Queue

Pengertian queue sudah dijelaskan pada subbab sebelumnya, yaitu antrean. Jika dipahami secara mendalam, QoS sebenarnya dapat dikategorikan sebagai cara mengelola queue agar setiap lonjakan kebutuhan bandwidth atau burst dapat diatur dan dikelola sehingga koneksi jaringan internet tetap berjalan dengan baik. Hal ini sangat berpengaruh dan terlihat efeknya ketika kamu hanya memiliki bandwidth kecil, tetapi jumlah Pengguna dan jenis layanan yang berjalan lumayan banyak. Sebagai catatan, queue harus diatur dalam waktu singkat agar mampu menangani burst. Jika durasi waktu terlalu lama, dapat mengakibatkan ada paket data yang dibuang.

Pada perangkat switch dan router, sudah dilengkapi dengan interface seperti berikut.

1. Ingress atau inbound queue, berfungsi menyimpan paket data secara temporary sebelum dimasukkan ke dalam router atau switch yang kemudian diproses dan dilewatkan menuju interface yang akan melewatkan data tersebut ke jaringan.

2. Outgress atau outbound queue, berperan menyimpan sementara setiap paket sebelum dilewatkan pada interface menuju jaringan.

Pada perangkat switch atau router, dapat juga terjadi permasalahan congestion yang dipicu oleh besarnya rate ingress traffic melebihi kapasitas CPU atau melebihi kapasitas output interface. Jika kamu memperhatikan secara saksama, keadaan congestion dapat disebabkan beberapa faktor, yaitu sebagai berikut.

1. Trafik data di sisi input interface lebih besar dibandingkan\kemampuan CPU perangkat dalam meng-handle dan menyelesaikan proses.

2. Perbedaan support kecepatan pada input interface yang lebih baik dibandingkan output interface.

3. Keadaan beberapa jenis layanan yang diterima oleh satu atau lebih input interface, tetapi mengalami delay karena hanya dikeluarkan melalui sebuah output interface.

Queue terbagi menjadi dua tipe, yaitu berdasarkan konfigurasi dan metodenya. Berikut adalah penjelasan queue berdasarkan konfigurasi dan metodenya yang masing-masing juga tediri atas beberapa bagian sesuai dengan fungsinya.

1. Queue Berdasarkan Konfigurasinya pada Perangkat

Berdasarkan sisi konfigurasi pada perangkat, queue dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu sebagai berikut.

a. Software queue
Software queue merupakan metode konfigurasi queue yang dilakukan dari sisi aplikasi tanpa terbatas pada jenis hardware, misalnya instalasi MikroTikOS pada komputer. Metode yang digunakan dapat berupa FIFO, WRR, LLQ, HTB, dan CBWFQ.

b. Hardware queue
Hardware queue sangat dipengaruhi oleh spesifikasi interface yang digunakan. Jika hardware queue berukuran kecil, akan muncul masalah latency pada pengiriman paket. Namun, jika hardware queue terlalu besar, dapat menimbulkan kemungkinan paket data tidak dapat masuk ke software queue yang berdampak pada jitter. Jenis ini sering disebut dengan transmit queues atau disingkat TxQ.

2. Metode Queue
Metode queue dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan cara kerjanya, yaitu sebagai berikut.

a. FIFO atau First-In First-Out
FIFO adalah jenis queue paling sederhana dengan setiap paket yang memasuki pertama kali akan keluar lebih dulu. Berikut adalah beberapa ciri khas metode FIFO.

1) Lebih cepat menangani paket.
2) Lebih sederhana metodenya karena mengabaikan jenis layanan yang dilewatkan oleh queue (classification).
3) Buffer yang diatur dapat digunakan untuk beragam jenis paket data.
4) Terjadinya congestion cukup susah diprediksi.
5) Karena menggunakan sebuah buffer untuk menangani semua paket data, kemungkinan besar akan timbul delay.
6) Dikarenakan besar paket melebihi ukuran buffer, sering kali paket data akan dibuang atau di-drop.
7) Jika terdapat dua aliran paket data dari inbound interface yang ditujukan melewati sebuah outbound interface, router akan menggabungkannya menggunakan multiplexer.

Gambar 3.3 FIFO.

b. Priority queueing
Tipe queue ini menerapkan mekanisme pengelompokan paket berdasarkan level prioritas pada setiap paket yang akan dilewatkan. Sebagai contoh, sistem akan menetapkan paket UDP yang dianggap sebagai paket dengan level tertinggi karena tidak akan mengirimkan ulang paketnya ketika terputus, berbeda dengan protokol TCP. Metode ini akan menyertakan modul output queue dalam pengaliran data berbasis multiple FIFO setelah paket dibagi atau mengalami proses classification. Kekurangan metode ini adalah jika router menemukan dua jenis paket berbeda, misalnya yang satu bersifat high level packet, sedangkan yang lainnya low level packet atau paket dengan prioritas rendah. Queue akan selalu mendahulukan paket berprioritas tinggi hingga transmisi data selesai. Kondisi tersebut dapat berlanjut hingga dibuangnya paket dengan prioritas rendah. Kekurangan metode priority queueing yang mengabaikan paket berprioritas rendah menjadikan tipe ini jarang dipakai.

c. CBQ atau Class Based Queueing
Metode CBQ merupakan perbaikan dari metode priority queueing. Metode ini mengklasifikasikan paket (tinggi dan rendah) serta mendahulukan setiap paket data berprioritas tinggi. Selain itu, Class Based Queueing juga akan memproses paket yang memiliki prioritas rendah dengan cara mengacaknya.

menggunakan algoritme round robin. CBQ pun bukan metode yang sempurna karena tidak terlalu memperhatikan jaminan sesi komunikasi yang terjadi antara sender dan receiver sehingga berpotensi mengganggu sesi komunikasi user lainnya.

d. Fair queueing
Kekurangan pada CBQ diperbaiki dengan dikembangkannya fair queueing. Selain melakukan pembagian paket data atau classification, fair queueing juga menerapkan pemisahan jenis trafik data dengan melihat aliran paket data berdasarkan informasi port number yang dijalankan dan IP address. Pada fase selanjutnya, pemrosesan queue diacak menggunakan round robin sama seperti CBQ.

e. RED atau Random Early Drop 4
Tujuan utama dari metode RED adalah mencegah timbulnya kondisi congestion dengan cara mengatur dan mengendalikan ukuran setiap queue yang dibentuk. Untuk mengendalikan queue, RED menggunakan dua parameter penting, yaitu sebagai berikut.

1) Minimum threshold
Jika ukuran paket tidak lebih kecil dari minimum threshold, paket tidak akan di-drop.

2) Maximum threshold
Jika ukuran paket melebihi kapasitas queue, paket akan di-drop.

Lalu apa yang terjadi jika ukuran paket berada di antara ambang atas dan bawah? RED akan menganggapnya sebagai kondisi congestion dan mulai menghapus paket tersebut secara acak (kondisi ini disebut dengan early).

f. SFQ (Stochastic Fairness Queueing)
Teknik SFQ menggunakan kombinasi mekanisme classification untuk dibagi menjadi beberapa subqueue, memanfaatkan algoritme hashing dan teknik FIFO dalam memproses subqueue tersebut. Selanjutnya, paket data yang telah dipilah akan ditentukan mana yang akan lebih dahulu dikeluarkan memakai algoritme round robin. Jumlah subqueue yang disediakan dalam SFQ adalah 1024 dan mempunyai kelemahan dalam penyediaan queue setiap packet flow yang ditanganinya.

g. HTB (Hierarchical Token Bucket)
Jenis HTB merupakan metode queue yang paling sering diterapkan dalam router, khususnya MikroTikOS dalam menangani masalah pengaturan manajemen bandwidth. Dari kepanjangannya, Hierarchical Token Bucket dapat diartikan bahwa queue menggunakan filosofi bucket (ember) dan token (koin) yang disusun secara hierarkis. Analogi kerjanya adalah sebagai berikut.

1) Setiap paket data yang terkirim akan ditampung dalam ember atau bucket (anggap saja sebagai queue).

2) Paket data yang ditampung tersebut memiliki token yang merepresentasikan byte data yang fungsinya sebagai pengatur waktu data akan dialirkan keluar dari bucket dengan durasi waktu yang telah ditentukan berdasarkan mekanisme FIFO.

Gambar 3.4 HTB dengan token bucket.