3
1.5.
Sistematika Penulisan Penyusunan tugas akhir ini dibagi ke dalam lima bab, yang secara garis besar isi
dari setiap bab adalah sebagai berikut :
BAB 1 :
Pendahuluan Bab ini membahas latar belakang penelitian, ruang lingkup masalah, tujuan dan manfaat dari penelitian, metodologi dan sistematika penulisan dari tiaptiap bab di dalam tugas akhir ini.
BAB 2 :
Landasan Teori Bab ini berisikan konsep kerja teknologi Frame Relay dan MPLS serta unjuk kerja jaringan Frame Relay over MPLS.
BAB 3 :
Implementasi Jaringan Frame Relay over MPLS Bab ini berisi tentang implementasi jaringan Frame Relay over MPLS, serta parameter konfigurasi pada jaringan Frame Relay dan MPLS.
BAB 4 :
Analisis Unjuk Kerja Jaringan Frame Relay over MPLS Bab ini berisikan pengambilan data jaringan Frame Relay over MPLS serta data-data hasil perhitungan delay transmisi dan throughput efektif, dan analisa unjuk kerja jaringan Frame Relay over MPLS
BAB 5 :
Kesimpulan dan Saran Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil analisa
BAB II LANDASAN TEORI
4
2.1.
Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) Dua orang dapat berkomunikasi secara efektif jika mereka sepakat untuk
menggunakan bahasa yang sama. mereka dapat berbicara dengan bahasa indonesia, jawa, inggris, atau bahkan bahasa isyarat, asalkan mereka menggunakan bahasa yang sama. Komputer berkomunikasi dengan cara yang sama. Transmission Control Protocol
/ Internet Protocol (TCP/IP) adalah bahasa yang digunakan oleh komputer untuk berkomunikasi.
Secara
spesifik
TCP/IP
adalah
sekelompok
aturan
yang
mendefinisikan/mengatur bagaimana dua komputer dapat saling mengirim data. sekelompok aturan tersebut disebut protokol. Jika banyak protokol yang digabungkan menjadi satu disebut Protocol Suite dan bekerja bersamaan sebagai Protocol Stack. TCP/IP telah digunakan selama lebih dari 20 tahun, dan waktu telah membuktikan sebagai protocol suite yang stabil. TCP/IP juga memiliki banyak fitur dan keunggulan antara lain : 1. Dukungan dari vendor TCP/IP mendapat dukungan dari banyak hardware dan software yang dikembangkan oleh vendors. hal ini membuktikan TCP/IP tidak terikat pada satu vendor saja. 2. Interoperability Salah satu alasan utama kenapa TCP/IP begitu banyak dikembangkan dan diimplementasikan adalah dapat diinstal dan digunakan pada hampir semua platform hardware maupun software 3. Flexibility TCP/IP merupakan protocol suite yang sangat fleksibel 4. Routability Salah satu kelemahan pada banyak protokol lain adalah kesulitan dalam memindahkan jalur / path dari satu segment dalam network ke segment yang lain. TCP/IP sangat mudah dalam proses routing data dari satu segment ke segment yang lain.
2.1.1 Sejarah TCP/IP Pada permulaan perkembangan komputer pada tahun 1950an, komputer berfungsi sendiri – sendiri. Baru pada akhir tahun 1960an, Departement of Defensse
5
(DoD) pemerintah Amerika Serikat tertarik dengan hasil riset mengenai jaringan komputer. Kemudian didirikan suatu lembaga riset yang disponsori oleh DoD bernama
Advanced Research Project Agency (ARPA) yang kemudian berganti nama menjadi Defense Advanced Research Project Agency (DARPA). Hasil dari proyek tersbut adalah ARPAnet yang sekarang disebut Internet yang menunjang perkembangan konsep - konsep protokol TCP/IP. Sedangkan jaringan LAN (Local Area Network) baru mendapat perhatian dengan perkembangan Personal
Computer (PC) ditahun 1980 an.
2.1.2. Referensi Model OSI Untuk
mempermudah pengertian,
penggunaan,
dan desain dari
proses
pengolahan data, dan untuk keseragaman diantara perusahaan – perusahaan pembuat peralatan jaringan, International Standard Organization (ISO), suatu konsorsium internasional, mengeluarkan suatu model lapisan jaringan yang disebut referensi model
Open System Interconnection (OSI).
Gambar 2.1. Koneksitas dalam referensi model OSI
Didalam referansi model OSI, proses pengolahan data dibagi dalam tujuh lapisan / layer, yang masing – masing lapisan memiliki fungsi sendiri – sendiri.
Tabel 2.1. Lapisan – lapisan referensi model OSI
6
Lapisan /
Nama
Fungsi
Layanan /
layer 7
Protokol Application
Menyediakan
layanan
yang
File transfer, e-mail
langsung mendukung aplikasi pemakai 6
5
Presentation
Session
Menerjemahkan kompresi dan
ASCII, MPEG, TIFF,
enkripsi data
JPEG, RTF
Mengkoordinasi
komunikasi
antar sistem 4
Transport
SQL, NETBEUI, RPC, XWINDOWS
Memungkinakan
paket
data
TCP, UDP, SPX
dikirim tanpa kesalahan dan tanpa duplikat 3
Network
Menentukan dan
jalur pengiriman
meneruskan
alamat
peralatan
paket lain
ke yang
IP, IPX, ARP, RARP, ICMP,
RIP,
OSPF,
BGP
dituju 2
Data Link
Mengatur binary data menjadi
SLIP, PP, MTU
logical group 1
Physical
Tranasmisi binary data melalui
10 Base T, 100 Base
jalur komunikasi
T, V-35, X.21, HSSI
2.1.3. Transmission Control Protocol (TCP) Transmission Control Protocol (TCP) berfungsi untuk mengubah suatu blok data yang besar menjadi segment – segmen yang dinomori dan disusun secara berurutan agar si penerima dapat menyusun kembali segmen – segmen tersebut seperti waktu pengiriman. TCP merupakan jenis protokol connection oriented yang memberikan layanan bergaransi.
7
Gambar 2.2. Hubungan antar protokol 2.1.4. Internet Protocol (IP) Internet Protocol adalah protokol yang memberikan alamat atau identitas logika untuk peralatan di jaringan. IP menggunakan notasi angka berjumlah 32 bit yang dibagi menjadi empat kelompok dalam memberikan alamat tersebut (IPv4). IP Address disebut alamat logika karena dibuat oleh perangkat lunak dimana alamat tersebut secara dinamis dapat berubah jika peralatan ditempatkan di jaringan yang lain. Berbeda dengan MAC
Address atau hardware address yang diberikan secara permanent pada waktu peralatan dibuat. IP mempunyai tiga fungsi utama, yaitu : 1. Servis yang tidak bergaransi ( connectionless oriented ) 2. Pemecahan ( fragmentation ) dan penyatuan paket – paket
3. Fungsi meneruskan paket ( routing )
8
Gambar 2.3. Datagram Internet Protocol (IP)
IP header memiliki elemen yang disebut time-to-live (TTL) yang berguna untuk membatasi lamanya waktu suatu paket beredar di jaringan. Oleh karena itu TTL ini berguna jika suatu paket memiliki informasi yang salah, maka paket tersebut tidak beredar terus menerus, namun dihapuskan jika nilai TTL paket telah tercapai.
2.1.5. Pengalamatan IP Setiap perangkat pada jaringan diberikan satu atau lebih alamat IP. Alamat IP tersebut bersifat unik dalam konteks satu jaringan yang sama dan memungkinkan pengiriman paket dari pengirim ke penerima mudah diidentifikasi. Destination Address pada paket memberitahukan setiap perangkat pada jaringan perangkat mana yang berhak menerima paket tersebut.
Tabel 2.2. Alamat IP dalam format Dotted Decimal
Hexadecimal IP Address
Dotted Decimal representation
Ox7f000001
127.0.0.1
0xc0a80a64
192.168.10.100
Setiap IPv4 memiliki panjang empat bytes, ini berarti ada keterbatasan kapasitas untuk
menangani
seluruh
alamat
lapisan
Data Link empat bytes alamat IP
9
direpresentasikan dalam notasi dotted decimal agar lebih mudah bagi manusia untuk membaca dan mengingat.
2.1.6. Kelas IP Address Pada dasarnya IP address memiliki dua bagian yaitu network ID dan host ID.
Network ID menentukan alamat jaringan sedangkan host ID menentukan alamat host / komputer. Oleh sebab itu IP address memberikan alamat lengkap suatu host / komputer berupa alamat jaringan dan alamat host. Untuk mempermudah pemakaian, bergantung kebutuhan sang pemakai, IP
address dibagi dalam tiga kelas seperti pada Tabel 2.4.
Tabel 2.3. Kelas IP Address
Kelas
Network ID
Host ID
Default Subnet Mask
A
w.
x.y.z
255.0.0.0
B
w.x.
y.z
255.255.0.0
C
w.x.y.
z
255.255.255.0
Agar peralatan dapat mengetahui kelas suatu IP address, maka setiap IP address harus memiliki subnet mask. Angka decimal 255 atau biner 11111111 suatu default
subnet mask menandakan bahwa oktet yang bersangkutan dari suatu IP address adalah untuk network ID. Sedangkan angka decimal 0 atau biner 00000000 menandakan bahwa oktet yang bersangkutan adalah untuk host ID. Dengan memperhatikan default subnet yang diberikan, kelas suatu IP address dapat diketahui. Untuk membedakan kelas satu dengan kelas yang lain, maka dibuat beberapa peraturan sebagai berikut : 1. Oktet pertama kelas A harus dimulai dengan angka binary 0 2. Oktet pertama kelas B harus dimulai dengan angka binary 10 3. Oktet pertama kelas C harus dimulai dengan angka binary 110 4. Oktet pertama kelas D harus dimulai dengan angka binary 1110 5. Oktet pertama kelas E harus dimulai dengan angka binary 1111
Oleh sebab itu, IP address masing – masing kelas harus dimulai dengan angka decimal atau binary tertentu pada oktet pertama. Kelompok oktet pertama untuk masing – masing kelas tampak pada Tabel 2.4.
10
Tabel 2.4. Kelompok oktet pertama dalam Desimal dan Biner
Kelas
Kelompok oktet pertama dalam
Kelompok oktet pertama dalam
desimal
biner
A
1 – 126
00000001 – 01111110
B
128 – 191
10000000 – 10111111
C
192 – 223
11000000 – 11011111
D
224 – 239
11100000 – 11101111
E
240 – 247
11110000 – 11110111
Disamping peraturan tentang kelas IP address ada pula beberapa aturan tambahan yang perlu kita ketahui, yaitu : 1. Angka 127 pada oktet pertama digunakan untuk loopback 2. Network ID tidak boleh semuanya terdiri atas angka 0 atau 1 3. Host ID tidak boleh semuanya terdiri atas angka 0 atau 1
Didalam dunia Internet, IP address ini dipergunakan untuk memberikan alamat suatu situs. Misalnya situs www.cisco.com memiliki IP address 198.133.219.25. agar pemakaian IP address seragam diseluruh dunia, maka pemberian IP address untuk dipergunakan di Internet diatur oleh sebuah badan internasional yang bernama Internet
Assigned Number Authority (IANA).
2.1.7. Clasless Inter-Domain Routing (CIDR) Pada
tahun
1992,
lembaga
Internet
Engineering
Task
Force
(IETF)
memperkenalkan suatu konsep baru yang dinamakan Supernetting atau Classless Inter-
Domain Routing (CIDR). CIDR menghindarkan cara pemberian IP address tradisional yang menggunakan kelas A, B, dan C. CIDR menggunakan network prefix dengan panjang tertentu. Prefix-length menentukan jumlah bit sebelah kiri yang akan dopergunakan sebagai network ID. Sebagai contoh, jika suatu IP address memiliki 18 bit sebagai network ID, IP address tersebut akan diberikan prefix-length 18 bith dibelakang IP address, seperti contoh : 125.25.10.1 / 18 Oleh karena tidak mengenal kelas, CIDR dapat mengalokasikan kelompok IP address dengan lebih efektif.
11
2.2.
Frame Relay (FR) Frame relay adalah teknologi WAN (Wide Area Network) dengan performansi
tinggi yang beroperasi pada physical layer dan data link layer dari model referensi OSI. pada awal perkembangannya frame relay didesain untuk penggunaan melalui interface (antar muka) jaringan ISDN (Integrated Service Digital Network). sekarang frame relay digunakan pada sebagian besar interface jaringan.
Frame relay merupakan teknologi packet switching. Jaringan packet – switching memungkinkan end station untuk secara dinamis membagi media transmisi dan ketersediaan bandwidth. ada dua teknik yang digunakan pada teknologi packet – switching : 1. Panjang paket yang variable Panjang paket yang variabel digunakan untuk pengiriman data yang lebih efisien dan fleksibel. paket yang dikirimkan di-switch-kan (di sambungkan) melalui berbagai segment dari jaringan sampai alamat tujuan dari paket tercapai.
2. Stasistical multiplexing Teknik statistical multiplexing mengontrol akses jaringan (network acses) pada jaringan packet switching. keuntungan dari teknik ini yaitu penggunaan
bandwidth yang lebih fleksibel dan efisien. kebanyakan teknologi WAN yang populer saat ini seperti ethernet dan token ring merupakan jaringan packet –
switched . Frame relay sering dideskripsikan sebagai versi efektif dari X.25, menawarkan beberapa peningkatan kemampuan, seperti windowing dan retransmission yang ada pada X.25. hal ini karena frame relay bekerja pada level WAN yang menawarkan koneksi yang lebih reliable. Pada dasarnya frame relay merupakan procol suite layer dua, dimana X.25 mampu menyediakan layanan hingga layer tiga. hal ini membuatkan frame relay mampu menawarkan performansi jaringan yang lebih tingi serta efisiensi transmisi yang lebih besar dari X.25, dan membuat frame relay sangat cocok untuk apliaksi WAN saat ini, seperti interkoneksi antar LAN.
12
2.2.1. Standarisasi Frame Relay Proposal
pengajuan
standarisasi
frame relay dipresentasikan ke CCITT
(Consultative Committe on International Telephone and Telegraph) pada tahun 1984. Karena kurangnya kemampuan interoperability dan keseluruhan standarisasi, maka pada saat itu frame relay tidak mengalami perkembangan signifikan hingga akhir 1980 an. Perkembangan frame relay yang cukup pesat terjadi pada tahun 1990, ketika itu Cisco, Digital Equipment Corporation (DEC), Northern Telecom, dan StrataCom membentuk konsorsium yang fokus untuk pengembangan teknologinya. Konsorsium ini mengembangkan spesifikasi yang menyesuaikan dengan dasar protokol yang sedang didiskusikan oleh CCITT, konsorsium ini juga menambahkan protokol tersebut dengan fitur yang menyediakan kemampuan tambahan untuk internetworking perangkat yang komplex. Ekstensi frame relay ini disebut Local Management Interface (LMI) Sejak spesifikasi yang dikembangkan konsorsium dipublikasikan, banyak vendor menyatakan dukungannya, ANSI dan CCITT telah mempunyai standar mereka sendiri dari spesifikasi LMI yang original, dan standarisasi mereka sekarang lebih banyak digunakan dibanding versi originalnya.
2.2.2. Operasi Frame Relay Jaringan Frame Relay (FR) mentransmisikan panjang paket yang variable yang disebut frame. Setiap frame memiliki payload hingga 4096 bytes dan header 6 bytes.
Header berisi informasi overhead dan pengalamat (addressing). Header mengalokasikan bytes untuk Data Link Connection Identifier (DLCI), Foraward Explicit Congestion Notification (FECN), Backward Explicit Congestion Notification (BECN), dan Discard Eligibility Indicator (DEI). Header juga berisi field extensi dan field command/response. Dengan FR, error checking dan control process dilakukan oleh perangkat akhir, prosedur perbaikan data (data recovery) juga tidak dilakukan. Setiap frame yang dianggap rusak di-discard (dibuang). Sebagai konsekuensi, frame FR dapat dengan mudah hilang atau rusak. Delay pada jariongan FR juga tergantung pada panjang frame.
Layanan FR memungkinkan pengembangan arsitektur jaringan yang scalable dan fleksibel yang secara efektif mengalokasikan bandwidth berdasarkan kebutuhan. Jaringan FR bekerja dengan teknologi dan arsitektur legacy, narrowband, dan broadband seperti SNA (System Network Architecture), Ethernet, Fast Ethernet, ATM (Asynchronous
Transfer Mode).
13
Gambar 2.4. Interkoneksi LAN dengan menggunakan Frame Relay
2.2.3. Protokol Frame Relay Frame Relay memberikan fasilitas komunikasi data pada layer 2 (Data Link) sebagai protokol yang beroperasi di lingkungan WAN (Wide Area Network). Untuk menggunakan frame relay seseorang harus berlangganan layanan tersebut ke suatu service provider (penyedia jaringan).
Gambar 2.5. Perbandingan protokol Frame Relay dan X.25
Sambungan frame relay memerlukan peralatan yang disebut sebagai DTE dan dihubungkan dengan peralatan yang diberikan oleh provider yang disebut sebagai DCE. Teknologi ini menggunakan mekanisme CRC (Cyclic Redundancy Check) pada frame data
14
yang dikirim. Bila CRC tidak sesuai, maka tidak dilakukan koreksi error, melainkan frame tersebut akan diabaikan. Hubungan komunikasi data melalui provider ini disebut sebagai komunikasi data yang bersifat connection-oriented.
Protokol frame relay berkorelasi dengan dua lapisan terbawah dari model OSI, seperti diperlihatkan pada gambar 2.5. Lapisan physical membentuk koneksi secara fisik antara switch frame relay biasanya berupa trunk 2 Mb (E1), koneksi fisik ini bisa dilewatkan untuk banyak PVC. Dan lapisan data link membentuk koneksi virtual yang permanen (Permanent Virtual Circuit). Dari lapisan data link ini kita dapat melihat performansi jaringan frame relay.
2.2.4. Interface Frame Relay Interface perangkat akses frame relay ke jaringan frame relay dinamakan User to Network Interface (UNI). Layanan frame relay dapat melewati berbagai macam jaringan frame relay. Interface (antar muka) antara jaringan frame relay dinamakan Network to Network Interface (NNI). Penyedia layanan frame relay menawarkan layanan akses dan layanan transit. Layanan akses meyediakan interface langsung ke user. Layanan transit menyediakan koneksi
frame relay ke layanan akses lainnya.
2.2.5. Perangkat Frame Relay Perangkat frame relay yang digunakan pada jaringan WAN terbagi menjadi dua, yaitu : 1. Data Terminal Equipment (DTE) 2. Data Circuit – terminating Equipment (DCE)
DTE merupakan peralatan terminal untuk spesifik jaringan dan biasanya terdapat pada customer premises. Biasanya dimiliki oleh user. Contoh dari perangkat DTE adalah terminal, PC, router, dan bridge. DCE adalah perangkat internetworking yang dimiliki oleh perusahaan pelayanan komunikasi data. Tujuan dari peralatan DCE adalah menyediakan pelayanan switching dalam jaringan, dimana perangkat tersebut mengirimkan data melalui WAN. Gambar 2.6. menunjukkan hubungan dari kedua kategori perangkat tersebut.
15
Gambar 2.6. Hubungan antara perangkat DTE dan DCE Hubungan antara perangkat DTE dengan DCE terdiri dari komponen lapisan
physical dan lapisan data link. Lapisan physical mengubah data dari lapisan Data Link menjadi Bit, atau disebut juga sebagai Bitstream, Komponen fisik mendefinisikan mekanik, elektrik, fungsi dan prosedur spesifikasi untuk hubungan antara perangkat. Komponen lapisan data link mendefinisikan protokol yang membangun hubungan antara perangkat DTE, seperti router, dan perangkat DCE, seperti switch. Protokol data
link menentukan bentuk topologi yang digunakan.
2.2.6. Sirkuit Virtual Frame Relay Pada frame relay, komunikasi yang terjadi berhubungan dengan suatu
connection identifier (pengidentifikasi hubungan). Hal tersebut diimplementasikan dengan menggunakan sirkuit virtual frame relay, dimana terjadi hubungan logik antara dua perangkat DTE melalui jaringan frame relay. Sirkuit virtual menyediakan jalur komunikasi dari suatu perangkat DTE ke perangkat lainnya dan secara unik diidentifikasikan oleh Data Link Connection Identifier (DLCI). Sirkuit virtual frame relay dibagi menjadi 2 tipe yaitu Switched Virtual Circuit (SVC) dan Permanent Virtual Circuit (PVC).
2.2.6.1. Switched Virtual Circuit (SVC) SVC menyediakan layanan dial on demand melalui jaringan frame relay. SVC serupa dengan panggilan telepon, yaitu ada prosedur pembentukan hubungan dan pemutusan hubungan. Sebuah SVC terbentuk hanya selama dibutuhkan untuk transfer
16
data dan harus dibentuk lagi untuk setiap transfer data, disebut sebagai layanan
connectionless; sehingga data akan melewati jalur yang berbeda melalui jaringan untuk sampai ke tujuan. Hubungan pada SVC terdiri dari 4 kondisi berikut : 1. Call setup : sirkuit virtual antara dua perangkat DTE dibangun. 2. Data Transfer : data ditransmisikan antar perangkat DTE melalui sirkuit virtual. 3. Idle : hubungan antar perangkat DTE masih aktif, tetapi tidak ada pertukaran data. Jika SVC tetap dalam kondisi tersebut untuk beberapa periode waktu tertentu, hubungan dapat berakhir. 4. Call termination : Sirkuit virtual antar perangkat berakhir.
Setelah sirkuit virtual berakhir, perangkat DTE harus membangun SVC baru jika terdapat pertukaran data lagi. Kelebihan dari SVC adalah lebih hemat, karena sirkuit tidak tersedia setiap saat.
2.2.6.2. Permanent Virtual Circuit (PVC) PVC adalah hubungan yang dibangun secara permanen, digunakan untuk pertukaran data yang bersifat berkali-kali dan konsisten antar perangkat DTE melalui jaringan frame relay. PVC dianalogikan dengan koneksi leased line; yaitu selalu tersedia ketika sekali dibentuk. PVC adalah sirkuit connection oriented , sehingga jalur data dari sumber ke tujuan selalu sama. Komunikasi melalui PVC tidak membutuhkan kondisi call
setup dan call termination seperti yang digunakan pada SVC. PVC selalu mengoperasikan satu diantara dua kondisi berikut : 1. Data Transfer : data ditransmisikan antar perangkat DTE melalui sirkuit virtual. 2. Idle : hubungan antar perangkat DTE masih aktif, tetapi tidak ada pertukaran data. Tidak seperti SVC, PVC tidak akan berakhir dalam berbagai situasi ketika kondisi Idle. Perangkat DTE dapat melakukan pertukaran data kapan saja, karena sirkuit dibangun secara permanent
2.2.6.3. Data Link Connection Identifier (DLCI) DLCI adalah mekanisme pengalamatan dalam frame relay dan diletakkan pada
header frame. Melalui pengalokasian DLCI pada setiap link diantara nodes frame relay akan membentuk suatu sirkuit virtual. Pengalokasian DLCI tersebut bertujuan untuk membedakan antara sirkuit yang dibangun dengan sirkuit-sirkuit lainnya.
17
Setiap sirkuit terdiri atas beberapa link yang memiliki DLCI tersendiri. Setiap
frame yang ditransmisikan memiliki informasi tentang DLCI dalam headernya. Jika suatu sirkuit tidak dibutuhkan lagi, maka sirkuit tersebut dapat dibubarkan dan DLCI yang digunakan oleh sirkuit tersebut dapat digunakan lagi oleh sirkuit yang lainnya. Alokasi DLCI dapat digambarkan pada gambar 2.7
Gambar 2.7. Pemetaan DLCI
DLCI memiliki harga dari 0 sampai 1023. DLCI 0 digunakan sebagai kanal pensinyalan untuk prosedur pembangunan dan pemutusan hubungan. DLCI 1 - 15 akan digunakan untuk keperluan dimasa datang. DLCI 16 - 1007 dapat digunakan untuk PVC, dimana DLCI 16 - 991 dialokasikan untuk pemakaian oleh pelanggan dan DLCI 992 1007 dialokasikan untuk pemakaian di dalam jaringan DLCI 1008 - 1022 dialokasikan untuk penggunaan yang akan datang. Sedangkan DLCI 1023 digunakan sebagai kanal LMI (Local Management Interface).
2.2.7. Local Management Interface (LMI) Frame relay tidak didefinisikan untuk mengontrol atau mengatur interface antara user dengan
jaringan, atau antara dua jaringan. Protokol frame relay tidak diizinkan
untuk menentukan status koneksi interface ke jaringan. Ada protocol lain yang digunakan untuk meyelesaikan tugas ini yaitu protocol Local Management Interface (LMI). Seluruh management atau kontrol informasi tidak dapat dikirim dalam kanal yang sama seperti data user; tapi harus dikirim dalam kanal yang terpisah. LMI merupakan suplemen dari protokol frame relay yang menyediakan fasilitas mekanisme pensinyalan.
18
LMI
LMI
CISCOSYSTEMS
Gambar 2.8. Fungsi LMI Protokol LMI memiliki beberapa fungsi yang diantaranya yaitu memberitahu pelanggan adanya penambahan, penghapusan, dan status saat ini dari PVC pada interface, memberitahu PVC yang ada dan yang aktif saat ini dan memberitahu DLCI yang mengalami kegagalan. Proses dari LMI secara garis besar adalah CPE mengirim status enquiry setiap beberapa detik (default 10 detik) dan network membalas dengan status message. Dan tiap beberapa kali (default 6 kali) akan dikirim full status enquiry dan full status message. Ada 3 standar LMI, yaitu: 1. LMI group four, menggunakan DLCI 1023 2. CCITT Annex A, menggunakan DLCI 0 (biasanya digunakan pada NNI) 3. ANSI Annex D, menggunakan DLCI 0 (biasanya digunakan pada UNI)
2.2.8.
Format Frame Frame Relay
19
Gambar 2.9. (a) Struktur dasar frame, (b) Field informasi pada X.25, (c) Struktur frame pada Frame Relay, (d) Format header pada Frame Relay
Keterangan gambar : GFI
: General Format Identifier
LCN
: Logical Channel Number
LGN
: Logical Channel Group Number
PKT TYPE ID
: packet type identification
FCS
: Frame check sequence
DLCI
: data link connection Indentifier
C/R
: Command/response field bit
FECN
: Forward Explicit Congestion notification
BECN
: Backward Explicit Congestion notification
DE
: Discard Eligibility Indicator
EA
: Address Extension
Gambar 2.9 (b) menyatakan uraian bagian isi informasi pada paket X.25. Gambar 2.9 (c) dan (d) masing masing menyatakan struktur frame dan header (kepala paket) pada frame relay. Header merupakan data tambahan pada informasi yang dikirimkan, berisi tanda pengenal pengirim maupun penerima serta tanda-tanda lain yang diperlukan untuk menjamin penyampaian yang benar dari seluruh informasinya. Standar internasional untuk akses jaringan dengan paket switching yang pertama muncul adalah X.25, yang direkomendasikan oleh CCITT (kini ITU-T) pada tahun 1976.
frame relay yang muncul setelah X.25 ternyata jauh lebih efektif daripada X.25, karena kinerja X.25 menjadi lambat karena adanya koreksi dan deteksi kesalahan.
Frame relay memiliki sedikit perbedaan; teknologi ini mendefinisikan secara berulang header-nya pada bagian awal dari frame seperti terlihat pada Gambar 2.9 (d), sehingga dihasilkan header frame normal dua byte. Header frame relay dapat juga diperluas menjadi tiga atau empat byte untuk menambah ruang alamat total yang disediakan.
Header frame relay terdiri dari deretan angka sepuluh bit, DLCI - nya merupakan nomor rangkaian virtual frame relay yang berkaitan dengan arah tujuan frame tersebut. Dalam hal hubungan antar kerja LAN-WAN, DLCI ini akan menunjukkan port – port yang merupakan
LAN
pada
sisi
tujuan
yang
akan
dicapai.
Adanya
DLCI
tersebut
20
memungkinkan data mencapai node frame relay yang dituju melalui jaringan dengan menempuh proses tiga langkah yang sederhana yakni: 1. Memeriksa integritas dari frame-nya dengan menggunakan FCS (Frame Check
Sequence). Jika melalui pemeriksaan ini diketahui adanya suatu kesalahan, frame tersebut akan dibuang. 2. Mencari DLCI dalam suatu tabel. Jika DLCI tersebut tidak didefinisikan untuk link (hubungan) yang dimaksud, frame akan dibuang. 3. Mengirim ulang (disebut me-relay) frame tersebut menuju tujuannya dengan mengirimnya ke luar, ke port atau trunk yang telah dispesifikasikan dalam daftar tabelnya.
2.2.9. Mekanisme Pengontrolan Kemacetan Frame relay digunakan oleh banyak pelanggan sekaligus dengan menerapkan PVC, oleh karena itu akan didapatkan masa-masa dimana jaringan tersebut mengalami congestion (kejenuhan). Kejenuhan trafik ini menyebabkan transmisi gagal, dan situs yang menunggu kelengkapan data akan mengirimkan permintaan untuk pengiriman ulang data tersebut (retransmisi). Bila hal ini dibiarkan, maka akan terjadi stagnasi (kemacetan) sehingga Frame Relay tidak dapat lagi dioperasikan. Untuk menghindari hal ini frame relay switchs (provider) akan memberikan notifikasi (pemberitahuan), bahwa terjadi kejenuhan di jaringan, dan si pengirim maupun si penerima data harus bereaksi bila hal tersebut terjadi.
Frame relay tidak mengimplementasikan notifikasi per PVC, melainkan menitipkan tanda (flag) atau tag melalui frame header dari data yang dikirim. Tanda yang dikirim ke si penerima disebut sebagai Forward Explicit Congestion Nofication (FECN) sedangkan tanda yang dikirim ke si pengirim disebut sebagai Backward Explicit
Congestion Notification (BECN). Masing-masing flag memerlukan 1 bit data, jika biner 0 maka data normal, dan biner 1 menandakan terjadi kejenuhan.
2.2.9.1. Discard Eligibility Frame Relay Bit DE (Discard Eligibility) digunakan untuk menandakan bahwa suatu frame memiliki prioritas rendah dibanding frame yang lain. bit DE bagian dari address field pada
frame header frame relay. Perangkat DTE dapat mengatur nilai dari bit DE suatu frame menjadi 1 untuk menandakan bahwa frame tersebut memiliki prioritas lebih rendah dibanding frame yang
21
lain. ketika terjadi kongesti pada jaringan, perangkat DCE akan membuang frame dengan bit DE sebelum membuang bit lain. hal ini mengurangi kemungkinan perangkat DCE membuang data yang penting selama periode kongesti.
2.2.9.2. Pengecekan Error Frame Relay Frame relay menggunakan mekanisme error - checking yang banyak digunakan, yaitu Cyclic Redudancy Check (CRC). CRC membandingkan dua nilai perhitungan untuk menentukan apakah telah terjadi error dalam transmisi data dari pengirim ke penerima.
Frame relay mengurangi overhead jaringan dengan mengimplementasikan pengecekan error daripada koreksi error. frame relay ideal diimplementasikan pada media jaringan yang handal, sehingga integritas data tidak dikorbankan karena koreksi error dilakukan oleh layer lebih tinggi yang berjalan diatas frame relay.
2.3. Multi Protocol Label Switching (MPLS) Multiprotocol Label Switching (MPLS) mempunyai akar pada teknologi switching paket IP yang mulai dikembangkan pada awal dan pertengahan 1990. pada tahun 1996, IETF mulai mengumpulkan pengembangan terhadap teknologi MPLS dan pada 1997 MPLS Working Group dibentuk untuk menstandarisasikan protokol dan pendekatan terhadap MPLS. MPLS mendefinisikan cara untuk meneruskan data melalui jaringan dengan melihat label atau tag yang dibawa oleh tiap paket data. setiap node melepas label dari paket, kemudian melihat tabel untuk menentukan kemana paket akan diteruskan dan mengganti label baru pada paket. proses ini tidak mempengaruhi protokol apapun yang berada pada paket, dan juga tidak peduli mekanisme transport apa yang digunakan pada setiap hop. MPLS adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh IETF untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031. Network MPLS terdiri atas sirkit yang disebut label-switched path (LSP), yang menghubungkan titik-titik yang disebut label-switched router (LSR). LSR pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Setiap LSP dikaitkan dengan sebuah Forwarding
Equivalence Class (FEC), yang merupakan kumpulan paket yang menerima perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. FEC diidentifikasikan dengan pemasangan label. Untuk membentuk LSP, diperlukan suatu protokol persinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran
22
tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path. Hasilnya adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented.
2.3.1. Teori Dasar MPLS Label switching berarti menambahkan label dengan format yang tetap pada setiap paket data sehingga paket tersebut dapat diteruskan didalam jaringan. Ini berarti bahwa setiap paket, frame, atau cell harus membawa identifier yang memberitahu node dalam jaringan bagaimana meneruskan paket tersebut. Setiap hop yang dilewati didalam jaringan meneruskan paket berdasarkan nilai pada incoming label dan mengganti label tersebut dengan nilai label yang baru
2.3.1.1. Pelabelan Paket
Network
Shim
IP
Header
Header
Header
Data
Gambar 2.10. Shim header diantara network header dan IP header
Didalam jaringan MPLS, paket diberikan label dengan memasukan informasi tambahan yang disebut shim header. Informasi ini berada diantara network header dan IP header seperti ditunjukan pada gambar 2.10.Shim header berisi 20 bit label seperti pada gambar 2.11. Field yang lain yaitu : 1. tiga “experimental” bit, digunakan untuk kelas layanan 2. satu bit untuk mengindikasikan bahwa label tersebut adalah yang terakhir dalam label stack 3. delapan bit Time To Live (TTL). TTL diambil dari IP header pada saat pelabelan.
Label
Experimental
Stack
TTL
(20 bit)
(3 bit)
(1 bit)
(8 bit)
Gambar 2.11. Format shim header
2.3.1.2. Label Swaping dan Label Switched Path (LSP) Path yang diikuti sebuah paket data melalui jaringan didefinisikan berdasarkan perubahan dari nilai label. Karena pemetaan label pada tiap node tetap, path secara unik ditentukan oleh nilai label pada node pertama. Path tersebut disebut Label Switched Path (LSP).
23
Setiap node didalam jaringan MPLS selalu memperbaharui look-up table yang menentukan hop selanjutnya dalam LSP. Tabel tersebut disebut Label Forwarding
Information Base (LFIB) dan memetakan [incoming interface, incoming label] ke [outgoing interface, outgoing label].
Gambar 2.12. Label Switch Path
Gambar 2.12 mengilustrasikan dua LSP membawa data dari IP Host A ke Host B dan C. Jaringan MPLS dibentuk dengan empat Label Switching Routers (LSR) untuk meneruskan paket. Host A mengirimkan paket IP ke LSR V menggunakan default route. LSR V merupakan ingress LSR.dan mengklasifikasikan paket berdasarkan tujuan akhir, mengarahkan paket kedalam LSP, dan memberikan label pada paket. Paket yang ditujukan ke host B dan diberikan label 15 dan host C diberikan label 10. setelah diberikan label paket diteruskan melalui interface menuju LSR W.
Tabel 2.5. LFIB pada LSR W Incoming Interface
Incoming Label
Outgoing Interface
Outgoing Label
From LSR V
15
To LSR X
19
From LSR V
10
To LSR Y
62
Pada LSR W setiap paket dianalisa untuk menentukan incoming interface dan
incoming label. Ini di tentukan melalui table LFIB (lihat tabel 2.5) untuk menentukan outgoing label dan outgoing interface. Pada gambar, paket dengan label 15 diteruskan ke
24
LSR X dan diberikan label 19; [aket dengan label 10 diteruskan ke LSR dan diberikan label 62. LSR X dan LSR Y adalah aggress LSR. LSR tersebut juga melakukan look-up pada LFIB, tetapi antry pada LFIB mengindikasikan LSR X dan LSR Y agar melepas shim header dan meneruskan paket secara normal. Paket diteruskan dengan menggunakan
routing table IP.
2.3.1.3. Pemetaan Data Kedalam LSP Salah satu fungsi utama dari ingress LSR dalam jaringan MPLS adalah menetukan LSP mana yang akan digunakan untuk meneruskan paket. Pada kasus yang paling sederhana keputusan ini diambil berdasarkan tujuan dari paket data dan dapat ditentukan melalui mekanisme look-up table seperti biasa digunakan pada routing IP. Kenyataannya ingress LSR pada suatu LSP dapat difungsikan sebagai interface IP sehingga dapat menggunakan mekanisme routing secara normal dan paket dapat diteruskan kedalam LSP. Ingress LSR bertanggunag jawab untuk menetukan label pada paket sehingga paket akan melaluio path yang tepat dalam melintasi jaringan.
2.3.1.4. Hirarki dan Tunnel MPLS memungkinkan LSP untuk
dihubungkan
atau membentuk tunnel.
Mekanisme ini sangat berguna untuk memungkinkan LSP diperlakukan sama didalam
core jaringan sementara layanan per LSP dikerjakan di sisi edges. Dengan megimplementasikan hirarki dan tunnel meningkatkan skalabilitas LSR pada jaringan core (inti) dan peningkatan signifikan dalam manajemen koneksi yang melelui jaringan. Tunnel seperti pada gambar 2.13 antara LSR W dan LSR Z dalam routing protocol di presentasikan sebagai virtual routing adjacencies atau Forwarding Adjacencies (FA). Ini memungkinkan LSP lain dilewatkan melalui trunk LSP tersebut.
25
Gambar 2.13. Tunnel LSP membawa banyak LSP
2.3.2. Label Distribution Protocol (LDP) Untuk menyusun LSP, label-switching table di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan dengan protokol distribusi label. Ini mirip dengan protokol persinyalan di ATM, sehingga sering juga disebut protokol persinyalan MPLS. Salah satu protokol ini adalah Label Distribution Protocol (LDP).
Gambar 2.14. Distrbusi label MPLS
LDP hanya memiliki feature dasar dalam melakukan forwarding. Untuk meningkatkan kemampuan mengelola QoS dan rekayasa trafik, beberapa protokol distribusi label lain telah dirancang dan dikembangkan juga. Yang paling banyak disarankan adalah Constraint-based Routing LDP (CR-LDP) dan RSVP-TE (RSVP dengan ekstensi Traffic Engineering).
