Oleh: David Thamrin G Dibimbing oleh: Heru Sukoco S.Si., M.T

Presentasi berjudul: "Oleh: David Thamrin G Dibimbing oleh: Heru Sukoco S.Si., M.T"— Transcript presentasi:

1 Implementasi dan Evaluasi Kinerja Load Balancing pada Server-Server Proxy di IPB
Oleh: David Thamrin G Dibimbing oleh: Heru Sukoco S.Si., M.T Endang Purnama Giri, S.Kom

2 Departemen Ilmu Komputer IPB
Pendahuluan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

3 Departemen Ilmu Komputer IPB
Latar Belakang Keterbatasan provider (IPB): Memiliki 2 buah server proxy parent Beban kerja yang tidak seimbang (studi: Nanik Qodarsih)‏ 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

4 Departemen Ilmu Komputer IPB
Tujuan Mempelajari Mengimplementasikan Menganalisis perbaikan kinerja load balancing 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

5 Departemen Ilmu Komputer IPB
Ruang Lingkup Mengimplementasikan salah satu metode load balancing Mengukur kinerja server sebelum dan sesudah implementasi 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

6 Departemen Ilmu Komputer IPB
Manfaat Beban kerja terbagi secara adil Meningkatkan Reliabilitas Skalabilats Availabilitas server proxy di IPB 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

7 Departemen Ilmu Komputer IPB
Tinjauan Pustaka 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

8 Departemen Ilmu Komputer IPB
Load Balancing Pembagian beban menjadi seimbang. Teknik untuk memanfaatkan sumber daya secara lebih efektif. 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

9 Departemen Ilmu Komputer IPB
Metode Load Balancing DNS Round Robin Integrated Load Balancing Dedicated Load Balancing Load balancing dengan hardware Load balancing dengan software Load balancing dengan perpaduan hardware dan software 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

10 Departemen Ilmu Komputer IPB
Level Load Balancing Layer OSI Load balancing level aplikasi Load balancing level transport 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

11 Virtual Server dan Linux Virtual Server
Dibangun dari sekelompok server Transparan dari pengguna 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

12 Departemen Ilmu Komputer IPB
Forwarding Method Network Address Translation (LVS-NAT) Tunnelling (LVS-TUN) Direct Routing (LVS-DR) 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

13 Algoritma Load Balancing
Round-Robin Weighted Round-Robin Least-Connection Weighted Least-Connection Locality-Based Least-Connection Locality-Based Least-Connection with Replication Destination Hashing Source Hashing Shortest Expected Delay Never Queue 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

14 Departemen Ilmu Komputer IPB
Keepalived 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

15 Departemen Ilmu Komputer IPB
Hit Ratio Persentase dari semua request yang dapat dilayani oleh cache pada server proxy dibandingkan dengan seluruh koneksi yang diterima Hit ratio = (Jumlah hit/ Jumlah koneksi) * 100% 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

16 Metodologi Penelitian
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

17 Metodologi Penelitian
Studi Pustaka Analisis lingkungan jaringan IPB Pengambilan data kinerja server proxy di IPB sebelum penerapan mekanisme load balancing Analisis dan pemilihan berbagai aspek load balancing Implementasi mekanisme load balancing Pengambilan data kinerja server proxy di IPB setelah penerapan mekanisme load balancing. Analisis kinerja 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

18 Analisis Lingkungan Jaringan IPB
Server proxy Spesifikasi Sistem Operasi Linux Redhat Enterprise Edition versi kernel Prosesor: Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 1.5 GHz RAM 384 MB Harddisk 40 GB Server proxy Squid 2.5 Klien: Rektorat, Fapet, FKH, Fahutan, FEM, Baranangsiang, Cilebende, Cyber Merpati 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

19 Analisis Lingkungan Jaringan IPB (2)
Server proxy Spesifikasi: Sistem Operasi Linux OpenSuse versi 10.0 kernel Prosesor: Intel(R) Pentium(R) 4 CPU 2.80 GHz RAM 1 GB Harddisk 80 GB Server proxy Squid 2.5 Klien: Faperta, FPIK, Fateta, FMIPA, Cyber Padi, Cyber Singkong, Cyber Staff, Cyber Jagung 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

20 Departemen Ilmu Komputer IPB
Pengambilan data kinerja server proxy sebelum penerapan mekanisme load balancing Parameter Perangkat Lunak Utilisasi CPU sysstat; sar; sa1 Utilisasi memori Throughput Converged Traffic Manager (CTM) Jumlah koneksi GAWK Hit ratio Perangkat lunak pendukung: PuTTY, WinSCP, gnuplot 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

21 Mekanisme Pengambilan Data
Parameter Mekanisme Pengambilan Data Utilisasi CPU 10 hari kerja; jam kerja ( ); interval 10 menit Utilisasi memori Throuhgput 10 hari kerja; keseluruhan hari ( ); interval 5 menit Jumlah koneksi 10 hari kerja; keseluruhan hari ( ); Hit ratio 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

22 Analisis dan pemilihan berbagai aspek load balancing
Metode load balancing Algoritma penjadwalan Pembobotan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

23 Dedicated load balancing dengan perpaduan hardware dan software
Metode Load Balancing Performa yang baik Biaya terjangkau Dedicated load balancing dengan perpaduan hardware dan software 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

24 Algoritma Penjadwalan
Spesifikasi berbeda Spesifikasi tinggi  lebih banyak beban Spesifikasi rendah  lebih sedikit beban Weighted Round Robin 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

25 Departemen Ilmu Komputer IPB
Pembobotan Sistem tuning. Putaran ke- Bobot Proxy Proxy 1 2 3 4 5 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

26 Implementasi Mekanisme Load Balancing
Kebijakan implementasi Spesifikasi director Pengujian 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

27 Kebijakan Implementasi
Alternatif pertama: Director diberi alamat IP baru (misal ) Alamat IP proxy tidak diubah Seluruh settings proxy pengguna harus diubah Butuh waktu lama Tidak semua pengguna mematuhi 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

28 Kebijakan Implementasi (2)
Alternatif kedua: Director memegang alamat IP proxy ( dan ) Alamat IP proxy diubah (dan dirahasiakan) Transparan terhadap pengguna Langsung dapat dijalankan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

29 Departemen Ilmu Komputer IPB
Topologi Jaringan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

30 Departemen Ilmu Komputer IPB
Spesifikasi Director Komputer director master ( ) Sistem Operasi Linux Fedora Core 6, kernel fc6 Prosesor: Intel(R) Pentium (R) 4 CPU 3.00GHz Harddisk 80 GB RAM 384 MB 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

31 Spesifikasi Director (2)
Komputer director backup ( ) Sistem Operasi Linux Fedora Core 6, kernel fc6 Prosesor: Intel(R) Pentium (R) 4 CPU 2.40GHz Harddisk 40 GB RAM 256 MB 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

32 Departemen Ilmu Komputer IPB
Pengujian Pengujian healthchecking Salah satu server proxy dinonaktifkan Pengujian director failover Director master dinonaktifkan Pengukuran utilisasi CPU Apakah load balancing membebani director? 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

33 Departemen Ilmu Komputer IPB
Pengambilan data kinerja server proxy sebelum penerapan mekanisme load balancing Teknis pengukuran sama seperti tahap 3 Pembobotan berbeda setiap 2 hari sekali 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

34 Departemen Ilmu Komputer IPB
Analisis Kinerja Membandingkan data sebelum dan sesudah implementasi Parameter kinerja load balancing Cumulative Density Function (CDF) Standar Deviasi (SD) 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

35 Departemen Ilmu Komputer IPB
Hasil dan Pembahasan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

36 Data Kinerja Sebelum Implementasi
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

37 Data Kinerja Sebelum Implementasi (2)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

38 Data Kinerja Sebelum Implementasi (3)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

39 Data Kinerja Sebelum Implementasi (4)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

40 Data Kinerja Sebelum Implementasi (5)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

41 Data Kinerja Sebelum Implementasi (6)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

42 Data Kinerja Sebelum Implementasi (7)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

43 Data Kinerja Sebelum Implementasi (8)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

44 Pengujian Tahap Implementasi
Pengecekan kesehatan 18 Desember 2007 dinonaktifkan Director failover 4 Januari 2008 Director master dinonaktifkan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

45 Pengujian Tahap Implementasi (2)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

46 Pengujian Tahap Implementasi (3)
Utilisasi CPU director Data sebelum implementasi diambil pada tanggal 6, 7, 9, 10, dan 12 Desember 2007 Data sesudah implementasi diambil pada tanggal 18, 19, dan 28 Desember 2007 serta tanggal 2 dan 3 Januari 2008 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

47 Pengujian Tahap Implementasi (4)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

48 Data Kinerja Setelah Implementasi
Jadwal Pembobotan Bobot Tanggal 1:1 18 – 19 Desember 2007 1:2 27 – 28 Desember 2007 2:3 Januari 2008 3:5 4 dan 7 Januari 2008 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

49 Data Kinerja Setelah Implementasi (2)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

50 Data Kinerja Setelah Implementasi (3)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

51 Data Kinerja Setelah Implementasi (4)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

52 Data Kinerja Setelah Implementasi (5)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

53 Data Kinerja Setelah Implementasi (6)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

54 Data Kinerja Setelah Implementasi (7)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

55 Data Kinerja Setelah Implementasi (8)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

56 Data Kinerja Setelah Implementasi (9)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

57 Data Kinerja Setelah Implementasi (10)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

58 Data Kinerja Setelah Implementasi (11)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

59 Data Kinerja Setelah Implementasi (12)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

60 Data Kinerja Setelah Implementasi (13)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

61 Data Kinerja Setelah Implementasi (14)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

62 Data Kinerja Setelah Implementasi (15)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

63 Data Kinerja Setelah Implementasi (16)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

64 Data Kinerja Setelah Implementasi (17)
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

65 Departemen Ilmu Komputer IPB
Analisis Kinerja - CDF 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

66 Analisis Kinerja – SD CPU
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

67 Analisis Kinerja – SD Memori
10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

68 Analisis Kinerja – Hit Ratio Keseluruhan
Rata-rata Sebelum: 12.71% Setelah: 16.96% Naik ± 4% 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

69 Departemen Ilmu Komputer IPB
Kesimpulan dan Saran 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

70 Departemen Ilmu Komputer IPB
Kesimpulan Implementasi load balancing terbukti meningkatkan realibilitas, skalabilitas, dan availabilitas server proxy IPB Beban kerja terbagi adil, tanpa kebijakan Pembobotan yang paling baik 1:2 Hit ratio keseluruhan meningkat 4% 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

71 Departemen Ilmu Komputer IPB
Saran Variasi pembobotan Algoritma penjadwalan masih bermasalah Penggantian aspek-aspek load balancing Level Perangkat lunak dsb 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

72 Departemen Ilmu Komputer IPB
Terima Kasih 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

73 Departemen Ilmu Komputer IPB
Latar Belakang Solusi?? Pertumbuhan internet yang eksplosif Jumlah trafik meningkat Beban kerja meningkat Mekanisme load balancing 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

74 Departemen Ilmu Komputer IPB
Server Proxy Berada di antara pengguna dan server asli Sebagai cache 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

75 IP Virtual Server (IPVS)
Implementasi load balancing dalam kernel Linux Dikembangkan oleh Wensong Zhang. 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

76 Keunggulan Metode Distribusi LVS
LVS-NAT: sistem operasi dengan TCP/IP; Server dapat menggunakan alamat IP privat LVS-TUN: server mengembalikan paket langsung kepada pengguna; server dapat berada pada jaringan yang berbeda dari director LVS-DR: director hanya menangani setengah koneksi; tanpa overhead 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

77 Kelemahan Metode Distribusi LVS
LVS-NAT: skalabilitas rendah; director dapat menjadi bottleneck LVS-TUN: server harus mendukung IP-tunneling; overhead; masalah ARP LVS-DR: director dan realserver harus berada pada segmen jaringan yang sama; masalah ARP 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

78 Departemen Ilmu Komputer IPB
Weighted Round Robin while (true) { i = (i + 1) mod n; if (i == 0) { cw = cw - gcd(S); if (cw <= 0) { if (cw == 0) return NULL; } if (W(Si) >= cw) return Si; 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

79 Virtual Router Redudancy Protokol (VRRP)
Dikembangkan oleh IETF Router menggunakan alamat IP virtual yang sama Master – Backup RFC 3768 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

80 Departemen Ilmu Komputer IPB
Ipvsadm Antarmuka pengguna ipvs Baik untuk debugging 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

81 Departemen Ilmu Komputer IPB
Rekomendasi ITU-T E.500 ITU –T: Agen khusus PBB di bidang telekomunikasi Melakukan standardisasi telekomunikasi E.500: Prinsip pengukuran trafik Daily continuous measurement 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

82 Address Resolution Protocol (ARP)
Protokol internet untuk memetakan alamat IP kepada alamat MAC RFC 826 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

83 Departemen Ilmu Komputer IPB
Throughput Ukuran sebenarnya dari informasi yang dikirimkan melalui suatu saluran bits/ second 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

84 Single Point of Failure (SPOF)
Titik yang menghubungkan satu atau lebih peralatan jaringan. Apabila titik rusak, satu atau lebih workstation akan kehilangan konektivitas jaringan 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

85 Departemen Ilmu Komputer IPB
Studi Pustaka Pengumpulan informasi Buku, jurnal, artikel 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

86 Perangkat Lunak Load Balancing
Stabil Telah teruji Skalabilitas dan availabilitas tinggi Telah banyak digunakan Gratis Linux Virtual Server (LVS) 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

87 Departemen Ilmu Komputer IPB
Level Load Balancing Level aplikasi overhead tinggi Server proxy hanya perlu meneruskan permintaan dari pengguna tanpa perlu mengetahui isi dari permintaan tersebut Level IP 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

88 Departemen Ilmu Komputer IPB
Metode Forwarding Setengah koneksi Tanpa overhead Kelemahan ARP Satu segmen LVS-DR (Direct Routing) OK 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

89 Departemen Ilmu Komputer IPB
Teknis Implementasi Kebutuhan minimum: Ipvs Kernel devel linux Compiler gcc Openssl Popt Ipvsadm Keepalived Masalah ARP Firewall Konfigurasi Squid 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

90 Departemen Ilmu Komputer IPB
Availabilitas Salah satu server rusak? SPOF? Pengecekan kesehatan VRRP – Director failover 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB

91 Departemen Ilmu Komputer IPB
Arsitektur LVS di IPB 10/19/2017 Departemen Ilmu Komputer IPB