Proxy

Transparent Proxy

Salah satu kompleksitas dari proxy pada level aplikasi adalah bahwa pada sisi pengguna harus dilakukan konfigurasi yang spesifik untuk suatu proxy tertentu agar bisa menggunakan layanan dari suatu proxy server. Bila diinginkan agar pengguna tidak harus melakukan konfigurasi khusus, kita bisa mengkonfigurasi proxy/cache server agar berjalan secara benar-benar transparan terhadap pengguna (transparent proxy). Biasanya cara ini memerlukan bantuan dan konfigurasi aplikasi firewall (yang bekerja pada layer network) untuk bisa membuat transparent proxy yang bekerja pada layer aplikasi. 
Transparent proxy dapat berguna untuk “memaksa pengguna” menggunakan proxy/cache server, karena pengguna benar-benar tidak mengetahui tentang keberadaan proxy ini, dan apapun konfigurasi pada sisi pengguna, selama proxy server ini berada pada jalur jaringan yang pasti dilalui oleh pengguna untuk menuju ke internet, maka pengguna pasti dengan sendirinya akan “menggunakan” proxy/cache ini. 

Cara membuat transparent proxy adalah dengan membelokkan arah (redirecting) dari paket-paket untuk suatu aplikasi tertentu, dengan menggunakan satu atau lebih aturan pada firewall/router. Hal ini bisa dilakukan karena setiap aplikasi berbasis TCP akan menggunakan salah satu port yang tersedia, dan firewall dapat diatur agar membelokkan paket yang menuju ke port layanan tertentu, ke arah port dari proxy yang bersesuaian. 
Sebagai contoh, pada saat klient membuka hubungan HTTP (port 80) dengan suatu web server, firewall pada router yang menerima segera mengenali bahwa ada paket data yang berasal dari klien dengan nomor port 80. Disini kita juga mempunyai satu HTTP proxy server yang berjalan pada port 3130. Maka pada firewall router kita buat satu aturan yang menyatakan bahwa setiap paket yang datang dari jaringan lokal menuju ke port 80 harus dibelokkan ke arah alamat HTTP proxy server port 3130. Akibatnya, semua permintaan web dari pengguna akan masuk dan diwakili oleh HTTP proxy server diatas. 

Jadi secara umum keuntungan dari metode transparent proxy itu sendiri adalah : 

1. Kemudahan administrasi jaringan, dengan artian browser yang digunakan klien tidak harus dikonfigurasi secara khusus yang menyatakan bahwa mereka menggunakan fasilitas proxy yang bersangkutan.
2. Sentralisasi kontrol, dengan artian, pergantian metode bypass proxy maupun penggunaan proxy oleh klien dapat dilakukan secara terpusat.

SQUID WEB PROXY/CACHE

Salah satu contoh aplikasi proxy/cache server adalah Squid. Squid dikenal sebagai aplikasi proxy dan cache server yang handal. Pada pihak klien bekerja apliaksi browser yang meminta request http pada port 80. Browser ini setelah dikonfigurasi akan meminta content, yang selanjutnya disebut object, kepada cache server, dengan nomor port yang telah disesuaikan dengan milik server, nomor yang dipakai bukan port 80 melainkan port 8080 3130 (kebanyakan cache server menggunakan port itu sebagai standarnya). 
Pada saat browser mengirimkan header permintaan, sinyal http request dikirimkan ke server. Header tersebut diterima squid dan dibaca. Dari hasil pembacaan, squid akan memparsing URL yang dibutuhkan, lali URL ini dicocokkan dengan database cache yang ada. 
Database ini berupa kumpulan metadata (semacam header) dari object yang sudah ada didalam hardisk. Jika ada, object akan dikirimkan ke klien dan tercatat dalam logging bahwa klien telah mendapatkan object yang diminta. Dalam log kejadian tersebut akan dicatat sebagai TCP_HIT. Sebaliknya, jika object yang diminta ternyata tidak ada, squid akan mencarinya dari peer atau langsung ke server tujuan. Setelah mendapatkan objectnya, squid akan menyimpan object tersebut ke dalam hardisk. Selama dalam proses download object ini dinamakan “object in transit” yang sementara akan menghuni ruang memori. Dalam masa download tadi, object mulai dikirimkan ke klien dan setelah selesai, kejadian ini tercatat dalam log sebagai TCP_MISS. 
Hubungan antar cache atau nantinya disebut peer itu sendiri ada dua jenis, yaitu parent dan sibling. Sibling kedudukannya saling sejajar dengan sibling lainnya, sedangkan parent adalah berada diatas sibling, dua jenis peer ini yang selanjutnya akan bergandengan membentuk jaringan hirarki cache 
ICP sebagai protokol cache berperan dalam menanyakan ketersediaan object dalam cache. Dalam sebuah jaringan sebuah cache yang mempunyai sibling, akan mencoba mencari yang dibutuhkan ke peer sibling lainnya, bukan kepada parent, cache akan mengirimkan sinyal icp kepada sibling dan sibling membalasnya dengan informasi ketersediaan ada atau tidak. Bila ada, cache akan mencatatkan ICP_HIT dalam lognya. Setelah kepastian object bias diambil dari sibling, lalu cache akan mengirimkan sinyal http ke sibling untuk mengambil object yang dimaksud. Dan setelah mendapatkannya, cache akan mencatat log SIBLING_HIT. 
Jika ternyata sibling tidak menyediakan object yang dicari, cache akan memintanya kepada parent. Sebagai parent, ia wajib mencarikan object yang diminta tersebut walaupun ia sendiri tidak memilikinya (TCP_MISS). Setelah object didapatkan dari server origin, object akan dikirimkan ke cache child tadi, setelah mendapatkannya cache child akan mencatatnya sebagai PARENT_HIT. 

Konfigurasi, penggunaan dan metode Squid

Konfigurasi-konfigurasi mendasar squid antara lain : 

1. http_port nomor port. Ini akan menunjukkan nomor port yang akan dipakai untuk menjalankan squid. Nomor port ini akan dipakai untuk berhubungan dengan klien dan peer.
2. icp_port nomor port. Ini akan menunjukkan nomor port yang akan dipakai untuk menjalankan squid. Nomor port ini akan dipakai untuk berhubungan dengan klien dan peer.
3. cache_peer nama_peer tipe_peer nomor_port_http nomor_port_icp option. Sintask dari cache peer ini digunakan untuk berhubungan dengan peer lain, dan peer lain yang dikoneksikan ini tipenya bergantung dari tipe peer yang telah dideklarasikan ini, bias bertipe sibling maupun bertipe parent,dan port yang digunakan untuk hubungan ICP maupun HTTP juga dideklarasikan disini, sedangakan untuk parameter option disini ada bermacam-macam salah satunya adalah default yang berarti dia adalah satu-satunya parent yang harus dihubungi (jika bertipe parent) dan proxy-only yang berarti bahwa object yang dipata dari peer tersebut tidak perlu disimpan dalam hardisk local.
4. Dead_peer_timeout jumlah_detik seconds. Masing-masing peer yang telah didefinisikan sebelumnya mempunyai waktu timeout sebesar yang ditentukan dalam konfigurasi ini, Jika peer tidak menjawab kiriman sinyal ICP dalam batas waktu yang telah ditentukan, peer akan dianggap tidak akan dapat dijangkau, dan cache server tidak akan mengambil object dari server yang bersangkutan dalam interval waktu tertentu.
5. Hierarcy_stoplist pola1 pola2 Sintaks ini digunakan untuk menyatakan apa yang harus tidak diminta dari peer, melainkan harus langsung dari web server origin, jika pola1 dan pola 2 adalah parameter cgi-bin, ?, dan lain-lain maka jika ada request URL yang mengandung karakter tersebut maka akan diambilkan langsung ke server origin.
6. Cache_mem jumlah_memori (dalam bytes) Sintaks ini akan menentukan batas atas jumlah memori yang digunakan untuk menyimpan antara lain : intransit object yaitu object yang dalam masa transisi antara waktu cache mendownload sampai object disampaikan ke klien, dan hot object, yaitu object yang sering diakses.
7. Cache_swap_low/high jumlah (dalam persen) Squid akan menghapus object yang ada didalam hardisknya jika media tersebut mulai penuh. Ukuran penuh ini yang diset pada cache_swap_low dan cache_swap_high. Bila batas swap_low telah tercapai maka squid mulai menghapus dan jika batas swap_high tercapai maka squid akan semakin sering menghapus.
8. Cache_dir jenis_file_sistem direktori kapasitas_cache dir_1 jumlah dir_2 Sintaks ini akan menjelaskan direktori cache yang dipakai, pertama adalah jenis file sistemnya, lalu didirektori mana cache tersebut akan disimpan, selanjutnya ukuran cache tersebut dalam MegaBytes lalu jumlah direktori level 1 dan direktori level 2 yang akan digunakan squid untuk menyimpan objectnya.

ACL (Access Control List)

Selanjutnya konfigurasi-konfigurasi lanjutan squid, selain sebagai cache server, squid yang memang bertindak sebagai “parent” untuk meminta object dari kliennya dapat juga dikonfigurasi untuk pengaturan hak akses lebih lanjut, untuk pertama kali yang dibicarakan adalah ACL (access control list), ACL sendiri terdiri dari beberapa tipe antara lain : 

• Src - IP Address asal yang digunakan klien
• Dst - IP Address tujuan yang diminta klien
• Myip - IP Address local dimana klien terhubung
• srcdomain - Nama domain asal klien
• dstdomain - Nama domain tujuan klien
• srcdom_regex- Pencarian pola secara string dari nama domain asal klien
• dstdom_regex - Pencarian pola secara string dari nama domain tujuan klien
• Time - Waktu dinyatakan dalam hari dan jam
• Proto - Protokol transfer (http, ftp, gopher)
• Method - Metode permintaan http (get, post, connect)

Berikutnya adalah control list yang akan digunakan untuk mengatur control dari ACL, control list tersebut antara lain : 

• http_access - memperbolehkan acess http
• icp_access - memperbolehkan peer untuk mengirimkan icp untuk menquery object
• miss_access - memperbolehkan klien meminta object yang belum ada (miss) didalam cache
• no_cache - object yang diminta klien tidak perlu disimpan ke hardisk
• always_direct - permintaan yang ditangani langsung ke server origin
• never direct - permintaan yang ditangani secara tidak langsung ke server origin.

Sebagai contoh diberikan sintaks konfigurasi ACL seperti dibawah ini : 

#bagian ACL
ACL localnet src 192.168.100.0/24
ACL localkomp 127.0.0.1/255.255.255.255
ACL isp dst 202.59.206.65/30
ACL allsrc src 0.0.0.0/0.0.0.0
ACL alldst dst 0.0.0.0/0
ACL other src 10.10.11.11/32
ACL domainku srcdomain .jatara.net
#bagian control list
http_access deny other
http_access allow localnet
http_access allow lokalkomp
http_access allow domainku
http_access deny allsrc
always_direct allow isp
always_direct deny alldst

Pada konsep sintaks konfigurasi squid adalah bahwa sesuatu yang telah dieksekusi pada baris yang lebih atas maka dia tidak dieksekusi lagi dibaris yang paling bawah, walaupun dalam parameter ACL yang dibawah tersebut dia juga termasuk, untuk lebih jelasnya, jika ada IP Address 192.168.100.0/24 maka IP Address yang berkisar dari 192.168.100.1 – 192.168.100.254 (ACL localnet) telah diijinkan untuk mengakses http yang ditunjukkan oleh http_access allow localnet, dan dibawahnya ada ACL allsrc yang itu adalah mencakup semua daftar IP Address dan ACL itu tidak diperbolehkan mengakses http, yaitu http_access_deny allsrc, tapi karena pada ACL localnet dia telah dieksekusi untuk sebagai IP Address yang boleh mengakses, maka walaupun dibaris bwahnya di dieksekusi lagi, itu tidak akan berpengaruh,hal-hal seperti itu digunakan untuk seorang administrator cache server untuk melakukan pengontrolan agar tidak akan terlalu detail melakukan pengaturan jika baris atas dan bawah sama-sama saling mempengaruhi. 

Peering

Kembali membicarakan tentang konfigurasi peering. Maka di squid option atau parameter-parameter untuk pengaturan squid banyak sekali variasinya antara lain terdapat dalam contoh dibawah ini : 

Cache_peer ugm.ac.id sibling 8080 3130 proxy-only
Cache_peer itb.ac.id parent  3128 3130 no-digest round-robin
Cache_peer ui.ac.id  parent  3128 3139 weight=2 no-digest

Untuk pengaturan diatas, tipe peer baik sibling maupun parent, nomor port untuk hubungan icp maupun http telah dijelaskan pada bab sebelumnya, disini akan dibahas tentang option yang ada yaitu proxy-only, round-robin, dan no-digest. 
Pada bagian sibling cache peer itu didefinisikan sebagai proxy-only yang berarti seluruh object yang didapatkan dari sibling tidak akan disimpan ke dalam hardsik, begitu object selesai didownload maka object tersebut akan langsung diserahkan kepada klien dan object akan dihapus dari memori, option selanjutnya adalah weight, option weight adalah digunakan untuk pengaturan prioritas yang semakin tinggi nilainya maka dia adalah cache parent yang akan dihubungi terlebih dahulu, option round-robin berfungsi untuk memutar giliran parent mana yang akan diminta mencarikan object, pada kasus ini jika ada terdapat banyak parent yang tidak diberi option weight untuk prioritas maka option round-robin digunakan untuk menggilir cache yang akan dihubungi secara bergantian. 
Sedang option no-digest adalah merupakan salah satu alternative squid berbicara dengan peer. Cache digest menggunakan cara mengumpulkan header masing-masing object yang telah disimpan kedalam sebuah file. File ini yang nantinya akan diforward atau didownload oleh peer dengan menggunakan protokol http. Header ini dikumpulkan dalam versi terkompres dengan rasio tinggi. 
Dengan memperoleh cache-digest dari peer, squid memperoleh kejelasan status ada tidaknya object yang diminta, tanpa perlu bertanya dulu sebelumnya lewat protokol ICP, Jelas dari sini squid dapat mengoptimisasi banwitdh, terutama jika peer terletak dalam jarak logika hoop yang cukup jauh. Cache digest itu sendiri degenerate secara berkala dan besarnya tergantung dari jumlah setiap object, masing-masing object tersebut disimpan dalam header sebanyak 10 bits. 

Object Cache

Pengaturan object sebuah cache server merupakan salah satu hal yang perlu diperhatikan disini. Telah diketahui sebelumnya bahwa object disimpan pada dua level cache_dir yang besar levelnya didefinisikan pada konfigurasi utama squid. Object itu sendiri berisikan content URL yang diminta klien dan disimpan dalam bentuk file binary, masing-masing object mempunyai metadata yang sebagian dari isinya disimpan didalam memori untuk memudahkan melacak dimana letak object dan apa isi dari object tersebut. Banyak sifat-sifat yang perlu diamati untuk optimasi squid ini, antara lain : 
Umur object Umur obect merupakan sebuah ukuran waktu yang dihabiskan sebuah object untuk tinggal didalam hardisk cache. Umur object dibatasi oleh beberapa factor, yaitu : 
metode penghapusan object object dihapus bisa melalui beberap algoritma penghapusan : 

1. Logistic Regression : yaitu menghapus object dengan kemungkinan logistic regression terkecil. Kemungkinan logistic regression bisa diartikan sebagai besarnya kemungkinan object tersebut akan diakses diwaktu yang akan dating.
2. Least Recently Used : yaitu metode penghapusan object berdasarkan waktu kapan object tersebut terakhir diakses. Semakin lama (besar) waktunya, kemungkin dihapus juga akan semakin besar.
3. Least Frequently Used : Metode penghapusan object yang paling jarang diakses.
4. First In First Out : Penghapusan yang merunut metode berdasarkan waktu masuk ke dalam cache_dir, yaitu object yang paling awal masuk, berarti itu adalah object yang akan dihapus terlebih dahulu.
5. Random : Menghapus object secara random.

Kapasitas hardisk cache

Semakin besar kapasitas cache, berarti semakin lama umur object tersebut bisa disimpan, jika pemakaian hardisk sudah mendekati batas atas (cache_swap_high) penghapusan akan semakin sering dilakukan. 

Memori

Memori dipakai squid dalam banyak hal. Salah satu contoh pemakaiannya adalah untuk disimpannya object yang popular, lazimnya disebut hot object. Jumlah hot object yang disimpan dalam memori bisa diatur dengan option cache_mem pada squid.conf 
Sebenarnya yang paling memakan memori adalah metadata object, karena kebanyakan object sendiri sebenarnya disimpan dalam direktori cache_dir hardsik local. Semakin banyak kapasitas cache_dir, semakin banyak pula metadata dan semakin membebani pemakaian memori. Pada kebanyakan kasus untuk setiap 1.000.000 jumlah object, rata-rata dibutuhkan sebesar 72 MB memori untuk keseluruhan object dan 1,25 MB untuk metadata. Jumlah object ini bisa didapatkan dari besar cache_dir dibagi dengan jumlah rata-rata kapasitas object, biasanya setiap object bernilai 13 KB. 
Mengingat pentingnya ketersediaan memori, penting untuk melihat sebagus apa aplikasi pengalokasian memori yang ada pada sistem operasi yang sedang bekerja. Secara default pada sistem operasi sudah tersedia rutin program untuk alokasi memori atau malloc (memory allocation). Namun pada beban yang sangat besar dan tanpa diimbangi penambahan memori yang memadai, malloc akan mencapai batas atas performansi dan kemudian mencapai status ketidakstabilan, dan squid akan menuliskan banyak pesan error pada log, misalnya seperti : “xmalloc : Unable to allocate 4096 bytes!”. 
Jika ini terjadi, langkah yang dapat dilakukan adalah melakukan penambahan memori, dan langkah kedua jika ingin lebih stabil adalah menginstall library untuk rutin program malloc yang lebih baru. 

PROXY SERVER LAYER NETWORK

Salah satu contoh proxy yang bekerja pada layer jaringan adalah aplikasi firewall yang menjalankan Network Address Translation (NAT). NAT selalu digunakan pada router atau gateway yang menjalankan aplikasi firewall. NAT digunakan untuk mengubah alamat IP paket TCP/IP, biasanya dari alamat IP jaringan lokal ke alamat IP publik, yang dapat dikenali di internet.
Pada suatu jaringan lokal (local Area Network), setiap komputer didalamnya menggunakan alamat IP lokal, yaitu alamat IP yang sudah disediakan untuk keperluan jaringan lokal, dan tidak akan dikenali atau diterima oleh router-router di Internet. Ketika komputer-komputer pada jaringan lokal tersebut memerlukan untuk mengakses layanan di internet, paket-paket IP yang berasal dari jaringan lokal harus diganti alamat sumbernya dengan satu alamat IP publik yang bisa diterima di internet. Disinilah proses NAT dilakukan oleh aplikasi firewall di Gateway, sehingga suatu server di internet yang menerima permintaan dari jaringan lokal akan mengenali paket datang menggunakan alamat IP gateway, yang biasanya mempunyai satu atau lebih alamat IP publik. 
Pada proses NAT ini, aplikasi firewall di gateway menyimpan satu daftar atau tabel translasi alamat berikut catatan sesi koneksi TCP/IP dari komputer-komputer lokal yang menggunakannya, sehingga proses pembaliknya bisa dilakukan, yaitu ketika paket jawaban dari internet datang, gateway dapat mengetahui tujuan sebenarnya dari paket ini, melakukan proses pembaliknya (de-NAT) dan kemudian menyampaikan paket tersebut ke komputer lokal tujuan yang sebenarnya. 

PROXY SERVER PADA LEVEL SIRKUIT

Proxy server yang bekerja pada level sirkuit dibuat untuk menyederhanakan keadaan. Proxy ini tidak bekerja pada layer aplikasi, akan tetapi bekerja sebagai “sambungan” antara layer aplikasi dan layer transport, melakukan pemantauan terhadap sesi-sesi TCP antara pengguna dan penyedia layanan atau sebaliknya. Proxy ini juga masih bertindak sebagai perantara, namun juga membangun suatu sirkuit virtual diantara layer aplikasi dan layer transport. 
Dengan proxy level sirkuit, aplikasi klien pada pengguna tidak perlu dikonfigurasi untuk setiap jenis aplikasi. Sebagai contoh, dengan menggunakan Microsoft Proxy Server, sekali saja diperlukan untuk menginstall WinSock Proxy pada komputer pengguna, setelah itu aplikasi-apliakasi seperrti Windows Media Player, IRC atau telnet dapat langsung menggunakannya seperti bila terhubung langsung lke internet. 
Kelemahan dari proxy level sirkuit adalah tidak bisa memeriksa isi dari paket yang dikirimkan atau diterima oleh aplikasi-aplikasi yang menggunakannya. Kelemahan ini dicoba diatasi menggunakan teknologi yang disebut SOCKS. SOCKS adalah proxy level sirkuit yang dapat digunakan untuk semua aplikasi (generik proxy) yang berbasis TCP/IP, dikembangkan sekitar tahun 1990 oleh Internet Engineering Task Force (IETF) dan sudah mencapai versi 5 (RFC 1928). SOCKS menyediakan standar yang independen dari platform yang digunakan untuk mengakses proxy level sirkuit. Salah satu kemampuan penting SOCKS versi 5 adalah tambahan proses autentikasi dan password, serta memberikan layanan proxy terhadap layanan berbasis UDP, dengan pertama-tama melakukan koneksi TCP, den kemudian menggunakannya untuk relay bagi data UDP. 
SOCKS terdiri dari dua komponen, yaitu SOCKS server dan SOCKS klien. SOCKS server diimplementasikan pada leyer aplikasi, sedangkan SOCKS klien diimplementasikan diantara layer aplikasi dan layer transport. Kegunaan pokoknya adalah untuk bisa menyelenggarakan koneksi dari satu host pada satu sisi dari SOCKS server dengan host lain pada sisi yang lain dari SOCKS server, tanpa kedua host harus terhubung langsung dalam konteks TCP/IP. 
Diagram berikut menggambarkan posisi SOCKS: 

Ketika satu aplikasi klien ingin terhubung dengan server aplikasi, pertama-tama dia menghubungi SOCKS proxy server. Proxy inilah yang akan melakukan relay data dan menghubungkan klien dengan server. Bagi si klien, SOCKS proxy server adalah server, dan bagi server, SOCKS proxy server adalah klien. SOCKS proxy melakukan 3 tahap proses yaitu membuat permintaan koneksi, membuat sirkuit proxy-nya, dan melakukan relay data. SOCKS versi 5 menambah satu prosedur yaitu proses autentikasi pada setiap langkah diatas. 
Aplikasi yang menggunakan SOCKS versi 5 sejumlah mempunyai keunggulan yaitu : 

1. Proxy generik yang tidak tergantung pada aplikasinya (application-independent proxy). SOCKS membuat dan mengatur channel komunikasi yang digunakan untuk semua aplikasi jaringan. Adanya aplikasi baru tidak memerlukan pengembangan tambahan. Proxy layer aplikasi harus membuat software proxy baru untuk setiap aplikasi baru, dan proxy layer network dengan inspeksi penuh harus membuat cara inspeksi protokol baru.
2. Akses yang transparan pada jaringan dengan banyak server proxy.
3. kemudahan autentikasi dan metode enkripsi. Hanya menggunakan satu protokol saja untuk pembangunan channel komunikasi semua pengguna dan aplikasi, dan proses autentikasinya. Kebanyakan protokol tuneling memisahkan proses autentikasi dan proses pembangunan channel komunikasi.
4. kemudahan membangun aplikasi jaringan tanpa harus membuat proxy-nya.
5. manajemen kebijakan yang sederhana atas keamanan jaringan.

Diagram berikut menggambarkan aliran kendali model aliran kendali SOCKSv5: 

 

Sumber : id.wikipedia.org