beban load balancing. Load balancing merupakan kebijakan optimalisasi kinerja jaringan yang penting. Selain itu, untuk jaringan dengan beban sangat tinggi, sangat
diperlukan prediksi probabilitas kemacetan dan hal ini harus dilakukan sebelum utilisasi layanan [12]. Penyeimbangan beban dan prediksi kemacetan dapat dilakukan
salah satunya yaitu dengan menerapkan rekayasa trafik. Untuk melakukan rekayasa trafik secara efektif, Internet Engineering Task Force IETF mengenalkan
mekanisme MPLS.
2.4. Multiprotocol Label Switching
Multiprotocol Label Switching merupakan kepanjangan dari MPLS, dinamakan multiprotocol karena dapat diaplikasikan dengan protokol layer 3 [21].
MPLS adalah teknologi label switching yang merupakan hasil yang diinginkan selama ini, yang telah didefinisikan oleh IETF untuk memadukan keunggulan dari
teknologi swapping yang berada layer 2 dengan keunggulan dari teknologi routing yang berada di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket [22]. MPLS dirancang
untuk mengatasi permasalahan yang ada di jaringan seperti kecepatan jaringan, skalabilitas, kualitas layanan dan rekayasa trafik. MPLS merupakan solusi untuk
manajemen bandwidth dan persyaratan layanan untuk backbone jaringan masa depan berbasis IP. Konsep utama MPLS adalah mengidentifikasi dan menandai paket IP
dengan label dan meneruskannya ke router, yang kemudian menggunakan label tersebut untuk mengirimkan paket melalui jaringan [21]. MPLS menyediakan
metode pemulihan cepat untuk memperbaiki dari kegagalan. Mekanisme pemulihan
Universitas Sumatera Utara
kesalahan menggunakan pembangunan backup Label Switched Path LSP. Dengan backup LSP, trafik dapat selalu dilewatkan meski saat terjadi kegagalan. MPLS juga
menyediakan deteksi kegagalan dan perbaikan kegagalan secara cepat dan lebih efisien daripada protokol jaringan atau teknologi yang lain [23].
Arsitektur MPLS dapat dilihat pada Gambar 2.4 [24].
Gambar 2.4. Arsitektur MPLS
Universitas Sumatera Utara
Arsitektur MPLS mempunyai dua komponen utama yaitu [24]: a.
Bidang Kontrol Control Plane, berhubungan dengan pertukaran informasi routing dan pertukaran label. Protokol routing routing protocol bertugas
untuk membangun tabel routing routing information baseRIB. Protokol routing seperti OSPF, EIGRP, IS-IS dan BGP. Sedangkan manajemen label
label management berkaitan dengan pertukaran label, protokol yang digunakan untuk pertukaran label yaitu Label Distribution Protocol LDP.
Label kemudian disimpan di Label Information Base LIB. b.
Bidang DataPengiriman Data or Forwarding Plane, berhubungan dengan pengiriman paket berdasar label yang merupakan mesin pengirim sederhana.
Inti dari bidang pengiriman forwarding plane adalah header MPLS yang diletakkan antara header layer 2 dan header paket IP seperti Gambar 2.5 [22].
Gambar 2.5. Header MPLS
Universitas Sumatera Utara
Header MPLS terdiri atas 32 bit data terdiri dari [22]. a.
Label 20 bit merupakan sebuah ID penting yang digunakan untuk mewakili FEC tertentu selama proses pengiriman.
b. CoS 3 bit merupakan Class of service CoS, juga dinamakan eksperimen
dan digunakan untuk implementasi kualitas layanan. c.
Bottom of Stack 1 bit. MPLS membolehkan banyak label untuk dimasukkan, bit ini menentukan jika label ini merupakan label terakhir dalam paket. Jika
bit ini diset 1, maka menunjukkan bahwa ini merupakan label terakhir. d.
TTL 8 bit merupakan waktu hidup Time to Live yang digunakan untuk menandai sejumlah node MPLS dimana paket dilewatkan untuk mencapai
tujuan. Nilai disalin dari header paket dan disalin kembali ke header paket IP saat muncul dari LSP. Header tidak mempunyai kemampuan menganalisa
header layer network pada kecepatan sedang. Proses pengiriman paket MPLS ditunjukkan pada Gambar 2.6 [10].
Gambar 2.6. Proses pengiriman pada MPLS
Universitas Sumatera Utara
Pada ingress LSR dari domain MPLS, paket IP diklasifikasikan dan dirutekan berdasarkan kombinasi informasi yang dibawa pada header paket IP dan informasi
ruting lokal dari LSR. LSR merupakan router pada domain MPLS. Header MPLS lalu dimasukkan pada tiap paket. Pada domain MPLS, LSR akan menggunakan label
yang ada pada LIB Label Information Base sebagai indeks untuk mencari tabel pengiriman LSR. Tiap router MPLS membangun LIB yang merupakan tabel yang
menentukan bagaimana pengiriman suatu paket. Tabel ini menggabungkan tiap label dengan Forwarding Equivalence Class FEC dan port keluar yang sesuai untuk
meneruskan paket. LIB ini biasanya dibangun sebagai tambahan tabel routing dan Forwarding Informasi Base FIB. Paket diproses sesuai dengan masukan tabel
pengiriman. Label yang masuk diganti dengan label yang keluar, selanjutnya paket dikirimkan ke LSR selanjutnya. Sebelum paket meninggalkan domain MPLS, header
MPLS dibuang. Jalur antara ingress LSR dan egress LSR dinamakan Label Switched Path LSP.
Komponen-komponen lain pada jaringan MPLS yaitu: a.
Forwarding Equivalence Class FEC FEC merupakan serangkaian paket yang dikirimkan pada jalur yang sama di
jaringan [10]. FEC biasanya dibangun melalui informasi yang didengar melalui protokol IGP seperti OSPF atau RIP. Saat paket memasuki jaringan MPLS, edge
LSR MPLS akan mengelompokkan paket sebagai bagian dari FEC tertentu. Berdasarkan informasi yang dikumpulkan dari paket seperti alamat sumber dan
tujuan, secara fisik paket sampai, kualitas layanan, dan lain-lain, maka kelompok
Universitas Sumatera Utara
paket ini akan diteruskan melalui jaringan MPLS melalui lintasan yang sama dengan perlakuan yang sama.
b. Label
MPLS melakukan enkapsulasi paket IP dengan memasang header MPLS [25]. Label adalah bagian dari header, memiliki panjang tetap untuk identifikasi FEC.
Label berisi seluruh informasi yang diperlukan untuk proses pengiriman, termasuk proses rekayasa trafik. Label dibentuk berdasarkan pada informasi yang dikumpulkan
dari protokol routing IP. Panjang label yaitu 20 bit, unsigned integer dengan rentang 0 sampai
1.048.575 terdiri dari: a.
0 sampai 15 merupakan label yang dicadangkan dan mempunyai arti khusus sebagai berikut:
1. Nilai 0 merepresentasikan Label Null IPv4 Explicit. 2. Nilai label ini hanya berlaku di stack label paling bawah yang
mengindikasikan bahwa stack label harus dibuang, dan pengiriman paket kemudian harus didasarkan pada header IPv4.
3. Nilai 1 merepresentasikan Router Alert Label. 4. Nilai label ini berlaku di stack label mana saja kecuali di paling bawah.
Saat paket yang diterima berisi nilai label pada stack label paling atas, maka paket dikirimkan ke modul software lokal untuk pemrosesan.
Pengiriman paket yang sebenarnya ditentukan oleh label bawah dalam stack. Penggunaaan label ini dianalogikan dengan penggunaan Router
Universitas Sumatera Utara
Alert Option dalam paket IP. 5. Nilai 2 merepresentasikan Label Null IPv6 Explicit.
6. Nilai label ini hanya berlaku pada stack label paling bawah. Nilai ini mengindikasikan stack label harus dibuang dan pengiriman paket
selanjutnya didasarkan pada header IP. 7. Nilai 3 merepresentasikan Label Null Implicit. Ini merupakan label
dimana LSR menempelkan dan mendistribusikan, tapi tidak pernah secara nyata muncul dalam enkapsulasi. Saat LSR akan menggantikan label pada
stack paling atas dengan label baru, tetapi label baru “Implicit Null”, LSR akan membuang stack sebagai gantinya. Meskipun nilai ini tidak pernah
muncul dalam enkapsulasi, tapi hal ini perlu ditentukan dalam LDP, sehingga nilainya dicadangkan.
8. Nilai 4-15 dicadangkan. b.
16 sampai 1023 dan 10.000 sampai 99.999 merupakan label yang tidak digunakan oleh software sehingga dapat secara manual dilakukan konfigurasi
LSP statis dan meyakinkan tdak terdapat konflik dengan label yang secara dinamis dilakukan oleh software.
c. 1024 sampai 9999 merupakan label yang dicadangkan untuk aplikasi masa
depan. d.
100,000 sampai 1,048,575 merupakan label yang secara otomatis dinegosisasi, diassign, dilepaskan dan digunakan oleh software. Secara khusus, label tiap
kotak diassign antara 100,000 sampai 799,999 dan label tiap interface
Universitas Sumatera Utara
diassign dalam rentang antara 800,000 sampai 1,048,575.
Router MPLS mendukung operasi label sebagai berikut: 1.
Push Push merupakan penambahan label baru pada paket. Untuk paket IPv4, label
baru merupakan label pertama. Bit TTL dan bit S diambil dari header paket IP. Sedangkan CoS MPLS diambil dari jumlah antrian. Jika operasi push ditampilkan
pada paket MPLS, maka akan mempunyai sebuah paket dengan dua atau lebih label, inilah yang dinamakan tumpukan label label stacking. Label paling atas harus
mempunyai bit S yang di set 0, dan mengambil CoS serta TTL dari tingkat yang lebih rendah. Label paling atas dalam tumpukan label selalu menginisialisasi TTL dengan
255, terlepas dari nilai TTL dari label yang lebih rendah. 2.
Pop Pop merupakan penghapusan label yang terdapat pada paket. Saat label
dibuang, TTL disalin dari label ke header IP dan paket IP yang mendasari dikirim sebagai paket IP murni. Pada kasus banyak label dalam suatu paket tumpukan label,
penghapusan label dari hasil paket MPLS yang lain. Label paling atas terbaru mengambil CoS dan TTL dari label paling atas sebelumnya. Nilai TTL yang dibuang
dari label paling atas sebelumnya tidak ditulis kembali ke label paling atas terbaru. 3.
Swap Swap merupakan penggantian label paling atas dari tumpukan label dengan
label baru. Bit S dan bit CoS disalin dari label sebelumnya, dan nilai TTL disalin dan
Universitas Sumatera Utara
dikurangi. Router transit mendukung tumpukan label setiap kedalaman. Push, pop dan swap merupakan inti dari operasi label pada MPLS. Di samping itu, label juga
dapat melakukan operasi multiple push, dimana terdapat penambahan banyak label lebih dari 3 pada paket paling atas yang eksisting. Operasi ini ekivalen dengan
menambahkan beberapa kali. Selain itu juga terdapat operasi swap and push sekaligus, yaitu penggantian tumpukan paling atas yang eksisting dengan label baru,
lalu menambahkan label baru lainnya di atas. c.
Label Switch Router LSR LSR merupakan router yang berada di tengah-tengah jaringan dan
berkemampuan meneruskan paket berdasarkan label [26]. LSR pertama disebut ingress LSR dan LSR terakhir disebut egress LSR. Setiap LSR memiliki tabel yang
disebut label switching table. Tabel itu berisi pemetaan label masuk, label keluar, dan link ke LSR berikutnya. Saat LSR menerima paket, label paket akan dibaca,
kemudian diganti dengan label keluar, lalu paket dikirimkan ke LSR berikutnya. Sedangkan LSR yang berada di ujung domain MPLS dinamakan edge LSR atau
Label Edge Router LER. LER ini mempunyai kemampuan memanfaatkan informasi routing untuk menempatkan label pada paket yang akan masuk ke jaringan
MPLS maupun membuang label dari paket saat keluar dari jaringan MPLS untuk selanjutnya diteruskan ke tujuan.
1. LSR Ingress
LER pada awal domain MPLS dinamakan LSR Ingress. Router ini mengenkapsulasi paket IP dengan frame layer 2 MPLS dan mengirimkannya ke
Universitas Sumatera Utara
router selanjutnya dalam lintasan. Tiap LSP dapat hanya mempunyai 1 router ingress.
2. LSR Egress
LER pada akhir domain MPLS dinamakan LSR Egress. Router ini menghapus enkapsulasi MPLS, lalu mentransformasikannya dari paket MPLS ke paket IP, dan
mengirimkan paket ke tujuan akhir menggunakan tabel pengiriman IP. Tiap LSP dapat mempunyai hanya 1 router egress. Router ingress dan egress dalam suatu LSP
bukan merupakan router yang sama. 3.
LSR Transit LSR transit merupakan router perantara dalam LSP antara LSR ingress dan
LSR egress. LSR transit mengirim paket MPLS yang diterima ke router selanjutnya dalam lintasan MPLS. Suatu LSP dapat tidak berisi transit router atau dapat berisi
banyak transit router, sampai dengan maksimum 253 router transit dalam suatu LSP tunggal. Satu LSR tunggal dapat merupakan bagian dari banyak LSP, dan dapat
merupakan LSRingress dan egress untuk satu atau lebih LSP dan juga dapat merupakan LSR transit di satu atau lebih LSP.
4. Label Switched Path LSP
Jaringan MPLS terdiri atas lintasan yang disebut label switched path LSP. LSP merupakan lintasan yang digunakan untuk melewatkan paket dalam domain
MPLS. LSP dibentuk dari serangkaian LSR yang mengirim paket berlabel untuk FEC tertentu [23]. Di MPLS, transmisi data terjadi pada LSP. LSP bersifat unidirectional.
Tiap LSP dibangun berdasar jalur terpendek yang dipilih melalui Interior Gateway
Universitas Sumatera Utara
Protocol IGP menuju jaringan tujuan. Pada Gambar 2.5, LSP ditunjukkan pada garis berwarna merah muda. LSP menghubungkan titik-titik LSR. Untuk menyusun
LSP, tabel label switching di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan
dengan protokol distribusi label Label Distribution ProtocolLDP. 5.
Label Stack Dengan menempatkan banyak label pada paket, MPLS dapat mendukung
desain routing secara hirarki. Serangkaian label yang dikaitkan pada paket dinamakan label stack. Saat paket melewati jaringan, hanya label paling atas yang dipertukarkan.
Label disusun dengan cara yang terakhir masuk, maka yang pertama keluar. Dengan kata lain, label paling atas menandakan LSP tertinggi, dan masing-masinglabel
berturut-turut menandakan LSP terendah berikutnya. Rekayasa trafik MPLS merupakan perangkat optimal yang digunakan untuk
mengurangi biaya seluruh operasi dengan lebih efisien dalam penggunaan sumber daya bandwidth dengan mencegah kondisi dimana sebagian penyedia layanan terjadi
kelebihan utilisasi overutilized, sedangkan sebagian lain kurang dimanfaatkan underutilized. Ada tiga hal berkaitan dengan rekayasa trafik MPLS [27] yaitu:
a. Pemetaan paket ke dalam FEC
b. Pemetaan FEC ke dalam trunk trafik
c. Pemetaan trunk trafik ke topologi jaringan fisik melalui LSP
Universitas Sumatera Utara
Rekayasa trafik MPLS meliputi beberapa hal sebagai berikut [27]: a.
Manajemen lintasan Manajemen lintasan meliputi proses-proses pemilihan rute eksplisit berdasar
kriteria tertentu, serta pembentukan dan pemeliharaan tunnel LSP dengan aturan- aturan tertentu. Proses pemilihan rute dapat dilakukan secara administratif atau
secara otomatis dengan proses routing yang bersifat constraint-based. Proses constraint-based dilakukan dengan kalkulasi berbagai alternatif routing untuk
memenuhi spesifikasi yang ditetapkan dalam kebijakan administratif. Ada dua protokol pensinyalan yang digunakan yaitu RSVP-TE dan CR-LDP. Manajemen
lintasan juga mengelola pemeliharaan lintasan, yaitu menjaga lintasan selama masa transmisi, dan mematikannya setelah transmisi selesai.
b. Penempatan trafik
Setelah LSP dibentuk, trafik harus dikirimkan melalui LSP. Manajemen trafik berfungsi mengalokasikan trafik ke dalam LSP yang telah dibentuk. Ini meliputi
fungsi pemisahan, yang membagi trafik atas kelas-kelas tertentu, dan fungsi pengiriman, yang memetakan trafik itu ke dalam LSP. Hal yang harus diperhatikan
dalam proses ini adalah distribusi beban melewati deretan LSP. Umumnya ini dilakukan dengan menyusun semacam pembobotan baik pada LSP-LSP maupun pada
trafik-trafik. Ini dapat dilakukan secara implisit maupun eksplisit. c.
Penyebaran informasi keadaan jaringan Penyebaran ini bertujuan membagi informasi topologi jaringan ke seluruh
LSR dalam jaringan. Penyebaran dilakukan dengan IGP. Perluasan informasi
Universitas Sumatera Utara
meliputi bandwidth link maksimal, alokasi trafik maksimal, pengukuran rekayasa trafik default, bandwidth yang dicadangkan untuk setiap kelas prioritas, dan atribut-
atribut kelas resource. Informasi-informasi ini akan diperlukan oleh protokol persinyalan untuk memilih routing yang paling tepat dalam pembentukan LSP.
d. Manajemen jaringan
Performansi rekayasa trafik MPLS tergantung pada kemudahan mengukur dan mengendalikan jaringan. Manajemen jaringan meliputi konfigurasi jaringan,
pengukuran jaringan, dan penanganan kegagalan jaringan. Pengukuran terhadap LSP dapat dilakukan seperti pada paket data lainnya. Aliran trafik dapat diukur dengan
melakukan monitoring dan menampilkan statistik hasil. Path loss dapat diukur dengan melakukan monitoring pada ujung-ujung LSP, dan mencatat trafik yang
hilang. Path delay dapat diukur dengan mengirimkan probabilitas paket melintasi LSP dan mengukur waktunya.
e. Protokol pensinyalan
Pemilihan lintasan sebagai bagian dari rekayasa trafik MPLS, dapat dilakukan baik secara manual oleh administrator atau secara otomatis oleh suatu protokol
persinyalan. Dua protokol persinyalan yang umum digunakan pada rekayasa trafik MPLS adalah CR-LDP Constrained-based Label Distribution Protocol dan RSVP-
TE Resource Reservation Protocol Traffic Engineering. RSVP-TE memperluas protokol RSVP yang sebelumnya telah digunakan untuk IP, untuk mendukung
distribusi label dan routing eksplisit. RSVP-TE bekerja langsung di atas IP.Sementara itu CR-LDP memperluas LDP yang dibuat untuk distribusi label, agar dapat
Universitas Sumatera Utara
mendukung persinyalan berdasar QoS dan routing eksplisit. CR-LDP adalah protokol yang bekerja di atas TCP atau UDP.
2.5. Differentiated Service Dalam Jaringan MPLS Dengan Rekayasa Trafik