Vol. 12 No. 1, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062

## PENGARUH  PENGGUNAAN  VLAN  PADA  SOFTWARE
DEFINED NETWORK BERBASIS RYU CONTROLLER
M. Chairul Anam * , Hery Dian Septama, Rio Ariestia P 3 , Gigih Forda Nama 3
1,2,3 Teknik Informatika, Universitas Lampung

## Riwayat artikel:
Received: 22 November 2022 Accepted: 29 Desember  2023 Published: 1 Januari  2024

## Keywords:
Software Defined Network, VLAN, Ryu Controller
Corespondent Email: m.chairulanam16@gmail.com
Abstrak.  Software  Defined  Network adalah  arsitektur  jaringan  yang memisahkan  antara  control  plane  dan  data  plane  dalam  perangkat  jaringan yang membuat control plane menjadi independen dan dapat diprogram. Tugas control  plane tersebut  diambil  controller  dimana  controller  dapat  mengatur semua  aturan  yang  ada  dalam  seluruh  perangkat  jaringan,  salah  satu  jenis controller  tersebut  adalah ryu  controller .  VLAN  merupakan  konfigurasi jaringan  yang  mendistribusikan  beberapa  segmen  berbeda  untuk  perangkat yang  terhubung  pada  jaringan  dan  dapat  meningkatkan  perfoma  jaringan. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  bagaimana  kinerja  VLAN  pada Software  Defined  Network yang  menggunakan Ryu  Controller dengan menggunakan  metode  simulasi  dengan  2  skenario,  yaitu  topologi  linear  3 OpenFlow  Switch  30  host  dan  topologi  linear  3  OpenFlow  Switch  60  host yang  diberi traffic 100,  200,  300,  dan  400  Mb.  Pengujian  dilakukan menggunakan app rest_router pada ryu  controller yang  dapat  menjalankan static  routing  tanpa  VLAN  dan  dengan  VLAN  supaya  terlihat  perbedaan antara  yang  menggunakan  VLAN  dan  tidak.  Hasil  pengujian  menunjukkan bahwa topologi linear 3 switch baik 30 host atau 60 host dapat bekerja dengan baik.  Berdasarkan  pengujian  parameter  Qos Throughput , Packet  Loss, dan Jitter keseluruhan  VLAN  kurang  baik  dibandingkan  tanpa  VLAN  dengan nilai berturut-turut 222,9 Mbps, 0%, 0,0000636 s, dan 0,0000675 ms. Namun, seiring bertambahnya host, VLAN lebih dapat diandalkan.
Abstract. Software  Defined  Network  (SDN)  is  a  network  architecture  that separates the control plane and data plane in networking devices, which then makes the control plane independent and programmable. The control plane task is taken by the controller, where the controller can manage all the rules in all networking devices, one type of controller is the Ryu controller. VLAN is  a  network  configuration  that  distributes  several  different  segments  to devices connected to the network that can improve network performance. This study  aims  to  determine  the  performance  of  VLAN  on  Software  Defined Network using Ryu Controller using a simulation method  with  2 scenarios, namely linear topology  3 OpenFlow Switch 30  hosts and linear topology 3 OpenFlow Switch 60 hosts with traffic of 100, 200, 300, and 400 Mb. Testing is carried out using the rest_router app on the Ryu controller which can run static routing without VLAN  and with  VLAN  so that the difference between using VLAN and not can be seen. The test results show that the linear topology of 3 switches, whether 30 hosts or 60 hosts, can work well. Based on the test of QoS parameters Throughput, Packet Loss, and Jitter, the overall of VLAN is less good than without VLAN, with values of 222.9 Mbps, 0%, 0.0000636 s, and 0.0000675 ms, respectively. However, as the number of hosts increases, VLAN is more reliable.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## 1. PENDAHULUAN
Dengan adanya peningkatan kebutuhan untuk  jaringan  komputer  dan  perangkat  yang dibutuhkan  dalam  berbagai  bidang,  yang  kita ketahui juga pertumbuhannya menjadi semakin meningkat pesat. Hal tersebut telah mempengaruhi kebutuhan akan kinerja jaringan yang  lebih  baik  dari  sebelumnya,  dikarenakan tujuan utama dan juga penambahan konfigurasi jaringan yang menjadi semakin besar. Konfigurasi  tersebut  juga  menjadi  lebih kompleks dan melakukan kontrol dalam sebuah jaringan  pun  menjadi  semakin  sulit.  Hal tersebut  menyebabkan  jaringan  tidak  fleksibel dan sulit untuk diatur [1].
Software  Defined  Network (SDN) merupakan sebuah konsep baru yang digunakan untuk  melakukan  perancangan,  implementasi dan juga manajemen kebutuhan dalam jaringan komputer.  Perangkat  jaringan  tradisional seperti switch dan router dapat dibagi menjadi 3 logical  plane  yang  berbeda,  yaitu  data  plane, control  plane ,  dan management  plane . Data plane tersebut  megacu  pada  perangkat  keras yang  meneruskan  paket,  sedangkan control plane mengacu kepada bagian yang mengimplementasikan  protokol  dalam  proses routing.  Biasanya,  dalam  perangkat  jaringan control  plane akan  diimplementasikan  pada proprietary firmware yang dikembangkan oleh vendor perlengkapan. Management plane akan digunakan  untuk  mengawasi  dan  mengontrol fungsi [2].
Controller merupakan  aplikasi  yang mengatur flow yang terjadi pada jaringan SDN, yang  dapat  melakukan  proses intelligence networking . Controller sendiri biasanya dijalankan  pada  protocol  seperti OpenFlow. Kemudian,  paket  yang  telah  dikirimkan  dapat diketahui  tujuannya.  Lalu  lintas  data  yang terjadi  dalam  jaringan  SDN  seperti  penerusan paket  data,  tindakan  yang  diperlukan  untuk paket,  dan  bahkan  mengirim  aturan  baru  yang disesuaikan supaya dapat menangani paket data dikemudian hari juga diatur oleh controller [3]. Salah  satu controller dengan  sumber  terbuka yang  paling  sering  digunakan  adalah ryu controller . Controller ryu juga memiliki built-in function yang sudah berada dalam package saat diinstal pada sistem operasi linux seperti layer 2 switch,  layer  3  switch , router, dll.  Pada penelitian  ini  akan  dilakukan  analisa  kinerja VLAN pada Ryu controller dengan
menggunakan simulasi dalam emulator mininet menggunakan topologi dari jaringan yang telah ditentukan untuk mengetahui pengaruh  VLAN dalam  penerapannya  pada Software  Defined Network dan kemudian performa tersebut akan dinilai berdasarkan standar TIPHON.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Software Defined Network Software Defined Network (SDN)
merupakan sebuah konsep baru yang digunakan dalam  merancang,  implementasi  dan  juga manajemen kebutuhan dalam jaringan komputer.  Perangkat  jaringan  tradisional seperti switch dan router dapat dibagi menjadi 3 logical  plane  yang  berbeda,  yaitu  data  plane, control  plane,  dan  management  plane.  SDN adalah arsitektur jaringan yang sedang berkembang  yang  memisahkan  antara  data plane  dan  control  plane  dalam  perangkat jaringan yang kemudian membuat control plane menjadi independent dan dapat diprogram [2].

## 2.2 Ryu Controller
Ryu  merupakan  salah  satu  komponen dasar  dari software  defined  network (SDN). Ryu meneyediakan komponen perangkat lunak dengan API yang terdefinisi dengan baik yang mudah  dikembangkan  dalam  membuat  sebuah manajemen  jaringan  dan  aplikasi  untuk pengontrolan [4].
Gambar 1. Arsitektur Ryu Controller

## 2.3 Mininet
Mininet  merupakan  sebuah  simulator jaringan  yang  dapat  membuat  jaringan  dari virtual  host,  switch,  controller,  dan  link. Mininet  berjalan  pada  standar  dari  perangkat lunak  jaringan  linux,  dan  setiap  switch mendukung  untuk  penggunaan  openflow
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
dengan  tingkat  fleksibilitas  yang  tinggi  untuk kustom  routing  dan software  defined  network (SDN) [5].
Gambar 2. Emulasi jaringan menggunakan mininet [6]

## 2.4 MiniNAM
MiniNAM  merupakan  tools  berbasis GUI yang ditulis menggunakan Python Tkinter. MiniNAM  menyediakan  real-time  animation dari jaringan apapun yang dibuat oleh emulator mininet.  MiniNAM  juga  memiliki  komponen yang yang diperlukan untuk memulai, memvisualisasikan, dan memodifikasi alur dari jaringan mininet secara real-time [7].

## 2.5 Virtual Local Area Network ( VLAN )
VLAN  adalah  sebuah  subnetwork  yang dapat  mengelompokkan  kumpulan  perangkat pada  jaringan  fisik  yang  terpisah.  LAN merupakan sekelompok komputer dan perangkat yang saling berbagi jalur komunikasi melalui  koneksi  kabel  maupun  nirkabel  dalam letak geografis yang sama. VLAN memudahkan  network  administrator  untuk membagi jaringan untuk menyesuaikan dengan kebutuhan  fungsional  dan  juga  persyaratan keamanan  pada  sistem  tanpa  harus  membuat kabel  baru  atau  membuat  perubahan  besar terhadap  infrastruktur  jaringannya.  VLAN sering  digunakan  oleh  perusahaan  besar  untuk mempartisi ulang perangkatnya untuk manajemen lalu lintas data yang lebih baik [8].

## 2.6 Wireshark
Wireshark merupakan salah satu aplikasi opensource yang dapat menganalisis paket data dalam  jaringan.  Perangkat  ini  juga  digunakan untuk memecahkan permasalahan dalam jaringan,  analisis,  pengembangan  protokol komuniaksi,  dan  edukasi.  Dari  banyaknya
network analyzer yang digunakan oleh Network administrator, wireshark paling sering digunakan  dalam  proses  analisis  kinerja  dari jaringan  dan  juga  mengontrol  lalu  lintas  data yang  terjadi  didalamnya  dengan  menangkap paket data yang lewat dan juga informasi dalam berbagai jenis protokol [9].
2.7 Quality Of Service (QOS)
Quality  of service merupakan salah  satu metode  pendukung  dalam  sebuah  penilaian ataupun  evaluasi  dalam  menunjukkan  kinerja dari  suatu  service  yang  didalamnya  terdapat atribut  kerja  yang  berfungsi  sebagai  dasar penilaian atau evaluasi service [10] .

## 3. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah dengan  menggunakan  simulasi  [13].  Dalam menggunakan metode simulasi kita tidak perlu melakukan konfigurasi menggunakan perangkat riil, dengan menggunakan metode ini dapat  dilakukan  berbagai  percobaan  terlebih dahulu  sebelum  diterapkan  secara  langsung pada perangkat riil dalam sebuah jaringan
Gambar 3. Metode Penelitian

## 3.1 Problem formulation
Tahap  ini  merupakan  tahapan  dimana proses  pencarian  masalah  dilakukan  dan
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
referensi-referensi  sebagai  landasan  teori, metode, dan analisis yang akan dilakukan.

## 3.2 Conceptual model
Tahap  ini  adalah  penggambaran  konsep model  simulasi  virtual,  sebelum  melakukan proses  simulasi  terlebih  dahulu  melakukan pemodelan  konseptual  dengan  merancang topologi  yang  akan  digunakan  pada  penelitian ini  beserta  alamat  IP  dari  masing-  masing perangkat yang ada pada tiap topologi.
Gambar 4. Topologi 30 host

## Gambar 5. Topologi 60 host

## 3.3 Analysis of input/ouput data
Pada  tahap  ini  dilakukan  penjabaran input dan ouput apa yang akan digunakan dalam penelitian,  lalu  didapatkan  input  dan  output berikut:
a. Input
1. Node
Node adalah perangkat yang berada pada topologi  yang  dibuat  dalam  jaringan Software Defined Network .
2. Background Traffic
Background  Traffic  merupakan  jumlah paket  yang  dikirimkan  dan  diterima  dalam sebuah  lalu  lintas  data  pada  jaringan.  Dalam penelitian  ini,  Background  Traffic  yang  akan digunakan adalah 100, 200, 300, 400 Mb.
b. Output 1. Throughput Throughput berfungsi sebagai pengukur kecepatan pengiriman paket pada Analisa RYU controller .
2. Delay
Delay adalah transmisi dari data yang bervariasi pada jaringan melalui protokol jaringan seperti TCP/UDP [11].  Delay juga digunakan sebagai pengukur  waktu  yang  dibutuhkan  oleh  sebuah data untuk sampai ke alamat tujuan.
3. Jitter
Jitter  bisa  disebut  juga  dengan  total  variasi delay  yang  menggunakan  satuan  waktu millisecond [12] .

## 4. Packet Loss
Packet Loss ialah jumlah dari keseluruhan paket yang  hilang  atau  tidak  sampai  ke  tujuan  yang dapat  disebakan  oleh  collision  ataupun congestion  didalam  jaringan.  Packet  Loss sendiri  biasanya  ditampilkan  dalam  jumlah persentase.

## 3.4 Modelling
Dalam  tahap  ini  dilakukan  perancangan skenario  yang  akan  dilakukan  selama  proses experimentation. Skenario  yang  dilakukan adalah melakukan pengujian dengan pemberian traffic dengan besar 100, 200, 300, dan 400 Mb menggunakan  iperf  secara  berulang  pada jaringan tanpa VLAN dan juga VLAN dengan ilustrasi skenario seperti berikut ini:
Gambar 6. Ilustrasi Skenario Pengujian

## 3.5 Simulation
Pada  tahapan  ini  akan  dilakukan implementasi  model  yang  telah  dirancang sebelumnya seperti instalasi dari tools dan juga konfigurasi-konfigurasi dari tools yang nantinya  akan  digunakan  dalam  proses experimentation .
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Verification and Validation
Di  tahap  ini  dilakukan  pengecekan apakah  pengimplementasian  yang  dilakukan pada tahap simulasi sudah dapat berjalan.
Gambar 7. Pengujian konektivitas tanpa VLAN 30 host Gambar 8. Pengujian konektivitas VLAN 30 host
Gambar 9. Pengujian konektivitas tanpa
VLAN 60 host
Gambar 10. Pengujian konektivitas VLAN 60
host
Setelah  semua  pengujian  konektivitas sesuai  dengan  hasil  yang  diinginkan  seperti pada  gambar  7-10  kemudian  dilanjutkan  ke tahap selanjutnya yaitu tahap experimentation .

## 4.2 Experimentation
Tahapan ini adalah tahap dimana proses pengujian  dilakukan  untuk  mendapatkan  data yang diinginkan yang sebelumnya didefinisikan pada  proses analysis  of  input/output  data. Dalam  prosesnya  data-data  tersebut  diperoleh dari  pengukuran  menggunakan  wireshark  dan iperf.  Dimana  iperf  [15]  berperan  untuk melakukan generate  traffic dengan  nilai  100,
200, 300, dan 400 Mb baik untuk skenario yang tidak menggunakan VLAN ataupun
menggunakan  VLAN.  Kemudian  wireshark berperan  sebagai  penangkap  paket  yang  lewat saat terjadi transmisi data pada jaringan

## 4.3 Output Analysis
Tahapan terakhir  yang  dilakukan  adalah proses  untuk  menganalisa  data  yang  telah diambil oleh wireshark selama proses experimentation atau proses pengujian sebelumnya  dan  tahap  terakhir  dari  metode simulasi  [13].  Parameter-parameter  yang dianalisis  ada Throughput,  Packet  Loss,
Delay/Latency, dan jitter pada  jaringan  tanpa VLAN dan juga VLAN.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Gambar 11. Throughput 30 host
Gambar 12. Throughput 60 host
Gambar 13. Packet Loss 30 host
Gambar 14. Packet Loss 60 host
Gambar 15. Delay 30 host
Gambar 16. Delay 60 host
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## Anam  dkk
Gambar 17. Jitter 30 host
Gambar 18. Jitter 60 host
Berdasarkan  gambar  10  dan  11 throughput terbaik  ada  pada  jaringan  tanpa  VLAN  baik untuk  30  host  dan  60  host.  Juga  ada  asumsi penggunaan  iperf  dan  wireshark  secara bersamaan yang tidak dibarengi dengan storage yang cukup untuk menampung hasil pengambilan  paket  wireshark  mengganggu proses  generate  traffic  yang  dihasilkan.  Untuk packet  loss ,  berdasarkan  gambar  12  dan  13 memiliki  nilai  yang  sama  sebesar  0%,  hal tersebut  disebabkan  oleh  wireshark  yang tidak dapat  mengetahui  paket  yang  hilang  pada protokol  UDP.  Lalu,  berdasarkan  gambar  14 dan 15 nilai rata-rata delay terbaik dimiliki oleh jaringan  tanpa  VLAN  karena throughput yang dihasilkan  lebih  bagus  yang  menyebabkan delay  menjadi  lebih  kecil  [14].  Namun,  jika dilihat lebih  seksama peningkatan  jumlah  host menyebabkan  jaringan  yang  menggunakan VLAN  memiliki  performa  yang  lebih  baik
dibandingkan dengan yang tidak menggunakan VLAN. Terakhir untuk nilai jitter , berdasarkan gambar  16  dan  17  nilai  rata-rata jitter terbaik juga  ada  pada  jaringan  tanpa  VLAN  yang dipengaruhi  oleh  nilai  variasi delay atau  jeda delay antar  paket  yang  terjadi  selama  proses pengiriman  data.  Juga,  jika  dilihat  kembali secara seksama seperti pada delay , dengan host yang  lebih  banyak  performa  dari  VLAN  lebih dapat diandalkan.
Tabel 1 Rata-rata hasil pengujian 30 dan 60 host
Tabel 2 Perbandingan antara tanpa VLAN dan

## VLAN
Dari  data  yang  ditampilkan  pada  Tabel  2 diperoleh  kesimpulan  bahwa  nilai  rata-rata keseluruhan  antara  VLAN  dan  tanpa  VLAN untuk nilai QoS throughput, packet loss, delay, dan jitter nilai yang diperoleh oleh VLAN lebih buruk dibandingkan tanpa VLAN dengan nilai berturut-turut  222,95  Mbps,  0%,  0,0000636  s, dan  0,0000675  ms.  Sedangkan  untuk  tanpa VLAN nilai throughput, packet loss, delay, dan jitter berturut-turut 242,52 Mbps, 0%, 0,0000615  s,  dan  0,0000593  ms.  Namun, seiring  bertambahnya  host  performa  VLAN lebih dapat diandalkan seperti pada tabel 1. Juga didapatkan asumsi bahwa penggunaan iperf dan wireshak  secara  bersamaan  dengan  generate paket  yang  besar  serta  penyimpanan  pada sistem  yang  kurang  memadai  menyebabkan paket yang di generate menjadi lebih kecil saat pengujian VLAN.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## Anam  dkk

## KESIMPULAN
a. VLAN  dapat  diimplementasikan  dengan baik  pada Software  Defined  Network dengan  Ryu  Controller  yang  diberi background traffic 100, 200, 300, dan 400 Mb baik dengan 30 host maupun 60 host.
b. Nilai Qos Throughput , Packet Loss, delay dan Jitter keseluruhan  VLAN  kurang baik  dibandingkan  tanpa  VLAN  dengan nilai  berturut-turut  222,9  Mbps,  0%, 0,0000636 s, dan 0,0000675 ms. Namun, seiring  bertambahnya host, VLAN  lebih dapat diandalkan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Ahmed,  Khandakar  &  Blech,  Jan  &  Gregory, Mark  &  Schmidt,  Heinrich  (Heinz).  (2018). Software  Defined  Networks  in  Industrial Automation. Journal  of  Sensor  and  Actuator Networks . 7. 33. 10.3390/jsan7030033.
[2] Sharma, Karthik Neelakanta. (2015). A Scalable and Fault Tolerant OpenFlow Controller . Tesis. Masters in Computer Science.The University of
Waikato. 2-3
[3] Hidayat, M. H. & Rosyid, N. R. (2017). Analisis kinerja  dan  karakteristik  Arsitektur Software-
Defined-Network
berbasis
OpenDaylight Controller.  Teknologi  Jaringan,  Departemen Teknik  Elektro  dan  Informatika:  Universitas Gajah Mada
[4]  Ryu.  (2017). Component-Based  Software Defined  Networking  Framework:  Build  Sdn Agilely . https://Ryu-sdn.org/index.html. Diakses pada 10 April 2021 [5] Mininet. (2022). Mininet Overview . http://mininet.org/overview/.  Diakses  pada  10 April 2022
[6] Sood, Manu & Sharma, K.K. (2014). Mininet as a  Container  Based  Emulator  for  Software Defined  Networks. International  Journal  of
Advanced  Research  in      Computer  Science  and Software Engineering . Vol. 4 [7]  MiniNAM.  (2020).  MiniNAM: A  Network Animator for Mininet .
https://github.com/uccmisl/MiniNAM.  Diakses pada 10 April 2021 [8]  Kabir,  Md.  (2020). Design  a  VLAN  (Virtual
Local Area Network) Based Network .
10.13140/RG.2.2.29163.57120.
[9]  Novita,  Romasella  dkk  (2021).  Analisis Keamanan  Wifi  Menggunakan  Wireshark. JES (Jurnal Elektro Smart) Vol. 1, No. 1.
[10]  Sofana,  Iwan.  (2011).  Teori  dan  Modul Praktikum Jaringan Komputer. Bandung: Modula.
[11] Sujatha Krishanmoorthy et al (2020). A Study on Optimization of Network latency and Pocket loss Rate. IOP Conf . Ser.: Mater. Sci. Eng. 937 012054
[12]  Paulson,  Eberechukwu  et.al  (2019).  On  the latency and jitter evaluation of software defined networks. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics . 8. 10.11591/eei.v8i4.1578.
[13]  Stefan  Mahlknecht,  Sajjad  A.  Madani  and Jawad Kazmi (2010). Wireless Sensor Networks: Modelling  and  Simulation ,  Discrete  Event Simulations,  Aitor  Goti  (Ed.),  ISBN:  978-953- 307-115-2, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/discrete- event-simulations/wireless-sensor-networks- modelling-and-simulation
[14]  Mehrnaz  Moudi  &  Mohamed  Othman  (2020) On the relation between network throughput and delay  curves, Automatika ,  61:3,  415-424,  DOI: 10.1080/00051144.2020.1774731
[15]  iPerf— The Network  Bandwidth  Measurement
Tool. https://iperf.fr/