Analisis Kinerja Jaringan Metropolitan Area Network Menggunakan Teknologi Multi Protocol Label Switching (MPLS)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Metropolitan Area Network (MAN)
MAN adalah singkatan MetropolitanArea Network, yaitu jaringan yang
mempunyai cakupan yang relatif luas dibanding cakupan LAN. Dalam hal ini
jaringan menghubungkan beberapa buah jaringan kecil ke dalam lingkungan area
yang lebih besar, seperti jaringan beberapa kantor cabang sebuah bank di dalam
sebuah kota besar yang dihubungkan antara satu dengan lainnya yang ditunjukkan
pada Gambar 1 [3].
Gambar 2.1 MetropolitanArea Network (MAN)
Kelebihan MAN:
1. Server kantor pusat dapat berfungsi sebagai pusat data dari kantor cabang.
6
Universitas Sumatera Utara
2. Informasi dapat disebarkan dengan lebih meluas dan cepat.
3. Transaksi yang Real Time (data di server pusat di-update saat itu juga).
4. Komunikasi antar kantor bisa menggunakan e-mail, chatting dan
VideoConference (ViCon).
Kekurangan MAN:
1. Biaya operasional mahal.
2. Instalasi infrastrukturnya tidak mudah.
3. Jika sebuah komputer pribadi digunakan sebagai terminal, memindahkan file
(filetransfersoftware) membolehkan pengguna untuk mengambil file
(download) dari host ataupun menghantar data ke host (upload).
4. Rumit jika terjadi trouble jaringan (networktroubleshooting).
2.2
IP Address Versi 4
IP address versi 4 (IPv4) yang umum dipakai saat ini, terdiri atas 4 oktet,
yang mana setiap oktet mampu menangani 255 buah komputer yang mampu
menangani jumlah pengguna maksimal sebanyak 4.228.250.625 buah komputer
[4]. Pengalamatan IP menurut pembagian kelasnya yakni kelas A, B dan C dapat
dipisahkan menjadi dua bagian yakni bagian network bit dan bagian host bit.
Network bit berperan sebagai pembeda antarjaringan ataunetwork identification
(ID), sedangkan host bit berperan sebagai host identification(ID). Ilustrasi
networkdanhost ID diperlihatkan pada Gambar 2.2 [5].
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Ilustrasi Network ID dan Host ID
Berikut ini penjelasan masing-masing kelas IPaddress:
a. Kelas A
Bagan IP address kelas A diperlihatkan pada Gambar 2.3 [5].
Gambar 2.3 Bagan IP AddressKelas A
Bit pertama bernilai 0 dan 7 bit berikutnya (8 bit pertama) merupakan bit-bit
untuk network. Sisanya, yaitu 24 bit terakhir merupakan bit-bit untuk host.
b. Kelas B
Bagan IP addresskelas B diperlihatkan pada Gambar 2.4 [5].
Gambar 2.4 Bagan IP AddressKelas B
Dua bit pertama bernilai 10 dan 14 bit berikutnya (16 bit pertama)
merupakan bit untuk network. Sisanya, yaitu 16 bit terakhir merupakan bitbit untuk host.
c. Kelas C
Bagan IP address kelas C diperlihatkan pada Gambar 2.5 [5].
8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Bagan IP AddressKelas C
Tiga bit pertama bernilai 110 dan 21 bit berikutnya (24 bit pertama)
merupakan bit-bit untuk network. Sisanya, yaitu 8 bit terakhir merupakan
bit-bit untuk host.
2.3
Static Routing
Static routing merupakan sebuah mekanisme pengisian tabel routing yang
dilakukan oleh administrator secara manual pada tiap-tiap router. Static routing
memiliki beberapa keuntungan:
1. Meringankan kerja processor yang terdapat di router.
2. Tidak ada bandwidth yang digunakan untuk pertukaran informasi (isi dari
tabel routing) antar router.
3. Tingkat keamanan lebih tinggi dibanding dengan mekanisme lainnya.
Sedangkan kekurangan yang dimiliki oleh static routing antara lain:
1. Administrator harus mengetahui informasi tiap-tiap router yang terhubung
dengan jaringan.
2. Jika terdapat penambahan atau perubahan topologi jaringan, administrator
harus mengubah isi tabel routing.
3. Tidak cocok untuk jaringan router yang besar.
9
Universitas Sumatera Utara
2.4
Dynamic Routing
Pengisian dan pemeliharaan tabel routing tidak dilakukan secara manual
oleh administrator. Router akan saling bertukar informasi routing agar dapat
mengetahui alamat tujuan dan memelihara tabel routing. Pemilihan jalur
dilakukan berdasarkan pada jarak terpendek antara device pengirim dan device
tujuan. Untuk merepresentasikan jarak, dynamic routing menggunakan nilai
metric. Parameter-parameter yang biasa digunakan untuk menghasilkan sebuah
nilai metric, diantaranya:
1. Hop count, berdasarkan pada banyaknya router yang dilewati.
2. Ticks, berdasarkan waktu yang diperlukan dengan satuan waktu ticks.
3. Cost, berdasarkan pada perbandingan sebuah nilai patokan standard dengan
bandwidth yang tersedia.
4. Compose metric, berdasarkan hasil perhitungan dari parameter-parameter
berikut [6]:
- Bandwidth
- Delay
- Load
- Reliability
- MTU (Maximum Transmit Unit)
2.5
RoutingProtocol
Routing table berisikan berbagai routing jaringan baik dari perangkat yang
terhubung langsung, konfigurasi manual dari static routing dan dynamic
routingmenggunakan
routing
protocol.Berdasarkan
kegunaannya,
routing
10
Universitas Sumatera Utara
protocol dapat dibagi menjadi dua bagian seperti yang dapat dilihat pada Gambar
2.6, yakni [7]:
1. Interior Gateway Protocol (IGP) yakni protokol yang digunakan untuk
melakukan routing dalam sebuah AS (Autonomous System). Routing
ProtocolIGP mencakup RIP, EIGRP, OSPF dan IS-IS.
2. Exterior Gateway Protocol (EGP) yakni protokol yang digunakan untuk
melakukan routing antarsistem AS (inter-AS).
Gambar 2.6 Klasifikasi Routing Protocol
2.5.1 Open Shortest Path First (OSPF)
OSPF merupakan protokol routing yang dikembangkan untuk jaringan IP
dengan Interior GatewayProtocol (IGP) oleh working group Internet Engineering
Task Force (IETF). Working group ini mendesain IGP didasarkan pada algoritma
Shortest Path First (SPF) yang digunakan di Internet.
OSPF adalah protocol routing link-state yang akan mengirimkan Link-State
Advertisements (LSA) ke semua router dengan area hierarkis yang sama. Pada
OSPF LSA, informasi akan disertakan pada interface beserta variabel yang lain.
11
Universitas Sumatera Utara
Router OSPF akan mengakumulasi informasi link-state dan menggunakan
algoritma SPF untuk menghitung jalur terpendek pada setiap node [8]. OSPF
banyak digunakan sebagai IGP, terutama dalam jumlah jaringan yang besar.
Jaringan ini dapat dihubungkan ke jaringan penyedia layanan yang besar yang
menggunakan routing protokol lain seperti IS-IS [9].
2.5.2 Routing Information Protocol(RIP)
RIP merupakan protokol distance-vector yang menggunakan hitungan
lompatan dalam pengukurannya. RIP sangat banyak digunakan pada lalu lintas
router Internet secara global.
RIP akan mengirimkan pesan routing-update pada interval tertentu secara
reguler termasuk perubahan-perubahan pada entrinya, sehingga tabel routing-nya
akan selalu ter-update. Router RIP akan selalu mempertahankan rute yang terbaik
melalui nilai perhitungan terkecil menuju ke tujuannya.
Setelah melakukan update pada tabel routing, router tersebut akan segera
memulai transmisi updating ke seluruh router jaringan. Update ini sama sekali
tidak tergantung dengan update yang secara reguler dilakukan. RIP merupakan
routing protocol yang paling mudah di konfigurasi. RIP pada awalnya ditentukan
dalam RFC 1058 ini memiliki karakteristik utama sebagai berikut [3] [8]:
1. Hop digunakan sebagai metrik untuk pemilihan path.
2. Jika jumlah hop untuk jaringan lebih besar dari 15, RIP tidak dapat
menyediakan rute ke jaringan itu.
3. Updating Routing disiarkan atau multicast setiap 30 detik, secara default
.
12
Universitas Sumatera Utara
2.5.3 Border Gateway Protocol (BGP)
Ada 2 aktivitas dasar yang terjadi dalam proses routing, yaitu penentuan
jalur paling optimal dan transportasi kumpulan informasi atau paket melalui
Internetwork. BGP merupakan protokol yang menggunakan penentuan jalur
paling optimal.
BGP menampilkan interdomain routing pada jaringan TCP/IP. BGP
merupakan EGP, yang berarti bahwa BGP melakukan routing antara sistem
autonomous atau domain. BGP dikembangkan untuk menggantikan EGP yang
sudah ketinggalan zaman.
Seperti pada protokol routing yang lain, BGP akan mengolah tabel routing,
dan mentransmisikan update routing. Fungsi utama dari sistem BGP adalah
melakukan pertukaran informasi jaringan termasuk informasi tentang daftar jalur
secara autonomous dengan sistem BGP yang lain.
Informasi ini dapat digunakan untuk membangun konektivitas sistem
autonomous dengan menggunakan pemangkasan loop routing. BGP digunakan
untuk menghindari routing loop pada jaringan internet [10] [8]. BGP sebenarnya
routing protocol interdomain primer, dan telah digunakan sejak komersialisasi
internet. Karena sistem yang terhubung ke internet berubah secara konstan, maka
jalan yang paling efisien antara sistem harus diperbaharui secara teratur. Jika
tidak, komunikasi akan terlambat atau berhenti. Tanpa BGP, e-mail, transmisi
halaman web, dan komunikasi internet lainnya tidak mencapai tujuan yang
dimaksudkan.
Walaupun BGP jauh lebih kompleks dibandingkan dengan protokolprotokol vektor jarak pada umumnya, protokol ini masih tetap rentan terhadap
13
Universitas Sumatera Utara
permasalahan looping yang muncul karena mekanisme routing ‘mouth-to-mouth’.
Untuk mengatasi hal ini, BGP memanfaatkan metode-metode yang sama, seperti
misalnya split horizon, sebagaimana protokol-protokol vektor jarak lainnya [11]
[12].
2.6
Teknologi Jaringan Berbasis MPLS
Konsep utama MPLS adalah teknik peletakan label dalam setiap paket yang
dikirim pada jaringan ini. Label tersebut akan memuat informasi penting yang
berhubungan dengan informasi routing suatu paket, antara lain berisi tujuan paket
serta prioritas paket mana yang harus dikirimkan terlebih dahulu. Routingprotocol
pada layer 3sistem OSI berperan dalam menyampaikan paket-paket data dalam
jaringan ini sedangkan MPLS berada di antara layer 2 dan layer 3 [13].Jaringan
ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu [14]:
1. MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routerserta
memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data.
2. MPLS juga bisa menyediakan Quality of Service (QoS) dalam jaringan
backbonedengan menggunakan teknik Differentiated Services (Diffserv)
sehingga setiap layanan paket yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang
berbeda sesuai dengan skala prioritasnya.
2.7
Struktur Header MPLS
Header MPLS adalah sebuah field yang berisi 32 bit dengan struktur
khusus. Susunan dari sebuah label MPLS ditunjukkan pada Gambar 2.7 [14]:
14
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Susunan HeaderMPLS
Struktur penyusun sebuah header MPLS diantaranya adalah[14]:
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 ToLive (TTL)
yang memiliki fungsi yang sama seperti TTL pada IP header.
2.8
Label Stacking
Router yang 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 2.8
memperlihatkan struktur dari label stack [14].
15
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Label Stack
2.9
MPLS dan Model Referensi OSI
Umumnya teknologi MPLS ini menggunakan model referensi Open System
Interconnection (OSI)yang terdiri atas tujuh layer berdasarkan Gambar 2.9 [14],
yaitu:
Gambar 2.9 Letak Jaringan MPLS pada OSI Layer
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
layermenyangkut 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 layerkarena protokol
layer tersebut juga masih digunakan pada header paket data. Teknologi
labelforwarding
dariMPLS
tidak
menggantikan
IP
forwarding,
tetapi
menyempurnakan IP forwardingdengan mengatasi kekurangan yang dimilikinya
melalui proses enkapsulasi paket data layer ketiga ke dalam sebuah label. MPLS
16
Universitas Sumatera Utara
bekerja diantara layer kedua dan layer ketiga sehingga tidak sesuai dengan model
OSI dan dianggap sebagai layer2,5[14] [15].
2.10 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[14].
2.10.1 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[14], 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.
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 labelstack atas sebelum paket dikirimkan keluar
17
Universitas Sumatera Utara
(disposingLSR) 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 pushterhadap 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 IngressRouter. Sebuah LSR juga
harus mampu melakukan operasi swap, yakni penggantian label stack bagian atas
dengan sebuah label baru yang dilakukan pada saluran outgoingdatalink [14].
Gambar 2.10 menunjukkan beberapa operasi pada label[14].
Gambar 2.10 Operasi pada Label
2.10.2 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 danegress LSR ialah
IntermediateLSR[14].
Untuk
membentuk
LSP,
diperlukan
protokol
18
Universitas Sumatera Utara
pensinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada
paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses
forwardingdan mempertinggi fleksibilitas pemilihan jalur [14].LSP sebagai
jalur MPLS dapat dilihat pada Gambar 2.11 [14].
Gambar 2.11 LSP Melalui Sebuah Jaringan MPLS
2.10.3 Forwarding Equivalence Class (FEC)
FEC adalah suatu kelompok paket yang diteruskan di 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[14]:
1. Paket layer 3 alamat IP tujuan disesuaikan prefix tertentu.
2. Paket multicast yang dimiliki oleh sebuah grup tertentu.
3. Paket berdasarkan precedence ataufield IP Diffserv Code Point (DSCP).
4. Paket dengan alamat IP tujuan layer 3 dariprefixBorder Gateway Protocol.
19
Universitas Sumatera Utara
2.11 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 GatewayProtocol (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 ikatanremote
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[14]. 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 2.12 [14].
20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12 Jaringan IPv4-over-MPLS yang Menjalankan LDP
Berdasarkan Gambar 2.12,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[14].
2.12 Metode MPLS Label Forwarding pada Paket Data
IP forwarding konvensional paket data diteruskan dari satu router ke router
selanjutnya dengan membuat keputusan secara independen untuk meneruskan
paket tersebut. Setiap router dalam sebuah jaringan selalu menganalisis alamat
tujuan dan alamat asal dari header paket tersebut kemudianmenjalankan algoritma
routing protocol dalam menentukan next hop dari paket tersebut berdasarkan
pemeriksaan pada routing table. Keputusan forwardingpaket data merupakan
hasil dari pengelompokan paket data dalam FEC berdasarkan longest-match
address prefix dan pemetaan FEC ke sebuah next hop.
Jaringan MPLS yang menggunakan labelforwarding menjadikan label
sebagai identifier yang digunakan pada paket dalam suatu jaringan MPLS terdiri
21
Universitas Sumatera Utara
atas 20 bit, berbeda dengan penggunaan IP sebagai identifier pada jaringan IP
konvensional yang melakukan IP forwarding terdiri atas 32 bit sehingga
memberikan waktu proses komputasi oleh router yang lebih sedikit dibanding
IPkonvensional saat melakukan mekanisme look up terhadap header paket data.
Label dari paket tersebut digunakan sebagai indeks pada routing table yang berisi
next hop dan label baru yang selalu diganti setiap kali menuju next hop. Selain itu
tugas pengelompokan paket data dalam FEC dilakukan hanya satu kali ketika
paket memasuki jaringan. FEC dari paket tersebut disisipkan label yang
panjangnya tetap. Pada next hop router sepanjang jaringan dari paket yang
berlabel tersebut tidak dilakukan analisis terhadap header paket data atau
mengabaikan IP header dan mengoperasikan forwarding berdasarkan label paket
data tersebut. Router pada IP forwarding konvensional juga menganalisis
headerpaket data untuk menetapkan class of service (CoS). MPLS menyediakan
pengelolaan QoS berdasarkan IP precedence atau CoS sepenuhnya berdasarkan
label [16]. Proses penerusan paket berlabel dengan domain MPLS diperlihatkan
pada Gambar 2.13 [17].
22
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13 Operasi Forwarding Paket Berlabel: (a) Paket Data Diteruskan
Berdasarkan Labelnya, (b) Paket Diteruskan Berdasarkan IP
Gambar 2.13 diatas menjelaskan proses perjalanan sebuah paket data dalam
sebuah LSP yangditeruskan berdasarkan label dengan penentuan FEC dan nilai
label yang sudah disepakati sebelumnya untuk masing-masing incoming dan
outgoing link tiap router berdasarkan tabel LFIB pada saat paket data melewati
router Bsebagai LSR ingress yang diperlihatkan pada Gambar 2.13(a). Kemudian
pada Gambar 2.13(b) paket ini diteruskan kembali hingga ke alamat tujuan
sepanjang intermediate
LSR,
yakni
LSR
C
dengan
mekanisme
look
upberdasarkan incoming label, outgoing label dan outgoing interface. hingga
egressLSR atau edge router paket tersebut akan menghapus label dari header
paket data tersebut dan meneruskannya ke host tujuan berdasarkan IP address
[17].
23
Universitas Sumatera Utara
2.13 Prinsip Kerja MPLS
Prinsip kerja MPLS ialah penggabungan kecepatan switching pada layer
kedua dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada layer ketiga dengan
menyelipkan label di antara header layer kedua dan layer ketiga pada paket yang
diteruskan yang dikenal dengan mekanisme forwarding berdasarkan label, yakni
setiap paket data hanya dianalisis sekali di dalam router dimana paket tersebut
masuk ke dalam jaringan LSP untuk pertama kali dikenal dengan LSR. Label
yang dihasilkan oleh Label Switching Router (LSR) bertindak sebagai
penghubung jaringan MPLS dengan jaringan luar. Kemudian, paket diteruskan ke
LSR berikutnya, di LSR ini label pada paket akan dilepas dan diberikan label
yang baru berisikan tujuan berikutnya yang diteruskan dalam sebuah jalur yang
disebut LSP. Mekanisme prinsip kerja jaringan MPLS sangat bergantung pada
operasi swap terhadap label paket data. Penggantian label berdasarkan informasi
dari router sebelumnya untuk keperluan transfer paket data dari pengirim menuju
sisi penerima [18]. Gambar 2.14 memperlihatkan prinsip kerja suatu jaringan
MPLS [18].
24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.14 Prinsip Kerja Jaringan MPLS
2.14 Protokol Internet Control Message Protocol
Internet Control Message Protocol (ICMP) merupakan protokol pada
jaringan komputer yang bertugas dalam memberitahukan kepada pengguna
tentang ada tidaknya koneksi jaringan, terjangkau atau tidaknya sebuah komputer
server atau komputer tujuan, serta kemungkinan adanya balasan dari server tujuan
atau komputer tujuan tersebut. Pesan ICMP dikirim oleh IP sebagai muatan dari
datagram IP. Sistem ICMP bekerja dengan cara mengirimkan ICMP echo request
dan ICMP echo reply kepada pengguna komputer melalui perintah ping dan
menyediakan sebuah mekanisme untuk menghubungkan control message dan
error reports [4] [19]. Gambar 2.15 menunjukkan susunan dan komposisi sebuah
pesan ICMP [19].
Gambar 2.15 Susunan dari Pesan ICMP
2.15 Parameter Kinerja Jaringan
Salah satu lembaga yang menetapkan standardisasi kinerja jaringan adalah
Telecommunication
and
Internet
Protocol
Harmonization
Over
Network(TIPHON). TIPHON mendefinisikan Quality of Service (QoS) sebagai
25
Universitas Sumatera Utara
pengaruh kolektif atas kinerja layanan yang menentukan tingkat kepuasan
pemakailayanan [18].Parameter-parameter sistem yang akan dianalisis pada
penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Throughput
Throughput adalah kemampuan sebenarnya suatu jaringan dalam melakukan
pengiriman data yang diukur dalam bps.Persamaan untuk menghitung
throughput:
�ℎ����ℎ��� =
����� ℎ ���� ������� (���� )
����� ℎ ����� ���������� ���� (��� )
(2.1)
2. Delay (latency)
Latency (Delay) adalah lama waktu suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari suatu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Waktu tunda
ini bisa dipengaruhi oleh jarak (misalnya akibat pemakaian satelit), atau
kongesti (yang memperpanjang antrian), atau bisa juga akibat waktu olah
yang lama (misalnya untuk digitizing dan kompresi data). Satuan yang
digunakan pada perhitungan delay adalah milisecond (ms). Persamaan untuk
menghitung delay[20]:
����� =
����� ℎ ����� ���������� ���� (��� )
����� ℎ ����� ���� ��������
(2.2)
Nilai delay pada suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan standardisasi
TIPHON pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kategori Jaringan Berdasarkan Nilai
Delay versi TIPHON [20]
26
Universitas Sumatera Utara
Kategori
Besar Delay
Sangat Bagus
450 ms
3. Packet Loss
PacketLoss adalah kegagalan transmisi paket data mencapai tujuannya.
Umumnya perangkat network memiliki buffer untuk menampung data
yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh,
dan data baru tidak diterima. Satuan yang digunakan pada perhitungan
packetloss adalah persen. Persamaan untuk menghitung packetloss [20]:
������ ���� =
(����� ���� ������� −����� ���� �������� )
����� ���� �������
�100 % (2.3)
Nilai packet loss pada suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan
standardisasi TIPHON pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Kategori Jaringan Berdasarkan
Nilai Packet Loss versi TIPHON [20]
Kategori
Packet Loss
Sangat Bagus
0%
Bagus
3%
Sedang
15%
Buruk
25%
27
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Metropolitan Area Network (MAN)
MAN adalah singkatan MetropolitanArea Network, yaitu jaringan yang
mempunyai cakupan yang relatif luas dibanding cakupan LAN. Dalam hal ini
jaringan menghubungkan beberapa buah jaringan kecil ke dalam lingkungan area
yang lebih besar, seperti jaringan beberapa kantor cabang sebuah bank di dalam
sebuah kota besar yang dihubungkan antara satu dengan lainnya yang ditunjukkan
pada Gambar 1 [3].
Gambar 2.1 MetropolitanArea Network (MAN)
Kelebihan MAN:
1. Server kantor pusat dapat berfungsi sebagai pusat data dari kantor cabang.
6
Universitas Sumatera Utara
2. Informasi dapat disebarkan dengan lebih meluas dan cepat.
3. Transaksi yang Real Time (data di server pusat di-update saat itu juga).
4. Komunikasi antar kantor bisa menggunakan e-mail, chatting dan
VideoConference (ViCon).
Kekurangan MAN:
1. Biaya operasional mahal.
2. Instalasi infrastrukturnya tidak mudah.
3. Jika sebuah komputer pribadi digunakan sebagai terminal, memindahkan file
(filetransfersoftware) membolehkan pengguna untuk mengambil file
(download) dari host ataupun menghantar data ke host (upload).
4. Rumit jika terjadi trouble jaringan (networktroubleshooting).
2.2
IP Address Versi 4
IP address versi 4 (IPv4) yang umum dipakai saat ini, terdiri atas 4 oktet,
yang mana setiap oktet mampu menangani 255 buah komputer yang mampu
menangani jumlah pengguna maksimal sebanyak 4.228.250.625 buah komputer
[4]. Pengalamatan IP menurut pembagian kelasnya yakni kelas A, B dan C dapat
dipisahkan menjadi dua bagian yakni bagian network bit dan bagian host bit.
Network bit berperan sebagai pembeda antarjaringan ataunetwork identification
(ID), sedangkan host bit berperan sebagai host identification(ID). Ilustrasi
networkdanhost ID diperlihatkan pada Gambar 2.2 [5].
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Ilustrasi Network ID dan Host ID
Berikut ini penjelasan masing-masing kelas IPaddress:
a. Kelas A
Bagan IP address kelas A diperlihatkan pada Gambar 2.3 [5].
Gambar 2.3 Bagan IP AddressKelas A
Bit pertama bernilai 0 dan 7 bit berikutnya (8 bit pertama) merupakan bit-bit
untuk network. Sisanya, yaitu 24 bit terakhir merupakan bit-bit untuk host.
b. Kelas B
Bagan IP addresskelas B diperlihatkan pada Gambar 2.4 [5].
Gambar 2.4 Bagan IP AddressKelas B
Dua bit pertama bernilai 10 dan 14 bit berikutnya (16 bit pertama)
merupakan bit untuk network. Sisanya, yaitu 16 bit terakhir merupakan bitbit untuk host.
c. Kelas C
Bagan IP address kelas C diperlihatkan pada Gambar 2.5 [5].
8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Bagan IP AddressKelas C
Tiga bit pertama bernilai 110 dan 21 bit berikutnya (24 bit pertama)
merupakan bit-bit untuk network. Sisanya, yaitu 8 bit terakhir merupakan
bit-bit untuk host.
2.3
Static Routing
Static routing merupakan sebuah mekanisme pengisian tabel routing yang
dilakukan oleh administrator secara manual pada tiap-tiap router. Static routing
memiliki beberapa keuntungan:
1. Meringankan kerja processor yang terdapat di router.
2. Tidak ada bandwidth yang digunakan untuk pertukaran informasi (isi dari
tabel routing) antar router.
3. Tingkat keamanan lebih tinggi dibanding dengan mekanisme lainnya.
Sedangkan kekurangan yang dimiliki oleh static routing antara lain:
1. Administrator harus mengetahui informasi tiap-tiap router yang terhubung
dengan jaringan.
2. Jika terdapat penambahan atau perubahan topologi jaringan, administrator
harus mengubah isi tabel routing.
3. Tidak cocok untuk jaringan router yang besar.
9
Universitas Sumatera Utara
2.4
Dynamic Routing
Pengisian dan pemeliharaan tabel routing tidak dilakukan secara manual
oleh administrator. Router akan saling bertukar informasi routing agar dapat
mengetahui alamat tujuan dan memelihara tabel routing. Pemilihan jalur
dilakukan berdasarkan pada jarak terpendek antara device pengirim dan device
tujuan. Untuk merepresentasikan jarak, dynamic routing menggunakan nilai
metric. Parameter-parameter yang biasa digunakan untuk menghasilkan sebuah
nilai metric, diantaranya:
1. Hop count, berdasarkan pada banyaknya router yang dilewati.
2. Ticks, berdasarkan waktu yang diperlukan dengan satuan waktu ticks.
3. Cost, berdasarkan pada perbandingan sebuah nilai patokan standard dengan
bandwidth yang tersedia.
4. Compose metric, berdasarkan hasil perhitungan dari parameter-parameter
berikut [6]:
- Bandwidth
- Delay
- Load
- Reliability
- MTU (Maximum Transmit Unit)
2.5
RoutingProtocol
Routing table berisikan berbagai routing jaringan baik dari perangkat yang
terhubung langsung, konfigurasi manual dari static routing dan dynamic
routingmenggunakan
routing
protocol.Berdasarkan
kegunaannya,
routing
10
Universitas Sumatera Utara
protocol dapat dibagi menjadi dua bagian seperti yang dapat dilihat pada Gambar
2.6, yakni [7]:
1. Interior Gateway Protocol (IGP) yakni protokol yang digunakan untuk
melakukan routing dalam sebuah AS (Autonomous System). Routing
ProtocolIGP mencakup RIP, EIGRP, OSPF dan IS-IS.
2. Exterior Gateway Protocol (EGP) yakni protokol yang digunakan untuk
melakukan routing antarsistem AS (inter-AS).
Gambar 2.6 Klasifikasi Routing Protocol
2.5.1 Open Shortest Path First (OSPF)
OSPF merupakan protokol routing yang dikembangkan untuk jaringan IP
dengan Interior GatewayProtocol (IGP) oleh working group Internet Engineering
Task Force (IETF). Working group ini mendesain IGP didasarkan pada algoritma
Shortest Path First (SPF) yang digunakan di Internet.
OSPF adalah protocol routing link-state yang akan mengirimkan Link-State
Advertisements (LSA) ke semua router dengan area hierarkis yang sama. Pada
OSPF LSA, informasi akan disertakan pada interface beserta variabel yang lain.
11
Universitas Sumatera Utara
Router OSPF akan mengakumulasi informasi link-state dan menggunakan
algoritma SPF untuk menghitung jalur terpendek pada setiap node [8]. OSPF
banyak digunakan sebagai IGP, terutama dalam jumlah jaringan yang besar.
Jaringan ini dapat dihubungkan ke jaringan penyedia layanan yang besar yang
menggunakan routing protokol lain seperti IS-IS [9].
2.5.2 Routing Information Protocol(RIP)
RIP merupakan protokol distance-vector yang menggunakan hitungan
lompatan dalam pengukurannya. RIP sangat banyak digunakan pada lalu lintas
router Internet secara global.
RIP akan mengirimkan pesan routing-update pada interval tertentu secara
reguler termasuk perubahan-perubahan pada entrinya, sehingga tabel routing-nya
akan selalu ter-update. Router RIP akan selalu mempertahankan rute yang terbaik
melalui nilai perhitungan terkecil menuju ke tujuannya.
Setelah melakukan update pada tabel routing, router tersebut akan segera
memulai transmisi updating ke seluruh router jaringan. Update ini sama sekali
tidak tergantung dengan update yang secara reguler dilakukan. RIP merupakan
routing protocol yang paling mudah di konfigurasi. RIP pada awalnya ditentukan
dalam RFC 1058 ini memiliki karakteristik utama sebagai berikut [3] [8]:
1. Hop digunakan sebagai metrik untuk pemilihan path.
2. Jika jumlah hop untuk jaringan lebih besar dari 15, RIP tidak dapat
menyediakan rute ke jaringan itu.
3. Updating Routing disiarkan atau multicast setiap 30 detik, secara default
.
12
Universitas Sumatera Utara
2.5.3 Border Gateway Protocol (BGP)
Ada 2 aktivitas dasar yang terjadi dalam proses routing, yaitu penentuan
jalur paling optimal dan transportasi kumpulan informasi atau paket melalui
Internetwork. BGP merupakan protokol yang menggunakan penentuan jalur
paling optimal.
BGP menampilkan interdomain routing pada jaringan TCP/IP. BGP
merupakan EGP, yang berarti bahwa BGP melakukan routing antara sistem
autonomous atau domain. BGP dikembangkan untuk menggantikan EGP yang
sudah ketinggalan zaman.
Seperti pada protokol routing yang lain, BGP akan mengolah tabel routing,
dan mentransmisikan update routing. Fungsi utama dari sistem BGP adalah
melakukan pertukaran informasi jaringan termasuk informasi tentang daftar jalur
secara autonomous dengan sistem BGP yang lain.
Informasi ini dapat digunakan untuk membangun konektivitas sistem
autonomous dengan menggunakan pemangkasan loop routing. BGP digunakan
untuk menghindari routing loop pada jaringan internet [10] [8]. BGP sebenarnya
routing protocol interdomain primer, dan telah digunakan sejak komersialisasi
internet. Karena sistem yang terhubung ke internet berubah secara konstan, maka
jalan yang paling efisien antara sistem harus diperbaharui secara teratur. Jika
tidak, komunikasi akan terlambat atau berhenti. Tanpa BGP, e-mail, transmisi
halaman web, dan komunikasi internet lainnya tidak mencapai tujuan yang
dimaksudkan.
Walaupun BGP jauh lebih kompleks dibandingkan dengan protokolprotokol vektor jarak pada umumnya, protokol ini masih tetap rentan terhadap
13
Universitas Sumatera Utara
permasalahan looping yang muncul karena mekanisme routing ‘mouth-to-mouth’.
Untuk mengatasi hal ini, BGP memanfaatkan metode-metode yang sama, seperti
misalnya split horizon, sebagaimana protokol-protokol vektor jarak lainnya [11]
[12].
2.6
Teknologi Jaringan Berbasis MPLS
Konsep utama MPLS adalah teknik peletakan label dalam setiap paket yang
dikirim pada jaringan ini. Label tersebut akan memuat informasi penting yang
berhubungan dengan informasi routing suatu paket, antara lain berisi tujuan paket
serta prioritas paket mana yang harus dikirimkan terlebih dahulu. Routingprotocol
pada layer 3sistem OSI berperan dalam menyampaikan paket-paket data dalam
jaringan ini sedangkan MPLS berada di antara layer 2 dan layer 3 [13].Jaringan
ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu [14]:
1. MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP routerserta
memperbaiki kinerja pengiriman suatu paket data.
2. MPLS juga bisa menyediakan Quality of Service (QoS) dalam jaringan
backbonedengan menggunakan teknik Differentiated Services (Diffserv)
sehingga setiap layanan paket yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang
berbeda sesuai dengan skala prioritasnya.
2.7
Struktur Header MPLS
Header MPLS adalah sebuah field yang berisi 32 bit dengan struktur
khusus. Susunan dari sebuah label MPLS ditunjukkan pada Gambar 2.7 [14]:
14
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Susunan HeaderMPLS
Struktur penyusun sebuah header MPLS diantaranya adalah[14]:
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 ToLive (TTL)
yang memiliki fungsi yang sama seperti TTL pada IP header.
2.8
Label Stacking
Router yang 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 2.8
memperlihatkan struktur dari label stack [14].
15
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Label Stack
2.9
MPLS dan Model Referensi OSI
Umumnya teknologi MPLS ini menggunakan model referensi Open System
Interconnection (OSI)yang terdiri atas tujuh layer berdasarkan Gambar 2.9 [14],
yaitu:
Gambar 2.9 Letak Jaringan MPLS pada OSI Layer
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
layermenyangkut 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 layerkarena protokol
layer tersebut juga masih digunakan pada header paket data. Teknologi
labelforwarding
dariMPLS
tidak
menggantikan
IP
forwarding,
tetapi
menyempurnakan IP forwardingdengan mengatasi kekurangan yang dimilikinya
melalui proses enkapsulasi paket data layer ketiga ke dalam sebuah label. MPLS
16
Universitas Sumatera Utara
bekerja diantara layer kedua dan layer ketiga sehingga tidak sesuai dengan model
OSI dan dianggap sebagai layer2,5[14] [15].
2.10 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[14].
2.10.1 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[14], 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.
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 labelstack atas sebelum paket dikirimkan keluar
17
Universitas Sumatera Utara
(disposingLSR) 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 pushterhadap 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 IngressRouter. Sebuah LSR juga
harus mampu melakukan operasi swap, yakni penggantian label stack bagian atas
dengan sebuah label baru yang dilakukan pada saluran outgoingdatalink [14].
Gambar 2.10 menunjukkan beberapa operasi pada label[14].
Gambar 2.10 Operasi pada Label
2.10.2 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 danegress LSR ialah
IntermediateLSR[14].
Untuk
membentuk
LSP,
diperlukan
protokol
18
Universitas Sumatera Utara
pensinyalan. Protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada
paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses
forwardingdan mempertinggi fleksibilitas pemilihan jalur [14].LSP sebagai
jalur MPLS dapat dilihat pada Gambar 2.11 [14].
Gambar 2.11 LSP Melalui Sebuah Jaringan MPLS
2.10.3 Forwarding Equivalence Class (FEC)
FEC adalah suatu kelompok paket yang diteruskan di 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[14]:
1. Paket layer 3 alamat IP tujuan disesuaikan prefix tertentu.
2. Paket multicast yang dimiliki oleh sebuah grup tertentu.
3. Paket berdasarkan precedence ataufield IP Diffserv Code Point (DSCP).
4. Paket dengan alamat IP tujuan layer 3 dariprefixBorder Gateway Protocol.
19
Universitas Sumatera Utara
2.11 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 GatewayProtocol (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 ikatanremote
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[14]. 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 2.12 [14].
20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12 Jaringan IPv4-over-MPLS yang Menjalankan LDP
Berdasarkan Gambar 2.12,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[14].
2.12 Metode MPLS Label Forwarding pada Paket Data
IP forwarding konvensional paket data diteruskan dari satu router ke router
selanjutnya dengan membuat keputusan secara independen untuk meneruskan
paket tersebut. Setiap router dalam sebuah jaringan selalu menganalisis alamat
tujuan dan alamat asal dari header paket tersebut kemudianmenjalankan algoritma
routing protocol dalam menentukan next hop dari paket tersebut berdasarkan
pemeriksaan pada routing table. Keputusan forwardingpaket data merupakan
hasil dari pengelompokan paket data dalam FEC berdasarkan longest-match
address prefix dan pemetaan FEC ke sebuah next hop.
Jaringan MPLS yang menggunakan labelforwarding menjadikan label
sebagai identifier yang digunakan pada paket dalam suatu jaringan MPLS terdiri
21
Universitas Sumatera Utara
atas 20 bit, berbeda dengan penggunaan IP sebagai identifier pada jaringan IP
konvensional yang melakukan IP forwarding terdiri atas 32 bit sehingga
memberikan waktu proses komputasi oleh router yang lebih sedikit dibanding
IPkonvensional saat melakukan mekanisme look up terhadap header paket data.
Label dari paket tersebut digunakan sebagai indeks pada routing table yang berisi
next hop dan label baru yang selalu diganti setiap kali menuju next hop. Selain itu
tugas pengelompokan paket data dalam FEC dilakukan hanya satu kali ketika
paket memasuki jaringan. FEC dari paket tersebut disisipkan label yang
panjangnya tetap. Pada next hop router sepanjang jaringan dari paket yang
berlabel tersebut tidak dilakukan analisis terhadap header paket data atau
mengabaikan IP header dan mengoperasikan forwarding berdasarkan label paket
data tersebut. Router pada IP forwarding konvensional juga menganalisis
headerpaket data untuk menetapkan class of service (CoS). MPLS menyediakan
pengelolaan QoS berdasarkan IP precedence atau CoS sepenuhnya berdasarkan
label [16]. Proses penerusan paket berlabel dengan domain MPLS diperlihatkan
pada Gambar 2.13 [17].
22
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13 Operasi Forwarding Paket Berlabel: (a) Paket Data Diteruskan
Berdasarkan Labelnya, (b) Paket Diteruskan Berdasarkan IP
Gambar 2.13 diatas menjelaskan proses perjalanan sebuah paket data dalam
sebuah LSP yangditeruskan berdasarkan label dengan penentuan FEC dan nilai
label yang sudah disepakati sebelumnya untuk masing-masing incoming dan
outgoing link tiap router berdasarkan tabel LFIB pada saat paket data melewati
router Bsebagai LSR ingress yang diperlihatkan pada Gambar 2.13(a). Kemudian
pada Gambar 2.13(b) paket ini diteruskan kembali hingga ke alamat tujuan
sepanjang intermediate
LSR,
yakni
LSR
C
dengan
mekanisme
look
upberdasarkan incoming label, outgoing label dan outgoing interface. hingga
egressLSR atau edge router paket tersebut akan menghapus label dari header
paket data tersebut dan meneruskannya ke host tujuan berdasarkan IP address
[17].
23
Universitas Sumatera Utara
2.13 Prinsip Kerja MPLS
Prinsip kerja MPLS ialah penggabungan kecepatan switching pada layer
kedua dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada layer ketiga dengan
menyelipkan label di antara header layer kedua dan layer ketiga pada paket yang
diteruskan yang dikenal dengan mekanisme forwarding berdasarkan label, yakni
setiap paket data hanya dianalisis sekali di dalam router dimana paket tersebut
masuk ke dalam jaringan LSP untuk pertama kali dikenal dengan LSR. Label
yang dihasilkan oleh Label Switching Router (LSR) bertindak sebagai
penghubung jaringan MPLS dengan jaringan luar. Kemudian, paket diteruskan ke
LSR berikutnya, di LSR ini label pada paket akan dilepas dan diberikan label
yang baru berisikan tujuan berikutnya yang diteruskan dalam sebuah jalur yang
disebut LSP. Mekanisme prinsip kerja jaringan MPLS sangat bergantung pada
operasi swap terhadap label paket data. Penggantian label berdasarkan informasi
dari router sebelumnya untuk keperluan transfer paket data dari pengirim menuju
sisi penerima [18]. Gambar 2.14 memperlihatkan prinsip kerja suatu jaringan
MPLS [18].
24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.14 Prinsip Kerja Jaringan MPLS
2.14 Protokol Internet Control Message Protocol
Internet Control Message Protocol (ICMP) merupakan protokol pada
jaringan komputer yang bertugas dalam memberitahukan kepada pengguna
tentang ada tidaknya koneksi jaringan, terjangkau atau tidaknya sebuah komputer
server atau komputer tujuan, serta kemungkinan adanya balasan dari server tujuan
atau komputer tujuan tersebut. Pesan ICMP dikirim oleh IP sebagai muatan dari
datagram IP. Sistem ICMP bekerja dengan cara mengirimkan ICMP echo request
dan ICMP echo reply kepada pengguna komputer melalui perintah ping dan
menyediakan sebuah mekanisme untuk menghubungkan control message dan
error reports [4] [19]. Gambar 2.15 menunjukkan susunan dan komposisi sebuah
pesan ICMP [19].
Gambar 2.15 Susunan dari Pesan ICMP
2.15 Parameter Kinerja Jaringan
Salah satu lembaga yang menetapkan standardisasi kinerja jaringan adalah
Telecommunication
and
Internet
Protocol
Harmonization
Over
Network(TIPHON). TIPHON mendefinisikan Quality of Service (QoS) sebagai
25
Universitas Sumatera Utara
pengaruh kolektif atas kinerja layanan yang menentukan tingkat kepuasan
pemakailayanan [18].Parameter-parameter sistem yang akan dianalisis pada
penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Throughput
Throughput adalah kemampuan sebenarnya suatu jaringan dalam melakukan
pengiriman data yang diukur dalam bps.Persamaan untuk menghitung
throughput:
�ℎ����ℎ��� =
����� ℎ ���� ������� (���� )
����� ℎ ����� ���������� ���� (��� )
(2.1)
2. Delay (latency)
Latency (Delay) adalah lama waktu suatu paket yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari suatu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Waktu tunda
ini bisa dipengaruhi oleh jarak (misalnya akibat pemakaian satelit), atau
kongesti (yang memperpanjang antrian), atau bisa juga akibat waktu olah
yang lama (misalnya untuk digitizing dan kompresi data). Satuan yang
digunakan pada perhitungan delay adalah milisecond (ms). Persamaan untuk
menghitung delay[20]:
����� =
����� ℎ ����� ���������� ���� (��� )
����� ℎ ����� ���� ��������
(2.2)
Nilai delay pada suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan standardisasi
TIPHON pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kategori Jaringan Berdasarkan Nilai
Delay versi TIPHON [20]
26
Universitas Sumatera Utara
Kategori
Besar Delay
Sangat Bagus
450 ms
3. Packet Loss
PacketLoss adalah kegagalan transmisi paket data mencapai tujuannya.
Umumnya perangkat network memiliki buffer untuk menampung data
yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh,
dan data baru tidak diterima. Satuan yang digunakan pada perhitungan
packetloss adalah persen. Persamaan untuk menghitung packetloss [20]:
������ ���� =
(����� ���� ������� −����� ���� �������� )
����� ���� �������
�100 % (2.3)
Nilai packet loss pada suatu jaringan dapat dikategorikan berdasarkan
standardisasi TIPHON pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Kategori Jaringan Berdasarkan
Nilai Packet Loss versi TIPHON [20]
Kategori
Packet Loss
Sangat Bagus
0%
Bagus
3%
Sedang
15%
Buruk
25%
27
Universitas Sumatera Utara