9

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Jaringan

Jaringan adalah kumpulan beberapa komputer yang tergabung dalam

suatu lingkungan yang dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lain

(Arief, 2004,p2).

Berdasarkan media yang digunakan, maka terdapat dua macam jaringan

yaitu jaringan dengan kabel dan jaringan nirkabel.

Secara umum, jaringan dibagi menjadi 3 jenis :

1. Local Area Network (LAN), LAN merupakan tipe jaringan dengan

kecepatan yang tinggi yang meliputi area seperti satu gedung.

Tingkat kesalahan dalam pengiriman data rendah karena hanya

dalam area yang kecil (sekitar beberapa ribu meter).

2. Wide Area Network (WAN), WAN merupakan jaringan komunikasi

data yang melayani pengguna dalam wilayah area geografi yang

luas. Dan menggunakan peralatan transmisi.

3. Metropolitan Area Network (MAN), MAN merupakan jaringan yang

melayani area metropolitan, biasanya area yang ada lebih besar dari

LAN dan lebih kecil dari WAN.

10

2.2 Topologi Jaringan

Topologi merupakan sebuah struktur dari sebuah jaringan. Topologi

secara garis besar dibagi menjadi dua :

1. Topologi Fisik - menggambarkan kondisi yang sebenarnya jaringan secara

langsung.

2. Topologi Logika - menggambarkan kondisi bagaimana cara media jaringan

dapat diakses oleh komputer.

2.2.1. Topologi Fisik

Topologi Fisik secara umum terdapat 5 model, yakni Bus, Ring,

Star, Extended Star dan Mesh.

1. Bus

Pada model topologi ini, masing-masing komputer

dihubungkan dengan sebuah kabel jaringan tunggal. Pada

komputer awal dan akhir jaringan digunakan terminator 5Ω.

Kelebihan pada model jaringan ini, biaya pembangunan jaringan

relatif lebih murah.

Gambar 2.1 Topologi Bus

11

2. Ring

Pada model topologi ini, masing-masing komputer

dihubungkan dengan sebuah kabel jaringan tunggal. Tidak ada

komputer awal dan akhir pada model jaringan ini, sehingga

tampak seperti sebuah cincin / ring. Topologi ini memiliki

kelemahan yang sama dengan topologi Bus.

Gambar 2.2 Topologi Ring

3. Star

Pada model topologi ini, masing-masing komputer

dihubungkan dengan sebuah titik pusat (Hub atau Switch). Model

topologi ini merupakan model topologi yang paling banyak

digunakan sampai saat ini dikarenakan pada model topologi ini

apabila ada komputer yang gagal terhubung dengan jaringan,

komputer lain yang juga terhubung dengan jaringan tidak

terganggu. Kelemahan model topologi ini, biaya relatif lebih

mahal dari pada topologi Bus atau Ring dikarenakan dibutuhkan

sebuah konsentrator.

12

Gambar 2.3 Topologi Star

4. Extended Star

Model topologi ini merupakan penggabungan dari beberapa

topologi Star. Dibutuhkan sebuah titik pusat untuk

menghubungkan topologi Star yang satu dengan topologi Star

yang lainnya.

Gambar 2.4 Topologi Extended Star

5. Mesh

Pada model topologi ini, masing-masing komputer

terhubung secara langsung antara komputer yang satu dengan

komputer yang lainnya. Biasanya topologi ini digunakan untuk

membangun suatu jaringan yang redundant. Keuntungan model

topologi ini adalah reliabilitasnya dapat diandalkan. Kelemahan

model topologi ini adalah biaya pembangunannya cukup mahal

dan kurang efisien jika terdapat penambahan komputer baru

dalam jaringan.

13

Gambar 2.5 Topologi Mesh

2.2.2. Topologi Logika

Pada topologi logika terdapat 2 model, yakni Broadcast dan

Token-Passing.

1. Broadcast

Pada model ini, semua komputer diharuskan menerima paket-

paket data yang dikirimkan oleh tiap-tiap komputer. Aturan yang

diterapkan pun relatif sederhana, “siapa yang pertama kali datang,

dia yang pertama kali dilayani”.

2. Token Passing

Pada model ini, jaringan komputer dikendalikan oleh sebuah

token. Hanya komputer yang memiliki token yang dapat mengirim

data ke jaringan. Kepemilikian token ini sifatnya bergantian.

2.3 Perangkat Jaringan

Perangkat yang terhubung langsung ke jaringan dapat diklasifikasikan ke

dalam dua bagian. Yang pertama adalah perangkat end–user (host). Contoh

perangkat end–user antara lain: komputer, printer, scanner dan perangkat

lainnya yang menghasilkan service secara langsung kepada user. Klasifikasi

kedua adalah perangkat jaringan. Perangkat jaringan termasuk semua peralatan

14

yang terhubung ke perangkat end-user sehingga membuat perangkat–perangkat

end–user tersebut bisa berkomunikasi (Cisco Certified Network Associate,

2000, semester 1).

Berikut ini adalah penjabaran tentang peralatan jaringan:

1. Network Interface Card (NIC)

NIC merupakan suatu papan sirkuit yang dirancang untuk dipakai di

dalam slot ekspansi suatu PC. NIC biasa disebut juga network adapter.

Baik PC ataupun Laptop, harus menggunakan perangkat ini untuk bisa

terhubung ke jaringan. Setiap NIC memiliki nama atau kode yang unik,

yang biasa disebut Media Access Control (MAC). Alamat inilah yang

digunakan untuk mengontrol komunikasi data pada host di dalam

jaringan.

2. Repeater

Repeater merupakan perangkat jaringan yang digunakan untuk

membangkitkan ulang sinyal. Repeater membangkitkan ulang sinyal

analog maupun sinyal digital yang mengalami distorsi sehingga

menghindari kesalahan transmisi. Perangkat biasa digunakan untuk

menghubungkan jaringan yang jaraknya cukup jauh, sehingga sinyal yang

ditransmisikan lebih reliable. Perangkat ini tidak melaksanakan routing

seperti halnya bridge atau router.

15

3. Hub

Prinsip kerja hub adalah mengkoneksikan sejumlah host kemudian

membuat host–host tersebut terlihat seperti satu unit dalam jaringan.

Proses ini dilakukan secara pasif, tanpa efek-efek lain pada transmisi

data. Sedangkan hub aktif tidak hanya mengkonsentrasikan host, tetapi

juga membangkitkan ulang sinyal.

4. Bridge

Bridge mengkonversi format data transmisi jaringan. Bridge juga

memiliki kemampuan untuk melakukan pengaturan transmisi data.

Seperti namanya, bridge menyediakan hubungan antar LAN. Bahkan

bridge juga melakukan pengecekan data untuk menentukan apakah data

itu harus melalui bridge atau tidak. Dengan fungsi ini, jaringan akan lebih

efisien.

5. Switch

Switch lebih “pintar” dalam mengatur transfer data. Tidak hanya

menentukan arah data dalam LAN, tetapi switch bisa mentransfer data

hanya kepada koneksi yang memerlukan data.

6. Router

Router memiliki semua kemampuan perangkat jaringan. Router

dapat membangkitkan ulang sinyal, mengkonsentrasikan banyak koneksi,

mengkonversi format transmisi data, dan mengatur transfer data. Router

digunakan dalam jaringan WAN.

16

2.4 Routing

Cara untuk menyambungkan pengirim dan penerima dalam jaringan

adalah dengan menggunakan routing. Routing adalah sekumpulan arah atau

tujuan dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Arah atau tujuan ini, juga disebut

sebagai rute, bisa diberikan ke router secara dinamis, atau bisa diberikan secara

statis oleh administrator.

2.4.1. Static Routing

Ketika static routing digunakan, seorang network administrator

mengkonfigurasi informasi tentang jaringan-jaringan jauh secara

manual. Oleh karena itu, network administrator harus menambah dan

menghapus rute-rute statis bila terjadi perubahan pada topologi

jaringan.

Static routing sangat cocok diimplementasi pada jaringan berskala

kecil karena kemungkinan perubahan topologi jaringan sangat kecil,

sehingga tidak memakan waktu administrasi. Pada jaringan berskala

besar, pemeliharaan tabel-tabel routing secara manual sangat memakan

waktu administrasi. Oleh karena itu static routing tidaklah scalable

dibanding dengan dynamic routing.

2.4.2. Dynamic Routing

Seorang network administrator memilih untuk menggunakan

protokol ini berdasarkan beberapa hal, antara lain ukuran jaringan,

17

bandwidth yang tersedia, kekuatan processor sebuah router, tipe dan

model router, dan protokol yang sedang digunakan pada jaringan.

2.5 Routing Protocol

Routing protocol adalah komunikasi yang digunakan antar router.

Routing protocol mengizinkan router-router saling berbagi informasi tentang

jaringan dan tetangga mereka.

Algoritma routing bisa diklasifikasikan menjadi 2 kategori :

1. Distance Vector – pendekatan ini mendeterminasikan arah, atau

vector, dan jarak ke semua link dalam sebuah jaringan.

2. Link State – pendekatan ini membuat ulang topologi jaringan

keseluruhan dengan akurat.

Beberapa contoh dari routing protocol, antara lain :

1. Routing Information Protocol (RIP) – protokol routing interior

distance vector.

2. Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) - protokol routing

interior distance vector milik Cisco.

3. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) - protokol

routing interior distance vector lanjutan milik Cisco.

4. Open Shortest Path First (OSPF) – protokol routing interior link-

state.

5. Border Gateway Protocol (BGP) – protokol routing exterior

distance vector.

18

2.5.1. Autonomous Systems (AS)

Sebuah AS adalah sekumpulan router-router yang saling berbagi

strategi dan peraturan routing bersama-sama di bawah satu wilayah

administrasi yang sama. Pada dunia nyata, sebuah AS dipandang

sebagai sebuah kesatuan. AS mungkin dijalankan oleh satu atau lebih

operator.

American Registry of Internet Numbers (ARIN), sebuah service

provider, atau seorang administrator memberikan sebuah 16-bit nomor

identifikasi untuk setiap AS. Nomor AS berkisar antara 1 dan 65.535.

Nomor AS antara 64.512 hingga 65.535 dipesan khusus untuk

penggunaan pribadi. Routing protocol, seperti IGRP, memerlukan

sebuah nomor AS yang unik.

Gambar 2.6 Sekumpulan Router dalam satu AS

Protokol-protokol routing yang berjalan dalam sebuah jaringan

yang dikontrol oleh sebuah organisasi atau AS disebut Interior

Gateway Protocol (IGP). Sedangkan protokol-protokol routing yang

berjalan di antara dua jaringan yang berbeda dan dikontrol oleh dua

organisasi atau AS yang berbeda disebut Exterior Gateway Protocol

(EGP).

19

Gambar 2.7 IGP dan EGP

2.5.2. Distance Vector Routing Protocol

Algoritma protokol routing ini meneruskan salinan-salinan tabel

routing dari router ke router secara berkala.Update berkala antar

router ini membicarakan tentang perubahan ropologi. Algoritma

distance vector juga dikenal dengan algoritma Bellman-Ford.

Gambar 2.8 Konsep Distance Vector

Setiap router menerima informasi berupa tabel routing dari router

tetangga yang terkoneksi langsung. Informasi ini kemudian diteruskan

oleh router tersebut ke router lain yang berdekatan dengannya. Jadi,

tabel routing dibuat berdasarkan informasi yang didapat dari tangan

kedua atau gosip.

20

Gambar 2.9 Distance Vector Network Discovery

Algoritma ini mempunyai kelemahan, oleh karena perubahan

jaringan tidak dapat terjadi dengan serempak, adakalanya perubahan di

suatu router belum terjadi di router lainnya, sehingga dapat terjadi

kekacauan jika router berulang-ulang menyebarkan perubahan yang

telah lama terjadi. Hal ini disebut count infinity yang dapat

menyebabkan terjadinya routing loop, paket dikirim berulang-ulang

mengelilingi jaringan. Jika routing loop terjadi, dapat menyebabkan

ketidakstabilan atau kemacetan pada jaringan.

Untuk

itu

dikeluarkan

beberapa

metode untuk

menghindark

an routing

loop :

21

1. Split Horizon untuk menghindarkan pengiriman data kembali ke

alamat pengirim atau asal.

2. Hold Down untuk menghindarkan regular update mengirimkan

berita mengenai paket yang telah tak terpakai.

3. Route Poisoning adalah cara mengirimkan routing update

menandai paket yang tak mencapati tujuannya sebagai hop count

yang tidak tercapai, misalnya hop yang ke 16 untuk RIP.

4. Triggered Update untuk meng-update perubahan pada jaringan

segera setelah terjadi perubahan.

2.5.3. Link-State Routing Protocol

Algoritma link state dikenal juga sebagai algoritma Djikstra atau

algoritma Shortest Path First (SPF). Algoritma ini memelihara sebuah

basis data informasi topologi yang kompleks. Algoritma distance

vector tidak memiliki informasi khusus tantang jaringan jarak jauh dan

pengetahuan tentang router jarak jauh. Algoritma link-state

memelihara pengetahuan penuh tentang router jarak jauh dan

bagaimana mereka saling berhubungan.

Link state menggunakan fitur-fitur sebagai berikut :

1. Link-State Advertisement (LSA) – sebuah paket kecil berisi

informasi routing yang dikirim antar router.

2. Topological Database – sekumpulan informasi yang diperoleh

dari LSA-LSA.

22

3. Algoritma SPF – sebuah perhitungan yang dilakukan terhadap

basis data yang menghasilkan SPF tree.

4. Tabel Routing – sebuah daftar rute-rute dan interface-interface

yang diketahui.

Gambar 2.10 Konsep Link-State

Ketika router saling menukar LSA, mereka memulainya dengan

jaringan yang terkoneksi langsung dengannya. Setiap router

membentuk sebuah topological database yang terdiri dari semua LSA

yang telah dipertukarkan.

Algoritma SPF menghitung kemampuan mencapai jaringan.

Router membentuk topologi logika ini sebagai sebuah tree, dengan

menjadikan diri sendiri sebagai root. Topologi ini mengandung semua

kemungkinan jalan ke setiap jaringan. Router kemudian menggunakan

SPF untuk mengurutkan jalan tersebut. Router membuat daftar jalan

terbaik beserta interface yang digunakan untuk mencapai jaringan

23

tersebut dari tabel routing. Selain itu, router juga memelihara basis

data rincian faktor dan status topologi.

Gambar 2.11 Link-State Network Discovery

Router yang menjalankan algoritma link-state harus

memperhatikan 3 hal berikut ini :

1. Processor overhead

2. syarat Memory yang diperlukan

3. pemakaian Bandwidth

Router yang menggunakan algoritma ini memerlukan memory

lebih banyak dan memproses lebih banyak data dibanding dengan

router yang menggunakan algortima distance vector. Router link-state

memerlukan lebih banyak memory untuk menimpan semua informasi

dari beberapa basis data, tree topologi, dan tabel routing. Pada awal

pembanjiran paket akan sangat memakan bandwidth. Pada proses

discovery awal, semua router yang menggunakan protokol routing

link-state mengirim paket-paket LSA ke router lainnya. Hal ini akan,

24

sementara, mengurangi ketersediaan bandwidth untuk traffic jaringan

yang membawa data. Setelah itu, protokol routing link-state hanya

memerlukan bandwidth yang kecil untuk mengirim paket-paket LSA

hanya ketika terjadi perubahan topologi jaringan (event-triggered).

2.5.4. Contoh-Contoh Protokol Routing

2.5.4.1 Routing Information Protocol (RIP)

Spesifikasi RIP ditulis dalam RFC 1058. RIP adalah

protokol routing distance vector. Seleksi jalur nya dengan

menggunakan metrik berupa hop count. Jika hop count

melebihi 15, maka paket akan dibuang. Routing update, secara

default, akan dikirim dengan broadcast setiap 30 detik.

Routing update berisi semua tabel routing pengirim.

Protokol routing RIP telah berevolusi dari Classfull

Routing Protocol, RIP version 1 (RIPv1) ke Classless Routing

Protocol, RIP version 2 (RIPv2). Setiap router yang

menjalankan RIPv1 memiliki tabel routing yang setidaknya

berisi :

1. Alamat IP tujuan (host, subnet, network, atau rute default)

2. Metrik yang menunjukkan biaya total untuk mencapai

tujuan tersebut dari host.

3. Alamat IP router yang perlu dilalui.

4. Sebuah tanda untuk menunjukkan apakah rute baru saja

berubah.

25

5. Beberapa timer.

RIPv2 merupakan perluasan dari RIPv1 dengan

menambahkan beberapa kemampuan baru. RIPv2 sama sekali

tidak mengubah algoritma routing distance vector yang

digunakan RIPv1. Perubahan yang dilakukan RIPv2 hanya

pada format paket RIP yang bersifat menambah informasi

yang dikirimkan. Kemampuan-kemampuan baru RIPv2 adalah

1. Tag untuk rute eksternal – memberikan kemampuan bagi

RIPv2 untuk membedakan RIP “internal” (jaringan dalam

domain RIP) dari RIP “external”. Biasanya untuk rute-rute

dari EGP atau dari protokol routing lain.

2. Subnet mask – mendukung penggunaan subnet mask yang

berbeda di jaringan atau Variable Length Subnet Mask

(VLSM) dan Classless Inter Domain Routing (CIDR).

3. Alamat hop berikut – berisi alamat router berikutnya

sehingga berguna untuk mencegah datagram mengambil

rute yang tidak efisien. Biasanya digunakan pada

perbatasan jaringan yang menggunakan protokol routing

selain RIPv2.

4. Autentikasi – mencegah router menerima routing update

yang invalid, sehingga meningkatkan keamanan jaringan.

Password pada autentikasi dapat ditransmisikan dalam

bentuk plain text atau pun Message Digest 5 (MD5).

26

2.5.4.2 Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

IGRP adalah protokol routing milik Cisco. IGRP

merupakan protokol routing distance vector. Seleksi jalurnya

menggunakan metrik campuran berupa bandwidth, load,

delay, dan reliability (bandwidth dan delay secara default).

IGRP mendukung hingga 255 hop count. Routing update,

secara default, akan dikirim dengan broadcast setiap 90 detik.

Routing update berisi semua tabel routing pengirim.

Dibutuhkan nomor AS unik ketika mengimplementasi IGRP

pada sebuah jaringan.

IGRP memiliki 3 jenis rute, yaitu :

1. Interior – rute-rute antar subnet-subnet jaringan yang

menempel pada interface router. Jika jaringan yang

menempel pada interface router belum di-subnet, IGRP

tidak akan memasang rute-rute interior.

2. System – rute-rute ke jaringan dalam AS. Rute-rute

system tidak mencantumkan informasi subnet.

3. Exterior – rute-rute ke jaringan-jaringan luar AS yang

dipertimbangkan ketika gerbang tempat pembuangan

terakhir (gateway of last resort) diidentifikasi.

27

Gambar 2.12 Jenis-jenis rute pada IGRP

Walaupun IGRP telah memperbaiki sedikit kelemahan

pada RIPv1, tetapi IGRP tidak mendukung VLSM dan CIDR.

Oleh karena itu, Cisco telah membuat EIGRP untuk

memperbaiki masalah ini

2.5.4.3 Open Shortest Path First (OSPF)

OSPF adalah protokol routing link-state berdasarkan

standarisasi terbuka. Spesifikasi OSPF ditulis dalam RFC

2328. Pada saat ini, OSPF yang digunakan adalah OSPF

version 2 (OSPFv2). OSPF menggunakan algoritma SPF

untuk menghitung biaya terendah untuk mencapai tujuan

tertentu. Routing update hanya dikirim ketika terjadi

perubahan topologi jaringan. Routing update dikirim dengan

menggunakan multicast, yang tentunya lebih baik dibanding

dengan RIPv1 atau pun IGRP yang menggunakan broadcast.

OSPF juga telah mendukung VLSM dan CIDR. Diperlukan

28

nomor AS unik untuk mengimplementasi protokol routing

OSPF dalam suatu jaringan, dalam hal ini nomor AS disebut

nomor area.

Gambar 2.13 Area pada OSPF

2.5.4.4 Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)

EIGRP adalah protokol routing milik Cisco dan

merupakan perkembangan dari protokol routing distance

vector IGRP. Walaupung EIGRP merupakan perkembangan

dari IGRP, protokol routing EIGRP juga memiliki

karakteristik protokol routing link-state, sehingga juga disebut

sebagai protokol routing hybrid.

EIGRP memiliki kemampuan-kemampuan baru yaitu

mendukung unequal cost load balancing, menggunakan

algoritma Diffused Update Algorithm (DUAL) untuk

menghitung jalur terpendek. Routing update dikirim dengan

29

menggunakan alamat multicast hanya ketika terjadi perubahan

topologi. EIGRP memiliki basis data – basis data seperti yang

dimiliki oleh OSPF, yaitu tabel neighbor, tabel topologi, dan

tabel routing. EIGRP mendukung hingga 224 hop count dan

juga mendukung VLSM dan CIDR. Selain itu, EIGRP

memiliki kemampuan yang tidak didukung oleh protokol

routing mana pun, yaitu mendukung berbagai macam routed

protocol antara lain IP, IPX, dan AppleTalk.

EIGRP dan IGRP adalah cocok satu sama lain, sehingga

keunggulan dari kedua protokol routing ini dapat

dimanfaatkan. EIGRP menggunakan perhitungan metrik yang

berbeda. Metrik EIGRP dihitung dengan mengalikan metrik

IGRP dengan faktor 256.

Untuk mendukung pembagian informasi dengan

protokol routing lainnya, sepeti RIP dan OSPF, diperlukan

konfigurasi tambahan berupa redistribution atau route

sharing. Redistribution terjadi secara otomatis antara EIGRP

dan IGRP selama mereka menggunakan nomor AS yang

sama.

30

Gambar 2.14 Automatic Redistribution

2.5.4.5 Border Gateway Protocol (BGP)

BGP adalah protokol routing exterior distance vector.

BGP biasanya digunakan antar ISP dengan ISP maupun ISP

dengan pelanggannya. BGP digunakan untuk merutekan

traffic Internet antar AS. Oleh karena itu, diperlukan nomor

unik AS bila ingin menggunakan BGP. Pada saat ini, BGP

version 4 (BGP4) dijadikan standarisasi untuk routing

Internet.

Gambar 2.15 BGP

BGP banyak didefinisikan di RFC 1772. Tugas dari

BGP adalah menukar informasi routing antar AS dan

mengaransi pemilihan jalur yang bebas loop. BGP4

merupakan versi pertama yang mendukung CIDR dan

31

agregasi rute. IGP pada umunya menggunakan metrik teknis.

BGP tidak menggunakan metrik teknis tetapi peraturan dan

kebijakan jaringan.

Update BGP menggunakan port TCP 179. Karena BGP

memerlukan koneksi TCP, maka koneksi TCP harus terjadi

sebelum bisa menukar informasi. Oleh karena itu, BGP

mewarisi sifat terpercaya dari connection-oriented TCP.

2.6 Wide Area Network (WAN)

Wide Area Network (WAN) merupakan jaringan komunikasi data yang

melayani pengguna dalam wilayah area geografi yang luas. Dan menggunakan

peralatan transmisi. Karena WAN menghubungkan jaringan user pada area

geografi yang luas, WAN memungkinkan bisnis untuk berkomunikasi

melewati jarak yang jauh. Menggunakan WAN memungkinkan komputer,

printer, dan alat-alat lain pada LAN untuk membagi dan dibagi dengan lokasi

yang jauh. WAN menyediakan komunikasi instan melewati area geografi yang

luas. Kemampuan untuk mengirim pesan instan kepada seseorang dimanapun

di dunia menyediakan kemampuan komunikasi yang sama yang biasanya

hanya dimungkinkan jika orang-orang berada di dalam kantor yang sama.

Software kolaborasi menyediakan akses ke informasi real-time dan sumber

yang memungkinkan pertemuan dilaksanakan secara jarak jauh, daripada harus

secara langsung berada di pertemuan tersebut. Jaringan WAN juga telah

menciptakan jenis pekerja baru yang disebut telecommuters, orang yang tidak

harus meninggalkan rumah untuk melakukan pekerjaannya.

32

Gambar 2.16 Pembagian WAN Link

WAN didesain untuk mengerjakan :

1. Beroperasi melewati area geografi yang luas dan terpisah.

2. Memungkinkan user untuk melakukan komunikasi real-time dengan user

lain.

3. Menyediakan sumber jarak jauh yang terhubung dengan servis lokal secara

full time.

4. Menyediakan e-mail, world wide web, mentransfer file, dan servis e-

commerce.

2.7 Teknologi WAN

WAN menggunakan teknologi switching yang dibagi 2 yaitu : circuit

switching dan packet switching.

2.7.1. Circuit Switching

Circuit switching membuat suatu koneksi fisik untuk data dan

suara antara pengirim dan penerima. Circuit switching memungkinkan

hubungan data yang dapat di-inisialisasi ketika dibutuhkan dan

33

berakhir ketika komunikasi selesai. Saat kedua jaringan terhubung dan

sudah di-autentikasi, mereka dapat mengirim data. Circuit switching

memastikan adanya kapasitas koneksi yang tetap tersedia untuk

pelanggan. Jika sirkuit ini membawa data komputer, pemakaian

kapasitas yang sudah ditetapkan ini menjadi tidak efisien, karena

adanya variasi dalam pemakaian.

2.7.2. Packet Switching

Packet switching dibuat untuk menyediakan teknologi WAN yang

lebih efektif dibandingkan jaringan circuit switched yang pemakaian

kapasitasnya sudah ditetapkan.

Dalam pengaturan packet switching, jaringan memiliki hubungan

ke dalam jaringan pembawa, dan banyak pelanggan berbagi jaringan

pembawa tersebut. Bagian dari jaringan pembawa yang dipakai

bersama sering mengarah sebagai cloud. Hubungan virtual antara

tempat-tempat pelanggan sering mengarah sebagai virtual circuit.

Switch di jaringan paket switching menentukan link mana yang

akan dikirimkan paket. Ada dua pendekatan untuk penentuan link ini,

connectionless atau connection oriented. Connectionless, seperti

Internet, membawa informasi pengalamatan penuh di tiap paket. Tiap

switch harus mengevaluasi alamatnya untuk menentukan akan dikirim

ke mana paketnya. Connection oriented menentukan terlebih dahulu

rute paketnya, dan tiap paket hanya perlu membawa identifier.

34

2.8 Multiprotocol Label Switching (MPLS)

2.8.1. Pendahuluan

Riset dan inovasi dalam teknologi telekomunikasi dikembangkan

atas dorongan kebutuhan mewujudkan jaringan informasi yang (1)

menyediakan layanan yang beraneka ragam (2) memiliki kapasitas

tinggi sesuai kebutuhan yang berkembang (3) mudah diakses dari

mana dan kapan saja serta (4) terjangkau harganya. Jaringan yang

memenuhi kebutuhan itu adalah jaringan broadband yang

menghantarkan data paket dengan secara efisien, scalable,

memungkinkan diferensiasi dalam satu sistem, serta mampu diakses

secara mobile.

Teknologi semacam ATM memiliki mekanisme pemeliharaan

QoS, Quality of Service, dan memungkinkan diferensiasi, namun

menghadapi masalah pada skalabilitas yang mengakibatkan perlunya

investasi tinggi untuk implementasinya. Di lain pihak, Internet yang

dengan protokol IP berkembang lebih cepat. IP sangat baik dari segi

skalabilitas, yang membuat teknologi Internet menjadi cukup murah.

Namun IP memiliki kelemahan serius pada implementasi QoS. Namun

kemudian dikembangkan beberapa metode untuk memperbaiki kinerja

jaringan IP, antara lain dengan MPLS.

MPLS , Multiprotocol Label Switching, merupakan salah satu

bentuk konvergensi vertikal dalam topologi jaringan. MPLS

35

menjanjikan banyak harapan untuk peningkatan performansi jaringan

paket tanpa harus menjadi rumit seperti ATM.

2.8.2. Packet Forwarding pada Jaringan IP Tradisional Versus MPLS

Pada jaringan IP tradisional, routing protocol digunakan untuk

mendistribusikan layer 3 routing information. Proses penerusan paket

adalah berdasarkan alamat tujuan. Oleh karena itu, ketika sebuah paket

diterima oleh router, maka router akan mendeterminasikan next-hop

address menggunakan alamat IP tujuan dengan informasi yang

terdapat pada tabel routing. Proses ini akan terus berulang pada tiap

loncatan (router) dari sumber ke tujuan.

Gambar 2.17 Operasi IP Forwading Tradisional

Berdasarkan gambar 2.1, proses penerusan paket adalah sebagai

berikut:

1. R4 menerima sebuah paket data yang ditujukan untuk jaringan

172.16.10.0

2. R4 mencari rute untuk jaringan 172.16.10.0 pada tabel routing, dan

paket diteruskan ke next-hop, router R3.

36

3. R3 menerima paket data tersebut dengan tujuan 172.16.10.0,

mencari rute untuk jaringan 172.16.10.0, dan meneruskannya ke

routerR2.

4. R2 menerima paket data tersebut dengan tujuan 172.16.10.0,

mencari rute untuk jaringan 172.16.10.0, dan meneruskannya ke

router R1.

5. Karena router R1 terhubung langsung ke jaringan 172.16.10.0, R1

akan meneruskan paket tersebut ke interface yang tepat.

Sedangkan pada jaringan MPLS, paket data diteruskan

berdasarkan label. Label mungkin akan berkoresponden dengan alamat

IP tujuan atau dengan parameter lainnya, misalnya kelas-kelas QoS

dan alamat sumber.

Gambar 2.18 Operasi Packet Forwarding pada Jaringan MPLS

Berdasarkan gambar 2.2, proses penerusan paket adalah sebagai

berikut :

37

1. R4 menerima sebuah paket data dari jaringan 172.16.10.0 dan

mengidentifikasi bahwa rute ke tujuan adalah MPLS enabled. Oleh

karena itu, R4 meneruskan paket tersebut ke next-hop router R3

setelah memakaikan sebuah label L3 pada paket tersebut.

2. R3 menerima labeled packet tersebut dengan label L3 dan

menukar L3 dengan L2 dan meneruskan paket tersebut ke R2.

3. R2 menerima labeled packet tersebut dengan label L2 dan

menukar L2 dengan L1 dan meneruskan paket tersebut ke R1.

4. R1 adalah border router di antara jaringan berbasis IP dan MPLS;

oleh karena itu, R1 melepaskan label pada paket dan meneruskan

paket IP tersebut ke jaringan 172.16.10.0.

2.8.3. Arsitektur MPLS

Fungsionalitas MPLS dibagi menjadi dua bagian utama blok

arsitektur, yaitu:

1. Control Plane - bertanggung jawab dalam hal yang

berhubungan dengan pengidentifikasian kemampuan untuk

mencapai tujuan. Oleh karena itu, control plane terdiri dari

semua informasi pada layer 3. Contoh fungsi control plane

adalah pertukaran informasi protokol routing, seperti OSPF

dan BGP. Selain itu, semua fungsi yang berhubungan

dengan pertukaran label antara router-router tetangga.

2. Data Plane - bertugas untuk meneruskan paket-paket data.

Paket-paket di sini bisa berarti paket IP layer 3 atau labeled

38

IP packet. Informasi pada data plane, seperti label values,

adalah berasal dari control panel. Pertukaran informasi

antara router-router tetangga akan memetakan jaringan

tujuan ke labels pada control plane, yang akan digunakan

untuk meneruskan data plane labeled packet.

Gambar 2.19 Control Plane dan Data Plane pada Router

2.8.4. Istilah-Istilah dalam MPLS

Beberapa istilah penting dalam MPLS yang akan digunakan terus

dalam skripsi ini, yaitu :

1. Forwarding Equivalent Class (FEC) – merupakan sekumpulan

paket-paket yang akan mendapatkan perlakuan forwarding yang

sama (melewati jalur yang sama).

2. MPLS Label Switch Router (LSR) – bertugas dalam label

switching; LSR menerima labeled packet dan menukar label

tersebut dengan outgoing label dan meneruskan labeled packet

baru tersebut dari interface yang tepat. Berdasarkan lokasinya

dalam domain MPLS, LSR bisa bertugas dalam label imposition

39

(addition, disebut juga push) atau pun label disposition (removal,

disebut juga pop).

3. MPLS Edge-Label Switch Router (E-LSR) – sebuah LSR pada

perbatasan domain MPLS. Ingress E-LSR bertugas dalam label

imposition dan meneruskan paket melalui jaringan MPLS-enabled.

Egress E-LSR bertugas dalam label disposition dan meneruskan

paket IP ke tujuan.

Gambar 2.20 LSR dan E-LSR

4. MPLS Label Switched Path (LSP) – jalur pengiriman paket dari

sumber ke tujuan pada jaringan MPLS-enabled.

5. Upstream and Downstream – konsep dari upstream dan

downstream merupakan poros untuk memahami operasi dari

distribusi label (control plane) dan penerusan paket data dalam

sebuah domain MPLS.

40

Gambar 2.21 Upstream dan Downstream

Sebuah label MPLS terdiri dari bagian-bagian berikut ini:

1. 20-bit label value – nomor yang ditetapkan oleh router untuk

mengidentifikasikan prefix yang diminta.

2. 3-bit experimental field – mendefinisikan QoS yang diberikan pada

FEC yang telah diberi label.

3. 1-bit bottom-of-stack indicator – jika E-LSR menambahkan lebih

dari satu label pada sebuah paket IP, maka akan terbentuk label

stack. Oleh karena itu, bottom-of-stack indicator bertugas untuk

mengenal apakah sebuah label yang dijumpai merupakan label

terbawah dalam label stack.

41

Gambar 2.23 MPLS Label Stack

4. 8-bit Time-to-Live field – memiliki fungsi yang sama dengan IP

TTL, di mana paket akan dibuang jika TTL sebuah paket adalah 0.

Ketika sebuah labeled packet melewati sebuah LSR, nilai TTL-nya

akan dikurangi 1.

2.8.5. Operasi pada MPLS

Implementasi MPLS untuk data forwarding melibatkan 4 langkah

berikut ini:

1. MPLS Label Assignment

Sebuah label diberikan kepada jaringan-jaringan IP yang bisa

dicapai oleh sebuah router dan kemudian ditambahkan pada

42

paket-paket IP yang akan diteruskan ke jaringan IP tersebut. IP

routing protocol memberi jaminan reachability ke jaringan

tujuan. Proses yang sama perlu diimplementasikan oleh router

atau peralatan yang berada dalam domain MPLS untuk

mempelajari label yang diberikan ke jaringan tujuan oleh router

tetangga. Label Distribution Protocol (LDP or TDP) memberi dan

menukar label antar LSR tetangga dalam domain MPLS diikuti

dengan session establishment. Telah dibahas sebelumnya bahwa

label bisa diberikan secara global (per router) atau per interface

pada sebuah router.

2. MPLS LDP or TDP Session Establishment

Ada 4 kategori dari LDP messages:

a. Discovery messages – memberitahukan dan memperpanjang

kehadiran LSR dalam jaringan.

b. Session messages – membangun, memelihara, dan

memutuskan sesi antara LSR.

c. Advertisement messages – memasang label mapping pada

FCE.

d. Notification messages – berhubungan dengan signal errors.

Semua LDP messages mengikuti format type, length, value

(TLV). LDP menggunakan protokol TCP pada port 646, dan LSR

yang memiliki LDP router ID tertinggi akan membuka sebuah

hubungan ke port 646 ke LSR lainnya:

43

a. Sesi LDP dimulai ketika sebuah LSR mengirim hello

messages secara periodic (menggunakan multicast UDP pada

alamat 224.0.0.2) pada interfaces yang mendukung MPLS

forwarding. Jika terdapat LSR lain yang terhubung pada

interface tersebut, maka LSR yang terhubung langsung akan

mencoba untuk membangun sesi dengan pengirim hello

messages. LSR dengan router ID tertinggi akan menjadi LSR

yang aktif. LSR ini akan mencoba membuka koneksi TCP

dengan LSR pasif lainnya pada port 646.

b. LSR aktif kemudian akan mengirim sebuah initialization

messages ke LSR pasif, yang berisi informasi seperti session

keepalive time, metode distribusi label, panjang maksimum

PDU, dan ID LDP penerima, dan jika deteksi loop diaktifkan.

c. LSR pasif akan mengirim keepalive message ke LSR aktif

setelah mengirim initialization message.

d. LSR aktif akan mengirim keepalive ke LDP LSR pasif, dan

sesi LDP dimulai. Pada waktu jeda ini, label-FEC mapping

bisa ditukar antar LSR.

3. MPLS Label Distribution

Metode-metode distribusi label yang digunakan pada MPLS

adalah sebagai berikut:

a. Downstream on demand – metode ini mengizinkan LSR untuk

langsung meminta sebuah label mapping dari downstream

next-hop router-nya.

44

b. Unsolicited downstream – metode ini mengizinkan sebuah

LSR untuk mendistribusikan ke upstream LSR yang belum

meminta secara eksplisit.

Gambar 2.24 Unsolicited Downstream vs Downstream on Demand

4. MPLS Label Retention

Jika sebuah LSR mendukung metode liberal label retention,

maka dia akan memelihara pengikatan antara sebuah label dengan

sebuah prefix tujuan, yang diterima dari LSR downstream yang

bukan merupakan next-hop router untuk tujuan tersebut. Jika

sebuah LSR mendukung metode conservatieve label retention,

maka dia akan memutuskan ikatan yang diterima dari LSR

downsream yang bukan merupakan next-hop router untuk sebuah

prefix tujuan. Oleh karena itu, dengan metode liberal retention,

sebuah LSR bisa hampir segera memulai meneruskan labeled

packet setelah IGP convergence, di mana jumlah label yang

diurus untuk tujuan tertentu sangat besar, sehingga memakan

45

memory. Dengan menggunakan conservatieve label retention,

label-label yang diurus merupkan label-label dari LDP atau TDP

tetangga yang telah sah, sehingga menghemat memory.

2.8.6. Frame-Mode MPLS

Dalam cara ini, router yang menjalankan MPLS menukar paket-

paket IP dengan labeled packet satu sama lain dalam sebuah domain

MPLS. Konektivitas pada Data Link Layer dalam frame-mode MPLS

domain dibangun menggunakan serial HDLC/PPP, Ethernet, atau

ATM. ATM menggunakan cell untuk mentranmisikan paket-paket IP.

Perhatikan bahwa di situ mungkin ada link ATM dalam domain

MPLS, itu mungkin untuk menjalankan IP point-to-point link (routed

PVCs). Dalam hal ini, link ini tetap disebut sebagai frame-mode MPLS

dan bukan cell-mode MPLS, walaupun protokol layer 2-nya adalah

ATM.

Gambar 2.25 Frame-Mode MPLS Forwarding

46

Gambar 2.9 menggambarkan penerusan sebuah paket data dengan

tujuan 172.16.10.0 melewati domain MPLS, di mana E-LSR R4

memasang label L3 (next-hop label yang dipelajari dari LSR

downstream) dan meneruskan labeled packet ke LSR downstream R3.

R3 menukar ingress label L3 untuk egress label L2. Pada L2, ingress

label L2 memetakan ke implicit-null label. Oleh karena itu, LSR R2

melepaskan top label (L2) dan meneruskan paket IP yang dihasilkan

ke E-LSR R1.

2.8.7. Cell-Mode MPLS

Ketika menggunakan ATM untuk menghubungkan peralatan,

MPLS menggunakan cells, bukan frame. Cells digunakan untuk

menstranspor informasi data plane. Ketika label ATM digunakan pada

inti MPLS, mode operasinya disebut cell-mode MPLS.

Gambar 2.26 Data Plane Operation: Cell-Mode MPLS

Operasi data plane pada cell-mode MPLS adalah sebagai berikut:

1. Ketika sebuah paket data ditujukan ke jaringan 172.16.10.0

diterima di R2, R2 akan memasang sebuah outgoing label 1/L3

dan meneruskan ke downstream ATM LSR A2 yang sama.

47

2. LSR A2 akan melakukan pencarian LFIB dan menggantikan top

label 1/L3 dengan next-hop label 1/L2 dan meneruskan cells ke

ATM LSR A1.

3. LSR A1 juga melakukan pencarian LFIB dan menggantikan top

label dengan next-hop label 1/L1 dan meneruskannya ke ATM E-

LSR R1. Perhatikan bahwa berbeda dengan frame-mode MPLS,

LSR 2-hop di belakang tidak melepaskan top label, melainkan

meneruskannya ke E-LSR. Oleh karena itu, ketika sedang

menerima cells tersebut, ATM E-LSR akan melepaskan label-nya

dan melakukan pencarian untuk mengidentifikasikan jalur ke

jaringan tujuan 172.16.10.0/24, yang terkoneksi secara langsung.

2.9 Virtual Private Network MPLS (VPN MPLS)

2.9.1. Pendahuluan

Teknologi MPLS sudah banyak diadopsi oleh para service

provider (SP) untuk diimplementasikan dengan VPN untuk

menghubungkan antarcabang perusahaan. Di sini akan dijelaskan

sedikit fondasi dan menunjukkan bagaimana cara untuk menyediakan

layanan VPN ke pelanggan.

2.9.2. Kategori VPN

VPN pada umumnya digunakan oleh SP untuk menggunakan

infrastrutur fisik dalam mengimplementasikan point-to-point links

antar cabang perusahaan. Jaringan pelanggan yang diimplementasi

48

dengan VPN akan terdiri dari kawasan jelas di bawah pengawasan

pelanggan yang disebut dengan customer sites yang terhubung satu

sama lain melalui jaringan SP. Biaya pengimplementasian tergantung

pada jumlah site yang akan dihubungkan.

Frame Relay dan ATM merupakan teknologi pertama yang

mengadopsi VPN. Pada umumnya, VPN terdiri dari 2 wilayah, yaitu :

1. Jaringan customer, terdiri dari router-router pada setiap site

pelanggan yang disebut dengan customer edge (CE) router.

2. Jaringan provider, digunakan oleh SP untuk menawarkan

dedicated point-to-point links melalui jaringannya. Router yang

terhubung langsung dengan CE disebut dengan provider edge

(PE) router. Selain itu juga terdapat router pada jaringan tulang-

punggungnya yang disebut dengan provider (P) router.

Berdasarkan partisipasi SP terhadap routing di pelanggan,

implementasi VPN dapat dibagi menjadi :

1. Overlay VPN – Pada model ini provider menghubungkan

antarcabang perusahaan dengan menggunakan jaringan pribadi

yang emulated, provider tidak mencampuri proses routing di sisi

pelanggan. Provider hanya bertugas untuk menyediakan layanan

data dengan menggunakan virtual point-to-point links yang

dikenal dengan istilah Layer 2 Virtual Circuit.

49

Gambar 2.27 Overlay VPN

2. Peer-to-Peer VPN – Dikembangkan untuk mengatasi kelemahan

pada model Overlay dan mengoptimalkan transportasi data

melewati jaringan tulang punggung SP. Oleh karena itu, SP juga

ikut aktif dalam proses routing di sisi pelanggan. Model ini tidak

memerlukan kreasi dari virtual circuit.

Gambar 2.28 Peer-to-Peer VPN

50

2.9.3. Arsitektur dan Terminologi VPN MPLS

Pada arsitektur VPN MPLS, edge router membawa informasi

routing pelanggan dan mengoptimalkan proses routing pada

pelanggan, sedangkan data diteruskan ke cabang-cabang perusahaan

melalui jaringan tulang punggung SP yang berbasiskan MPLS. Model

VPN MPLS juga mencegah pengalamatan yang tumpang-tindih atau

overlapping.

Domain jaringan VPN MPLS, seperti jaringan VPN tradisional,

terdiri dari jaringan pelanggan dan provider. Model jaringan VPN

MPLS mirip dengan model peer-to-peer VPN. Bagaimanapun juga,

traffic pelanggan terisolasi pada router PE yang sama yang

menyediakan konektivitas ke dalam jaringan SP bagi banyak

pelanggan. Komponen-komponen dari jaringan VPN MPLS dapat

dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.29 Arsitektur Jaringan VPN MPLS

Komponen-komponennya utama arsitektur VPN MPLS adalah :

51

1. Jaringan pelanggan, biasanya merupakan wilayah kekuasaan

pelanggan. Jaringan pelanggan untuk Customer A adalah CE1-A

dan CE2-A bersama dengan peralatan-peralatan yang terdapat

pada sisi 1 dan 2 Customer A.

2. Router CE, merupakan router yang terdapat pada jaringan

pelanggan yang terhubung langsung dengan jaringan SP. Pada

gambar 2.13, router-router CE Customer A adalah CE1-A dan

CE2-A, dan router-router CE Customer B adalah CE1-B dan

CE2-B.

3. Jaringan provider, merupakan wilayah kekuasaan provider yang

terdiri dari router-router PE dan P. Jaringan ini mengontrol

routing traffic antarsisi pelanggan. Pada gambar 2.13, jaringan

provider terdiri dari router-router PE1, PE2, P1, P2, P3, dan P4.

4. Router PE, merupakan router yang terdapat pada jaringan

provider yang terhubung langsung ke router CE. Pada gambar

2.13, PE1 dan PE2 adalah router PE.

5. Router P, merupakan router yang terdapat pada jaringan tulang

punggung provider yang terhubung langsung baik dengan router

PE maupun router P. pada gambar 2.13, router P1, P2, P3, dan P4

adalah router P.

2.9.4. Model Routing pada Jaringan VPN MPLS

Implementasi dari VPN MPLS sangatlah mirip dengan

implementasi model peer-to-peer router dedicated. Dari sisi router

52

CE, hanya update IPv4 dan data, yang diteruskan ke router PE. Router

CE tidak perlu dikonfigurasi sebagai router yang MPLS-enabled untuk

menjadi bagian dari domain VPN MPLS. Yang diperlukan router CE

hanyalah routing protocol yang memungkinkannya untuk menukar

informasi routing IPv4 dengan router PE.

Pada implementasi VPN MPLS, router PE berfungsi banyak hal.

Yang pertama, router PE harus bisa mengisolasi traffic pelanggan jika

terdapat lebih dari satu pelanggan yang terhubung ke router PE. Oleh

karena itu, setiap pelanggan diberi routing table independent yang

mirip dengan router PE. Routing bisa melewati jaringan tulang

punggung SP karena menggunakan proses routing yang terdapat pada

global routing table. Router-router P menyediakan label switching

antara router-router PE dan tidak menyadari adanya rute-rute VPN.

Router-router CE pada jaringan pelanggan tidak peduli dengan router

P dan, oleh sebab itu, topologi bagian dalam jaringan SP adalah tidak

terlihat bagi pelanggan. Gambar 2.14 menggambarkan fungsionalitas

dari router PE.

53

Gambar 2.30 Fungsionalitas Router PE

Router-router PE hanya bertugas dalam label switching paket-

paket. Mereka tidak membawa rute-rute VPN and tidak ikut serta

dalam routing VPN MPLS. Router-router PE menukar rute-rute IPv4

dengan router-router CE menggunakan konteks individual routing

protocol. Untuk memungkinkan jaringan melayani banyak VPN

pelanggan, multiprotocol BGP (MP-BGP) harus dikonfigurasi pada

router-router PE untuk membawa rute-rute pelanggan.

2.9.4.1 Virtual Routing and Forwarding (VRF)

Pengisolasian pelanggan dilakukan oleh router PE

dengan menggunakan tabel Virtual Routing and Forwarding

(VRF). Pada intinya, ini sama dengan menggunakan beberapa

router untuk menangani pelanggan-pelanggan yang terhubung

ke jaringan provider. Fungsi dari tabel VRF mirip dengan

tabel routing global, kecuali bahwa tabel VRF berisi semua

rute yang menuju ke VPN khusus. Jumlah dari VRF terbatas

oleh jumlah interface yang terdapat pada suatu router, dan

sebuah interface tunggal (logika maupun fisik) hanya bisa

54

diasosiasikan dengan sebuah VRF. Interface yang akan

diasosiasikan dengan VRF harus bisa mendukung Cisco

Express Forwarding (CEF).

VRF berisi tabel routing IP sama dengan tabel routing

IP global, sebuah tabel CEF, daftar interface-interface yang

merupakan bagian dari VRF, dan sejumlah peraturan yang

membatasi pertukaran routing protocol pada router-router

CE.

Gambar 2.31 Implementasi VRF pada Router PE

2.9.4.2 Route Distinguisher (RD)

Route Distinguisher (RD) berfungsi untuk

memungkinkan memindahkan data antar kedua sisi pelanggan

melewati jaringan tulang punggung SP.

Format RD adalah 64-bit unique identifier yang

digabungkan dengan 32-bit customer prefix atau route yang

55

diperoleh dari router CE, yang membentuk 96-bit address

yang bisa dibawa melewati router-router PE pada domain

MPLS. Oleh karena itu, sebuah RD yang unik dikonfigurasi

untuk setiap VRF pada router PE. Pengalamatan yang

dibentuk oleh 96-bit tersebut disebut dengan VPN version 4

(VPNv4) address.

Pengalamatan VPNv4 ditukarkan di antara router-router

PE pada jaringan SP digabung dengan pengalamatan IPv4.

Pada gambar 2.16, RD bisa ditulis dengan 2 format. Jika SP

tidak memiliki nomor AS BGP, format pengalamatan IPv4

bisa digunakan, dan jika jaringan SP memiliki nomor AS,

format dari nomor AS bisa digunakan.

Gambar 2.32 Route Distinguisher

2.9.4.3 Multiprotocol BGP (MP-BGP)

Protokol yang digunakan untuk menukar rute-rute

VPNv4 adalah multiprotocol BGP (MP-BGP). Router-router

PE harus menjalankan protokol routing IGP, yang pada saat

ini Cisco mendukung OSPFv2 dan IS-IS pada jaringan MPLS

SP. MP-BGP juga bertugas untuk memberi label VPN, serta

56

memungkinkan penggunaan pengalamatan VPNv4 pada

lingkungan router VPN MPLS yang memungkinkan

overlapping pengalamatan dengan beberapa pelanggan.

2.9.4.4 Route Targets (RT)

Route Targets (RT) merupakan pengenal tambahan yang

digunakan pada domain VPN MPLS yang

mengidentifikasikan keanggotaan VPN dari rute-rute yang

dipelajari pada sisi tersebut. RT diimplementasikan dengan

cara meng-encoding 16-bit urutan teratas dari BGP extended

community (total 64-bit) dengan sebuah nilai yang

berhubungan dengan keanggotaan VPN pada sisi tertentu.

Ketika sebuah rute VPN yang dipelajari dari sebuah router CE

disuntikkan ke BGP VPNv4, sebuah daftar atribut-atribut

route target extended community diasosiasikan dengannya.

Export route target digunakan sebagai identifikasi dari

keanggotaan VPN dan diasosiasikan ke setiap VRF. Import

route target diasosiasikan dengan setiap VRF dan

mengidentfikasi rute-rute VPNv4 yang akan diimpor ke VRF

untuk pelanggan tertentu. Format dari RT mirip dengan format

RD. Interaksi antara nilai-nilai RT dan RD pada domain VPN

MPLS sebagai update diterjemahkan sebagai sebuah update

MP-BGP.

57

2.9.4.5 Address Famiiy (AF)

Sebuah Address Family (AF) adalah protokol Network

Layer yang terbatas. Sebuah Address Family Identifier (AFI)

membawa sebuah identitas dari protokol Network Layer yang

berhubungan dengan pengalamatan jaringan pada atribut-

atribut multiprotocol di BGP.

2.10 Quality of Service (QoS)

Quality of Service (QoS) adalah sebuah bagian integral dari jaringan-

jaringan besar untuk memungkinkan pembedaan terhadap layanan-layanan,

serta untuk menentukan prioritas-prioitas terhadap berbagai kelas-kelas traffic.

Semakin bertambahnya penggunaan teknologi VoIP oleh perusahaan-

perusahaan besar, keperluan untuk pembedaan layanan oleh provider telah

menjadi hal yang sangat berarti. Pada skripsi ini, model QoS yang kami

gunakan untuk diaplikasikan ke jaringan MPLS adalah model Differentiated

Services (Diff-Serv).

Langkah-langkah awal dalam pengimplementasian QoS adalah :

1. Membuat klasifikasi traffic berdasarkan kriteria predefined atau user-

defined.

2. Mengkonfigurasi QoS policies pada peralatan untuk setiap kelas-kelas yang

belum atau telah didefinisi.

3. Mengasosiasikan QoS policy/policies pada sebuah interface.

Pada model Diff-Serv, router dikonfigurasikan QoS policy yang bisa

diimplementasikan pada sebuah kelas traffic. Mekanisme ini, di mana router

58

mengklasifikasi dan kemudian mengimplementasikan QoS policy berdasarkan

klasifikasi, sering disebut sebagai Per-Hop-Behavior (PHB) dari router.

2.10.1. Classification and Marking

Klasifikasi adalah langkah awal dalam mengimplementasi QoS.

Kriteria yang digunakan mengklasifikasi data adalah nilai dari IP

Header, seperti rentang alamat IP, IP Precedence, DSCP, CoS, bit

MPLS EXP.

Selain itu, router juga bisa melakukan marking terhadap paket

yang akan dipetakan ke kelas tertentu. Dalam proses marking, router

akan mengasosiasikan paket sebuah parameter unik setelah

pengidentifikasian kelas-kelas traffic. Parameter unik ini akan

digunakan oleh router-router secara berturut-turut untuk

mengidentifikasi atau mengklasifikasi traffic. Pilihan-pilihan marking

umum yang tersedia pada router-router dan switch-switch Cisco

adalah IP Precedence, DSCP, CoS, bit ToS, grup QoS, dan nilai

MPLS EXP.

2.10.2. Hubungan antara IP Precedence, DSCP, dan ToS

Pada gambar 2.33 menunjukkan header paket IP dengan 8-bit

field type of service (ToS). Field ToS banyak digunakan untuk

menyediakan QoS pada jaringan IP. Namun, sejak munculnya model

Diff-Serv, field ToS telah diganti dengan IP Precedence atau nilai

DSCP.

59

Gambar 2.33 Header Paket IP

Urutan 3-bit pertama dari field ToS dipetakan ke nilai IP

Precedence. Nilai-nilai predefined yang digunakan untuk

mengidentifikasi IP Precedence dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Nilai-Nilai IP Precedence

Nilai-nilai IP Precedence yang paling penting dalam

implementasi QoS adalah Critical, Flash Override, dan Flash. Pada

umumnya Critical (5) digunakan untuk traffic VoIP atau traffic Real-

60

Time/Time-Sensitive, Flash Override (4) untuk traffic video, dan Flash

(3) untuk traffic kelas data yang lebih tinggi. Pada umumnya, semua

traffic lainnya dipetakan ke traffic best-effort atau routine (0).

DSCP adalah perluasan dari IP Precedence dan masih bisa

dikodekan sebagai nilai ToS pada header IP. Nilai DSCP adalah IP

Precedence ditambah dengan variabel Delay, Throughput, dan

Reliable. Pada implementasi DSCP, variabel delay dan throughput

disebut drop probability. Nilai-nilai drop probability dapat dilihat pada

Tabel 2.3. Bit reliability, pada saat ini, tidak digunakan pada

implementasi DSCP dan selalu diset 0. Nilai-nilai DSCP yang sering

digunakan adalah kelas-kelas expedited forwarding (EF) dan assured

forwarding (AF).

Tabel 2.2 Nilai-Nilai Drop Probability

Pada gambar 2.34, kelas EF dipetakan secara langsung ke nilai 5

dari IP Precedence. Gambar 2.34 juga menunjukkan kelas AF di mana

nilai 4 dari IP Precedence digunakan sebagai 3-bit teratas kelas AF.

61

Gambar 2.34 Kelas-Kelas DSCP

2.10.3. MPLS EXP Bit Marking

Ketika menjelajah dari sebuah domain IP ke domain MPLS, IP

QoS dapat dipetakan ke MPLS QoS dengan menggunakan bit MPLS

EXP pada label-label MPLS. 3-bit MPLS EXP dipetakan satu per satu

dengan 3-bit IP Precedence.

2.10.4. Congestion Management

Congestion Management merupakan proses antrian paket-paket

secara selektif pada router-router sehingga paket-paket dengan

prioritas yang lebih tinggi yang diasosiasikan ke sebuah kelas akan

ditransmisikan terlebih dahulu ketika terjadi congestion.

62

Stategi-strategi antrian yang tersedia adalah Priority Queuing

(PQ), Custom Queuing (CQ), Weighted Fair Queuing (WFQ), Class-

Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ), Low Latency Queuing

(LLQ), dan Modified and Weighted Deficit Round Robin (hanya pada

Cisco 12000 series).

2.10.5. Congestion Avoidance

Congestion Avoidance merupakan proses menjatuhkan /

membuang paket-paket secara selektif berdasarkan antrian paket-paket

yang terlebih dahulu mencapai 100% dari panjang antrian maksimal.

Proses manjatuhkan semua paket-paket ketika antrian penuh disebut

tail-drop.

Mekanisme yang digunakan untuk congestion avoidance disebut

Weighted Random Early Detection (WRED), yang secara luas

penggunaannya mengatasi masalah tail-drop pada sebuah router.

Ketika antrian terjadi pada sebuah interface router, tail-drop terjadi

per antrian ketika WRED tidak digunakan. Dengan adanya WRED,

panjang antrian tidak akan pernah mencapai 100%, oleh karena itu,

tail-drop tidak akan pernah terjadi. Kemungkinan-kemungkinan

WRED yang berbeda juga dapat diasosiasikan pada berbagai macam

antrian pada sebuah interface yang memungkinkan penjatuhan yang

berbeda atas paket-paket untuk setiap kelas yang diasosiasikan dengan

sebuah antrian tertentu.

63

2.10.6. Traffic Policing and Shapping

Proses memaksakan sebuah peraturan dengan cara membuang

paket-paket berdasarkan sebuah sifat traffic yang diasosiasikan dengan

sebuah kelas dapat dilakukan dengan menggunakan policing dan atau

shapping. Pada umumnya, policing dan shapping adalah sama kecuali

bahwa policing menjatuhkan semua paket yang tidak menyesuaikan

diri dengan sebuah policy sedangkan shapping terhadap paket-paket

yang tidak menyesuaikan diri dengan sebuah policy QoS. Oleh karena

itu, policing merupakan sebuah prosedur agresif di mana semua paket

yang melampaui batasan bandwidth tertentu akan dijatuhkan.

2.10.7. Mekanisme QoS

Mekanisme QoS yang dapat dilakukan pada sebuah paket, juga

disebut sebagai PHB, bisa terdiri dari fungsi-fungsi berikut ini :

1. Classification

2. Marking

3. Congestion Management - Queuing

4. Congestion Avoidance – Selective Dropping

5. Traffic Policing and Shapping

64

Gambar 2.35 Mekanisme QoS

Seperti yang terlihat pada gambar 2.35, classification dan marking

pada dasarnya dilakukan pada ingress. Pada beberapa kasus,

classification bisa juga dilakukan pada egress. Congestion

management, avoidance, dan traffic shapping dan policing biasanya

dilakukan pada egress. Perhatikan bahwa policing juga dapat

dilakukan pada ingress, tetapi shapping tidak bisa diimplementasikan

pada ingress.

2.10.8. MPLS QoS Operating Modes

Banyak cara yang bisa digunakan untuk mengimplementasi QoS

pada jaringan MPLS. Hal ini disebut dengan MPLS QoS tunnel modes

of operation.

Pada implementasi QoS pada MPLS terdapat beberapa kondisi,

antara lain :

1. IP2MPLS – kondisi di mana paket bergerak dari domain IP ke

domain MPLS.

65

2. MPLS2MPLS – kondisi di mana paket bergerak dalam domain

MPLS. Kondisi ini terdiri dari kondisi push, swap, dan pop.

3. MPLS2IP – kondisi di mana paket bergerak dari domain MPLS

ke domain IP.

2.10.8.1 Uniform Mode

Pada mode ini, semua perubahan yang terjadi pada kelas

sebuah paket, IP Precedence, DSCP, nilai MPLS EXP, ketika

paket memasuki infrastruktur jaringan SP akan dilakukan

ketika paket berupa propagated downstream. Nilai dari IP

Precedence-nya disalin ke nilai label EXP ketika paket berada

pada kondisi IP2MPLS. Ketika paket berada pada kondisi

MPLS2IP, nilai EXP dari top label (karena ada kemungkinan

labeled packet memiliki lebih dari satu label) akan disalin ke

nilai IP Precedence dari paket IP.

Operasi yang paling penting pada implementasi mode

Uniform adalah ketika berada pad kondisi MPLS2MPLS

PUSH di mana sebuah label dipakai ke sebuah already

labeled packet. Pada kondisi MPLS2MPLS SWAP, ketika

sebuah label ditukar, nilai EXP pada label terbaru akan

diberikan nilai yang sama. Pada kondisi MPLS2MPLS POP,

nilai dari MPLS EXP disalin ke label stack dibawahnya.

Mode ini banyak dipakai pada skenario CE yang teratur.

66

Gambar 2.36 Uniform Mode

Pada gambar 2.36, paket IP yang ditujukan ke CE1-A

dari CE2-A diberikan label stack, label-label ditandai dengan

sebuah nilai EXP 5 yang dipetakan ke IP Precedence paket IP

ingress pada PE2-AS1. P3-AS1 menandai ulang nilai EXP top

label dari nilai 5 menjadi 3 pada proses label swapping. P2-

AS1 melakukan proses MPLS2MPLS swapping sederhana

dan meneruskannya ke P1-AS1. P1-AS1 membuang top label

pada label stack (penultimate hop popping). Pada proses ini,

nilai EXP dari top label disalin ke label dibawahnya. PE1-

AS1 menerima labeled packet dan menuliskan nilai IP

Precedence dari paket IP yang keluar menjadi 3.

2.10.8.2 Pipe Mode

Cara kerja Pipe Mode mirip dengan Uniform Mode

kecuali pada saat berada pada kondisi MPLS2IP, nilai dari

67

EXP dari top label tidak disalin ke nilai IP Precedence pada

paket IP. Mode ini digunakan bila QoS yang

diimplementasikan oleh SP diinginkan bersifat independent

terhadap QoS policy pelanggan.

Gambar 2.37 Pipe Mode

Sebagai perbandingan terhadap Uniform Mode, ketika

mengimplementasi Pipe Mode, gambar 2.37, PE1-AS1 tidak

menyalin nilai EXP label ingress ke nilai IP Precedence pada

paket IP egress. Bagaimanapun, karakteristik dari antrian

labeled packet masih bergantung pada nilai EXP label ingress

yang disalin ke nilai qos-group. Oleh karena itu, QoS PHB

pada paket yang sama di domain IP dan domain MPLS adalah

independent satu sama lain.

2.10.8.3 Short Pipe Mode

Pada mode ini, perbedaan muncul di sisi egress pada

kondisi MPLS2IP. Pada mode ini, PHB milik paket tidak tidak

diasosiasikan ke nilai EXP pada ingress labeled packet tetapi

68

hanya pada nilai IP Precedence/DSCP dari paket IP. E-LSR

tidak tidak mempertahankan salinan nilai EXP pada ingress

labeled packet dalam variabel qos-group, yang bisa digunakan

untuk mengidentifikasi egress PHB dari paket IP. Prosedur ini

diimplementasikan ketika QoS diasosiasikan dengan paket

yang perlu menyesuaikan diri dengan QoS policy milik

pelanggan.

2.10.8.4 Long Pipe Mode

Long Pipe Mode adalah variasi dari Pipe Mode;

perbedaannya adalah pada link-link antara PE-CE, paket-paket

diteruskan menggunakan label/label stack marking dan link

tersebut juga merupakan bagian dari domain QoS MPLS.

Model ini banyak diimplementasikan pada arsitektur carrier

supporting carrier (CSC).

Gambar 2.38 Long Pipe Mode

Pada gambar 2.38, ketika sebuah labeled packet diterima

oleh CE1-AS2 dari CE2-AS2, label diasosiasikan dengan

69

tujuan, dan nilai EXP pada label disalin sebagai nilai IP

Precedence dari paket IP ingress. Ketika PE2-AS1 menerima

ingress labeled packet, label stack-nya diaplikasikan dengan

nilai EXP sama dengan nilai EXP pada label ingress.

Perhatikan bahwa meskipun P3-AS1 menulis ulang nilai EXP

dari top label menjadi 2 (dari 3) pada saat label disposition

pada P1-AS1, nilai ini tidak disalin kembali ke label stack.

PE1-AS1 melakukan fungsi MPLS2MPLS label swapping

dengan pemetaan langsung ke bit EXP. Ketika CE1-AS2

menerima labeled packet tersebut, router tersebut bisa

melakukan PHB berdasarkan nilai EXP dari ingress labeled

packet atau nilai dari IP Precedence pada paket IP.