Analisa Perbandingan Pengaruh Penggunaan Protokol Tunneling IP Security dengan Protokol Tunneling Layer 2 Tunneling Protocol terhadap Quality of Services Pada Jaringan Virtual Private Network Haza Taufano* , Linna Oktaviana Sari , MT** *Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro S1, **Dosen Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Riau Kampus Binawidya Km 12,5 Simpang Baru Panam, Pekanbaru 28293 Email:
[email protected]
ABSTRACT Internet Protocol Security (IPSec) and Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) is a security protocol on the VPN is used to improve the security of an Internet network. Comparison of the use of these protocols may affect network performance or Quality of Services (QoS). The QoS measurement parameters measured by delay, jitter, throughput and packet loss. Network modeling scenarios using the bus topology model. Results of this study was to compare the performance of each protocol which is VPN IPSec and L2TP by measuring the QoS performance without using the protocol as a benchmark to compare their effects on QoS by using the tunneling protocol. Keywords : Virtual Private Network, IPSec, L2TP, Quality of Services
1.
PENDAHULUAN
Saat ini jaminan keamaan dalam mengakses internet menjadi salah satu faktor yang utama, terutama ketika ingin melakukan pertukaran data penting yang hanya boleh diakses oleh orang-orang tertentu saja, namun hal ini tidak dapat diberikan pada jaringan internet yang bersifat publik. Dengan munculnya permasalahan tersebut maka dibentuk sebuah jaringan yang dimana jaringan tersebut seolah-olah adalah jaringan privat tetapi berada di dalam jaringan publik, Teknologi tersebut dinamakan Virtual Private Network (VPN). Keamanan data dan ketertutupan transmisi data dari akses yang tidak berhak dalam transmisinya pada internet menjadi standar utama dalam VPN, sehingga dalam VPN selalu disertakan akan fitur utama yaitu enkripsi dan tunneling. Tunneling adalah metode untuk melakukan transfer data dari satu jaringan Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
ke jaringan lain dengan memanfaatkan jaringan internet secara terselubung. Disebut tunnel atau saluran karena aplikasi yang memanfaatkan tunnel hanya melihat dua end point atau ujung, sehingga paket yang lewat pada tunnel hanya akan melakukan satu kali lompatan atau hop. Data yang akan ditransfer dapat berupa frame (atau paket) dari protokol yang lain (Faizal, 2009). Pada penelitian ini, akan dianalisa perbandingan penggunaan protokol Tunneling IPSec dengan L2TP pada pemodelan jaringan VPN terhadap paramater QoS, sehingga dapat diketahui seperti apa pengaruh penggunaan protokol Tunneling tersebut terhadap QoS jaringan VPN.
1
2. METODE PELAKSANAAN Penelitian ini dilakukan melalui simulasi menggunakan perangkat lunak yang terdapat pada PC. Software yang digunakan yaitu Graphical Network Simulator (GNS3). GNS3 adalah software simulasi jaringan komputer berbasis GUI yang mirip dengan Cisco Packet Tracer. Namun pada GNS3 memungkinkan simulasi jaringan yang komplek, karena menggunakan operating system asli dari perangkat jaringan seperti cisco dan juniper. Sehingga kita berada kondisi lebih nyata dalam mengkonfigurasi router langsung. 2.1 ALAT YANG DIGUNAKAN Adapun alat yang digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah: 1. Hardware : Laptop Sony Vaio SVE 1412CVP dengan spesifikasi, Prosesor : Intel Core i5 ~2,5 GHz (4 CPUs) 64 bit Memory : DDR3 PC 12800 4 GB ROM : 500 GB Graphic Card : AMD Radeon HD 7550 1 GB Operating System : Windows 10 2. Software : GNS3 versi 1.3.11. Wireshark versi 1.12.4 IOS Image Router Operating System c2691
Cisco Gambar 1. Flowchart Penelitian
2.2 PROSEDUR PENELITIAN Tahapan-tahapan penelitian ini dapat dilihat pada flowchart dibawah ini,
Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
2
2.2.1 Studi Literatur Studi literatur dilaksanakan dengan menggunakan beberapa cara, diantaranya : 1. Melakukan studi diperpustakaan dengan membaca buku dan skripsi yang berkaian dengan judul penelitian ini. 2. Mencari informasi melalui jurnal– jurnal terkait untuk mendapatkan referensi penelitian yang telah dilakukan sebelumnya sehingga dapat diketahi seperti apa alur penelitian yang akan dilakukan sehingga dapat dilihat korelasinya dengan penelitian sebelumnya. 2.2.2 Desain Topologi Pemodelan Jaringan Setelah melakukan studi literatur dapat dilihat model topologi jaringan yang akan dirancang untuk melakukan penelitian ini, topologi yang digunakan yaitu topologi bus yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini
sebagai Customer Edge (CE) sementara 1 router sisanya bertindak sebagai router ISP. Router c2691 diemulasi di laptop dengan pengaturan RAM sebesar 256 MB pada tiap routernya, sehingga banyaknya router yang dapat disimulasikan tergantung oleh RAM pada PC yang akan digunakan untuk melakukan simulasi. Tiap router yang terhubung menggunakan kabel serial pada tiap router provider nya dan kabel fastethernet pada setiap router edge dan kabel serial pada koneksi antar router. Router cisco c2691 dipilih karena sudah mempunyai fitur tunneling dan enkripsi untuk membentuk Virtual Private Network. 2.2.3
Pengalokasian IP Address Pengalokasian sebuah IP Address untuk setiap interface pada jaringan harus direncanakan dengan baik agar dapat menghubungkan router dan efisien dalam penggunaan sumber daya berupa IP Address. Dibawah ini merupakan tabel pengalokasian ip address untuk tiap topologi jaringan yang akan dimodelkan.
Tabel 1.Pengalokasian IP Address tanpa menggunakan VPN dan menggunakan protokol VPN IPSec Source
R1 R2
Gambar 2. Pemodelan Jaringan VPN yang digunakan dalam penelitian Router yang digunakan adalah router cisco c2691 dengan 2 router berperan sebagai Provider Rdge (PE) dan 2 router yang lain Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
R3 R4 R5 Host 1 Host 2
Interface
IP Address
Subnet Mask
Default Gateway
Destination
s0/0 f0/0 s0/0 s0/1 s0/1 f0/0
12.12.12.1 192.168.1.2 12.12.12.2 23.23.23.1 23.23.23.2 192.168.3.2
255.0.0.0 255.255.255.0 255.0.0.0 255.0.0.0 255.0.0.0 255.255.255.0
-
R2 R4 R1 R3 R2 R5
f0/0
192.168.1.3
255.255.255.0
-
f0/1 f0/0 f0/1 NIC NIC
192.168.2.1 192.168.1.1 192.168.4.1 192.168.2.2 192.168.4.2
255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 192.168.2.1 255.255.255.0 192.168.4.1
R3 Host 1 R3 Host 2 R4 R5
Pengalokasian IP Address pada protokol tunneling L2TP sedikit berbeda pada interface router yang berada di provider edge yaitu pada R1 3
dan R3 tidak berikan IP Address pada interface fastethernet f0/0 karena untuk membentuk tunnel xconnect pada konfigurasi L2TP, IP Address harus ditiadakan agar terbentuk seakan-akan berada dijaringan lokal. Tabel distribusi IP Address nya dapat dilihat dibawah ini
tabel 1. Pada gambar 4 dibawah ini dapat dilihat bahwa router R1 telah dikonfigurasi routing protocol OSPF dengan perintah “show ip route”
Tabel 2.Pengalokasian IP Address menggunakan protokol VPN L2TP Source
R1 R2 R3 R4 R5 Host 1 Host 2
Interface
IP Address
Subnet Mask
Default Gateway
Destination
s0/0 f0/0 s0/0 s0/1 s0/1 f0/0
12.12.12.1 12.12.12.2 23.23.23.1 23.23.23.2 -
255.0.0.0 255.0.0.0 255.0.0.0 255.0.0.0 -
-
R2 R4 R1 R3 R2 R5
f0/0
192.168.1.3
255.255.255.0
-
R3
f0/1 f0/0 f0/1 NIC NIC
192.168.2.1 192.168.1.1 192.168.4.1 192.168.2.2 192.168.4.2
255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0 255.255.255.0
192.168.2.1 192.168.4.1
Host 1 R3 Host 2 R4 R5
Setelah router dikonfigurasi dengan IP Address sesuai dengan tabel 1 dan 2 pada masing-masing router maka setelah itu mengkonfigurasi routing protocol yaitu dengan menggunakan routing protocol OSPF. Pada gambar 3 dapat dilihat pada router R1 untuk memastikan IP Address pada R1 sudah sesuai dengan Tabel diatas dengan menggunakan perintah “show ip interface brief”.
Gambar 4. Tampilan Perintah ”show ip route” Pada Router R1 Pada gambar 4 terlihat tiap-tiap router telah terhubung dengan R1. Kode “C” menunjukkan bahwa perangkat dengan IP address tertentu telah terhubung secara langsung ke perangkat router R1, sedangkan kode “O” menandakan bagwa perangkat dengan IP address tertentu telah terhubung dengan router R1 melalui routing protocol OSPF. 2.2.4
Konfigurasi IPSecurity VPN Setelah rancangan jaringan, pengalokasian IP address, dan konfigurasi routing protocol telah dilaksanakan sesuai dengan tabel 1 dan koneksi antara Host 1 dan Host 2 telah dapat dilakukan yang dapat dibuktikan dengan melakukan ping dari Host 1 ke Host 2 dan sebaliknya, protokol IPSec dapat dikonfigurasi melalui R4 dan R5. Pada gambar 5 dibawah ini dapat dilihat algoritma enkripsi yang digunakan yaitu DES 56 bit.
Gambar 3. Hasil konfigurasi IP Address R1 Terlihat pada gambar diatas bahwa IP Address sudah sesuai dengan interface yang terdapat pada Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
4
3.1
Delay Hasil pengujian delay didapat dari melakukan capture jaringan menggunakan wireshark. Kemudian hasil capture diolah ke dalam excel sehingga pengukuran delay dapat dilihat pada tabel 3 dibawah ini. Tabel 3. Hasil Perbandingan Perhitungan Delay (millisecond)
2.2.5 Konfigurasi L2TP VPN Pada L2TP konfigurasinya sedikit berbeda dengan IPSec, yaitu untuk membuat koneksi antara Host 1 dan Host 2 pada gambar 1, router R4 dan router R5 ip address harus berada dalam 1 subnet yang dapat dilihat pada tabel 2, dengan menggunakan perintah xconnect pada router R1 dan router R3. Sehingga terbentuk tunnel dengan menggunakan otentikasi berupa password, sehingga hanya R4 dan R5 saja yang terhubung secara lokal dengan tiap paket dienkapsulasi dengan l2tpv3.
3. PENGUJIAN Pengujian ini membandingkan performansi tiap protokol VPN yang diuji yaitu protokol IPSec dan L2TP dengan cara mengukur kinerja QoS tanpa menggunakan protokol tersebut sebagai acuan untuk membandingkan pengaruhnya dengan menggunakan protokol tersebut. Langkah yang dilakukan yaitu dengan melakukan pengiriman paket ICMP (ping) dan melakukan capture menggunakan software wireshark dari Host1 ke Host2 dengan variasi ukuran paketnya adalah 100 bytes, 200 bytes, 500 bytes, 1000 bytes selama 15 menit. Parameter QoS yang diukur yaitu delay, jitter, throughput, packet loss. Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
ICMP PACKETS 100 bytes 200 bytes 500 bytes 1000 bytes Rata-rata
Non IP L2TP Tunneling Security 39 ms 45 ms 47 ms 38 ms 49 ms 48 ms 40 ms 46 ms 46 ms 36 ms 51 ms 47 ms 38.25 ms 47.75 ms 47 ms
DELAY Non Tunneling Delay (milisecond)
Gambar 5. Algoritma Enkripsi yang digunakan pada IPSec
60 40
39
45 47
IP Security
49 48
L2TP 51 47
46 46
38
40
200 bytes
500 bytes
36
20 0 100 bytes
1000 bytes
UKURAN PAKET ICMP
Gambar 6. Grafik Perbandingan Pengukuran delay pada penggunaan IPSec, L2TP, dan Non tunneling, Pada gambar 6 dapat dilihat Delay yang didapat ketika tidak menggunakan protokol tunneling VPN lebih baik dibanding dengan menggunakan protokol IPSec dan L2TP. Namun selisih perbandingan delay dengan tidak menggunakan protokol tunneling hanya sekitar 6 ms hingga 15 ms terhadap IPSec, dan 8 ms hingga 11 ms terhadap L2TP. Tentunya perbedaan tersebut sangat kecil sehingga dapat diabaikan karena delay yang didapat masih dalam kategori sangat bagus. 5
jitter yang didapat pada pengujian rata-rata masih kategori bagus.
3.2
Jitter Hasil pengukuran jitter didapat dari pengukuran wireshark yang kemudian diolah hingga dapat dilihat pada tabel 4 dibawah ini.
3.3
Throughput Pengukuran throughput didapat langsung dari software Wireshark yang dapat dilihat pada tabel 4 dibawah ini
Tabel 3. Hasil Perbandingan Perhitungan jitter (millisecond) IP Security 28 ms 47 ms 41 ms 60 ms 44 ms
Tabel 3. Hasil Perbandingan Perhitungan throughput (Mbps)
L2TP 41 ms 26 ms 28 ms 55 ms 37.5 ms
ICMP PACKET 100 bytes 200 bytes 500 bytes 1000 bytes
JITTER
33 28
100 bytes
20
41
26
200 bytes
17
L2TP 0.002 0.004 0.008 0.016
28
500 bytes
22
1000 bytes
UKURAN PAKET ICMP
Gambar 7. Grafik Perbandingan Pengukuran jitter pada penggunaan IPSec, L2TP, dan Non tunneling, Pada gambar 7 terlihat Pengujian Jitter yang didapat ketika tidak menggunakan protokol tunneling VPN lebih baik dibanding dengan menggunakan protokol IPSec dan L2TP pada pengujian dengan ukuran paket ICMP 200, 500, dan 1000 bytes. Namun pada pengujian 100 bytes IPSec memiliki jitter yang lebih baik. Selisih perbandingan jitter dengan tidak menggunakan protocol tunneling sekitar 24 ms hingga 38 ms terhadap IPSec, dan 6 ms hingga 33 ms terhadap L2TP.Tentunya perbedaan tersebut kecil sehingga dapat diabaikan karena Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
Non Tunneling
IP Security
L2TP 0.016 0.016 0.016
60 55
47
41
L2TP
0.002 0.002 0.002
80 60 40 20 0
IP Security 0.002 0.004 0.008 0.016
THROUGHPUT
IP Security
MEGABIT PERSECOND
Delay (milisecond)
Non Tunneling
Non Tunneling 0.002 0.004 0.008 0.016
100 BYTES
200 BYTES
0.008 0.008 0.008
Non Tunneling 33 ms 20 ms 17 ms 22 ms 23 ms
0.004 0.004 0.004
ICMP PACKET 100 bytes 200 bytes 500 bytes 1000 bytes Rata-rata
semua dalam
500 BYTES 1000 BYTES
UKURAN PAKET ICMP
Gambar 8. Grafik Perbandingan Pengukuran throughput pada penggunaan IPSec, L2TP, dan Non tunneling, Pada throughput yang didapat pada semua pengujian yaitu sama pada tiap protokol-protokol tunneling dan juga sama pada waktu tidak menggunakan protokol tunneling. Dikarenakan panjang paket dan ukuran paket yang digunakan yaitu sama besar sehingga throughput yang didapat juga sama besar.
6
3.4
Packet Loss Packet loss yang didapat dari data pengukuran wireshark dan pengamatan langsung saat pengujian dilakukan dapat dilihat pada tabel 4 dibawah ini Tabel 3. Hasil Perbandingan Perhitungan Packet Loss (%) ICMP PACKET 100 bytes 200 bytes 500 bytes 1000 bytes
Non Tunneling 0% 0% 0% 0%
IP Security 0.98 % 0.98 % 0.98 % 0.98 %
L2TP 0.98 % 0.98 % 0.98 % 0.98 %
Packet Loss (%)
Packet Loss 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
0.980.98
0.980.98
DAFTAR PUSTAKA
0.980.98
0
0
0
100 bytes
200 bytes
500 bytes
0.980.98
0 1000 bytes
UKURAN PAKET ICMP
Non Tunneling
IP Security
IPSec maupun L2TP menyebabkan terjadinya penurunan QoS. Penurunan QoS yang terjadi sangat kecil untuk konfigurasi jaringan yang sama, sehingga pada dasarnya penggunaan protokol tunneling VPN IPSec maupun L2TP tidak membebani performa dari jaringan yang menggunakan protokol tunneling VPN IPSecurity maupun L2TP 4.2 Saran Dalam melakukan simulasi perancangan jaringan menggunakan software GNS3, salah satu aspek yang utama yaitu hardware PC yang digunakan untuk melakukan simulasi harus memiliki spesifikasi yang tinggi.
L2TP
Gambar 8. Grafik Perbandingan Pengukuran packet loss pada penggunaan IPSec, L2TP, dan Non tunneling, Pada gambar 8 dapat dilihat pengukuran packet loss pada grafik yaitu saat tanpa menggunakan protokol tunneling, packet loss bernilai 0%. Sedangkan pada pengujian menggunakan kedua protokol tunneling, nilai packet loss yang didapat yaitu 0.98%. Nilai packet loss yang masih dibawah 3% menunjukkan bahwa penggunaan kedua protokol tunneling VPN ini masih dalam kategori Bagus. 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan Dari hasil analisa dan pengujian yang dilakukan, dapat disimpulkan yaitu Penggunaan protokol tunneling VPN Jom FTEKNIK Volume 4 No.1 Februari 2017
Firmansyah, Firman. 2009. Analisa Pengaruh Enkripsi Terhadap QoS Pada GRE/IPSEC VPN Untuk Implementasi IP-BASED Video Thelephony. Universitas Indonesia, Jakarta. Lisa Kristiana, Lita Lidyawati, Abdissalam Rido. (2012). “Evaluasi Performansi MPLS VPN Dengan Simulator GNS3”. Jurusan Teknik Informatika, Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Nasional, Bandung. Roseno, Muhammad. 2010. Analisis Perbandingan Protokol Virtual Private Network (VPN) – PPTP, L2TP, IPSEC – Sebagai Dasar Perancangan VPN Pada Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang. Sofana, Iwan(2010). Cisco CCNA dan Jaringan Komputer. Bandung :Informatika. Wendy, aris dan Ahmad SS Ramadhana. Membangun VPN Linux Secara Cepat. Penerbit Andi. Yogyakarta. 2005
7
