InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer vol.10, no.2, Agustus 2020, 49-56 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/Incomtech P-ISSN: 2085-4811 E-ISSN: 2579-6089

## Simulasi dan Analisa QoS dalam Jaringan VPN
Site To Site Berbasis IPSec dengan Routing
Dynamic
Ahmad Firdausi 1 , Hamam Wira Wardani 2*
1 Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana, Jl. Meruya Selatan, Jakarta 11650, Indonesia
2* PT. Packet System Indonesia, Jakarta, Jl. TB Simatupang Kav. 1s, Jakarta 12560, Indonesia *Email Penulis Koresponden: hamamwardani@gmail.com

## Abstrak:
Kebeberadaan  jaringan  komputer  merupakan  hal  mutlak dalam  suatu  perusahaan.  Anak  cabang  perusahaan  di berbagai daerah seharusnya dapat menjalin komunikasi dan menjaga  keamanan data. Salah satu teknologi  yang  sedang berkembang adalah VPN berbasis IPSec. Sistem yang dibuat mensimulasikan  bagaimana  VPN  tunnel  berbasis  IPSec dapat  terkoneksi.  Setelah  itu  dilakukan  penghitungan  dan analisa  QoS  terhadap  routing  OSPF,  RIPv2  dan  EIGRP. Simulasi  dilakukan  di  EVE-NG  dengan  mengibaratkan sebuah  perusahaan  yang  memiliki  1  kantor  pusat  dan  2 kantor  cabang  dengan  server  yang  berada  di  data  center. Simulasi  dilakukan  pada  layanan  VoIP  dengan  server asterisk.  Dari  hasil  pengujian  fungsional,  sistem  dapat berfungsi  sesuai  yang  direncanakan.  Uji  performansi menunjukan  packet  loss  untuk  OSPF,  RIPv2  dan  EIGRP adalah  0.0  %.  Dari  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan semua parameter dalam batas kualitas standar ITU-T.
Copyright © 2020 Universitas Mercu Buana. All right reserved.
Katakunci: IPSec; QoS; Routing; VPN;

## Riwayat Artikel:
Diserahkan 11 Juli 2020 Direvisi 4 Agustus 2020 Diterima 9 Agustus 2020
Dipublikasi 25 Agustus 2020
DOI :
10.22441/incomtech.v10i2.8131

## 1. PENDAHULUAN
Di era digital seperti saat ini penggunaan jaringan komputer adalah sebuah hal mutlak yang harus ada dalam suatu perusahaan baik skala kecil maupun skala besar. Seiring  perkembangan  teknologi  digital  yang  sudah  terasa  manfaatnya  dalam berbagai  sektor,  seperti  ekonomi  dan  bisnis.  Teknologi  digital  sangat  membantu proses pekerjaan sehari hari, seperti transaksi data antar cabang, sentralisasi data, manajemen  data,  dan  keamanan  data.  Banyak  perusahaan  besar  yang  sudah mempunyai  anak  cabang  diberbagai  daerah  atau  perusahaan  perusahaan  yang mempunyai banyak rekanan di daerah daerah. Untuk menjalin koneksi dan menjaga keamanan data ketika melakukan suatu pengiriman data yang aman maka dibuatlah sebuah jaringan Virtual Private Network (VPN) sebagai solusi dalam pengiriman
serta  melindungi  data  penting  perusahaan  saat  melakukan  transmisi  data.  VPN adalah  sebuah  metode  yang  menggunakan tunneling untuk  membuat  jaringan pribadi  pada  jaringan  publik  dimana  keamanan  jaringan  tersebut  setara  dengan keamanan  yang di sediakan oleh leased line . VPN memiliki dua jenis klasifikasi berdasarkan  topologi  jaringan  yaitu Remote  Access VPN dan  Site-to-site VPN [2][3][4].
Routing adalah  suatu  teknik  pemilihan  jalur  dalam  sebuah  jaringan. Routing protocol merupakan  sekumpulan  aturan  dalam  menentukan  jalur  di  sebuah jaringan. Ada banyak jenis dari routing protocol. Routing terbagi menjadi dua jenis yaitu static routing dan dynamic routing . Dalam static routing dibutuhkan seorang admin yang akan mengatur dan juga memilih jalur terbaik dalam pertukaran data. Berbeda  dengan static , dynamic routing menggunakan table routing yang  dapat memudahkan dalam pemilihan jalur. Pada jenis ini, tidak diperlukan seorang admin untuk mengatur jalannya komunikasi [5][6].
Salah  satu  parameter  yang  perlu  diperhatikan  dalam  suatu  sistem  komunikasi adalah Quality of Service (QoS). Saat ini QoS merupakan hal yang sangat penting untuk  memberikan  jaminan  kepada  pengguna  jaringan  untuk  memperbaiki layanannya [6][7].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mesimulasikan  sebuah  kantor  pusat  dapat terhubung dengan kantor cabang dengan memanfaatkan internet dan IPSec. Dalam penelitian ini akan dianalisa juga mengenai QOS dalam routing OSPF dan RIP dan EIGRP untuk layanan VoIP. untuk menghasilkan suatu informasi berupa:
• Waktu yang dibutuhkan oleh sebuah paket data terhitung dari saat pengiriman oleh transmitter sampai saat diterima oleh receiver ( throughput ).
• Perbedaan  selang  waktu  kedatangan  antar  paket  di  terminal  tujuan ( delay/latency ).
• Banyaknya paket yang hilang selama proses transmisi ke tujuan ( packet loss ).
• Jumlah  bit  yang  diterima  dengan  sukses  perdetik  melalui  sebuah  sistem  atau media  komunikasi  (kemampuan  sebenarnya  suatu  jaringan  dalam  melakukan pengiriman data) ( jitter )

## 2. METODE

## 2.1. Topologi Jaringan dan Metode Penelitian
Gambar  1  merupakan  model  topologi  yang  akan  di  konfigurasi  pada  aplikasi simulator Eve-NG . Eve-NG adalah emulator berbasis  web.  Pada  sisi  server Data Center (DC) terdiri dari server asterisk yang akan digunakan sebagai server VoIP . Pada kantor pusat, kantor dan kantor cabang A, menggunakan routing yang berbeda sebagai  perbandingan  dan  analisa.  perangkat  terdiri  terdiri  dari  firewall,  core switch, distribution switch, access switch dan klien linux. Topologi yang digunakan adalah  star  sehingga  semua  site  dapat  saling  berkomunikasi  satu  sama  lain  dan menggunakan jaringan broadband dengan transmisi fiber optic .
Pada  penelitian  ini  menggunakan  metode tunnel VPN  untuk  menghubungkan jaringan  antar  site  dengan  routing  protocol  OSPF,  RIPv2  dan  EIGRP.  Pada penelitian  ini  menggunakan  metode tunnel VPN  untuk  menghubungkan  jaringan antar  site  dengan routing protocol  OSPF,  RIPv2  dan  EIGRP.  Terdapat asterik sebagai  server  VoIP, 4  Firewall sebagai  pembentuk  tunnel VPN dengan  IPSec  2 core  switch,  4  distribution  switch  sebagai  backbone  dan  4  akses  switch  sebagai
penghubung  ke  client  VoIP.  Adapun  mekanisme  pengiriman  packet  VoIP  dari server ke klien sebagai berikut:
1. Packet VoIP akan di kirimkan dari server asterisk menuju client twinkle.
2. Firewall  data  center akan  meneruskan packet ke firewall dikantor  pusat  dan cabang melalui tunnel VPN yang sudah terkoneksi atau terestablish sebelumnya.
3. Firewall  dan  core  switch akan  menerima  paket  yang  sudah  masuk  melalui firewall  kemudian  akan  menuruskan  ke distribution  switch dengan routing OSPF pada kantor pusat, routing RIPv2 pada kantor cabang A dan EIGRP pada kantor cabang B
4. Setelah  proses routing packet akan  langsung  diteruskan  dengan  akses switch dengan layer 2 tanpa ada routing kembali.
5. Di dalam akses switch paket akan disampaikan ke client twinkle.
6. Untuk  mendapatkan  hasil  yang  akurat  maka  pengujian  dilakukan  dengan memutar video di sisi server , sehingga inputan yang dimasukkan memiliki nilai yang sama.
Gambar 1. Topologi Jaringan

## 2.2. Konfigurasi OSPF
Open  Shortest  Path  First (OSPF)  adalah  suatu  protocol  routing  yang  handal dengan  fasilitas least-cost  routing , multipath  routing dan load  balancing . Penentuan  jalur  tercepat  dan  terbaik  pada  jaringan  dihitung  dengan  metode algoritma Dijkstra .  Pertama  router  menggunakan  paket  “ hello ”  untuk mengindentifikasi  informasi  interface  sekitarnya  dan  membangun adjacencies (hubungan untuk pertukaran update routing) dengan yang lain. Selanjutnya router memulai  dengan  fase  ExStart  [8].  Konfigurasi  dengan routing  OSPF akan digunakan  pada Firewall , core  switch dan distribution  switch di  kantor  Pusat.
Koneksi ke arah server akan menggunakan VPN tunnel dengan IPSec 172.10.10.1. sedangkan  IP  yang  digunakan  pada  klien  adalah segment 192.168.1.0/24  dan 192.168.2.0/24. Contoh sebuah OPSF diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Open Shortest Path First (OSPF)

## 2.3. Konfigurasi VPN IPSec
Internet Protocol Security (IPsec) adalah protokol untuk mengamankan Internet Protocol (IP) komunikasi dengan otentikasi dan mengenkripsi setiap paket IP dari suatu sesi komunikasi. IPsec juga mencakup protokol untuk mendirikan otentikasi bersama  antara  agen  pada  awal  sesi  dan  negosiasi  kunci  kriptografi  yang  akan digunakan selama sesi [9]. IPSec VPN akan dikonfigurasi pada firewall fortigate di semua site . Tujuannya agar dari kantor pusat, kantor cabang A dan kantor cabang
B dapat terhubung ke Server atau data center .

## 2.4. Konfigurasi RIPv2
Routing Information Protokol (RIP) adalah standard dasar dari protocol routing distance vector, Interior gateway . RIP menggunakan hop count untuk menentukan jalur terbaik diantara dua lokasi. Setiap paket melewati router maka dihitung satu hop [10]. konfigurasi dengan routing RIPv2 akan digunakan pada Firewall, core switch dan distribution switch di  kantor Cabang  A. Koneksi  ke arah server akan menggunakan  VPN tunnel dengan  IPSec  172.10.10.10.  sedangkan  IP  yang digunakan pada client adalah segment 10.20.10.0/24 dan 10.20.11.0/24. Gambar 3 memperlihatkan sebuah konfigurasi RIPv2.
EIGRP  ini  hanya  bisa  digunakan  sesama  router  cisco  saja.  EIGRP  akan mengirimkan hello packet utk mengetahui apakah router-router tetangganya masih hidup ataukah mati [11]. Konfigurasi dengan routing EIGRP akan digunakan pada , core  switch dan distribution  switch di  kantor  Cabang  B.  Pada firewall akan dikonfigurasi  static  route  ke  arah  core.  Karena  pada  EIGRP  hanya  bisa dikonfigurasi  pada  perangkat  Cisco,  koneksi  ke  arah  server  akan  menggunakan VPN tunnel dengan IPSec 172.10.10.11. Sedangkan IP yang digunakan pada client adalah segment 10.30.10.0/24 dan 10.30.11.0/24.

## 2.6. Konfigurasi Asterisk dan Twinkle
Asterisk  digunakan  untuk  membangun  suatu  sistem  layanan  komunikasi  serta memberikan kemudahan kepada penggunanya untuk mengembangkan suatu sistem layanan komunikasi serta telepon sendiri dengan kustomisasi yang seluas-luasnya diberikan  kepada  pihak  pengguna  [12].  Asterisk  akan  digunakan  sebagai server VoIP untuk pengujian terhadap QoS pada routing OSPF, RIPv2 dan EIGRP yang sudah dilakukan. Sedangkan twinkle akan digunakan untuk klien VoIP . Sehingga antara klien dapat melakukan panggilan. konfigurasi server Asterisk pada linux di data  center  menggunkan  ip  192.18.18.10  kemudian  klien  di  kantor  pusat  dengan nomor 7001, klien 7002 di klien data center dan klien di kantor cabang A dengan nomor 7003. Twinkle merupakan aplikasi yang digunakan disisi klien untuk dapat melakukan panggilan ke nomor yang dituju.
Gambar 4. Konfigurasi Asterisk

## 2.7. Metode Simulasi
Pada  simulasi  penelitian  ini  menggunakan  metode tunnel VPN  untuk menghubungkan  jaringan  antar  site  dengan routing  protocol OSPF , RIPv2 dan EIGRP. Terdapat asterik sebagai server VoIP. Packet VoIP akan di kirimkan dari server asterisk menuju client twinkle. Firewall data center akan meneruskan packet ke firewall dikantor pusat dan cabang melalui tunnel VPN yang sudah terkoneksi atau terestablish sebelumnya. firewall dan core switch akan menerima paket yang sudah masuk melalui  firewall kemudian akan menuruskan ke distribution switch dengan routing OSPF pada kantor pusat, routing RIPv2 pada kantor cabang A dan EIGRP pada  kantor  cabang  B  di  dalam  akses  switch  paket  akan  disampaikan  ke
client  twinkle .  Untuk  mendapatkan  hasil  yang  akurat  maka  pengujian  dilakukan dengan  memutar  video  dan  suara,  sehingga  inputan  yang  dimasukkan  memiliki nilai  yang  sama.  Saat  semua  konfigurasi  sudah  berjalan  maka  dilakukan pengambilan data dengan melakukan panggilan dari client ke server dan memutar sebuah  video  dan  suara.  Semua  paket  yang  keluar  masuk  disisi client di- capture menggunakan Network  Analyzer yaitu  Wireshark  [13].  Pengukuran  dilakukan dengan durasi 5 menit panggilan. Kemudian dapat melihat hasilnya di statistic dan summary pada Wireshark.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengujian yang sudah dilakukan, semua konfigurasi semua perangkat sudah  terkoneksi  dan  dapat  saling  berkomunikasi.  Setelah  tahap  pengujian konfigurasi  selesai  maka  selanjutnya  adalah  melakukan  pengukuran  QoS. Pengukuran pada layanan VoIP digunakan untuk menilai kehandalan dari layanan Voip  pada  jaringan  VPN Tunnel .  pengukuran  dilakukan  dengan  melakukan interkoneksi  antara  server asterisk  di  Data  Center dengan routing yang  berbeda pada  masing-masing  kantor.  Setelah  berhasil  melakukan  panggilan  dan  selama panggilan berlangsung  semua  komunikasi  di capture menggunakan network analyzer yaitu Wireshark. Pengukuran dilakukan dengan durasi 5 menit panggilan dari klien di masing-masing kantor dengan data center. Tabel 1 menunjukkan hasil dari pengukuran yang telah dilakukan.

## Tabel 1. Hasil pengukuran QoS
Bandwidth Throughput (Kbps) Packet loss (%) Delay (ms) Keterangan 64 383 0 7,28 OSPF (Kantor Pusat) 128 632 0 2,4 256 714 0 1,1 64 119 0 10,34
RIPv2 (Kantor Cabang A) 128 397 0 4,88 256 166 0 3,86 64 380 0 8,08 EIGRP (kantor cabang B) 128 538 0 3,38 256 397 0 2,32
Pengukuran pada masing-masing routing sudah sesuai  dengan standar  ITU-T, yaitu  paket  loss  kurang  dari  1%.  Berikut  ini  merupakan  standar  QoS  untuk parameter paket loss pada layanan VoIP menurut International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) [14].
Tabel 2. Standar packet loss No Packet Loss (%) Kualitas 1. 0  % Baik 2. 1 – 5 % Dapat diterima 3. > 10 % Tidak dapat diterima
Pada pengukuran parameter delay hasil pengukuran sudah sesuai dengan standar ITU-T yaitu delay kurang dari 50 ms . Tabel 3 memperlihatkan tabel standar delay yang ditetapkan oleh ITU-T [15].
Tabel 3. Standar packet loss Kategori Delay Besar Delay 0  % Baik 1 – 5 % Dapat diterima > 10 % Tidak dapat diterima
Dari  Tabel  3  terlihat  bahwa bandwidth berpengaruh  terhadap  QoS,  pada pengujian  dengan  routing  OSPF,  RIPv2  maupun  EIGRP  terlihat  bahwa  semakin besar bandwidth yang  diberikan  maka  akan  semakin  baik  kualitas  dari  sebuah jaringan  tersebut,  ini  dapat  dilihat  pada delay yang  semakin  kecil  dan troughput yang semakin besar pada bandwidth yang lebih besar. Pada pengujian yang sudah dilakukan terlihat bahwa routing dengan kualitas yang paling baik adalah dengan routing OSPF .

## 4. KESIMPULAN
Dari simulasi dan analisa QoS dalam jaringan Virtual Private Network (VPN) Site  toSite berbasis  IPSec  dengan  Routing Dynamic dapat  disimpulkan  sebagai berikut. Pertama, sistem dapat terealisasi dan berfungsi sesuai yang direncanakan dari  gambaran  topologi  diatas  sudah  mempresentasikan  keadaan  yang  real  saat kantor-kantor  meimplementasikan  sebuah  jaringan  perusahaan.  Kemudian,  hasil pengukuran throughput pada bandwidth 64  kbps,  128  kbps  dan  256  Kbps  yang didapat pada klien kantor pusat dengan routing OSPF adalah sebesar 382 kbps, 632 kbps,  714  kbps,  hasil  yang  didapat  untuk  klien  kantor  cabang  A  dengan routing RIPv2 adalah 119 kbps, 397 kbps, 166 kbps dan di kantor cabang B dengan routing EIGRP adalah 380 kbps, 538 kbps, 397 kbps. Sedangkan hasil pengukuran Delay pada bandwidth 64 kbps, 128 kbps dan 256 Kbps yang didapat pada klien kantor pusat  dengan routing OSPF  adalah  sebesar  7.28  ms,  2.4  ms,  1.1  ms,  hasil  yang didapat untuk klien kantor cabang A dengan routing RIPv2 adalah 10.34 ms, 4.88 ms, 3.86 ms dan di kantor cabang B dengan routing EIGRP adalah 8.08 ms, 3.38 ms, 2.32 ms. Hasil uji performansi menunjukan packet loss untuk OSPF, RIPv2 dan EIGRP adalah 0.0 %. Ketiga parameter kinerja tersebut berada dalam batas-batas kualitas standar ITU-T.

## REFERENSI
[1] Y.  Zhu,  V.  L.  Wang,  Y.  J.  Wang  and  J.  Nastos,  “Business-to-business  referral  as  digital cooperation  strategy.  Insight  from  industry-wise  digital  business  network’, European Journal  of  Marketing, vol.  54,  no.  6,  pp.  pp.  1181-1203,  2019.  DOI:  10.1108/EJM-2019- 0011
[2] F.  Hauser,  M.  Häberle  and  M.  Menth,  “P4-IPsec:  Site-to-Site  and  Host-to-Site  VPN  with IPsec  in  P4-Based  SDN,” IEEE  Access, vol.  8,  pp.  139567-139576,  2020.  DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3012738
[3] M. Juma, A. A. Monem and K. Shaalan, “Hybrid End-to-End VPN Security Approach for Smart IoT Objects’”, Journal of Network and Computer Applications, vol. 158, May 2020. DOI: 10.1016/j.jnca.2020.102598
[4] A. Munggaran, R. Munadi and D. Perdana, “Analisis Dan Simulasi  Perbandingan QoS Di Routing Protokol Mpls OSPF dan MPLS IS-IS Di Jaringan Ipv6 Menggunakan Gns3 Untuk Layanan  Video  Streaming”, e-Proceeding  of  Engineering, vol.  5,  no.  3,  pp.  4374-4384, Desember 2018
[5] S. Chairunnisa, R. Munadi and D. D. Sanjoyo, “Analisis Performansi Quality of Service Inter
As MPLS-VPN Backto-Back VRF Pada Layanan IMS”, e-Proceeding of Engineering, vol. 5, no. 3, pp. 4650-4567, Desember 2018
[6] N. Djedjig, D. Tandjaoui, F. Medjek and I. Romdhani, “Trust-aware and cooperative routing protocol for IoT Security,” Journal of Information Security and Applications, vol. 52, June 2020. DOI: 10.1016/j.jisa.2020.102467
[7] E. Ramadhan, A. Firdausi and S. Budiyanto, “Design and analysis QoS VoIP using routing Border  Gateway  Protocol  (BGP)”, 2017  International  Conference  on  Broadband Communication, Wireless Sensors and Powering (BCWSP), Jakarta, Indonesia, 2017, pp. 1- 4. DOI: 10.1109/BCWSP.2017.8272556
[8] S. H. Ghafouri, S. M. Hashemi and P. C. K. Hung, “A Survey on Web Service QoS Prediction Methods,” IEEE Transcations on Service Computing , 2020. DOI: 1109/TSC.2020.2980793
[9] A. Roussinos, Performance Comparison of OSPF and IS-IS Routing Protocols in Dual-Stack Enterprise Networks, Edinburgh Napier University . 40134490, July 2014
[10] F. M. Ridwan, D. Perdana and L. V. Yovita, “ Analisa dan Simulasi IPSec Vpn Tunnel sebagai Alternatif  Keamanan  Konektivitas  Antar Network ”, Skripsi, OpenLibrary  Telkom University, 18.04.552, 2018
[11] D. W. P. Pratama and I. Nurhaida, “ Perbandingan Kinerja Routing IGP Pada Jaringan VPN Berbasis MPLS Dan Direct-Link Backup”, Skripsi, Repository Mercu Buana, 29 September 2018.
[12] H. A. Musril, “Analisis Unjuk Kerja RIPv2 dan EIGRP Dalam Dynamic Routing Protocol”, JETT:  Jurnal  Elektro  dan  Telekomunikasi  Terapan ,  vol.  2,  no  2,  pp.  116-124,  Desember 2015
[13] R. G. Nindya, D. Wisaksono and E. M. Jadied, “Pembangunan Softphone untuk Penanganan Serangan Denial of Service pada Cloud VoIP Gateway yang Secara Otomatis Berpindah”,
Skripsi, Repository Telkom University, 2019
[14] F.  S.  YEG,  D.  W.  Sudiharto  and  S.  Setyorini  “Analisis  peformansi  QoS  pada  EasyRTC menggunakan Algoritma Distribution Hash Table,” e-Proceeding of Engineering , vol. 5, no. 3, pp. 7457-7463, Desember 2018.
[15] ITU-T Publications, “ G.1010: End-user multimedia QoS categories ”, 2011 11 29. [Online].
Available: https://www.itu.int/rec/T-REC-G.1010-200111-I/en [Accessed: 02-Nov-2019]