Perbandingan Performa Caching Dengan Platform Redis dan Memcached Pada Perangkat IoT Dengan Protokol Komunikasi MQTT

Hidayat Nur Ali Razzaq, Ir. Budi Bayu Murti, S.T., M.T.

2025 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI JARINGAN

Kemajuan teknologi Internet of Things (IoT) yang didukung oleh protokol MQTT memungkinkan sistem monitoring realtime berjalan secara efisien dan responsif. Namun, tingginya volume data dan operasi yang terus-menerus sering menyebabkan penurunan kinerja pada parameter Quality of Service (QoS) seperti latency, throughput, dan packet loss. Penelitian ini mengevaluasi efektivitas mekanisme caching untuk meningkatkan QoS pada sistem monitoring IoT dengan membandingkan dua Platform caching in-memory populer: Redis dan Memcached. Sistem diimplementasikan menggunakan MQTT untuk mengirimkan data sensor ke backend yang dihosting pada VPS publik, dengan integrasi Redis dan Memcached sebagai penyimpanan sementara. Pengujian dilakukan pada lima aspek: performa QoS, efisiensi waktu respons API, skalabilitas beban, freshness lag, dan freshness lag pada beban tinggi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa Redis secara konsisten memberikan kinerja lebih baik dibandingkan Memcached dalam hal latency, throughput, dan freshness lag, baik pada kondisi normal maupun saat beban tinggi, dengan rata-rata waktu respons di bawah 10 ms dan freshness lag di bawah 200 ms. Meskipun kedua Platform mampu menjaga QoS yang baik, Redis menunjukkan stabilitas dan responsivitas yang lebih unggul, khususnya pada skenario write-heavy dan realtime, sehingga lebih cocok digunakan pada sistem monitoring IoT yang membutuhkan penyampaian data cepat dan akurat. Penelitian ini menegaskan pentingnya pemilihan strategi caching yang tepat untuk meningkatkan skalabilitas dan keandalan pada aplikasi IoT realtime berbasis MQTT.

The advancement of Internet of Things (IoT) technology, supported by the MQTT protocol, enables realtime monitoring systems to operate efficiently and responsively. However, high data volume and continuous operation often cause degradation in Quality of Service (QoS) parameters such as latency, throughput, and packet loss. This study evaluates the effectiveness of caching mechanisms in improving QoS in IoT monitoring systems by comparing two popular in-memory caching Platforms: Redis and Memcached. The system was implemented using MQTT to transmit sensor data to a backend hosted on a public VPS, integrating Redis and Memcached as intermediate storage. Tests were conducted on five aspects: QoS performance, API response efficiency, load scalability, data freshness, and freshness under high load. The results show that Redis consistently outperforms Memcached in latency, throughput, and data freshness, both under normal and high-load conditions, with average response times below 10 ms and freshness lag under 200 ms. While both Platforms maintained acceptable QoS, Redis demonstrated superior stability and responsiveness, particularly in write-heavy and realtime scenarios, making it more suitable for IoT monitoring systems that demand fast and accurate data delivery. This study highlights the critical role of selecting appropriate caching strategies to enhance scalability and reliability in realtime IoT applications using MQTT. 

Kata Kunci : IoT, MQTT, Quality of Service, Redis, Memcached, caching, monitoring realtime.