DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## IMPLEMENTASI FIREWALL PADA DATA LINK LAYER  MENGGUNAKAN ARSITEKTUR SOFTWARE DEFINED NETWORK
Herman Saputra 1* , Ruri Ashari Dalimunthe 1
1 Sistem Komputer, Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Royal Email : * hermansaputra4@gmail.com
Abstract: Software Defined Network has recently become a new architecture in computer net- work  systems  that  offer  convenience  with  a  centralized  control system.  The  Software  Defined Network  Architecture  will  separate  the  control  plane  and  the  data  plane.  Where  the  control plane will be placed on the controller that is stored and provides all the needs that exist in the network system. In Software Define Network, it still needs a lot of research, especially security, because it is the most important part in the network. One solution that can be used as security is a firewall. With the firewall, every data traffic will be monitored and also determine the entry and exit of data. In this research, a firewall will be implemented at the data link layer which will use a tree topology in the software define network and POX as the controller. The results of this study produce a firewall program with the python programming language which is placed on the POX  controller.  The  code  modification  has  successfully  blocked,  controlled,  and  monitored each packet based on the rules on the firewall.
Keywords: data link; firewall; pox controller; software defined network
Abstrak: Software  Defined  Network  belakangan  ini  menjadi  satu  arsitektur  baru  pada  sistem jaringan komputer yang menawarkan satu kemudahan dengan sistem kontrol terpusat. Pada arsi- tektur Software Defined Network akan memisahkan control plane dan data plane. Dimana con- trol plane akan ditempatkan  pada controller yang bertugas mengatur serta menyediakan segala keperluan  yang  ada  pada  sistem  jaringan.  Pada  Software  Define  Network  masih  perlu  dil- akukannya banyak riset khususnya bidang keamanan, karena keamanan merupakan bagian ter- penting dalam jaringan. Salah satu solusi yang dapat digunakan sebagai keamanan adalah fire- wall.  Dengan  adanya  firewall  maka  setiap  lalu  lintas  data  akan  dapat  dimonitoring  dan  juga menentukan  keluar  masuknya  suatu  data.  Pada  penelitian  ini  akan  diimplementasikan  firewall pada data link layer yang akan menggunakan topologi tree pada software defined network dan POX  sebagai  Controllernya.    Hasil  pada  penelitian  ini  menghasilkan  satu  program  firewall dengan  bahasa pemrograman  python  yang  ditempatkan  pada pox controller .  Modifikasi  kode telah  berhasil  untuk  memblokir,  mengontrol  dan  memonitoring  setiap  paket  berdasarkan  rule pada firewall.
Kata kunci: data link; firewall; pox controller; software defined network
DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi

## PENDAHULUAN
Dimasa  perkembangan  teknologi yang  sangat  pesat,  telah  banyak  aspek yang  mengalami  perubahan  yang  luar biasa  besar,  tidak  terkecuali  bidang  arsi- tektur  jaringan  komputer.  Hal ini disebabkan  banyaknya  rasa  ketidaknya- manan  atau  ketidakpuasan  yang  menjadi dasar  mengapa  arsitektur  jaringan  perlu adanya  perkembangan  lebih  lanjut  [1]. Pada  arsitektur  konvensional,  masih  ter- dapat beberapa item yang masih memiliki kekurangan  seperti high  operational coasts,  diffucult  to  manage ,  dan, decen- tralization ,  dan  lain  sebagainya  [1],[2]. Salah  satu  teknologi  baru  yang  hadir  da- lam  mengatasi  masalah  tersebut  adalah Software Defined Network (SDN) [3]. Software  Defined  Network (SDN) belakangan  ini  menjadi  satu  arsitektur baru pada sistem jaringan komputer yang menawarkan satu kemudahan dengan sis- tem  kontrol  terpusat  [4].  Pada  arsitektur SDN akan memisahkan control plane dan data plane [5].  Dimana control  plane akan  ditempatkan    pada controller yang berperan  mengatur  serta  memberikan kebutuhan  yang  diperlukan  oleh  sistem jaringan  [6].  Pada  SDN  memiliki  satu Open  Flow akan  memungkinkan  akses akses secar langsung dan manipulasi for- warding  plane dari  sebuah  perangkat jaringan misalnya switch dan router baik dalam  bentuk  fisik  maupun  virtual  [6], [7].
Pada  arsitektur  SDN, controller memiliki peran yang sangat penting guna mengatur  dan  memonitoring  setiap  lalu lintas atau trrafik pada jaringan [8]. Salah satu  peran  dari controller lainnya  adalah menangani  masalah  keamanan  yang dapat  terjadi  sewaktu-waktu,  seperti  se- rangan Denial  of  Service (DoS)  maupun Distributed  Denial  of  Service (DDoS) [4], [9].
Sistem  keamanan  sangat  diper- lukan  guna  melindung  semua  perangkat yang  terdapat  pada  jaringan,  salah satunya  kita  dapat  menerapkan firewall [10] , [11] . Dimana firewall yang  akan dipasang nantinya akan diisi dengan rule yang  dapat  digunakan  untuk  memblokir setiap gangguan berdasarkan pada layer 2 pada  arsitektur  OSI  atau  dalam  bahasa sederhananya  adalah  berdasarkan  MAC Address pada perangkat.
Penelitian  mengenai  SDN  ini  su- dah  banyak  dilakukan  didalam  seperti pada [12] membahas tentang membangun statefull  firewall pada  arsitektur  SDN , yang  menghasilkan  suatu  sistem  firewall yang  dapat  menangani  berbagai  bentuk serangan  pada  SDN  seperti  SYN Flood- ing  Attack .  Selanjutnya  [4]  melakukan penelitian  mengenai  analisis  performa Centralized  Firewall pada Multi Domain Controller di  Arsitektur  SDN.  Dimana pada  penelitian  tersebut  menarik  kes- impulan dengan menerapkan firewall pa- da  SDN controller dapat  membuat  con- troller  menjadi  lebih  cepat  dalam mendeteksi  serangan  yang  dibuktikan dengan    waktu  rata-rata  sebesar  6,042 secound dan  penggunanan  cpu  sebesar 18,4%  dalam  menangani  serangan  dida- lam  jaringan  SDN.  Selanjutnya  pada  [6] melakukan  penelitian  mengenai  Metode Deep  Packet  Inspection yang  diimple- mentasikan  untuk  Meningkatkan  Kea- manan  Jaringan  pada  arsitektur  SDN . Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  dil- akukan setelah SDN ditambahkan dengan Deep Packet Inspection mampu melakukan  bloking  paket  yang  men- curigakan di jaringan. Pada [7] melakukan pelitian mengenai perancangan  firewall  di  transfort  layer dan  aplication  layer  pada arsitektur  soft- ware  defined  network .  Kemudian  pada [11]  melakukan  penelitian  mengenai pengaplikasian evolusi algoritma didalam
DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
optimalisasi  performa  pada  perangkat embeded network firewall.
Pada penelitian selanjutnya [10], telah melakukan  peneltian  tentang  pengaplika- sian mekanisme firewall pada SDN. Pada penelitian  ini  mengusulkan  mekanisme pemeriksaan lalu lintas jaringan ditingkat transfort layer dan application layer . Ap- likasi  yang  dijalankan  berupa  program dengan  bahasa  pemroraman python pada pox controller dan emulator mininet . Berdasarkan  latar  belakang  serta penelitian sebelumnya  yang telah banyak dilakukan  maka  penelitian  ini  bertujuan membangun  suatu  sistem  keamanan fire- wall pada layer  data  link yang  akan digunakan  pada  arsitektur  SDN  dengan topology tree dengan  1 pox  controller ,  4 Switch dan  9  buah host ,  yang  nantinya akan dijalankan dengan emulator mininet.  Untuk firewall akan  dibangun dengan  bahasa  pemrograman python yang  nantinya  program firewall tersebut akan  ditempatkan  dan  dijalankan  pada pox controller .

## METODE
Kerangka  kerja  penelitian  ialah tahapan    sistematis  yang  dilakukan  di dalam  menuntaskan  penelitian  tentang Implementasi  Firewall  Pada  Data Link Layer Menggunakan  Arsitektur  SDN . Adapun  tahapan  kerjanya  terlihat  pada gambar 1.
Gambar 1. Kerangka Kerja Penelitian
Dalam  tahap  perencanaan  ini dilakukan  pengumpulan  data  serta  teori- teori dasar dari studi pustaka yang sesuai dengan  SDN dan Firewall.
Pada  tahap  analisis  ini  ialah menganalisa  akan  kebutuhan  penelitian. Hal  ini  diperlukan  untuk  menjadi  acuan sistem  yang  dibangun.  Aktifitas  yang dilaksanan  dalam  menganalisis  yakni memahami  sistem  yang  akan  dibangun dan metode pemecahannya.
Perancangan  merupakan    sebuah kegiatan merancang topology tree SDN . Untuk membuta topology pada arsitektur SDN  memerlukan emulator  mininet kemudian  bahasa  pemrogrman python unutk mendesain topology nya.
Gambar 2. Topology Tree SDN yang Digunakan
Gambar 3. Source Code Topology Tree
Pada  gambar  2  merupakan  ben- tuk  dari topology  tree pada  SDN  yang digunakan  kemudaian  pada  gambar  3
Con- trolle r (CO)
DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
merupakan  tampilan  dari source  code untuk  membuat topology  tree. Untuk membuat firewall yang  akan  dijalankan bersamaan  dengan pox  controller juga dibuat  dengan  bahasa python, berikut tampilan source codenya pada gambar 4.
Gambar 4. Source Code Firewall
Pada  gambar  4  merupakan  implementasi dari firewall  rule dalam  bentuk  bahasa python dimana  rule  yang  dibuat  adalah koneksi  h1  dan  h2 bloked .  Kemudian  h2 dan h4 bloked .
Pengujian  sistem  disini  ialah tahapan untuk menguji sistem  yang telah dibuat,  apakah  berjalan  sesuai  dengan tujuan yang ingin digapai dalam penelitian  ini.  Dalam  pengujian  ini  nant- inya  akan  dilakukan  pengujian  terhadap program  untuk  membuat  topologi  tree yang dijalankan dengan emulator mininet. Kemudian pengujian kedua ada- lah  melakukan  pengujian firewall yang dijalankan  bersamaan  dengan pox  con- troller. Selanjutnya  pada  pengujian  tera- khir  akan  dilakukan  pengujian rule pada firewall untuk  memantau  traffik  dan memblokir beberapa perangkat pada level data link layer .
Pada  tahap  ini  merupakan  proses akhir  yaitu  menganalisa  dan  evaluasi hasil  pengujian  dan  menarik  kesimpulan dari penelitian ini.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Software Defined Network (SDN) secara jelas bisa diartikan sebagai sebuah piranti  lunak  yang  bisa  mendefinisikan sebagai  fungsi  kontrol  jaringan.  Dimana untuk  membangun  SDN  pada  penelitian ini  membutuhkan  beberapa  komponen diantaranya python , pox controller dan
Mininet . Kemudia software khusus virtu- alisa yang mana disini menggunakan Or- acle VirtualBox.
Tabel 1. MAC Address dan IP Address Pada Topologi SDN Perang kat Physical Address Logical Address c0 08:00:27:d4:6d:65  10.10.12.253/ 24 h1 00:00:15:00:aa:a1 150.150.150.1 /16 h2 00:00:15:00:ab:d2 150.150.150.2 /16 h3 00:00:15:00:ac:f3 150.150.150.3 /16 h4 00:00:15:00:ad:e4 150.150.150.4 /16 h5 00:00:15:00:ae:15 150.150.150.5 /16 h5 00:00:15:00:af:26 150.150.150.6 /16 h7 00:00:15:00:ba:a7 150.150.150.7 /16 h8 00:00:15:00:bb:b8  150.150.150.8 /16 h9 00:00:15:00:bc:c9 150.150.150.9 /16 s1,2,3 dan 4 Default -
Pada  tabel  1  merupakan  tabel yang  memperlihatkan  MAC Address dan IP Address yang  dikonfigurasikan  pada topology tree yang digunakan.
Didalam penelitian firewall yang dipakai  akan  di  letakkan  pada pox controller sehingga nantinya akan berjalan bersamaan dengan pox controller. Untuk menjalankan controller
DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
beserta firewall pada mininet kita terlebih dahulu  harus  mengakses folder  pox pada home  directory .  Kemudian  berpindah  ke super user dengan  perintah sudo  su, lalu dapat  mengetikkan  perintah: ./pox.py log.level --DEBUG openflow.of_01 forwarding.l2_learning firesdn.
Gambar 5. Start Pox Controller dan

## Firewall
Pada  gambar  5  memperlihatkan proses  untuk  menjalankan pox  controller sebagai controller dengan fungsi forwarding l2 learning. Setelah
dijalankan pox  controller akan  dalam mode listening pada port 6633 atau menunggu untuk meremote dari topology yang  akan  dilankan  kemudian.  Untuk menjalankan topology yang  digunakan kita harus terlebih dahulu masuk kedirectory tempat  penyimpanan source code untuk topology ,  disini  kita  perlu mengakses directory mininet kemudian sub directory  cus tom.  Dapat  dilakukan dengan mengetikkan perintah
cd
mininet/custom, kemudian eksekusi perintah sudo mn --custom tree_sdn.py -- topo  mytopo  --mac  --switch  ovsk  -- controller=remote. Tampilan lengkapnya terlihat di gambar 6.
Gambar 6. Menjalankan Topology Tree
SDN
Seteleh topology tree dijalankan maka secara otomatis pox controller akan merespon  dan  membuat  sambungan dengan mengkoneksikan ke switch utama.  Setelah pox  controller dan topology berjalan serta terhubung dengan baik.  pengujian  selanjutnya  dilakukan untuk  menguji  dari rule  firewall yang sudah dibuat sebelumnya.
Gambar 7. Pengujian Rule Firewall
Gambar  7  memperlihatkan  pen- gujian  dari rule  firewall dimana  h1  dan h2 bloked atau  tidak  dapat  tersambung, kemudian  h2  dan  h4  juga  disini  masuk kedalam  daftar blakchlist pada firewall berdasarkan  rule  yang  sudah  dibuat dengan memasukkan alamat mac address dari  perangkat  tersebut.  Pada  pengujian tersebut  memperoleh  data  5  %  dari  total koneksi  di dropped atau  68/72 data  re- ceived.

## SIMPULAN
Bahasa pemrograman python san- gat cocok diterapkan untuk pemrograman pada SDN.  Penerapan firewall pada data link layer pada topology tree dengan arsi- tektur  SDN  telah  berhasil  untuk  mem- blokir  5%  dari  total  koneksi  dan  mene- ruskan koneksi  antar host pada  arsitektur SDN.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] L.  O.  Angreany  Yasmin1)  and  2), “Simulasi Software Defined
DOI:   https://doi.org/10.33330/jurteksi.v7i3.1199 Available online at http://jurnal.stmikroyal.ac.id/index.php/jurteksi
Network (SDN) untuk Manajemen
Jaringan Data PT. Chevron Pasifik Indonesia,” Simulasi  Softw.  Defin. Netw. untuk Manaj.  Jar. Data PT. Chevron  Pasifik  Indones. ,  vol.  6, pp. 1–6, 2019.
[2] A. Tsuchiya, F. Fraile, I. Koshijima, A. Órtiz, and R. Poler, “Software  defined  networking firewall for industry 4.0 manufacturing  systems,” J.  Ind. Eng.  Manag. ,  vol.  11,  no.  2,  pp. 318–333, 2018, doi: 10.3926/jiem.2534. [3] E.  E.  Thomas,  H.  Palit,  and  A. Noertjahyana, “Aplikasi Manajemen Jaringan Berbasis Software  Defined  Networking,” J. Infra Petra , no. 031, 2018.
[4] R. P. Hidayat, R. Primananda, and E. R. Widasari, “Analisis Performa Centralized  Firewall  pada  Multi
Domain  Controller  di  Arsitektur
Software-Defined  Networking  ( SDN  ),” J.  Pengemb.  Teknol.  Inf. dan Ilmu Komput. Univ. Brawijaya , vol. 2, no. 7, pp. 2698–
2705, 2018.
[5] S.  Zerkane,  D.  Espes,  P.  Le  Parc, and F. Cuppens, “Software defined networking reactive stateful firewall,” IFIP  Adv.  Inf.  Commun. Technol. ,  vol.  471,  pp.  119–132, 2016,  doi:  10.1007/978-3-319- 33630-5_9.
[6] D.  P.  Harja,  A.  Rakhmatsyah,  and M.  A.  Nugroho,  “Implementasi
untuk  Meningkatkan  Keamanan
Jaringan Menggunakan Deep Packet  Inspection  pada  Software Defined  Networks,” Indones.  J.
Comput. ,  vol.  4,  no.  1,  p.  133, 2019, doi: 10.21108/indojc.2019.4.1.286.
[7] S.  Badotra  and  J.  Singh, Creating
Firewall  in  Transport  Layer  and Application  Layer  Using  Software Deﬁned  Networking ,  vol.  32.
Springer Singapore, 2019.
[8] K. NUGROHO and D. P.

## SETYANUGROHO,
“Analisis Kinerja  RouteFlow  pada  Jaringan SDN (Software Defined Network ) menggunakan Topologi Full- Mesh,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr.  Tek.  Telekomun.  Tek. Elektron. ,  vol.  7,  no.  3,  p.  585, 2019, doi: 10.26760/elkomika.v7i3.585. [9] K.  B.  Virupakshar,  M.  Asundi,  K. Channal,  P.  Shettar,  S.  Patil,  and D.  G.  Narayan,  “Distributed
Denial  of  Service  (DDoS)  Attacks
Detection  System  for  OpenStack- based  Private  Cloud,” Procedia Comput.  Sci. ,  vol.  167,  no.  2019,
pp. 2297–2307, 2020, doi: 10.1016/j.procs.2020.03.282. [10]  F.  N.  Nife  and  Z.  Kotulski, “Application-Aware Firewall Mechanism  for  Software  Defined Networks,” J. Netw. Syst. Manag. , vol.  28,  no.  3,  pp.  605–626,  2020, doi: 10.1007/s10922-020-09518-z.
[11]  N.  Lu  and  Y.  Yang,  “Application of evolutionary algorithm in performance optimization of embedded network firewall,” Microprocess.  Microsyst. ,  vol.  76,
2020, doi:
10.1016/j.micpro.2020.103087.
[12]  K.  Kaur  and  J.  Singh,  “Building Stateful  Firewall  Over  Software Defined  Networking  Karamjeet,” Adv.  Intell.  Syst.  Comput. ,  vol. 434,  no.  January,  pp.  179–186, 2016,  doi:  10.1007/978-81-322- 2752-6.