## ANALISIS KINERJA NON CDN DAN GEO DNS PADA CDN MENGGUNAKAN NS-2
Sahat Parulian Sitorus 1 , M. Zarlis 2 , Suherman 3 Magister Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara Jl. Universitas No.9A Kampus USU, Medan, Sumatera Utara-Indonesia sahatsitorus3@gmail.com
Abstrak—Pengakses  jaringan single  server pada  saat  ini  meningkat  pesat.  Ketika  banyak pengguna  terhubung  pada  jaringan single  server .  Ketika single  server atau  non  CDN  (non Content  Delivery  Network )  melayani  permintaan  dari  banyak  pengguna.  Besar  kemungkinan server yang melayani akan terjadi overload dan crash . Melihat dari kebutuhan user dan waktu yang  diperlukan  menjadi  hal  yang  diutamakan  adalah  kecepatan  akses  pengirim  paket  data video streaming sampai kepada tujuan penerima. Geo DNS yang diterapkan adalah salah satu solusi yang efektif dan efisien untuk mengatasi masalah tersebut. Arsitektur CDN ini dibangun dengan  menggunakan  konsep  Network  Simulator-2  (NS-2)  yang  memungkinkan  proses pentransmisi  paket  data video  streaming didistribusi  dengan  cepat ke server terdekat  yang melayani permintaan  client server .  pengujian  dan  percobaan  yang  dilakukan  maka  parameter yang diukur adalah delay dan packet loss . Dari hasil pengujian didapat delay 0,279296 s dan packet loss 44,30 % non CDN, sedangkan Delay 0,067609 s dan packet loss 4,12 % Geo DNS diterapkan pada CDN. Maka kesimpulannya adalah jauh lebih baik kinerja Geo DNS pada CDN dibandingkan non CDN.
Keywords — Kr Non CDN, Geo DNS, CDN, NS-2.

## I. PENDAHULUAN
Single server atau  non  CDN  ( Content  Delivery Network ) merupakan suatu sistem jaringan satu server untuk  didistribusikan  paket  data video streaming ke banyak  pengakses  di  tiap-tiap  negara  [1],  distribusi non CDN dilakukan dengan tanpa algoritma.
CDN  ( Content  Delivery  Network )  adalah  suatu sistem  jaringan server-server untuk  mendistribusikan paket  data video streaming ke  pengakses  ditiap-tiap negara  agar  konten video yang  dikirim  dan  diterima pengguna  lebih  cepat  [2],  jadi  distribusi  CDN dilakukan dengan teknik algoritma.
Algoritma  CDN  yang  sudah  digunakan  yaitu load balancer,  round  robin dan weighted  round  robin sedangkan yang  belum  ada  diselidiki ialah  Geo ( Geografis ) DNS ( Domain Name System ).

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Geo DNS Geo  DNS  adalah  teknik  membagi  dan  memetakan pengguna single server menurut  lokasinya. Server CDN  ditempatkan  pada  setiap  lokasi  yang  telah dipetakan  sesuai  dengan  pemetaan  dan  setiap client yang  melakukan  permintaan video steraming akan dilayani  oleh server terdekat  [3].  Gambar  2.1  Geo DNS pada CDN sebagai berikut :
GEO DNS CDN in Amerika CDN in Europ CDN in Asia Client Server 1 Server 2 Server 3

## Gbr. 1 Geo DNS

## B. Keunggulan Geo DNS
Geo DNS memiliki keunggulan diantaranya adalah sebagai berikut [4]: 1. Beban server lebih sedikit
2. Mengurangi  biaya  pengiriman  konten video streaming
3. Pengiriman konten video yang lebih cepat 4. Ketersediaan konten video streaming 100 persen
InfoTekJar (Jurnal Nasional Informatika dan Teknologi Jaringan)
e-ISSN : 2540-7600 Vol 1, No 2, Maret 2017
5. Pengiriman  konten video lebih  terkontrol  menurut wilayah request terdekat.

## C. Lokasi Pemetaan Geo DNS
Lokasi server CDN  dipetakan  menjadi  3 server berdasarkan  lokasi  wilayah server dimasing-masing tiap negara. Gambar 2 Pemetaan Geo DNS pada CDN.
1 2 3 0 10 16 9 17 11 18 19 20 12 13 14 15 4 5 22 6 8 7 21 Server 1 Server 3 Server 2

## Gbr. 2. Pemetaan Geo DNS pada CDN
Gambar 2 merupakan pemetaan Geo DNS pada CDN yang  difungsikan  untuk  meminimalisir  jarak  terdekat lokasi  antara  pengakses  ( client )  dengan server penyedia layanan streaming video online . Pada desain ini dikelompokan lokasi negara berdasarkan benua :
1. Wilayah A :  Negara-negara yang berada  di
Benua  Eropa  akan  dilayani  oleh server  yang  berlokasi  di  negara Inggris. 2. Wilayah B :  Negara-negara  yang  berada  di Benua Amerika akan  dilayani oleh server  yang berlokasi  di  negara Amerika. 3. Wilayah C :  Negara-negara  yang  berada  di Benua  Asia  akan  dilayani  oleh server  yang  berlokasi  di negara Singapura.
D. Network Simulator-2 (NS-2) NS-2 adalah perangkat lunak simulasi jaringan yang banyak  digunakan  dalam  mempelajari  struktur dinamika  dari  jaringan  komunikasi. NS-2  mampu mensimulasikan  jaringan  kabel/  LAN  ( Local  Area Network )  dan  jaringan  nirkabel/  WLAN  ( Wireless Local Area Network ). Gambar 2.4  dibawah  ini  menunjukan  arstektur dasar  NS-2.  NS-2  menggunakan  dua  jenis  bahasa pemrograman, C++ dan TCL. C++ digunakan sebagai
cre proses simulasi, sementara TCL untuk konfigurasi jaringan. NS-2 bersifat open source di bawah GPL ( Gnu Public License ) dapat digunakan pada  sistem  operasi windows dan  sistem  operasi linux [5] .

## Gbr. 3 Arsitektur dasar NS-2
TclCL  dan  OTcl  adalah  komponen  TCL  berfungsi untuk  menjembatani  konfigurasi  jaringan  komunikasi dengan  proses  simulasi.  NS-2  dieksekusi  melalui perintah eksekusi command line. Hasil simulasi berupa catatan  atau trace yang  dapat  dipergunakan  oleh network animator (NAM) maupun plot grafik xgraph .
E. Evalvid (Evaluasi video) NS-2  menyediakan  presentasi  data  menggunakan xgraph .  Namun xgraph kehilangan detail kejadian pengiriman data dan hanya menampilkan data rata-rata untuk  parameter  yang  ditinjau.  Sedangkan,  untuk mempresentasikan  parameter  yang  dievaluasi, penelitian ini menggunakan evalvid.
Evalvid  adalah framework dan tool  set untuk evaluasi  kualitas video yang  dikirimkan  melalui jaringan  komunikasi  nyata  atau simulasi  [6].  Struktur dari framework evalvid ditunjuk Gambar 4 [7].
Gbr. 4 Struktur Framework Evalvid
Komponen  utama  dari  struktur  evalvid  dijelaskan sebagai berikut : 1. Source : sumber video dapat berupa raw file YUV dengan  resolusi Quarter  Common  Intermediate Format (QCIF,  176  x  144)  atau  di Common Intermediate Format (CIF, 352 x 288).
2. Video Encoder dan Decoder : Evalvid mendukung dua codec MPEG4, yaitu codec NCTU dan ffmpeg.
InfoTekJar (Jurnal Nasional Informatika dan Teknologi Jaringan)
e-ISSN : 2540-7600
3. VS  ( Video Sender ) : komponen VS membaca file video yang dikompres dari output  encoder , menfragmentasi setiap frame video yang berukuran besar menjadi segmen yang  berukuran kecil dan kemudian mengirimkan segmen ini melalui paket UDP ( Unit  Data Protocol ) pada jaringan nyata atau simulasi. Untuk setiap pengiriman paket UDP, framework mencatat tanda waktu,  id  paket,  dan ukuran paaket di sender trace file dengan bantuan tcp dump atau win dump , jika jaringan adalah link nyata. Namun, jika jaringan disimulasikan, sender trace file disediakan oleh entitas pengirim. komponen VS juga membangkitkan video trace file yang  berisi informasi tentang settiap frame pada file video real . Video trace  file dan sender trace file yang kemudian digunakan untuk evaluasi kualitas video berikutnya.
4. ET ( Evaluate Trace ) : Evaluasi berlangsung di sisi pegirim. Oleh karena itu, informasi tanda waktu, id packet ,  dan ukuran paket yang  diterima pada penerima harus dikirim kembali ke pengirim. Berdasarkan file video asli yang  dikodekan, file video trace , file  sender  trace ,  dan file  received trace , komponen ET  menghasilkan laporan delay dan packet loss serta file video rekonstruksi untuk melihat hasil video pada sisi penerima mengalami kerusakan atau tidak.
5. FV  ( Fix Video ) :  penilaian kualitas video digital dilakukan dari frame demi frame . Oleh karena itu, jumlah total frame video di sisi penerima, termasuk yang  salah,  harus sama seperti video asli di sisi pengirim.
6. PSNR  ( Peak  Signal  Noise  Ratio ) :  PSNR  adalah salah satu objek untuk menilai QoS aplikasi pada transmisi video . 7. MOS ( Mean Opinion Score ) : suatu subjektif untuk mengukur kualitas video digital pada aplikasi [8].

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  yang  dibahas  adalah  hanya output penerima  paket  data  pada  simulasi  NS-2  yang digunakan. Kemudian, untuk menganalisa kinerja non CDN  dan meningkatkan  kinerja  CDN  menerapkan Geo  DNS  dengan  masing-masing  uji  coba  dilakukan 20  kali  skenario  percobaan.  Dalam  pengujian dilakukan  percobaan  pengirim  dan  penerima  paket data steraming video online dari server ke client . Parameter kinerja yang di ukur  antara lain delay dan packet loss .
A. Delay Delay adalah  waktu  tunda  yang  disebabkan  oleh proses  pentransmisian  paket  data steraming video online yang menjadi tujuannya. Rumus untuk mencari delay yaitu ; Delay = (Waktu terima paket-Waktu kirim paket) Jumlah paket
TABEL I
PERBANDINGAN DELAY NON CDN DAN CDN Percobaan Delay (s) Non CDN Geo DNS 1 0,264373 0,06663 2 0,280332 0,067416 3 0,280363 0,067557 4 0,280186 0,067609 5 0,280338 0,067526 6 0,279745 0,067829 7 0,279691 0,067589 8 0,280308 0,067721 9 0,280371 0,067806 10 0,280204 0,067829 11 0,280373 0,06775 12 0,280469 0,06741 13 0,27929 0,067534 14 0,280371 0,067584 15 0,280281 0,06768 16 0,279912 0,067609 17 0,2803 0,067695 18 0,279848 0,06777 19 0,279644 0,067558 20 0,279529 0,068076 Rata-Rata 0,279296 0,067609
Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, besarnya paket kapasitas video dan  waktu  lama  proses  pengirim  dan terima paket. Menurut versi TIPHON ( Telecommunications  and Single server Protocol Harmonization Over Networks ), besarnya delay dapat diklasifikasikan pada tabel berikut :

## TABEL II
DELAY MENURUT TIPHON
Kategori Delay Besar Delay Sangat bagus < 150 ms Bagus 150 s/d 300 ms
InfoTekJar (Jurnal Nasional Informatika dan Teknologi Jaringan)
e-ISSN : 2540-7600
Gbr. 5 Statistik Delay non CDN dan CDN
Gambar  menunjukan delay 20  kali  skenario percobaan non CDN naik atau lebih besar. Sedangkan delay 20 kali skenario percobaan Geo DNS pada CDN lebih kecil/sedikit. Maka dengan diterapkan Geo DNS pada CDN jauh lebih baik dibandingkan non CDN.
Gbr. 6 Perbandingan Rata-Rata Delay non CDN dan CDN
Menurut standart TIPHON, maka delay Geo DNS pada  CDN  masuk  pada  kategori  sangat  bagus  (<150 ms)  dan  nilai delay non  CDN  masuk  pada  kategori bagus (150 s/d 300 ms).
Menurut  versi  TIPHON  ( Telecommunicationsand Single server Protocol Harmonization Over Networks ). Tabel delay dapat diklasifikasikan sebagai berikut ;
TABEL III DELAY Geo DNS pada CDN MENURUT TIPHON
Kategori Delay Nilai Delay Sangat Bagus < 150 ms Bagus 150 s/d 300 ms

## B. Packet loss
Packet  loss adalah  jumlah  paket  data  yang  hilang saat  proses  pentransmisian  terjadi.  Rumus  untuk mencari packet loss yaitu :
Packet loss = (jlh paket dikirim - jlh paket diterima) jlh paket dikirim
Hasil receive dari  pentransmisian  paket  data streaming video online dapat dilihat pada tabel packet loss dibawah ini :

## TABEL IV PERBANDINGAN PACKET LOSS
NON CDN DAN CDN Packet loss (%) Percobaan Non CDN
CDN Geo DNS 1 42.67% 3.31% 2 44.00% 3.99% 3 44.00% 3.97% 4 44.00% 3.62% 5 44.00% 3.88% 6 44.00% 3.47% 7 44.00% 3.72% 8 44.00% 3.83% 9 45.33% 3.82% 10 44.00% 3.73% 11 44.00% 3.89% 12 44.00% 3.79% 13 44.00% 3.78% 14 44.00% 3.56% 15 44.00% 3.74% 16 44.00% 3.97% 17 44.00% 3.72% 18 44.00% 3.54% 19 44.33% 3.66% 20 49.67% 11.42% Rata-Rata 44.30% 4.12%
Setelah  data  20  kali  hasil  percobaan packet  loss sudah  di  dapat.  Maka  dibuat  Gambar  statistik  non CDN dan CDN sebagai berikut ini :
Gbr. 7 Stastik 20 Percobaan Packet loss non CDN dan CDN
Kemudian hasil gambar perbandingan rata-rata 20 kali  skenario  percobaan packet  loss non CDN  dan CDN dapat dilihat perbedaan dibawah ini: x100%
InfoTekJar (Jurnal Nasional Informatika dan Teknologi Jaringan)
e-ISSN : 2540-7600
Gbr. 8 Perbandingan Rata-Rata Packet loss non CDN dan CDN
Menurut  versi  TIPHON  ( Telecommunicationsand Single server Protocol Harmonization Over Networks ). Tabel packet  loss dapat  diklasifikasikan  sebagai berikut ;

## TABEL V
PACKET LOSS MENURUT TIPHON
Kategori Packet loss Nilai Packet loss Sangat Bagus 0% Bagus 3% Sedang 15% Jelek 25% IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari  menyelidiki yang telah dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Hasil  dari  percobaan  non  CDN  dibandingkan dengan  menerapkan  Geo  DNS  pada  CDN  jauh lebih baik delay dan packet loss lebih kecil.
2. Diterapkan  Geo  DNS  pada  CDN  untuk meminimalisir  jarak  request  client  dengan server terdekat  agar  pengiriman  paket  data video streaming lebih  cepat  sampai  ke user dan  data yang  dikirim  atau  diterima  tidak  mengalami kerusakan pada paket data.

## R EFERENSI
[1] S. Chen, ” Content Delivery Network ”, Cina: Springer-Verlag, April 21, 1998.
[2] I.  Gede, ”Distribusi  Konten  Web Server Menggunakan Metode Cotent Delivery Network”, Jurnal Sistem Informatika , vol. 160, pp. 159–169, Nov. 2015.
[3] M. J. Rajabi, ”Analisa Literatur Jaringan,” [Online], Fakultas
Ilmu Komputer,
Universitas Indonesia, 2008.
Related:lib.ui.ac.id/file?file=digital/126425-T-642- Analisa%20pemanfaatanLiteratur.pdf [11 Februari 2016].
[4] N. Aine, and Omar, FSKKP alumni system, Diss. Universiti Malaysia Pahang, 2009.
[5] (2002)  The  IEEE  website.  [Online]. Available: http://www.ieee.org/
[6] M.  Shell.  (2002)  IEEEtran  homepage  on CTAN. [Online]. Available: http://www.ctan.org/tex- archive/macros/latex/contrib/supported/IEEEtran/
[7] FLEXChip Signal Processor (MC68175/D) , Motorola, 1996.
[8] “PDCA12-70  data  sheet,”  Opto  Speed  SA,  Mezzovico, Switzerland.