TRAFFIC ENGINEERING ANALYSIS MENGGUNAKAN LSP (LABEL-SWITCHED PATH) PADA JARINGAN METRO ETHERNET ALCATEL LUCENT Hadi Kristianta Benny Setiawan Jurusan Teknik Informatika STMIK PalComTech Palembang Abstrak Perkembangan teknologi informasi menuntut jaringan backbone yang handal. Dalam implementasinya, hampir disemua jaringan backbone ditemukan beberapa link yang kongesti, sementara link yang lainnya masih memiliki utilisasi yang rendah. Hal tersebut disebabkan karena protokol routing shortest-path mengirimkan trafik melalui jalur yang terpendek. Meskipun kongesti terjadi, protokol routing tersebut tidak memindahkan trafik melalui jalur yang tersedia lainnya sehingga berpotensi tingginya packet-loss akibat kongesti. Untuk mengatasi masalah tersebut dan untuk mengoptimalkan jaringan backbone dapat dilakukan traffic engineering menggunakan LSP. Kata Kunci : Traffic Engineering, LSP, Metro Ethernet, Alcatel Lucent
PENDAHULUAN Seiring dengan bertumbuhnya kebutuhan akan teknologi informasi, maka berkembang kebutuhan akan jaringan backbone untuk dapat mendukung kebutuhan bandwith tersebut. Dalam implementasinya, hampir disemua jaringan backbone ditemukan beberapa link yang kongesti, sementara link yang lainnya masih memiliki utilisasi yang rendah. Hal tersebut disebabkan karena protokol routing shortest-path mengirimkan trafik melalui jalur yang terpendek tanpa mempertimbangkan parameter jaringan lainnya seperti utilisasi dan permintaan trafik. Meskipun kongesti terjadi, protokol routing shortest-path tersebut tidak memindahkan trafik melalui jalur yang tersedia lainnya sehingga berpotensi tingginya packet-loss. Untuk mengoptimalkan link eksisting sebelum melakukan pengembangan dan penambahan link, rekayasa trafik dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut dengan mempertimbangkan elemen lain seperti bandwith sebagai paramater dalam menentukan jalur trafik. Salah satu teknik rekayasa trafik yang digunakan oleh penyedia jasa internet adalah Multi-Protocol Label Switching - Traffic-Engineering (MPLS-TE). MPLS-TE menggabungkan secara bersama kelebihan dari MPLS dan Traffic Engineering. MPLS TE memungkinkan penyedia jasa internet untuk mengoptimasi dan mengatur penggunaan sumber daya jaringan secara efisien. MPLS-TE menggunakan Label-Switch-Path (LSP) untuk merutekan trafik pada jaringan. Jalur LSP tersebut bisa diatur sehingga bisa merutekan trafik pada link yang mengalami kongesti ke rute dengan utilisasi yang lebih rendah. MPLS-TE juga memiliki beberapa fitur yang mendukung fungsi tersebut seperti priority, auto-bandwith, IGP Shortcut, reoptimization dan fitur-fitur lainnya. Selain itu MPLS-TE juga dapat menyediakan proteksi pada jaringan menggunakan fitur LSP backup atau Fast reroute. Layanan MPLS-TE tersebut biasanya hanya terdapat pada perangkat berteknologi tinggi dan berharga relatif mahal. Selain itu juga implementasi MPLS-TE tersebut berbeda-beda pada setiap vendor dan bersifat tertutup sehingga tidak bisa dikembangkan secara bebas oleh kalangan umum. Oleh karena itu, MPLS-TE berbasis Software-Defined-Network mulai dikembangkan dan diimplementasikan. MPLS-TE berbasis
1
SDN memberikan kelebihan dibanding MPLS-TE konvensional dalam hal fleksibilitas dan ekstensibilitas. LANDASAN TEORI Model Referensi OSI Lammle (2005:682) menjelaskan Model Referensi Open Sytem Interconnection adalah “sebuah model konseptual yang didefenisikan oleh International Organizaation for Standardization (ISO), yang menggambarkan bagaimana kombinasi apa pun dari alat-alat network dapat dihubungkan untuk tujuan berkomunikasi”. Teknologi MPLS “MPLS is a label switching technology that provides the ability to setup connection oriented paths over a connection-less IP network. Labels for the path are pre-setup using signaling protocols. Once path is setup, all packets to the path destination are forwarded by simply swapping the incoming label with the out-going label” (Nuryadi, 2008:83). “MPLS, multi-protocol label switching, 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”, (Rosen, 2001). OpenFlow Openflow adalah sebuah standar terbuka yang memungkinkan peneliti untuk menjalankan eksperimen protokol dalam jaringan yang biasa kita pakai sehari-hari (Anthony Andry, 2012:2). RSVP-TE Resource Reservation protocol (RSVP) adalah protokol kontrol internet seperti ICMP yang beroperasi pada transport layer tetapi tidak berpartisipasi dalam transmisi data. RSVP-TE adalah ekstensi dari RSVP yang mendukung pendistribusian label dan memungkinkan informasi reservasi sumber daya dikirimkan dengan label binding (Anthony Andry, 2012:2).
HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam proses penelitian dan implementasinya, ada beberapa permasalahan yang ditemukan oleh penulis, antara lain : Procedure Tahapan yang harus dilewati yang cukup memakan waktu sesuai dengan SOP & SMP (Standard Operational Procedure & Standard Maintenance Procedure) untuk mendapat persetujuan dalam perubahan konfigurasi pada jaringan yang sedang berjalan. Authority Management Pengelolaan kewenangan akses yang ketat dalam Operational & Maintenance (O&M) Metro Ethernet dalam hal hak akses dan level akses dalam melakukan perubahan konfigurasi pada jaringan yang sedang berjalan. Desain
2
Untuk mencapai tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk mengoptimalkan utiliasasi link eksisting sebelum dilakukan penambahan kapasitas, maka desain yang disusun adalah seperti gambar berikut.
Gambar 1. DESAIN PROTOTIPE Seperti uraian di atas, pada implementasinya, traffic engineering dilakukan pada Metro Ethernet yang kapasitas link trunk-nya belum menggunakan 10 GB. Pada desain ini dilakukan optimasi pada link 1GB sampai batas maksimal sebelum dilakukan penambahan link. Berdasarkan desain di atas, yaitu trafik dari Metro-G yang akan ditujukan ke BRAS melalui Metro-A, disusun langkah-langkah yang akan diimplementasikan, yaitu: 1. Melacak rute trafik pada Metro-G 2. Monitoring trafik pada masing-masing Metro yang dilalui oleh jalur trafik. 3. Menganalisa hasil monitoring dan menyusun skema traffic engineering dengan membuat SDP (service destination point) & LSP pada Metro-G dan Metro-A. 4. Menerapkan skema traffic engineering 5. Monitoring hasil implementasi
3
Simulasi Implementasi
Gambar 2. TOPOLOGI IMPLEMENTASI Desain prototipe yang telah disusun dan disimulasikan akan diimplementasikan pada jaringan sesungguhnya. Rekayasa trafik yang akan dilakukan pada trafik pada ME-D1-TGMA. Dasar pemilihan node ini adalah melihat bahwa node ini masih dalam tahap supervisi atau pemantauan karena baru saja dibangun dan trafiknya masih sedikit untuk menghindari resiko yang signifikan pada saat implementasi tanpa mengesampingkan pengaruh penelitian traffic engineering pada jaringan. Berikut langkah-langkah implementasinya:
4
1. Melihat rute trafik (routing) dari ME-D1-TGMA menuju ME-D1-PGCA. Jadi rute-nya adalah ME-D1-TGMA – ME-D1-KAGA – ME-D1-IDLA – ME-D1-SBUA – ME2-D1PGCA – ME-D1-PGCA. ME-D1-TGMA# traceroute 172.30.65.1 traceroute to 172.30.65.1, 30 hops max, 40 byte packets 1 172.30.72.126 (172.30.72.126) 3.33 ms 3.89 ms 3.05 ms 2 172.30.72.37 (172.30.72.37) 3.25 ms 2.72 ms 3.05 ms 3 172.30.72.33 (172.30.72.33) 3.59 ms 2.96 ms 3.17 ms 4 172.30.72.25 (172.30.72.25) 12.8 ms 12.6 ms 13.6 ms 5 172.30.74.229 (172.30.74.229) 3.26 ms 3.22 ms 8.96 ms 6 172.30.65.1 (172.30.65.1) 49.9 ms 50.0 ms 4.81 ms 2. Monitoring trafik pada ME-D1-TGMA dan ME-D1-IDLA. Pada port menuju ME-D1SBUA dan ME-D1-PBMA. Pada ME-D1-TGMA port 1/1/1 dengan utilisasi 1%. ME-D1-TGMA# monitor port 1/1/1 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/1/1 =============================================================== Input Output ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) --------------------------------------------------------------Octets 9031408658722 856848130098 Packets 8032604372 5369744025 Errors 10 0 --------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 1971146 127780 Packets 1629 1031 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) 1.60 0.11 =============================================================== Pada ME-D1-IDLA port 1/2/2 dengan utilisasi 48% ME-D1-IDLA# monitor port 1/2/2 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/2/2 =============================================================== Input Output ---------------------------------------------------------------
5
--------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) --------------------------------------------------------------Octets 1069541521806036 320401982094322 Packets 1798467079923 1683476706305 Errors 5 0 --------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 58679400 15218321 Packets 106832 97130 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) 48.65 13.72 =============================================================== Pada ME-D1-IDLA port 1/2/3 dengan utlilisasi 0%. ME-D1-IDLA# monitor port 1/2/3 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/2/3 =============================================================== Input Output ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) --------------------------------------------------------------Octets 4742437123208 3003356003794 Packets 8806668639 9124790266 Errors 0 0 --------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 1459 1414 Packets 11 12 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) ~0.00 ~0.00 =============================================================== 3. Melakukan traffic engineering untuk membagi trafik via ME-D1-PBMA dengan rute ME-D1-TGMA – ME-D1-KAGA – ME-D1-TRAA – ME-D1-IDLA – ME-D1-PBMA – ME2-D1-PGCA – ME-D1-PGCA.
6
Pada ME-D1-TGMA. Perintah-perintah dibawah ini bertujuan untuk mengalihkan semua trafik dari ME-D1-TGMA menuju ME-D1-PGCA melalui hop yang kita tentukan. ME-D1-TGMA# ME-D1-TGMA# configure router mpls A:ME-D1-TGMA>config>router>mpls# path to-me-d1-pgca ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 10 172.30.72.126 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 20 172.30.72.37 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 30 172.30.72.33 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 40 172.30.72.98 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 50 172.30.74.1 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# hop 60 172.30.76.94 strict ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# no shutdown ME-D1-TGMA>config>router>mpls>path# back ME-D1-TGMA>config>router>mpls# lsp to-me-d1-pgca ME-D1-TGMA>config>router>mpls>lsp# to 172.30.65.1 ME-D1-TGMA>config>router>mpls>lsp# primary to- me-d1-pgca ME-D1-TGMA>config>router>mpls>lsp# no shutdown ME-D1-TGMA>config>router>mpls>lsp# exit all ME-D1-TGMA# ME-D1-TGMA# configure service sdp 201 create ME-D1-TGMA>config>service>sdp# far-end 172.30.65.1 ME-D1-TGMA>config>service>sdp# lsp to-me-d1-pgca ME-D1-TGMA>config>service>sdp# no shutdown ME-D1-TGMA>config>service>sdp# exit all ME-D1-TGMA# Pada ME-D1-PGCA. Perintah-perintah dibawah ini bertujuan untuk mengalihkan semua trafik dari ME-D1-PGCA menuju ME-D1-TGMA melalui hop yang kita tentukan. ME-D1-PGCA# ME-D1-PGCA# configure router mpls ME-D1-PGCA>config>router>mpls# path to-me-d1-tgma ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 10 172.30.76.93 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 20 172.30.74.2 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 30 172.30.72.97 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 40 172.30.72.34 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 50 172.30.72.38 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# hop 60 172.30.72.125 strict ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# no shutdown ME-D1-PGCA>config>router>mpls>path# back ME-D1-PGCA>config>router>mpls# lsp to-me-d1-tgma ME-D1-PGCA>config>router>mpls>lsp# to 172.30.65.63 ME-D1-PGCA>config>router>mpls>lsp# primary to-me-d1-tgma ME-D1-PGCA>config>router>mpls>lsp# no shutdown ME-D1-PGCA>config>router>mpls>lsp# exit all ME-D1-PGCA# ME-D1-PGCA# configure service sdp 202 create
7
ME-D1-PGCA>config>service>sdp# far-end 172.30.65.63 ME-D1-PGCA>config>service>sdp# lsp to-me-d1-tgma ME-D1-PGCA>config>service>sdp# no shutdown ME-D1-PGCA>config>service>sdp# exit all ME-D1-PGCA# 4. Monitoring perubahan trafik setelah dilakukan traffic engineering pada ME-D1-IDLA pada port yang menuju ME-D1-SBUA dan ME-D1-PBMA. Pada port 1/2/2 dari utilisasi 48% menjadi 46%, karena trafik dari dan ke ME-D1-TGMA yang awalnya melalui port ini dialihkan ke dan dari port 1/2/3 melalui ME-D1-PBMA. ME-D1-IDLA# monitor port 1/2/2 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/2/2 =============================================================== Input Output ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) --------------------------------------------------------------Octets 1066901718499248 319662774826086 Packets 1792865199405 1678293905384 Errors 4 0 --------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 55875356 14012010 Packets 103840 94779 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) 46.36 12.72 =============================================================== Pada port 1/2/3 dari utilisasi 0% menjadi 2%. Trafik pada port ini berisi paket dari MED1-TGMA ke ME-D1-PGCA dan sebaliknya. ME-D1-IDLA# monitor port 1/2/3 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/1/1 =============================================================== Input Output ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) ---------------------------------------------------------------
8
Octets Packets Errors
9031408658722 8032604372 10
856848130098 5369744025 0
--------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 2066691 199404 Packets 1907 1150 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) 1.98 0.17 =============================================================== Dari hasil implementasi terlihat ada perubahan utilisasi trafik. Dengan mengimplementasikan pada node dengan trafik yang lebih besar, pengaruh pemerataan trafik untuk antisipasi awal kongesti dan menekan packet-loss lebih signifikan. Pembahasan Pembahasan pada bagian ini akan menguraikan resume terhadap identifikasi masalah, usulan penyelesaian, hasil implementasi dan pengujian implementasi. Resume Identifikasi Permasalahan Berdasarkan rumusan masalah yang telah dipaparkan pada BAB I, yaitu terjadinya kongesti (traffic jam) pada link Metro Ethernet dan adanya kendala penambahan link, diantaranya keterbatasan penambahan port interface dan ketersedian fiber optic sebagai media transmisi, jadi dapat dirangkumkan suatu pertanyaan yang menjadi inti dari penelitian ini, yaitu “Bagaimana cara menekan packet-loss akibat kongesti (traffic jam) dan bagaimana cara mengoptimalkan link eksisting Metro Ethernet sebelum dilakukan penambahan link trunk?” Usulan Penyelesaian Penyelesaian masalah yang diusulkan oleh penulis yaitu dengan “Rekayasa Trafik (traffic engineering) menggunakan LSP pada jaringan Metro Ethernet”. Hasil Implementasi Resume dari hasil implementasi adalah sebagai berikut : 1.Terjadi perubahan aliran trafik pada ME-D1-IDLA yang semula seluruh trafik disalurkan melalui ME-D1-SBUA menjadi disalurkan sebagian melalui ME-D1-PBMA. Trafik yang dialirkan melalui ME-D1-PBMA adalah trafik data dari ME-D1-TGMA ke ME-D1-PGCA dan sebaliknya. 2.Terjadi perubahan utilisasi trafik pada port ME-D1-IDLA, yaitu pada port 1/2/2 yang semula 48% menjadi 46%, pada port 1/2/3 yang semula 0% menjadi 2%.
9
Pengujian Implementasi Berikut tahapan pengujian implementasi yang dilakukan : a.Melacak rute trafik dengan menggunakan perintah traceroute. ME-D1-TGMA# traceroute 172.30.65.1 traceroute to 172.30.65.1, 30 hops max, 40 byte packets 1 172.30.72.126 (172.30.72.126) 3.18 ms 10.7 ms 2.66 ms 2 172.30.72.37 (172.30.72.37) 14.0 ms 2.95 ms 3.02 ms 3 172.30.72.33 (172.30.72.33) 5.76 ms 3.15 ms 3.04 ms 4 172.30.72.25 (172.30.72.25) 3.92 ms 3.93 ms 3.55 ms 5 172.30.74.229 (172.30.74.229) 3.33 ms 6.72 ms 3.27 m 6 172.30.65.1 (172.30.65.1) 3.52 ms 3.43 ms 3.49 ms Hasil di atas menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan rute sebelum ataupun setelah mengimplementasikan LSP. Rute yang ditampilkan berdasarkan perintah diatas adalah rute dari protokol routing shorthest-path. b.Monitoring utilisasi pada kondisi jaringan (ME-D1-IDLA – ME-D1-SBUA) normal. Bertujuan untuk memonitor perubahan yang terjadi pada rute pertama dan rute kedua (LSP). Hasil : kedua link tetap dialiri data, dimana trafik pada link LSP berisi trafik dari ME-D1TGMA ke ME-D1-PGCA dan sebaliknya. c.Monitoring utilisasi pada kondisi jaringan (ME-D1-IDLA – ME-D1-SBUA) terganggu/putus.
Monitoring port 1/2/3 pada ME-D1-IDLA ME-D1-IDLA# monitor port 1/2/3 interval 3 rate repeat 1 =============================================================== Monitor statistics for Port 1/2/2 =============================================================== Input Output
10
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------At time t = 0 sec (Base Statistics) --------------------------------------------------------------Octets 1069541521806036 320401982094322 Packets 1798467079923 1683476706305 Errors 5 0 --------------------------------------------------------------At time t = 3 sec (Mode: Rate) --------------------------------------------------------------Octets 58552009 13908872 Packets 105777 95373 Errors 0 0 Utilization (% of port capacity) 48.53 12.65 =============================================================== Hasil : semua trafik akan dialihkan ke port 1/2/3, dimana utilisasi 2% menjadi 48%. Pada kondisi ini, untuk trafik pada ME-D1-KAGA, ME-D1-TRAA dan ME-D1-IDLA baik dari dan menuju node tersebut yang melalui port 1/2/2 dialihkan ke port 1/2/3 pada ME-D1-IDLA oleh protokol routing shorthest-path. PENUTUP Dari hasil analisa yang diperoleh dalam penelitian yang telah dibahas pada penjelasan sebelumnya, dapat diambil kesimpulan, yaitu: Traffic engineering yang dilakukan pada ME-D1TGMA yang memiliki utilisasi yang relatif kecil (2%) menghasilkan pengalihan trafik yang berdampak pemerataan trafik sebagai solusi mengatasi kongesti. Pemerataan trafik yang lebih signifikan dapat diperoleh dengan menerapkan traffic engineering menggunakan LSP di atas pada kasus dimana utilisasi trafik yang lebih besar, MPLS-TE dengan menggunakan LSP bisa digunakan untuk mengatasi kongesti yang berpotensi tingginya packet-loss dan menghindari munculnya packet-error yang disebabkan rendahnya kualitas link dengan mengalihkan trafik melewati jaringan yang memiliki utilisasi yang lebih rendah dan kualitas link yang lebih baik, MPLS-TE dengan menggunakan LSP berpengaruh besar dalam menjaga dan meningkatkan kualitas layanan dengan menerapkan bersamadengan protokol routing shorthest-path, Protokol routing shorthest-path menentukan rute berdasarkan nilai cost suatu link yang terendah atau jarak terpendek, sendangkan dengan MPLS-TE menggunakan LSP kita dapat menentukan rute sendiri dengan mempertimbangkan elemen lain seperti bandwith dan kualitas link sebagai paramater dalam menentukan jalur trafik, Proses MPLS-TE yaitu dengan membuat path, LSP dan SDP, dan MPLS-TE dengan menggunakan LSP bisa digunakan untuk mengoptimalkan jaringan eksisting sebelum dilakukan pengembangan dengan penambahan link sehingga langkah pengembangan yang diambil lebih efisien.
11
DAFTAR PUSTAKA Andry Diatherman, Perkembangan Teknologi XDSL, Gematel, Bandung, 2007. Lammle, Todd, CCNA Cicso Certified Network Associate Study Guide, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, 2005. M. Ali Nuryadi, Telkom Metro Ethernet Training, Alcatel – Lucent, Jakarta, 2008. Telkom Learning Center, Pengantar MPLS, Telkom Learning Center, Bandung, 2008
12
