersebut telah
ter-download di PC server, kemudian run komponen-komponen Open IMS pada
terminal untuk dapat masuk ke web FHoSS.
Untuk mengaktifkan server Open IMS Core, hal yang perlu dilakukan adalah
menjalankan komponen CSCF diantaranya yaitu, PCSCF yang berperan sebagai
pengatur keamanan (proxy) pada server, ICSCF yang berperan untuk mengatur
sesi komunikasi, SCSCF yang berfungsi untunk menyajikan aplikasi yang di
inginkan pelanggan, serta HSS yang berfungsi sebagai database informasi
pelanggan IMS. Pada gambar 3.7 menampilkan empat terminal CSCF eksekusi
komponen komponen Open IMS.
Gambar 3.7 Eksekusi CSCF Open IMS
39
3.6 KONFIGURASI JARINGAN BACKBONE
3.6.1 Pembuatan Topologi Jaringan
Dalam penelitian ini dilakukan pengujian layanan VoIP berbasis Open IMS
Core menggunakan dua jaringan backbone dengan metode pengalamatan yang
berbeda, yaitu jaringan backbone dengan metode pengalamatan IPv4 dan IPv6.
Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui performansi QoS layanan VoIP
berbasis Open IMS Core yang di implementasikan pada jaringan IPv4 dan IPv6.
Pada perancangan jaringan backbone IPv4 dikonfigurasi menggunakan
protokol routing Open Shortest Path First (OSPF). Dan pada perancangan
jaringan backbone IPv6 menggunakan metode tunneling mode ipv6 serta
menggunakan metode routing static dan OSPF Perancangan jaringan IPv4 dan
IPv6 dibuat dengan menggunakan software simulator GNS3. Dalam kedua
topologi jaringan tersebut masing - masing topologi jaringan dibuat dengan
menggunakan lima unit router dan satu unit switch. Pada gambar 3.8 dan 3.9
menampilkan topologi jaringan IPv4 dan IPv6 yang di gunakan pada penelitian
ini.
Gambar 3.8 Topologi jaringan backbone IPv4.
Pada gambar diatas menampilkan jaringan backbone IPv4, terdapat enam
wilayah network yang terhubung dengan lima unit router. Pada bagian komputer
client menggunakan alamat network 10.180.6.0/24 dan pada wilayah network
open IMS core menggunakan alamat network 10.180.2.0/24. Pada jaringan
tersebut di konfigurasi menggunakan protokol routing OSPF pada masing-masing
40
router. Berdasarkan topologi jaringan yang di tampilkan pada gambar 3.8 rincian
konfigurasi IP tiap device di tampilkan pada tabel 3.1
Tabel 3.1 Konfigurasi Device jaringan IPv4
Device Interface IP Routing
Router R1 Fa 0/0 10.180.1.1/24
OSPF
Fa 1/0 10.180.2.1/24
Router R2 Fa 0/0 10.180.1.2/24
Fa 1/0 10.180.3.2/24
Router R3 Fa 0/0 10.180.3.1/24
Fa 1/0 10.180.4.1/24
Router R4 Fa 0/0 10.180.4.2/24
Fa 1/0 10.180.5.2/24
Router R5 Fa 0/0 10.180.5.1/24
Fa 1/0 10.180.6.1/24
Gambar 3. 9 Topologi jaringan backbone IPv6.
Pada gambar 3.9 menampilkan topologi jaringan backbone IPv6.
Berdasarkan gambar tersebut, konfigurasi jaringan IPv6 dibangun dengan metode
tunneling mode IPv6 serta mekanisme tunneling yang digunakan adalah ipv4 over
ipv6 tunneling, dimana pada jaringan tersebut akan menghubungkan dua wilayah
network IPv4 yaitu 10.180.2.0 dan 10.180.6.0 dengan metode tunnel yang di
dalamnya merupakan jaringan berbasis IPv6 dengan alamat network
41
2001:DB8:ABCD:2::/64 dan 2001:DB8:ABCD:4::/64. Berdasarkan topologi
jaringan yang di tampilkan pada gmabar 3.9. Berikut rincian konfigurasi IP tiap
device.
Tabel 3.2 Konfigurasi Device jaringan IPv6
Device Interface IP Routing
Router R1 Fa 0/0 10.180.3.1/24
OSPF Fa 1/0 10.180.2.1/24
Router R2 Fa 0/0 10.180.3.2/24
Fa 1/0 2001:db8:abcd:2::1/64
STATIC Router R3 Fa 0/0 2001:db8:abcd:2::2/64
Fa 1/0 2001:db8:abcd:4::2/64
Router R4 Fa 0/0 2001:db8:abcd:4::1/64
Fa 1/0 10.180.5.2/24
OSPF Router R5
Fa 0/0 10.180.5.1/24
Fa 1/0 10.180.6.1/24
Berdasarkan kedua topologi diatas seperti yang ditampilkan pada gambar
3.8 dan 3.9 pembagian operasi pengujian jaringan dibagi menjadi tiga bagian,
yaitu bagian Call Session, Jaringan Backbone dan Client. Untuk call session
berupa Open IMS Core yang akan yang akan bertindak sebagai database user
serta mengatur / melayani sesi komunikasi yang di minta oleh user. Kemudian
untuk jaringan backbone di jalankan pada software simulator GNS3, pada GNS3
akan menjalankan semua fungsi-fungsi router/switch yang ada dalam topologi
jaringan yang dibuat. Sedangkan untuk client menggunkan bantuan aplikasi
Boghe IMS Client untuk dapat mengakses sesi komunikasi menggunkan Open
IMS Core, pada Boghe IMS Client yang menyediakan aplikasi komunikasi Voip.
3.6.2 Pembuatan Skenario
Mengacu pada topologi jaringan yang di rancang, pengujian sistem dibuat
menjadi dua skenario yaitu komunikasi voice berbasis Open IMS Core dengan
jaringan backbone IPv4 dan IPv6 yang dilakukan dalam empat range beban trafik
yaitu beban trafik sebesar 0 Mbps, 5 Mbps, 10 Mbps, 15 Mbps dan 20 Mbps.
Pemberian beban trafik tersebut dimaksudkan untuk mengetahui performansi
42
pameter jitter, throughput, delay dan packet loss yang dihasilkan selama proses
simulasi dalam rentang beban trafik tersebut. Dari skenario yang di rancang
diharapkan keluaran yang dihasilkan dapat menjadi bahan analisa untuk
mengetahui perbandingan performansi QoS yang di hasilkan pada layanan IMS di
jaringan IPv4 dan IPv6 Untuk mempermudah pemahaman mengenai skenario
yang dijalankan pada pengujian jaringan ditampilkan pada tabel 3.3
Tabel 3.3 Skenario pengujian sistem
Skenario Layanan Trafik Jaringan Backbone Parameter
Skenario 1
VoIP
0
IPv4
Delay, Jitter,
Throughput dan
Packet loss
5 Mbps
10 Mbps
15 Mbps
20 Mbps
Skenario 2
0
IPv6
5 Mbps
10 Mbps
15 Mbps
20 bps
3.7 KONFIGURASI BOGHE IMS CLIENT
Boghe IMS client merupakan software yang digunakan sebagai interface
IMS Client, boghe IMS Client dapat ter-install pada sistem operasi Windows.
Pada Boghe IMS Client menyediakan layanan interaksi salah satunya adalah
layanan VoIP. Pada gambar 3.10 menampilkan sesi komunikasi VoIP dengan
status “in call” yang menandakan panggilan sedang berlangsung.
43
Gambar 3.10 Tampilan sesi komunikasi voice
3.8 PROSES PENGAMBILAN DATA
Dalam penelitian ini, proses pengambilan data terbagi menjadi dua skenario,
dengan 5 range pembebanan trafik pada tiap skenario dan 30 sample komunikasi
VoIP pada tiap range beban trafik, sehingga jumlah keseluruhan sample yang
diperoleh adalah 300 sample komunikasi VoIP, dan waktu komunikasi VoIP antar
client dilakukan selama 5 menit per sample komunikasi.
Pada proses pengambilan data QoS dilakukan dengan menggunakan aplikasi
wireshark yang terinstall pada laptop client. Dalam proses pengambilan data ini,
komunikasi terjadi antara dua client dengan IP 10.180.6.2 sebagai pemanggil dan
10.180.6.4 sebagai penerima. Dimana wireshark dijalankan pada satu sisi client
saja. Pengambilan data dilakukan pada sisi client pemanggil, dengan cara me-
running wireshark terlebih dahulu untuk men-capture informasi paket-paket apa
saja yang masuk melalui port LAN ke laptop client pada saat sesi komunikasi
berlangsung. Hasil capture dari wireshark akan menampilkan protokol-protokol
apa saja yang ter-capture pada sisi cilent.
Layanan VoIP sendiri merupakan layanan berbasis protokol RTP (Real
Time Protocol) sehingga pengambilan data pada aplikasi wireshark diambil
melalui RTP Stream analysis, pada bagian RTP Stream analysis menampilkan
beberapa parameter QoS seperti Delta (Delay), Jitter, dan Packet loss.
44
Gambar 3.11 Tampilan RTP Stream analysis
Kemudian, untuk mengetahui nilai throughput yang diperoleh diambil dari
hasil summary dari paket RTP yang telah di filter. Yang di tampilkan pada
gambar 3.12
Gambar 3.12 Tampilan summary
Pada gambar 3.12 menampilkan informasi mengenai paket RTP yang ter-
capture, untuk menghitung throughput diambil dari pembagian antara bit yang di
terima sebenarnya (Bytes) dengan waktu pengiriman paket (between first and last
packet) yang diambil pada kolom displayed.
3.9 PARAMETER ANALISIS DATA
Untuk dapat mengetahui performansi layanan Voip berbasis open IMS pada
jaringan IPv4 dan IPv6 penulis mengambil data berupa hasil capture paket selama
sesi komunikasi dengan menggunakan aplikasi wireshark, dari hasil data tersebut
kemudian di olah untuk mengetahui performansi QoS yang di hasilkan parameter
QoS yang di maksud meliputi parameter jitter, throughput, delay dan packet loss
45
dari pengujian jaringan tersebut yang kemudian akan di bandingkan dengan
standard QoS TIPHON TS 101 329-2 yang dijadikan sebagai acuan dalam
menentukan baik buruknya performansi jaringan yang dihasilkan.
3.9.1 Throughput
Throughput merupakan jumlah total kedatangan bit yang berhasil diamati
pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi waktu
pengiriman bit.[16]
Throughput =
(3.1)
Throughput dalam sistam adalah jumlah bit benar yang diterima
dibandingkan dengan waktu pengiriman bit.[17]
3.9.2 Delay
Delay merupakan durasi waktu transmit yang dibutuhkan paket untuk
sampai ke tujuan, panjang pendeknya waktu yang dibutuhkan di pengaruhi
beberapa faktor yaitu, adanya antrian pengiriman paket yang panjang, proses
pengambilan rute lain untuk menghindari kemacetan traffik jaringan dan juga
dapat dipengaruhi oleh jarak dan media fisik. [16]
Delay (n) = Tout(n) = serving time + Tin (n) (3.2)
Dimana :
Tout(n) = waktu data ke-n keluar antrian dan siap ditransmisi
Tin (n) = waktu data ke-n masuk antrian.[17]
Tabel 3.4 Standar delay voip TIPHON TS 101 329-2.[18]
KATEGORI DELAY
Bagus < 100 ms
Sedang 100 - 150 ms
Buruk 150 – 400 ms
46
3.9.3 Jitter
Jitter merupakan variasi delay pengiriman paket yang terjadi pada jaringan
IP antara source dan destination. Besarnya nilai jitter yang dihasilkan dipengaruhi
oleh variasi beban trafik dan besarnya tumbukan (congestion) antar paket pada
jaringan IP.[16]
Tabel 3.5 Standar jitter berdasarkan TIPHON TS 101 329-2.[18]
KATEGORI DELAY VARIATION
Bagus < 10 ms
Sedang 10 – 20 ms
Buruk 20 – 40 ms
3.9.4 Packet Loss
Packet Loss merupakan banyknya paket yang hilang selama proses
transmisi data berjalan. Packet Loss disebabkan oleh beberapa faktor yaitu
collision dan congestion pada jaringan.[16]
Packet Loss =
(3.3)
Tabel 3.6 Standar packet loss voip TIPHON TS 101 329-2.[18]
KATEGORI PACKET LOSS RATIO (PLR)
Bagus < 0.5%
Sedang < 1%
Buruk < 2%