Load Balancing

Banyak pertanyaan dari teman-teman, terutama para operator warnet, admin jaringan sekolah/kampus dan korporasi tentang load balancing dua atau lebih koneksi internet. Cara praktikal sebenarnya banyak dijumpai jika kita cari di internet, namun banyak yang merasa kesulitan pada saat diintegrasikan. Penyebab utamanya adalah karena kurang mengerti konsep jaringan, baik di layer 2 atau di layer 3 protokol TCP/IP. Dan umumnya dual koneksi, atau multihome lebih banyak diimplementasikan dalam protokol BGP. Protokol routing kelas ISP ke atas, bukan protokol yang dioprek-oprek di warnet atau jaringan kecil.

Berikut beberapa konsep dasar yang sering memusingkan:

1. Unicast
Protokol dalam trafik internet yang terbanyak adalah TCP, sebuah komunikasi antar host di internet (praktiknya adalah client-server, misal browser anda adalah client maka google adalah server). Trafik ini bersifat dua arah, client melakukan inisiasi koneksi dan server akan membalas inisiasi koneksi tersebut, dan terjadilah TCP session (SYN dan ACK).

2. Destination-address
Dalam jaringan IP kita mengenal router, sebuah persimpangan antara network address dengan network address yang lainnya. Makin menjauh dari pengguna persimpangan itu sangat banyak, router-lah yang mengatur semua trafik tersebut. Jika dianalogikan dengan persimpangan di jalan, maka rambu penunjuk jalan adalah routing table. Penunjuk jalan atau routing table mengabaikan “anda datang dari mana”, cukup dengan “anda mau ke mana” dan anda akan diarahkan ke jalan tepat. Karena konsep inilah saat kita memasang table routing cukup dengan dua parameter, yaitu network address dan gateway saja.

3. Source-address
Source-address adalah alamat IP kita saat melakukan koneksi, saat paket menuju ke internet paket akan melewati router-router ISP, upstream provider, backbone internet dst hingga sampai ke tujuan (SYN). Selanjutnya server akan membalas koneksi (ACK) sebaliknya hingga kembali ke komputer kita. Saat server membalas koneksi namun ada gangguan saat menuju network kita (atau ISPnya) maka komputer kita sama sekali tidak akan mendeteksi adanya koneksi. Seolah-olah putus total, walaupun kemungkinan besar putusnya koneksi hanya satu arah.

4. Default gateway
Saat sebuah router mempunyai beberapa interface (seperti persimpangan, ada simpang tiga, simpang empat dan simpang lima) maka tabel routing otomatis akan bertambah, namun default router atau default gateway hanya bisa satu. Fungsinya adalah mengarahkan paket ke network address yang tidak ada dalam tabel routing (network address 0.0.0.0/0).

5. Dua koneksi
Permasalahan umumnya muncul di sini, saat sebuah router mempunyai dua koneksi ke internet (sama atau berbeda ISP-nya). Default gateway di router tetap hanya bisa satu, ditambah pun yang bekerja tetap hanya satu. Jadi misal router NAT anda terhubung ke ISP A melalui interface A dan gateway A dan ke ISP B melalui interface B dan gateway B, dan default gateway ke ISP A, maka trafik downlink hanya akan datang dari ISP A saja. Begitu juga sebaliknya jika dipasang default gateway ke ISP B.

Bagaimana menyelesaikan permasalahan tersebut?
Konsep utamanya adalah source-address routing. Source-address routing ibaratnya anda dicegat di persimpangan oleh polisi dan polisi menanyakan “anda dari mana?” dan anda akan ditunjukkan ke jalur yang tepat.

Pada router NAT (atau router pada umumnya), source-address secara default tidak dibaca, tidak dipertimbangkan. Jadi pada kasus di atas karena default gateway ke ISP A maka NAT akan meneruskan paket sebagai paket yang pergi dari IP address interface A (yang otomatis akan mendapat downlink dari ISP A ke interface A dan diteruskan ke jaringan dalam).

Dalam jaringan yang lebih besar (bukan NAT), source-address yang melewati network lain disebut sebagai transit (di-handle dengan protokol BGP oleh ISP). Contoh praktis misalnya anda membeli bandwidth yang turun dari satelit melalui DVB, namun koneksi uplink menggunakan jalur terestrial (dial-up, leased-line atau fixed-wireless). Dalam kasus ini paket inisiasi koneksi harus menjadi source-address network downlink DVB, agar bandwidth downlink dari internet mengarah DVB receiver, bukan ke jalur terestrial.

Di lingkungan Linux, pengaturan source-address bisa dilakukan oleh iproute2. Iproute2 akan bekerja sebelum diteruskan ke table routing. Misal kita mengatur dua segmen LAN internal agar satu segmen menjadi source-address A dan satu segmen lainnya menjadi source-address B, agar kedua koneksi ke ISP terutilisasi bersamaan.

Penerapan utilisasi dua koneksi tersebut bisa mengambil tiga konsep, yaitu round-robin, loadbalance atau failover.

6. Round-robin
Misalkan anda mempunyai tiga koneksi internet di satu router NAT, koneksi pertama di sebut Batman, koneksi kedua disebut Baskin dan koneksi ketiga disebut Williams, maka konsep round-robin adalah sang Robin akan selalu berpindah-pindah secara berurutan mengambil source-address (bukan random). Misal ada satu TCP session dari komputer di jaringan internal, maka koneksi TCP tersebut tetap di source-address pertama hingga sesi TCP selesai (menjadi Batman & Robin). Saat TCP session Batman & Robin tersebut belum selesai, ada ada request koneksi baru dari jaringan, maka sang Robin akan mengambil source-address koneksi berikutnya, menjadi Baskin & Robin. Dan seterusnya sang Robin akan me-round-round setiap koneksi tanpa memperhatikan penuh atau tidaknya salah satu koneksi.

Pasti anda sedang pusing membaca kalimat di atas, atau sedang tertawa terbahak-bahak.

7. Loadbalance
Konsep loadbalance mirip dengan konsep round-robin di atas, hanya saja sang Robin dipaksa melihat utilisasi ketiga koneksi tersebut di atas. Misalkan koneksi Batman & Robin serta Baskin & Robin sudah penuh, maka koneksi yang dipilih yang lebih kosong, dan koneksi yang diambil menjadi Robin Williams. Request koneksi berikutnya kembali sang Robin harus melihat dulu utilisasi koneksi yang ada, apakah ia harus menjadi Batman & Robin, Baskin & Robin atau Robin Williams, agar semua utilisasi koneksi seimbang, balance.

8. Failover
Konsep fail-over bisa disebut sebagai backup otomatis. Misalkan kapasitas link terbesar adalah link Batman, dan link Baskin lebih kecil. Kedua koneksi tersebut terpasang online, namun koneksi tetap di satu link Batman & Robin, sehingga pada saat link Batman jatuh koneksi akan berpindah otomatis ke link Baskin, menjadi Baskin & Robin hingga link Batman up kembali.

Tools NAT yang mempunyai ketiga fitur di atas adalah Packet Firewall (PF) di lingkungan BSD, disebut dengan nat pool. Saya belum menemukan implementasi yang bagus (dan cukup mudah) di Linux dengan iproute2.
Sumber : yulian.firdaus.or.id

saya sudah coba diterapkan pada warnet teman saya menggunakan 2 speedy dan dapat dengan hasil speed 2x lipat.. lumayan.. apa lagi 5 speedy.. wow maknyuss neh speednya.. So langsung aja pada prakteknya..!!!

Disini kita tentukan dahulu Ip address masing-masing interface,

asumsi ip address di mikrotik kita adalah

lb1

Local : 192.168.0.1/24
Line1 : 192.168.11.1/24

Line2 : 192.168.22.2/24

/ ip address
add address=192.168.0.1/24 network=192.168.0.0 broadcast=192.168.0.255 interface=Local comment=”” \
disabled=no
add address=192.168.11.1/24 network=10.111.0.0 broadcast=192.168.11.155 interface=Line1 \
comment=”” disabled=no
add address=192.168.22.2/24 network=10.112.0.0 broadcast=192.168.22.255 interface=Line2 \
comment=”” disabled=no

router punya 2 upstream (WAN) interfaces dengan:

ip address 192.168.11.1/24 dan 192.168.22.2/24.

interface LAN dengan nama interface “Local”

ip address 192.168.0.1/24

Buat mangle untuk mentandai koneksi

/ ip firewall mangle

add chain=prerouting in-interface=Local connection-state=new nth=1,1,0 \
action=mark-connection new-connection-mark=odd passthrough=yes comment=”” \
disabled=no

add chain=prerouting in-interface=Local connection-mark=odd action=mark-routing \
new-routing-mark=odd passthrough=no comment=”” disabled=no

add chain=prerouting in-interface=Local connection-state=new nth=1,1,1 \
action=mark-connection new-connection-mark=even passthrough=yes comment=”” \
disabled=no
add chain=prerouting in-interface=Local connection-mark=even action=mark-routing \
new-routing-mark=even passthrough=no comment=”” disabled=no

Buat Rule NAT

/ ip firewall nat
add chain=srcnat connection-mark=odd action=src-nat to-addresses=192.168.11.1 \
to-ports=0-65535 comment=”” disabled=no
add chain=srcnat connection-mark=even action=src-nat to-addresses=192.168.22.2 \
to-ports=0-65535 comment=”” disabled=no

Buat Routing nya

/ ip route
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.111.0.1 scope=255 target-scope=10 routing-mark=odd \
comment=”” disabled=no
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.112.0.1 scope=255 target-scope=10 routing-mark=even \
comment=”” disabled=no
add dst-address=0.0.0.0/0 gateway=10.112.0.1 scope=255 target-scope=10 comment=”” \
disabled=no comment=”gateway for the router itself”

oke aku kasih penjelasan sedikit teorinya yg saya dapet di forum mikrotik

Pemahaman Saya Mengenai Nth:

Pada dasarnya koneksi yang masuk ke proses di router akan menjadi satu arus yang sama, walaupun mereka datang dari interface yang berbeda. (well, this one is debatable)

Saat kita ingin menerapkan metode Nth, tentunya kita juga memberikan batasan ke router untuk hanya mem-proses koneksi dari sumber tertentu saja (ex. dari IP lokal).

Nah, begitu router telah membuat semacam ‘antrian’ baru untuk batasan yang kita berikan diatas, baru proses Nth dimulai.

Every

Angka Every adalah jumlah kelompok yang ingin dihasilkan. Jadi bila kita ingin membagi alur koneksi yang ada menjadi 4 kelompok yang nantinya akan di load balance ke 4 koneksi yang ada, maka angka Every = 4.

Namun, setelah saya bandingkan manual yang ada di Mikrotik dengan penjelasan tentang penerapan Nth di Linux, ada perbedaan disini.

Pada Mikrotik, angka Every harus dikurangkan 1, hingga bila mengikuti contoh diatas, maka kita harus mengisikan Every = 3. Hal ini mungkin dikarenakan proses Nth di Mikrotik akan menerapkan Every+1 (lihat manual) pada pengenalan koneksinya.

Jadi, kesimpulan sementara saya, bila kita ingin membagi 4 kelompok, maka :

- Pada Linux, Every = 4
- Pada Mikrotik, Every = 3

Counter

Angka Counter dapat diisikan angka 0-15. Maksudnya adalah menentukan counter mana yang akan kita pakai. Pada Mikrotik terdapat 16 Counter yang dapat dipakai, hal ini juga sama dengan penerapan yang ada di Linux.

Jadi, saya rasa, angka ini dapat diisikan sesuai dengan pilihan kita. Namun, saya rasa harus diteliti lagi apakah diantara 16 counter yang ada tersebut dapat menghasilkan hasil yang berbeda atau tidak.

Edit : Setelah Diskusi dengan bro D3V4, ternyata penerapan counter cukup berpengaruh. Jadi kesimpulan sementara, counter sebaiknya diset ke every+1 untuk Mikrotik

Packet

Nah, kita sampe ke parameter terakhir. Parameter terakhir ini yang cukup menentukan.

Bila kita ingin membuat 4 kelompok, tentunya kita harus membuat 4 mangle rules. Nah, pada rules tersebut, angka untuk Every dan Counter haruslah sama. Namun untuk angka packet harus berubah.

Untuk 4 kelompok, berarti angka packet untuk 4 rules tersebut adalah 0,1,2 dan 3. Angka ini ditentukan dari 0 … (n-1).

Penerapan angka Packet untuk Linux dan Mikrotik sama.

Contoh

Mari kita ambil contoh untuk penerapan Nth untuk 4 koneksi. Maka Angka Nth untuk masing2 rule di Mikrotik adalah (counter yg dipakai adalah 4) :

Rule 1 = 3,4,0
Rule 2 = 3,4,1
Rule 3 = 3,4,2
Rule 4 = 3,4,3

Kesimpulan

Penerapan Nth untuk pengenalan koneksi di Mikrotik dan Linux sangat bermanfaat, terlebih untuk proses Load Balance.

Selain yang biasa kita pakai untuk load balance antar beberapa koneksi, juga diterapkan untuk Load Balance Web Server, biasa diterapkan untuk site yang besar seperti Yahoo, Google, dll.

sumber :http://tenaudi.wordpress.com