9
Universitas Sumatera Utara 2.4.1 Struktur Header MPLS
Header MPLS adalah sebuah field yang berisi 32 bit dengan struktur khusus. Susunan dari sebuah label MPLS ditunjukkan pada Gambar 2.5[1]:
Gambar 2.5 Susunan Header MPLS
Struktur penyusun sebuah header MPLS diantaranya adalah[1]: a. Nilai Label, yakni 20 bit pertamadengan rentang dari 0 sampai 1.048.575.
Namun 16 nilai label pertama dikecualikan dari penggunaan umum. b. Bit EXP, yakni bit 20 sampai 22 sebagai tiga bit eksperimen yang
digunakan hanya untuk Quality of Service QoS. c. Bit S 1 bit, yakni bit 23 sebagai bit Bottom of Stack BoS, bernilai 0
kecuali jika label ini berada dalam stack maka BoS bernilai 1. d. Bit TTL, yakni 8 bit terakhir yang digunakan sebagai Time To Live TTL
yang memiliki fungsi yang sama seperti TTL pada IP header.
2.4.2 Label Stacking
Routeryang berkemampuan menjalankan MPLS memerlukan lebih dari satu label pada bagian atas dari paket untuk proses merutekan paket melalui
jaringan MPLS dengan mengemas label ke dalam stack. Gambar 2.6 memperlihatkan struktur dari label stack[1].
Universitas Sumatera Utara
10
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6 Label Stack
2.4.3 MPLS dan Model Referensi OSI
Umumnya teknologi MPLS ini menggunakan model referensi Open System Interconnection OSIyang terdiri atas tujuhlayer berdasarkan Gambar
2.7[1], yaitu:
Gambar 2.7 Model Referensi OSI
Physical layer menyangkut karakteristik pengkabelan, mekanis dan elektris. Data link layer menyangkut format frame seperti Ethernet, PPP, HDLC,
Asynchronous Transfer Mode ATM dan Frame Relay. Network layer menyangkut format dari paket end to end seperti IP. MPLS bukan menggantikan
protokol data link layer karena enkapsulasi layer tersebut masih tetap ada dengan paket terlabel dan bukan protokol network layer karena protokol layer tersebut
juga masih digunakan pada header paket data. Teknologi label forwarding dari
Universitas Sumatera Utara
11
Universitas Sumatera Utara
MPLS tidak menggantikan IP forwarding, tetapi menyempurnakan IP forwarding dengan mengatasi kekurangan yang dimilikinya melalui proses enkapsulasi paket
data layer ketiga ke dalam sebuah label. MPLS bekerja diantara layer kedua dan layer ketiga sehingga tidak sesuai dengan model OSI dan dianggap sebagai layer
2,5[1][7].
2.4.4 Arsitektur MPLS
Jaringan MPLS terdiri atas jalur yang disebut label-switched path LSP, yang menghubungkan titik-titik yang disebut label-switched router LSR. Setiap
LSP dikaitkan dengan sebuah Forwarding Equivalence Class FEC yang merupakan kumpulan paket yang menerima perlakuan forwarding yang sama di
sebuah LSR[1].
2.4.4.1 Label Switch Router LSR
Router LSR adalah router yang mendukung layanan MPLS yang berkemampuan untuk mengolah label MPLS baik saat menerima maupun
mengirim sebuah paket berlabel pada lapisan data link. Ada tiga jenis LSR yang dibutuhkan pada sebuah jaringan MPLS[1], yakni:
1. Ingress LSR, yaitu LSR yang menerima sebuah paket yang belum terlabel, menyisipkan sebuah label stack di depan paket tersebut dan mengirimkannya
pada lapisan data link. 2. Egress LSR, yaitu LSR yang menerima paket yang terlabel, menghapus label
dan mengirimnya pada sebuah lapisan data link.
Universitas Sumatera Utara
12
Universitas Sumatera Utara
3. Intermediate LSR, yaitu LSR yang menerima paket berlabel yang datang, mengolah, mengganti dan mengirim paket pada data link yang benar.
LSR harus mampu untuk melakukan operasi pop, yaitu menghapus satu
atau lebih label dari label stack atas sebelum paket dikirimkan keluar disposing LSR oleh Egress LSR. Kemudian,LSR juga harus mampu melakukan operasi
push satu atau lebih label ke atas paket yang diterima. Jika paket yang diterima sudah dilabel, router LSR melakukan operasi push terhadap satu atau lebih label
lagi ke atas label stack dan meneruskan paket tersebut, termasuk pada sebuah paket yang belum dilabel imposing LSR karena merupakan LSR pertama untuk
memaksakan label ke atas paket oleh Ingress Router. Sebuah LSR juga harus mampu melakukan operasi swap, yakni penggantian label stack bagian atas
dengan sebuah label baru yang dilakukan pada saluran outgoing data link[1]. Gambar 2.8 menunjukkan beberapa operasi pada label[1].
Gambar 2.8 Operasi pada Label
LSR pada sebuah jaringan MPLS memiliki dua fungsi yang terpisah, yaitu Data Plane dan Control Plane. Kedua fungsi tersebut secara lebih detail, yaitu[8]:
Universitas Sumatera Utara
13
Universitas Sumatera Utara
1. Fungsi Control Plane a. IP Routing, yakni menjalankan IP routing standar seperti Open Shortest
Path First OSPF atau Intermediate System to Intermediate System ISIS dan menyimpan informasi routing di dalam tabel IP routing dengan
struktur data : Destination Network,
Next Hop b.
Label Distributor, yakni menjalankan pertukaran informasi ikatan label dengan LSR yang berdekatan dengan menggunakan protokol pensinyalan
distribusi label seperti: Label Distribution Protocol LDP, Tag Distribution Protocol TDP, Resource Reservation Protocol RSVP
atauBorder Gateway Protocol BGP dan menyimpannya dalam tabel Label Information Base LIB. Informasi dalam LIB inilah yang diolah
dan hasilnya diberikan kepada tabel Forwarding Information Base FIB dan Label Forwaring Information Base LFIB yang terdapat pada
Forwarding Plane.LIB memiliki struktur data : Destination Network, LSR,
Label Setiap Destination Network yang terdapat dalam routing table
dipetakanmenjadi sebuah label dan diinformasikan ke LSR yang berdekatan dan seluruh LSR melakukan hal yang sama sehingga
membentukan jalur-jalur virtual yaitu Label Switched Packet LSP. 2. Fungsi Data Plane
a. IP Forwarding, yakni melakukan forwarding berdasarkan tabel Forwarding Information Base FIB. Tidak seperti router konvensional
pada umumnya, FIB dilengkapi dengan informasi label yang didapatkan
Universitas Sumatera Utara
14
Universitas Sumatera Utara
dari control plane, IP forwarding menerima paket yang belum berlabel dan menentukan Forwarding Equivalent Class FEC paket tersebut. Jika
informasi label untuk FEC paket tersebut telah tersedia, maka paket tersebut disisipi dengan label.Jika belum, maka paket diteruskan sebagai
paket IP biasa. FIB memiliki struktur data sebagai berikut: Destination Network,
Next Hop, Label Out,
b. Label Forwarding, yakni menerima paket berlabel dan melakukan lookup terhadap label yang masuk berdasarkan informasi yang terdapat dalam
LFIB. LFIB memiliki struktur data:
Label in, Action,
Next Hop Tugas label forwarding selanjutnya melakukan tindakan terhadap label
yang masuk sesuai dengan informasi yang terdapat pada kolom action yaitu: Aggregate, Pop, Push, Swap, atau Untag dan melakukan forwarding
paket tersebut menuju next-hop.
2.4.4.2 Label Switched Path LSP
LSP adalah sebuah jalur paket data pada jaringan MPLS berupa rangkaian LSR yang menukarkan paket-paket berlabel secara unidirectional. LSR pertama
dari sebuah LSP ialah ingress LSR sedangkan LSR terakhir dari LSP adalah egress LSR. Semua LSR diantara ingress dan egress LSR ialah Intermediate
LSR[1]. Untuk membentuk LSP, diperlukan protokol pensinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan
berukuran tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan jalur[1].LSP sebagai jalur MPLS dapat dilihat pada Gambar 2.9[1].
Universitas Sumatera Utara
15
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 LSP Melalui Sebuah Jaringan MPLS
2.4.4.3 Forwarding Equivalence Class FEC
FEC adalah suatu kelompok paket yang diteruskandi sepanjang jalur yang sama dan diperlakukan dengan perlakuan forwarding yang sama. Semua paket
yang dimiliki oleh FEC yang sama memiliki label yang sama. Namun demikian, tidak semua paket yang memiliki label yang sama dimiliki oleh FEC yang sama
karena nilai EXP label yang berbeda. Router yang memutuskan paket mana yang dimiliki oleh FEC ialah ingress LSR. Hal ini disebabkan ingress LSR
mengklasifikasikan dan melabeli paket-paket. Beberapa contoh dari FEC, yaitu[1]:
1. Paket layer 3 alamat IP tujuan disesuaikan prefix tertentu. 2. Paket multicast yang dimiliki oleh sebuah grup tertentu.
3. Paket berdasarkan precedence atau field IP Diffserv Code Point DSCP. 4. Paket dengan alamat IP tujuan layer 3 dariprefixBorder Gateway Protocol.
2.4.5 Label Distribution
Label hanya dikenal secara lokal oleh masing-masing adjacent router yang berpasangan bukan bersifat global sepanjang jaringan. Setiap indermediate LSR
harus mampu menentukan dengan outgoing label yang mana incoming label tersebut seharusnya dipertukarkan. Dalam arsitektur jaringan MPLS, sebuah LSR
Universitas Sumatera Utara
16
Universitas Sumatera Utara
yang merupakan tujuan atau hop selanjutnya akan mengirimkan informasi tentang ikatan sebuah label label binding ke LSR yang sebelumnya mengirimkan pesan
untuk mengikat label tersebut bagi routing paketnya. Sebuah LSR dapat menggunakan cara-cara yang berbeda saat menyalurkan label ke LSR lainnya,
yakni[1]:
1. Label Distribution Mode, dimana arsitektur MPLS memerlukan downstream label distribution, yakni ikatan label yang harus disalurkan dari sebuah
downstream LSR ke sebuah upstream LSR. Mode ini dibagi dua jenis, yaitu: a. On-demand Downstream Label Distribution, yaitu setiap LSR meminta
sebuah ikatan label untuk FEC tersebut kepada LSR selanjutnya downstream LSR pada sebuah LSP yang ditandai oleh tabel IP routing
dan digunakan pada jaringan ATM. b. Unsolicited Downstream Label Distribution, yaitu LSR menyalurkan
sebuah ikatan label ke LSR yang berdekatan dengannya, tanpa diminta oleh LSR yang berdekatan tersebut.
. 2. Label Retention Mode, dimana mode ini terdiri atas dua cara yang digunakan
untuk menyalurkan ikatan remote, yaitu[1]: a. Liberal Label Retention LLR mode, yaitu LSR menjaga semua remote-
binding dalam LIB yang salah satu dari ikatan remote ini diterima dari downstream untuk FEC tertentu.
b. Conservative Label Retention CLR mode, yaitu sebuah LSR yang menjalankan metode ini hanya menyimpan ikatan remote yang berdekatan
dengan LSR next-hop untuk FEC. Metode ini digunakan pada sistem jaringan ATM.
Universitas Sumatera Utara
17
Universitas Sumatera Utara
3. LSP Control Mode, dimana mode ini memungkinkan LSR dapat membuat sebuah ikatan lokal local binding untuk sebuah FEC dengan dua cara,
yaitu[1]: a. Independent LSP Control Mode, yakni LSR dapat membuat sebuah ikatan
lokal untuk sebuah FEC secara independen dari LSR lainnya. b. Ordered LSP Control Mode, yakni sebuah LSR hanya membuat sebuah
ikatan lokal untuk sebuah FEC jika LSR merupakan egress LSR untuk FEC atau LSR telah menerima sebuah ikatan label dari next-hop untuk
FEC tersebut. Metode ini digunakan pada sistem jaringan ATM.
2.4.5.1 Label Distribution Menggunakan Label Distribution Protocol
Operasi distribusi label pada jaringan MPLS membutuhkan peran protokol pensinyalan untuk memungkinkan penukaran ikatan label tiap router. Label
Distribution Protocol LDP adalah salah satu protokol distribusi label yang merupakan protokol sederhana dalam membangun LSP. Masing-masing LSR
membuat sebuah ikatan lokal yang mengikat sebuah label ke prefix IPv4 melalui routing protocol Interior Gateway Protocol IGP dalam routing table untuk tiap
prefix IP. Kemudian LSR menyalurkan ikatan ini ke semua LDP neighbor LDP tetangga dan menjadi ikatan remote. LDP neighbor kemudian menyimpan ikatan
remote dan lokal ini dalam sebuah tabel khusus yang disebut Label Forwarding Information Base LFIB. Dari semua ikatan remote untuk sebuah prefix, LSR
hanya perlu mengambil satu ikatan remote dan menggunakannya untuk menentukan outgoing label untuk IP prefix tersebut. Routing table dalam RIB
menentukan rute selanjutnya dari prefix IPv4 tersebut. LSR memilih ikatan
Universitas Sumatera Utara
18
Universitas Sumatera Utara
remote yang diterima dari downstream LSR, yang merupakan next-hop dari routing table dan menggunakannya untuk membangun LFIB dimana label dari
ikatan lokal melayani incoming label dan label dari satu ikatan remote dipilih melalui routing table yang melayani outgoing label[1]. Oleh karena itu, saat
sebuah LSR menerima paket berlabel, maka saat itu kemampuan penukaran incoming label dan outgoing label ditugaskan oleh LSR yang berdekatan seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.10[1].
Gambar 2.10 Jaringan IPv4-over-MPLS yang Menjalankan LDP
Berdasarkan Gambar 2.10,paket data yang sedang memasuki jaringan MPLS pada ingress LSR yang ditandai dengan label 129 dan dihubungkan ke
LSR berikutnya. LSR kedua menukarkan incoming label 129 dengan outgoing label 17 dan meneruskan paket ke LSR ketiga. LSR ketiga menukarkan incoming
label 17 dengan outgoing label 33 dan meneruskan paket ke LSR berikutnya[1].
2.4.6 Label Information Base LIB dan Label Forwarding Information BaseLFIB
Control plane dari IP bertugas membangun dan mengurus routing table yang dikenal sebagai Routing Information Base RIB, tetapi keputusan untuk
meneruskan paket data dibuat dalam data plane yakni Forwarding Information
Universitas Sumatera Utara
19
Universitas Sumatera Utara
Base FIB yang didapat dari routing table seperti pada Gambar 2.11[9]. Dalam MPLS, susunan kedua basis informasi tersebut dikenal dengan LIB dan LFIB.
Ikatan prefix dengan label dibangun dan disimpan di dalam LIB sebagai control plane, yang kemudian digunakan untuk membuat data plane untuk proses lookup
pada LFIB yang digambarkan pada Gambar 2.12[1].
Gambar 2.11 Hubungan antara LIB dan LFIB
Gambar 2.12 Hubungan antara RIB, LIB dan LFIB
Universitas Sumatera Utara
20
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Gambar 2.12 dapat dilihat bahwa LFIB merupakan struktur data yang mengatur operasi forwarding menujualamat tujuan dan incoming label
mana yang berkaitan dengan outgoing interface dan label. LIB memiliki struktur data terdiri dari alamat tujuan, alamat LSR dan outgoing label. LDP Peer
menunjukkan identitas label lokal suatu LSR ke semua prefix dari routing Interior Gatewar Protocol IGP dan menyebarkan identitas LDP dari setiap LSR yang
berdekatan dengan LSR tersebut[1]. Pengaturan struktur data dari LSR dan IP
router pada jaringan memiliki perbedaan yang dirangkum pada Tabel 2.1[9].
Tabel 2.1 Perbandingan Struktur Data yang Diatur pada Router IP dengan Router LSR MPLS
IP router MPLS Label Switching Routers
Routing Information Base
Forwarding Information Base
Label Information Base
Label Forwarding Information Base
Dibangun oleh routing protocol,
dalam IP control plane
Diperoleh dari tabel routing, dalam IP
data plane Dibangun oleh
protokol label distribusi, dalam
control plane MPLS Diperoleh dari LIB
dalam data plane MPLS
Berisikan jalur route terbaik ke
router lain Berisikan hanya
labelseperti LSP tunnels,tanpa
routes ke LSR lain dalam domain
MPLS yang sama Berisikan ikatan
antara label dan LSP
Bertukar paket route-advertising
Sebuah paket IP selalu di-lookup
dalam tabel forwarding
2.4.7 Metode MPLS Label Forwarding pada Paket Data
