Analisis Kinerja Analisis kinerja dilakukan berdasarkan nilai-nilai dari parameter kinerja yang telah ditentukan sebelumnya. Parameter kinerja memberikan gambaran kinerja sistem, sehingga dapat diketahui keadaan sistem yang sebenarnya. Analisis kinerja bertujuan untuk mengevaluasi keadaan sistem layanan Internet di IPB, apakah sistem masih dapat menangani semua permintaan layanan Internet yang datang, dan bagaimana kinerjanya di waktu yang akan datang. Membuat Kesimpulan dan Rekomendasi Hasil analisis kinerja pada tahapan sebelumnya dijadikan acuan untuk membuat kesimpulan mengenai kinerja layanan Internet IPB. Rekomendasi dilakukan berdasarkan kesimpulan yang telah dibuat sebelumnya. Jika kesimpulan yang dibuat menunjukkan bahwa kinerja sistem layanan Internet di IPB sudah mendekati level kejenuhan maka perlu dilakukan penambahan bandwidth untuk menjaga sistem tetap dalam keadaan stabil. Sebaliknya, jika sistem masih jauh dari level kejenuhan maka tidak perlu dilakukan penambahan bandwidth dan agar kinerjanya tetap stabil perlu dilakukan manajemen terhadap penggunaan bandwidth tersebut.
Grafik Komposisi Protokol Transport 1.09%
0.30%
TCP UDP Others
98.61%
Gambar 8 Grafik komposisi protokol TCP dengan UDP. Porsi dari protokol TCP tersebut selanjutnya didekomposisi lagi menjadi beberapa protokol aplikasi yang diamati. Gambar 9 menunjukkan komposisi dari protokol aplikasi. Gambar 9 tersebut menunjukkan bahwa komposisi selain protokol aplikasi yang diamati memiliki porsi terbesar yaitu sebesar 81.30% Grafik Komposisi Protokol Aplikasi 15.82%
0.65%
HTTP
1.03% 0.88%
SSL
0.29% 0.03%
FTP FTP-DATA SMTP POP
HASIL DAN PEMBAHASAN
81.30%
Others
Komposisi Protokol Jaringan IPB Hasil pengolahan data wireshark menunjukkan komposisi dari masing-masing protokol jaringan yang diamati meliputi TCP, UDP, HTTP, SSL, FTP, FTP-DATA, SMTP, dan POP. Masing-masing dari protokol tersebut mewakili berbagai layanan yang terdapat di Internet yang paling sering digunakan oleh civitas akademik IPB. Gambar 8 menunjukkan komposisi antara protokol TCP dengan UDP. Gambar 8 menunjukkan kondisi jaringan yang baik dimana kuantitas protokol TCP jauh lebih banyak daripada protokol UDP. Hal ini disebabkan karena sebagian besar layanan yang ada di Internet menggunakan protokol TCP sebagai protokol transport-nya. Porsi komposisi protokol terkecil yang bernilai 0.30% merupakan porsi dari protokol pada layer transport selain TCP dan UDP yang meliputi protokol ARP (Address Resolution Protocol), dan protokol Loopback.
Gambar 9 Grafik komposisi protokol aplikasi. Hal ini disebabkan karena jumlah paket data yang memiliki label protokol yang bukan protokol aplikasi yang diamati jumlahnya sangat banyak. Paket data tersebut meliputi paket data dari aplikasi SSH (Secure Shell), aplikasi Telnet, aplikasi DNS (Domain Name Service), namun jumlah paket data yang terbesar adalah paket data yang berasal dari proses handshake yang dilakukan oleh protokol TCP setiap kali membangun koneksi. Padahal tiap protokol aplikasi seperti HTTP misalnya, harus membangun koneksi TCP sebelum melakukan komunikasi data. Jadi sangat mungkin sekali jumlah paket data untuk membangun koneksi menjadi sangat banyak karena dalam satu waktu yang sama terdapat lebih dari satu koneksi HTTP. Jika hanya difokuskan pada protokol aplikasi yang diamati saja, maka komposisi protokol aplikasinya dapat dilihat pada Gambar 10.
8
5.50%
1.54%
0.13% HTTP
3.49%
SSL FTP FTP-DATA SMTP 84.64%
POP
Gambar 10 Grafik komposisi protokol aplikasi yang diamati. Grafik tersebut memberikan informasi mengenai porsi banyaknya trafik untuk setiap protokol aplikasi yang diamati. Protokol HTTP sebesar 84.64%, protokol SSL sebesar 3.49%, protokol FTP sebesar 5.50%, protokol FTP-DATA sebesar 4.69%, protokol SMTP sebesar 1.54%, dan protokol POP sebesar 0.13%. Protokol SSL termasuk dalam protokol yang diamati karena layanan HTTPS (Secure HTTP) menggunakan protokol ini, sedangkan pada anaylzer tidak menyebutkan adanya protokol HTTPS. Hasil tersebut membuktikan bahwa layanan Internet yang paling populer di lingkungan IPB adalah web browsing dan yang paling tidak populer adalah layanan email yang menggunakan email client, seperti Mozilla Thunderbird atau Microsoft Outlook. Hal ini dapat menjadi indikator bahwa civitas akademika IPB lebih memilih untuk menikmati layanan email menggunakan web-based email client daripada menggunakan email client seperti yang telah disebutkan. Latency Parameter latency merupakan parameter yang memberikan gambaran mengenai delay yang terjadi pada jaringan. Latency pada penelitian ini merujuk pada delay round-trip time. Data latency yang digunakan pada penelitian ini berasal dari nilai round-trip time (RTT) yang terdapat pada data pchar.
Gambar 11 menunjukkan bahwa rata-rata latency tiap hari pengambilan data. Setelah dihitung, rata-rata latency selama 30 hari pengambilan data adalah sebesar 16.831 miliseconds (ms), dengan latency terbesar bernilai 100.445 ms dan latency terkecil bernilai 4.677 ms. Grafik sebaran frekuensi relatif dari latency dapat dilihat pada Gambar 12, sedangkan Tabel 1 menunjukkan data tabular dari sebaran frekuensi relatif yang dibuat. Berdasarkan Gambar 12 dan Tabel 1 dapat disimpulkan bahwa frekuensi relatif terjadinya latency antara 4 ms sampai dengan 13 ms sangat tinggi yaitu 0.76667. Hal ini membuktikan bahwa kondisi link Internet IPB tergolong baik karena frekuensi relatif terbesar terdapat pada selang round-trip time terkecil. Grafik Frekuensi Relatif Latency Frekuensi Relatif
4.69%
Grafik Komposisi Protokol Aplikasi
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 8.5 18.5 28.5 38.5 48.5 58.5 68.5 78.5 88.5 98.5
Latency (ms)
Gambar 12 Grafik sebaran frekuensi relatif dari latency. Tabel 1 Data tabular sebaran frekuensi relatif dari latency Selang Kelas 4 – 13 14 – 23 24 – 33 34 – 43 44 – 53 54 – 63 64 – 73 74 – 83 84 – 93 94 – 103
Titik Tengah Kelas 8.5 18.5 28.5 38.5 48.5 58.5 68.5 78.5 88.5 98.5
Frekuensi 23 0 1 3 1 1 0 0 0 1
Frekuensi relatif 0.76667 0 0.03333 0.1 0.03333 0.03333 0 0 0 0.03333
Packet Loss Ratio
Gambar 11 Grafik rata-rata latency.
Parameter Packet Loss Ratio (PLR) merupakan parameter yang memberikan gambaran peluang suatu paket data akan mengalami loss selama transmisi. Informasi
9
mengenai PLR ini didapatkan dari banyaknya paket data yang loss pada data pchar. Gambar 13 menunjukkan grafik persentase PLR tiap hari pengambilan data. Grafik tersebut memberikan informasi bahwa packet loss yang terjadi cukup besar dengan rata-rata persentase PLR sebesar 20.42%, dengan persentase PLR terbesar bernilai 29.96% dan persentase PLR terkecil bernilai 7.61%. Tingkat rata-rata rasio paket data yang hilang pada penelitian ini tergolong tinggi sehingga terdapat kemungkinan bahwa terjadi kongesti pada router terluar. Namun, hal ini masih dapat ditoleransi karena sebagian besar layanan yang dinikmati oleh civitas akademika IPB merupakan layanan yang tidak sensitif terhadap latency dan packet loss ratio.
menunjukkan grafik rata-rata throughput selama 30 hari pengambilan data. Grafik rata-rata throughput tersebut menunjukkan perbedaan besar throughput antara trafik outgoing dengan incoming yang cukup signifikan. Rata-rata besarnya outgoing throughput adalah 2.792 Mbps dengan nilai throughput terbesar adalah 3.283 Mbps dan nilai throughput terkecil adalah 2.377 Mbps, sedangkan rata-rata besarnya incoming throughput adalah 14.487 Mbps dengan nilai throughput terbesar adalah 14.814 Mbps dan nilai throughput terkecil adalah 12.922 Mbps. Rangkuman hasil penghitungan throughput dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Hasil penghitungan nilai throughput Link Outgoing Incoming
Gambar 13 Grafik persentase Packet Loss Ratio (PLR). Throughput Throughput merupakan parameter kinerja yang memberikan gambaran mengenai besarnya data yang dapat dikirim dalam satu satuan waktu tertentu.
Terbesar (Mbps) 3.283 14.814
Terkecil (Mbps) 2.377 12.922
Rata-rata (Mbps) 2.792 14.487
Nilai throughput yang diukur pada penelitian ini adalah nilai throughput pada link LAN side yang memiliki bandwidth sebesar 16 Mbps. Nilai tersebut diharapkan dapat merepresentasikan nilai throughput pada link WAN side. Besar bandwidth Internet (WAN side) yang dimiliki IPB saat ini adalah 15 Mbps baik untuk upstream maupun downstream. Data mengenai besarnya throughput diatas memberikan informasi bahwa trafik incoming memiliki intensitas yang sangat tinggi karena besarnya hampir mendekati besarnya bandwidth yang ada. Oleh karena itu, perlu adanya manajemen terhadap penggunaan bandwidth agar beban kerja link Internet IPB dapat lebih terkontrol. Data throughput selama 30 hari dapat dilihat pada Lampiran 6. Utilisasi Link Utilisasi merupakan parameter yang menggambarkan besarnya penggunaan suatu sumber daya. Utilisasi link dapat diartikan sebagai besarnya penggunaan bandwidth. Parameter ini sebenarnya mirip dengan parameter throughput, namun besarnya utilisasi dihitung menggunakan teorema Little.
Gambar 14 Grafik rata-rata throughput. Semakin banyak data yang dapat dikirim dalam satu satuan waktu tertentu maka semakin baik kinerja suatu sistem. Namun, pada penelitian ini banyak data yang dapat dikirim terbatas pada besarnya bandwidth yang dimiliki oleh suatu link. Gambar 14
Penghitungan rata-rata nilai utilisasi link dilakukan pada incoming link dan outgoing link. Nilai utilisasi dihitung dengan membagi rata-rata nilai laju kedatangan paket data dengan rata-rata nilai laju pelayanan paket data. Penghitungan ini dilakukan untuk semua data trafik yang ada. Nilai utilisasi yang didapatkan dari penghitungan ini merupakan
10
nilai utilisasi pada link LAN side dari router terluar. Tabel 3 menunjukkan contoh penghitungan rata-rata utilisasi outgoing link pada tanggal 1 April 2008. Tabel 3 Penghitungan rata-rata utilisasi outgoing link pada LAN side tanggal 1 April 2008 Pengambilan ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rata-rata
Arrival Rate (packet/s) 2018.674 1983.042 2046.239 1991.548 2011.074 1946.710 1977.674 2059.489 2024.263 2056.445 2096.957 2036.963 2020.757
Service Rate (packet/s) 11963.244 12675.364 11311.230 11252.310 11456.689 12410.775 12660.139 11600.308 12282.320 12173.224 12585.714 11424.194 11982.959
Utilisasi
20.497% dan utilisasi terkecil adalah 14.826%, sedangkan rata-rata utilisasi pada incoming link adalah sebesar 90.489% dengan utilisasi terbesar adalah 92.597% dan utilisasi terkecil adalah 80.194%. Tabel 4 Hasil penghitungan nilai utilisasi link pada LAN side Link Outgoing Incoming
16.864%
Grafik hasil penghitungan nilai utilisasi link pada LAN side dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 15 tersebut menunjukkan bahwa utilisasi pada outgoing link lebih kecil daripada incoming link. Kondisi ini masih tergolong wajar karena trafik pada outgoing link merupakan trafik request yang ukuran relatif kecil, sedangkan trafik pada incoming link merupakan trafik data yang berukuran lebih besar sehingga beban kerjanya lebih tinggi daripada outgoing link.
Gambar 15 Grafik rata-rata utilisasi link pada LAN side. Tabel 4 menunjukkan hasil penghitungan nilai utilisasi link pada LAN side. Berdasarkan Tabel 4 tersebut dapat dilihat bahwa rata-rata besarnya utilisasi pada outgoing link adalah 17.386% dengan utilisasi terbesar adalah
Terbesar (%) 20.497 92.597
Terkecil (%) 14.826 80.194
Rata-rata (%) 17.386 90.489
Besarnya utilisasi pada link WAN side dapat diperkirakan (estimasi) dengan mengasumsikan bahwa besarnya trafik data pada LAN side sama dengan besarnya trafik data pada WAN side. Penghitungan estimasi dilakukan dengan mengubah nilai laju pelayanan paket data. Hal ini dilakukan karena besar bandwidth pada LAN side berbeda dengan WAN side. Bandwidth yang lebih kecil berakibat pada laju pelayanan paket data. Semakin besar bandwidth yang ada maka semakin besar pula laju pelayanan paket datanya. Contoh estimasi penghitungan nilai utilisasi pada WAN side dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Estimasi penghitungan nilai utilisasi outgoing link pada WAN side tanggal 1 April 2008 Pengambilan ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rata-rata
Arrival Rate (packet/s) 2018.674 1983.042 2046.239 1991.548 2011.074 1946.710 1977.674 2059.489 2024.263 2056.445 2096.957 2036.963 2020.757
Service Rate (packet/s) 11215.542 11883.153 10604.278 10549.041 10740.646 11635.102 11868.880 10875.289 11514.675 11412.397 11799.107 10710.182 11234.024
Utilisasi
17.988%
Sedangkan grafik hasil estimasi besarnya nilai utilisasi pada WAN side dapat dilihat pada Gambar 16. Berdasarkan grafik hasil perkiraan (estimasi) dapat disimpulkan bahwa besarnya utilisasi pada incoming link hampir mendekati 100%. Hal menunjukkan bahwa sumber daya yang ada (bandwidth) hampir digunakan sepenuhnya untuk melakukan
11
transmisi data. Namun, hal ini tidak terjadi pada outgoing link. Penggunaan bandwidth pada outgoing link cenderung masih stabil.
sistem antrian yang terdapat pada router masih mampu menampung seluruh paket data yang ada. Model kinerja dapat dinotasikan dalam notasi Kendall. Pada penelitian ini model kinerja sistem dinotasikan dengan M/M/1/76. Model ini dipilih karena sistem memiliki laju kedatangan paket data dan laju pelayanan paket data yang bersifat stokastik (acak) dengan sebuah server dan memiliki panjang antrian sebesar 75 paket data. Diagram transisi rantai Markov model kinerja ini dapat dilihat pada Gambar 17. 0
Gambar 16 Grafik estimasi rata-rata utilisasi link pada WAN side. Rata-rata besarnya utilisasi pada incoming link adalah 96.522% dengan utilisasi terbesar adalah 98.771% dan utilisasi terkecil adalah 85.540%. Pada outgoing link, rata-rata besarnya utilisasi adalah 18.545% dengan utilisasi terbesar adalah 21.864% dan utilisasi terkecil adalah 15.815%. Tabel 6 menunjukkan rangkuman hasil estimasi besarnya utilisasi link pada WAN side. Tabel 6 Hasil estimasi nilai utilisasi link pada WAN side Link Outgoing Incoming
Terbesar (%) 21.864 98.771
Terkecil (%) 15.815 85.540
Rata-rata (%) 18.545 96.522
Validasi hasil penghitungan nilai utilisasi link ini dilakukan dengan membandingkan hasil penghitungan dengan persentase nilai throughput. Hal ini dilakukan karena nilai throughput dianggap sebagai utilisasi yang diukur. Lampiran 7 menunjukkan tabel hasil validasi nilai utilisasi. Tabel hasil validasi tersebut menunjukkan rata-rata tingkat kesalahan penghitungan yang kecil, pada outgoing link rata-rata kesalahan penghitungan sebesar 0.000648 atau 0.0648% dan pada incoming link rata-rata kesalahan penghitungan sebesar 0.000528 atau 0.0528% sehingga dapat disimpulkan bahwa penghitungan nilai utilisasi link tersebut valid karena tingkat kesalahannya tidak lebih dari 30%. Model Kinerja Link Internet IPB Model kinerja dibuat dengan tujuan agar didapatkan suatu gambaran kinerja dari suatu sistem. Pada penelitian ini pemodelan dilakukan agar didapatkan gambaran mengenai keadaan router terluar. Apakah
1
……
2
75
76
Gambar 17 Diagram transisi rantai Markov untuk model M/M/1/76. Model ini dapat memberikan gambaran mengenai peluang suatu sistem mampu menampung sejumlah paket data. Nilai peluang tersebut didapatkan dengan cara menurunkan persamaan global balance dan local balance. Penurunan persamaan global balance dan local balance pada model M/M/1/76 dapat dilihat pada Lampiran 8. Hasil dari penurunan persamaan tersebut didapatkan persamaan 𝑃0 dan 𝑃𝑛 yang didefinisikan sebagai: 1−𝜌
𝑃0 = 1−𝜌 77 𝑃𝑛 =
𝜌 𝑛 1−𝜌 1−𝜌 77
…
(2)
…
(3)
Pemodelan dilakukan baik untuk outgoing system maupun incoming system. Outgoing system adalah sistem antrian dengan laju paket data berasal dari LAN side dan yang dianggap sebagai server adalah link pada WAN side. Sedangkan incoming system adalah sistem antrian dengan laju paket data yang berasal dari WAN side dan yang dianggap sebagai server adalah link pada LAN side. Pada outgoing system didapatkan rata-rata laju kedatangan paket data sebesar 1751.388 paket data per detik dengan laju pelayanan paket data sebesar 9468.473 paket data per detik sehingga didapatkan nilai utilisasi pada outgoing system adalah 18.497%. Nilai ratarata utilisasi tersebut digunakan untuk menghitung peluang terdapat n paket data pada sistem dimana nilai 0 ≤ 𝑛 ≤ 76. Pada outgoing system, sistem masih stabil. Hal ini dibuktikan dengan besar peluang pada sistem terdapat lebih dari dua paket data
12
sangat kecil, bahkan hampir mendekati nol. Pada kondisi ini dapat disimpulkan bahwa semua paket data akan terlayani oleh sistem tanpa ada yang mengalami drop. Gambar 18 menunjukkan grafik peluang terdapat n paket data pada outgoing system dimana nilai 0 ≤ 𝑛 ≤ 76.
Gambar 18 Grafik peluang paket data terdapat pada outgoing system. Pada incoming system, nilai rata-rata laju paket data yang berasal dari WAN side didapatkan dengan mengasumsikan bahwa besar trafik pada LAN side sama dengan besar trafik pada WAN side sehingga rata-rata laju kedatangan paket datanya sebesar 1687.966 paket data per detik dengan laju pelayanan paket data sebesar 1865.076 paket data per detik sehingga didapatkan nilai utilisasi pada incoming system sebesar 90.504%. Nilai utilisasi tersebut digunakan untuk menghitung peluang terdapat n paket data pada incoming system dengan 0 ≤ 𝑛 ≤ 76. Grafik hasil penghitungan peluang pada incoming system dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19 Grafik peluang paket data terdapat pada incoming system. Kondisi yang berbeda terjadi pada incoming system. Sistem pada incoming link ini cenderung lebih sibuk daripada sistem pada outgoing link. Hal ini dibuktikan dengan besar peluang pada sistem terdapat sejumlah
paket data relatif lebih merata karena selisih antara 𝑃𝑛 dengan 𝑃𝑛 −1 dimana 0 < 𝑛 ≤ 76 relatif kecil sehingga sistem berpeluang lebih besar memiliki sejumlah paket data daripada sistem pada outgoing link. Berdasarkan deskripsi dari kondisi sistem tersebut dapat disimpulkan bahwa outgoing system masih stabil sehingga tidak perlu dilakukan penambahan sistem antrian, sedangkan pada incoming system yang dimodelkan dengan asumsi diatas terlihat bahwa sistem ini lebih sibuk daripada outgoing system. Terdapat kemungkinan yang besar bahwa laju kedatangan paket data pada WAN side yang sebenarnya jauh lebih besar daripada laju kedatangan paket data pada LAN side. Jadi incoming system yang sebenarnya jauh lebih sibuk daripada model yang dibuat pada penelitian ini. Semakin sibuk suatu sistem maka semakin besar peluang paket data yang datang tidak terlayani oleh sistem. Hal ini dapat menimbulkan packet loss ratio yang tinggi.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa layanan Internet yang paling sering dinikmati oleh civitas akademika IPB adalah layanan web dengan persentase banyaknya trafik sebesar 84.64% dari seluruh protokol jaringan yang diamati. Kondisi link Internet IPB masih stabil dengan rata-rata latency sebesar 0.016831 ms, namun memiliki rata-rata packet loss ratio yang cukup tinggi yaitu sebesar 20.42%. Pada LAN side, ratarata besarnya outgoing throughput adalah 2.792 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 17.386%, sedangkan rata-rata besarnya incoming throughput adalah 14.487 Mbps dengan rata-rata utilisasi sebesar 90.489%. Jika dilakukan estimasi pada WAN side, maka rata-rata utilisasi pada outgoing link adalah sebesar 18.545% dan rata-rata utilisasi pada incoming link adalah sebesar 96.522%. Utilisasi yang tinggi pada link Internet IPB perlu dikontrol dengan manajemen penggunaan bandwidth yang mengutamakan layanan-layanan kritis seperti email, akses terhadap situs yang memberikan informasi mengenai pertanian, dan lain-lain. Hal ini bertujuan agar pemanfaatan Internet sebagai media penyampaian informasi dapat meningkatkan kualitas pelayanan pendidikan bagi civitas akademika IPB.
13
