Optimasi DNS Server Berbasis BIND9 pada Debian dengan Algoritma Least Frequently Used (LFU) Cache untuk Peningkatan Response Time

Ester Manalu; Virzinia A. Napitupulu; Lotar Mateus Sinaga

doi:10.31004/riggs.v5i2.11459

Authors

Ester Manalu Universitas Katolik Santo Thomas Medan
Virzinia A. Napitupulu Universitas Katolik Santo Thomas Medan
Lotar Mateus Sinaga Universitas Katolik Santo Thomas Medan

DOI:

https://doi.org/10.31004/riggs.v5i2.11459

Keywords:

DNS Server, BIND9, LFU Cache, Response Time, Optimasi Jaringan

Abstract

Domain Name System (DNS) merupakan komponen penting dalam infrastruktur jaringan karena berfungsi menerjemahkan nama domain menjadi alamat Internet Protocol (IP). Kinerja DNS server berpengaruh langsung terhadap kecepatan akses layanan, sehingga pengelolaan cache perlu dioptimalkan untuk mengurangi keterlambatan proses resolusi. Penelitian ini bertujuan mengimplementasikan dan mengevaluasi algoritma Least Frequently Used (LFU) Cache pada DNS server berbasis BIND9 yang berjalan pada sistem operasi Debian 12. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif eksperimental dengan metode performance benchmarking melalui perbandingan kondisi BIND9 standar dan kondisi setelah penerapan LFU Cache. Pengujian dilakukan pada tiga skenario beban, yaitu 20, 50, dan 100 klien simultan, dengan lima kali pengulangan pada setiap skenario. Response time diukur dalam milidetik menggunakan dnsperf, sedangkan mekanisme LFU mempertahankan record domain yang paling sering diakses dan mengeluarkan record dengan frekuensi penggunaan terendah ketika kapasitas cache terbatas. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penerapan LFU Cache menurunkan rata-rata response time dari 51,8 ms menjadi 39,0 ms pada 20 klien, dari 42,4 ms menjadi 29,0 ms pada 50 klien, serta dari 127,0 ms menjadi 60,0 ms pada 100 klien. Penurunan tersebut setara dengan peningkatan efisiensi masing-masing sebesar 24,7%, 31,6%, dan 52,8%. Dengan demikian, LFU Cache efektif meningkatkan performa BIND9, terutama pada kondisi beban tinggi, tanpa memerlukan peningkatan perangkat keras server.

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] C. Mou, “DNS is the Internet Pivotal Basics and Fundamental,” Int. J. Adv. Network, Monit. Control., vol. 7, no. 2, pp. 11–23, 2022, doi: 10.2478/ijanmc-2022-0012.

[2] J. Jung, E. Sit, H. Balakrishnan, and R. Morris, “DNS Performance and the Effectiveness of Caching,” 1997.

[3] K. F and K. Y, “DNS Tra ffi c Analysis — CDN and the World IPv6 Launch,” vol. 21, no. 3, pp. 517–526, 2013, doi: 10.2197/ipsjjip.21.517.

[4] K. Scarfone, P. Mell, and P. Mell, “Guide to Intrusion Detection and Prevention Systems ( IDPS ) Recommendations of the National Institute of Standards and Technology”.

[5] Y. KANNO, “An introduction to information security evaluation,” J. Inf. Process. Manag., vol. 48, no. 6, pp. 320–332, 2005, doi: 10.1241/johokanri.48.320.

[6] K. Fujiwara, A. Sato, and K. Yoshida, “Cache Effect of Shared DNS Resolver,” no. 6, pp. 1170–1179, 2019, doi: 10.1587/transcom.2018EBP3184.

[7] G. C. M. Moura, J. Heidemann, and W. Hardaker, “Cache Me If You Can : Effects of DNS Time-to-Live,” no. 1.

[8] M. I. Zulfa, A. E. Permanasari, A. Fadli, and W. Ali, “Performance comparison of cache replacement algorithms on various internet traffic,” vol. 15, no. 1, pp. 1–7, 2023.

[9] Q. H. Dang, “Secure Hash Standard,” FIBS 180-4 Publ., vol. 4, no. August, p. 36, 2015.

[10] F. T. Industri and U. I. Indonesia, “MELALUI PENGGUNAAN FIREWALL DENGAN,” 2023.

[11] S. Hao and H. Wang, “Exploring Domain Name-Based Features on the Effectiveness of DNS Caching,” vol. 47, no. 1, 2017.

[12] N. Keren, G. Einziger, G. Scalosub, and G. Einziger, “Latency-Aware Caching with Delayed Hits : From Bursty Traffic to Pipeline Architectures,” 2026.

[13] G. Lencse, A. Pivoda, and K. Shima, “Performance evaluation of DNS servers to build a benchmarking system of DNS64 implementations,” Telecommun. Syst., vol. 77, no. 4, pp. 643–653, 2021, doi: 10.1007/s11235-021-00780-3.

[14] G. Lencse, “Benchmarking Authoritative DNS Servers,” vol. XX, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3009141.

[15] L. A. Saputra, F. M. Akbar, F. Cahyaningtias, and M. Puspa, “Ancaman Keamanan Pada Sistem Informasi Manajemen Perusahaan,” vol. 1, no. 2, pp. 58–66, 2023.

[16] I. S. Consortium, “BIND 9 Administrator Reference”.

[17] V. Date, “DNS  Performance dnsperf Tool  Manual,” 2012.

[18] B. Ullrich and J. Wang, “Optical properties of PbS quantum dots deposited on glass employing a supercritical CO2 fluid process,” Appl. Sci., vol. 9, no. 21, pp. 1–7, 2019, doi: 10.3390/app9214567.

[19] P. K. Shah, “An O ( 1 ) algorithm for implementing the LFU cache eviction scheme,” no. 1, pp. 1–8, 2010.

[20] F. María, V. Pardo, and M. G. Esteban, “Classification of species of Stipa with awns having plumose distal segments,” vol. 13, pp. 155–176.

[21] C. Florin, R. Moreau-gobard, J. Williams, and E. Nationale, “Automatic heart peripheral vessels segmentation based on a normal MIP ray casting technique”.

[22] N. A. Saputra, R. H. Irawan, and U. Mahdiyah, “Hybrid Ensemble Learning Sistem Keamanan Jaringan untuk Meningkatkan Performa Deteksi Anomali,” vol. 8, no. 2, pp. 361–369, 2025.