Uji Performansi Algoritma Dijkstra Dengan Beban Dinamis Untuk Routing pada Software Defined Network

Abstract

Data center networks (DCNs) adalah sebuah fasilitas yang terdiri atas kumpulan server fisik, perangkat penyimpanan, perangkat network seperti router, switch, kabel, sistem listrik, serta sistem pendingin yang saling melakukan komunikasi menggunakan protocol TCP/IP. Kumpulan server fisik yang tersedia dalam sebuah DCNs sudah dalam hitungan jutaan yang saling terintegrasi satu dengan yang lainnya. Berdasarkan fakta tersebut muncul pertanyaan bagaimana manajemen perangkat – perangkat jaringan seperti router, switch, serta kabel penghubung agar server – server tersebut dapat terus saling terhubung, kemudian bagaimana layanan quality of servis (QoS) yang dihasilkan dalam melayani kebutuhan pengguna. Selain itu, sebuah DCNs haruslah memiliki kemampuan pelayanan sistem yang robustness terhadap kerusakan perangkat network dan harus dengan cepat dapat diselesaikan. Salah satu kerusakan yang sering terjadi pada DCNs terkait perangkat network adalah matinya sebuah port aktif disebabkan kabel atau kerusakan port perangkat secara fisik di mana hal ini dapat berpengaruh pada jalur routing pengiriman data pada DCNs. Pada infrastruktur DCNs traditional pencarian jalur routing dilakukan oleh setiap perangkat network dengan cara setiap perangkat network melakukan broadcast routing table yang dimiliki untuk saling bertukar informasi sehingga setiap router akan mengetahui jalur mana yang akan dipilih. Proses pencarian jalur routing dengan cara seperti ini tentu akan menjadi sumber masalah jika dilakukan pada sebuah DCNs dengan jumlah perangkat network yang sudah sangat besar. Maka dari itu, sangat perlu dilakukan pengembangan pada network traditional untuk dapat meningkatkan kualitas layanan DCNs. Salah satu pengembangan dalam bidang network dikenal dengan nama Software Defined Network (SDN) yang dikembangkan oleh Stanford University. SDN adalah istilah yang merujuk pada paradigma baru dalam mendesain, mengelola dan mengimplementasikan network yang sangat mendukung kebutuhan dan inovasi dibidang network. Inovasi yang dapat dilakukan dalam SDN di antaranya adalah pengaturan pemilihan jalur pengiriman data dalam jaringan disebut dengan routing. Routing adalah proses mengirimkan paket data di dalam sebuah jaringan, sehingga pada akhirnya akan terbentuk sebuah jalur atau rute. Ada banyak algoritma routing yang telah dikenal pada saat ini di antaranya adalah algoritma Dijkstra. Algoritma Dijkstra terbukti mampu secara efektif mendapatkan jalur terpendek dari sekumpulan jalur yang tersedia. Maka dengan tujuan membantu menyelesaikan masalah pemilihan jalur routing pada topologi DCNs model fat-tree, penelitian ini akan mencoba membangun sistem SDN dengan protocol OpenFlow dan mengembangkan algoritma Dijkstra sebagai algoritma routing dengan studi kasus topologi DCNs fat-tree. Pendekatan penelitian ini terdiri atas 4 tahapan yang terdiri atas analisis masalah, perancangan sistem, implementasi sistem, serta pengujian dan evaluasi sistem. Pada tahapan pengujian dilakukan beberapa perlakukan yakni perbadingan kinerja algoritma Dijkstra static dengan algoritma Depth First Search (DFS), perbandingan kinerja algoritma Dijkstra static dengan algoritma Dijkstra dynamic, serta pengukuran quality of service (QoS) berdasarkan parameter throughput, jitter, serta packet loss pada algoritma Dijkstra dynamic. Hasil analisis pengujian yang dilakukan dalam 10 kali perulangan menggunakan protocol ICMP dan UDP menunjukkan nilai execution time Dijkstra dynamic lebih baik dibandingkan Dijkstra static dan DFS. hal ini berdasarkan hasil pengukuran nilai execution time, execution time Dijkstra dynamic dua kali lebih cepat dibandingkan Dijkstra static, serta empat kali lebih cepat jika dibandingkan dengan algoritma DFS. Hasil pengukuran QoS Dijkstra dynamic dengan pengujian ping UDP yang kemudian dikelompokkan berdasarkan ETSI menunjukkan nilai throughput dalam kategori sangat bagus, nilai jitter dalam kategori bagus, serta nilai packet loss dalam kategori bagus.