Perpustakaan Digital ITB

Ketergantungan masyarakat terhadap layanan digital yang terus meningkat menuntut infrastruktur jaringan untuk bekerja dengan cepat, efisien, dan andal. Mayoritas server di dunia menggunakan sistem operasi Linux , yang meskipun andal, memiliki keterbatasan kinerja pada lalu lintas jaringan yang sangat besar karena overhead dari kernel networking stack. Untuk mengatasi hal ini, pendekatan kernel bypass seperti Data Plane Development Kit (DPDK) dan Vector Packet Processing (VPP) dikembangkan untuk memungkinkan pemrosesan paket di user space, sehingga meningkatkan throughput dan mengurangi latensi. Namun, implementasi dan pengujian teknologi ini seringkali kompleks dan memerlukan konfigurasi manual yang signifikan. Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang, mengimplementasikan, dan mengotomatisasi sebuah platform eksperimen jaringan berkinerja tinggi yang memanfaatkan teknologi DPDK dan VPP. Platform ini dirancang untuk dapat berintegrasi dengan testbed jaringan lOOGbps Institut Teknologi Bandung (ITB) dan memfasilitasi eksperimen secara otomatis untuk membandingkan kinerja kernel bypass dengan Linux networking stack konvensional. Metodologi yang digunakan meliputi analisis persyaratan desain untuk tiga subsistem utama: infrastruktur, otomasi, dan antarmuka. Subsistem infrastruktur diimplementasikan pada general-purpose server yang terhubung ke jaringan testbed, dengan Node 4 dan 5 berfungsi sebagai generator lalu lintas menggunakan DPDK-pktgen, dan Node 6 sebagai Device-Under-Test (DUT) yang menjalankan VPP dengan DPDK atau Linux kernel stack. Subsistem otomasi dikembangkan menggunakan Ansible untuk mengelola seluruh siklus hidup eksperimen, mulai dari pengecekan lingkungan, persiapan konfigurasi, eksekusi pengujian, hingga pembersihan pasca-eksperimen, sehingga meminimalkan intervensi manual. Sebagai antarmuka, digunakan Command Line Interface (CLI) untuk interaksi pengguna. Pengujian dilakukan dalam beberapa skenario, yaitu receive-only, basic forwarding, dan multiple destination forwarding dengan variasi jumlah sesi dan porta. Parameter kinerja utama yang diukur adalah throughput dalam packets per second (Mpps) dan penggunaan CPU (%). Hasil pengujian menunjukkan bahwa platform berbasis DPDK dan VPP memiliki performa yang jauh lebih unggul dibandingkan Linux networking stack pada sebagian besar skenario. Dalam pengujian receive-only, DPDK mampu menerima hingga 33.887 Mpps, atau sekitar 10 kali lebih tinggi dari Linux kemel yang hanya mencapai 3.227 Mpps dengan penggunaan CPU yang sama. Pada skenario basic forwarding, VPP dengan satu core mencapai throughput 28.7 Mpps, dan meningkat hingga 45.1 Mpps dengan tiga core , sementara Linux kemel hanya mampu memproses sekitar 6.2 Mpps dengan penggunaan CPU yang jauh lebih tinggi. Meskipun pada skenario multiple destination forwarding dengan satu core kinerja VPP lebih rendah, penambahan core menunjukkan skalabilitas linear yang mendekati performa Linux. Subsistem otomasi juga terbukti berhasil menjalankan seluruh alur kerja eksperimen secara otomatis dan andal. Implementasi platform ini memberikan kontribusi berupa sebuah sistem eksperimen jaringan berkinerja tinggi yang efisien, otomatis, dan sejalan dengan tren adopsi teknologi jaringan berbasis software dan open-source.