12module 24 basics switching concepts
Modul 24:
Basics Switching Concepts
O verview
Pada modul ini memperkenalkan segmentasi jaringan dan menggambarkan dasar operasi
switch, serta menjelaskan cara kerja dari switch dan bridge agar dalam pengiriman paket
data tanpa ada kesalahan dan penggunaan bandwidth digunakan secara maksimal dan
sefisien mungkin.
2
Network Tech Support
Me nga p a segm e n tasi L AN dib a ngu n?
Ada dua pertimbangan utama untuk segmen LAN. Yang pertama adalah untuk
memisahkan lalulintas antar segmen. Alasan yang kedua
adalah untuk
mencapai bandiwidth lebih besar pada setiap pemakai dengan menciptakan
collision domain yang lebih kecil.
Tanpa segmentasi LAN, LAN besar dari workgroup kecil dapat menghambat
lalulintas dan rawan terjadinya collision.
Segm en ta si L AN
Jaringan dapat dibagi kedalam unit kecil yang disebut segment (bagian). Setiap
segment menggunakan metoda akses CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access/Collision Detect) dan memelihara lalulintas antara pemakai pada
segment, setiap segment memiliki collision domain sendiri.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
3
Network Tech Support
Dengan segmentasi kemacetan jaringan dapat dikurangi dalam setiap segment.
Data yang berlalu antara segment dikirimkan melalui bandwidth jaringan dengan
menggunakan bridge, router atau switch.
Segm en ta si L AN de n ga n bri dg e
Bridge merupakan alat pada Layer 2 yang meneruskan data frame menurut MAC
address. Bridge membaca MAC address pengirim paket data yang diterima pada
port yang datang untuk mencari dimana alat pada setiap segmen. MAC address
kemudian digunakan untuk membangun bridging table. Ini akan memberikan
bridge untuk mem-blok paket yang tidak dibutuhkan untuk diteruskan dari
segmen lokal.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
4
Network Tech Support
Walaupun operasi bridge adalah jelas bagi alat jaringan lain, latency pada
jaringan meningkat dari 10% sampai 30% ketika menggunakan bridge. Latency
ini adalah suatu hasil pengambilan proses keputusan sebelum meneruskan
paket. Dalam pengiriman paket, bridge mempergunakan tenik store-and-forward.
Store-and-forward adalah seluruh frame diterima sebelum diberlangsungkan
pengiriman, alamat tujuan dan sumber dibaca dengan mempergunakan filtering
sebelum frame disampaikan pada tujuan.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
5
Network Tech Support
Segm en ta si L AN de n ga n r o uter
Router menyediakan segmentasi jaringan, menambahkan faktor latency dari
20% sampai 30% diatas jaringan switch. Peningkatan latency ini disebabkan
router beroperasi pada network layer dan menggunakan IP address untuk
menentukan jalur yang terbaik ke titik tujuan. Bridge dan switch memberikan
segmentasi ke dalam jaringan tunggal atau subnetwork. Router memberikan
hubungan antara jaringan dan subnetwork.
Routers
tidak
meneruskan
broadcasts sementara itu switche dan bridge harus meneruskan frame
broadcast.
Segm en ta si L AN de n ga n s witc h
LAN switch dapat mengurangi kekurang bandwidth dan jaringan bottlenecks.
Switch akan membagi LAN ke dalam microsegment yang mana mengurangi
ukuran collision domain. Bagaimanapun semua host terhubung pada switch yang
masih dalam broadcast domain yang sama.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
6
Network Tech Support
Das ar o pe rasi swi tch
Switch adalah teknologi yang dapat mengurangi kemacetan pada Ethernet,
Token Ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Switch menyelesaikan
ini dengan mengurangi lalulintas dan meningkatkan bandwidth. LAN switches
sering digunakan untuk menggantikan hub dan dirancang untuk bekerja sama
dengan infrastruktur kabel yang ada.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
7
Network Tech Support
Lingkungan switching melakukan dua dasar operasi dibawah ini:
•
Switching data frames
•
Memelihara operasi switching
L apisa n 2 d an La pis a n 3 swi tc hing
Switching adalah proses penerimaan frame yang datang pada satu interface dan
mengirimkan frame keluar interface yang lain. Router menggunakan Lapisan 3
switching ke route paket. Switch menggunakan Lapisan 2 switching untuk
meneruskan frame. Perbedaaan antara Lapisan 2 dan Lapisan 3 swiching
adalah jenis informasi di dalam frame yang digunakan untuk menentukan
interface keluaran yang benar. Lapisan 2 switching berdasarkan pada informasi
alamat MAC. Lapisan 3 switching berdasarkan pada alamat lapisan network atau
alamat IP. Lapisan 2 switching melihat alamat MAC tujuan pada frame header
dan meneruskan frame ke interface yang sesuai atau port berdasarkan alamat
MAC pada table switching. Switching table berisi Content Addressable Memory
(CAM). Jika Lapisan 2 switch tidak mengetahui kemana untuk mengirimkan
frame, switch mem-broadcast frame keluar semua port ke jaringan. Ketika
jawaban kembali, switch menyimpan alamat baru dalam CAM. Lapisan 3
switching adalah fungsi lapisan network. Lapisan 3 informasi header menguji dan
paket diteruskan berdasarkan pada alamat IP.
CAM digunakan pada aplikasi switch:
•
Untuk ke luar dan memproses informasi alamat dari paket data
•
Untuk membandingkan alamat tujuan dengan table dari alamat yang
disimpan dalam table.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
8
Network Tech Support
Layer 3 switching
Layer 2 switching
Sym me tri c da n a sym m e tric swi tching
LAN switching digolongkan didasarkan pada asymmetric atau symmetric pada
cara mana bandwidth dialokasikan untuk port switch. Switch symmetric
menyediakan koneksi switch antara port dengan bandwidth yang sama. LAN
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
9
Network Tech Support
switched asymmetric menyediakan koneksi switch antara port tidak sama
dengan bandwidth, seperti kombinasi port 10 Mbps dan 100 Mbps.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
10
Network Tech Support
Mem or y b uffe r
Switch Ethernet dapat menggunakan teknik buffer untuk menyimpan dan
meneruskan frame. Buffer dapat juga digunakan ketika port tujuan sibuk. Daerah
memori dimana switch menyimpan data yang disebut memory buffer. Memory
buffer dapat menggunakan dua metoda untuk meneruskan frame, berdasarkan
port memory buffer (port -based memory buffer) dan membagi memory buffer
(shared memory buffer).
Port memory buffer menyimpan antrian yang dihubungkan ke port spesifik yang
datang. Frame dikirimkan hanya pada port keluaran ketika semua frame di
depan dalam antrian telah sukses dikirimkan. Pembagian memory buffer
menyimpan semua frame ke dalam memory buffer umum yang mana semua
port pada switch dibagi. Jumlah memory buffer yang diperlukan oleh port dengan
dinamis dialokasikan. Switch menyimpan peta frame untuk menampilkan port
yang terhubung di mana paket dapat dikirimkan. Peta hubungan dihapus setelah
frame dengan sukses dikirimkan.
Dua m e tod e s wi tc hin g
Berikut ini dua model switching yang tersedia untuk meneruskan frame:
•
Store-and-forward – Seluruh frame diterima sebelum diberlangsungkan
pengiriman. Tujuan dan alamat sumber dibaca dan mempergunakan filter
sebelum frame disampaikan. Latency terjadi ketika frame diterima.
Latency lebih besar dengan frame lebih besar disebabkan seluruh frame
harus diterima sebelum proses switching dimulai. Switch dapat memeriksa
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
11
Network Tech Support
seluruh frame apabila terjadi kesalahan, yang memberikan pendeteksian
kesalahan.
•
Cut-through – Frame dikirimkan melalui switch sebelum seluruh frame
diterima. Minimal alamat tujuan frame harus dibaca sebelum frame dapat
disampaikan. Model ini mengurangi latency pengiriman, tetapi juga
mengurangi pendeteksian kesalahan.
Berikut ini dua bentuk dari cut-through switching:
•
Fast-forward – Fast-Forward switching menawarkan tingkat latency
terendah. Fast-Forward switch dengan cepat meneruskan paket setelah
membaca alamat tujuan. Sebab fast-forward switch memulai pengiriman
sebelum seluruh paket diterima, mungkin waktu ketika paket dikirimkan
ada kesalahan. Walaupun ini jarang terjadi dan jaringan tujuan akan
membuang paket yang salah. Di dalam model fast-forward, latency diukur
dari permulaan bit diterima sampai bit yang pertama dikirimkan.
•
Fragment-free – Fragment -Free switch menyaring keluarnya collision
fragment sebelum memulai pengiriman. Collision fragment adalah
sebagian besar karena kesalahan paket. Di dalam jaringan dengan
berfungsi yang tepat, collision fragment harus lebih kecil dari pada 64
bytes. Paket yang lebih besar dari 64 bytes adalah suatu paket yang
benar dan pada umumnya diterima tanpa kesalahan. Fragment-Free
switch menunggu sampai paket ditentukan tidak menjadi collision fragmen
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
12
Network Tech Support
sebelum dikirimkan. Dalam model fragment-free, latency adalah juga
diukur dari permulaan bit menerima sampai bit yang pertama dikirimkan.
Latency dari tiap model switching tergantung pada bagaimana switch
meneruskan frame. Untuk menyelesaikan frame dikirimkan lebih cepat, switch
mengurangi waktu untuk memeriksa kesalahan. Bagaimanapun, mengurangi
pemeriksaan kesalahan waktu dapat mempercepat pengiriman kembali.
Mo de p en girim an frame
Ada tiga model utama pengiriman frame:
•
Fast-forward – Dengan model pengiriman ini , switch membaca alamat
tujuan sebelum menerima seluruh frame. Frame kemudian diteruskan
sebelum seluruh frame tiba. Model ini mengurangi latency pengiriman
tetapi mempunyai LAN switch yang lemah dalam mendeteksi kesalahan.
Fast-Forward adalah istilah yang digunakan pada switch dalam model cutthrough.
•
Store-and-forward –
Seluruhan
frame
di
terima
sebelum
di
berlangsungkan pengiriman ke tujuan. Alamat tujuan dan sumber dibaca
dan mempergunakan filtering sebelum frame diteruskan. Latency terjadi
ketika frame diterima. Latency yang lebih besar dengan frame lebih besar
menyebabkan seluruh frame harus diterima sebelum proses switching
dimulai. Switch menyediakan waktu untuk memeriksa kesalahan.
•
Fragment-free – model switch ini membaca yang pertama 64 bytes dari
suatu frame Ethernet dan kemudian mulai meneruskan frame pada port
yang sesuai. Fragment-Free adalah suatu istilah yang digunakan pada
switch yang menggunakan modifikasi switching cut -through.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
13
Network Tech Support
Model pengiriman lain adalah suatu kombinasi cut-through dan store-andforward. model gabungan ini disebut adaptive cut-through. Dalam model ini ,
switch menggunakan cut-through sampai switch mendeteksi jumlah penentuan
kesalahan. Sekali ketika ambang pintu kesalahan dicapai, switch berubah ke
model store-and-forward.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
Basics Switching Concepts
O verview
Pada modul ini memperkenalkan segmentasi jaringan dan menggambarkan dasar operasi
switch, serta menjelaskan cara kerja dari switch dan bridge agar dalam pengiriman paket
data tanpa ada kesalahan dan penggunaan bandwidth digunakan secara maksimal dan
sefisien mungkin.
2
Network Tech Support
Me nga p a segm e n tasi L AN dib a ngu n?
Ada dua pertimbangan utama untuk segmen LAN. Yang pertama adalah untuk
memisahkan lalulintas antar segmen. Alasan yang kedua
adalah untuk
mencapai bandiwidth lebih besar pada setiap pemakai dengan menciptakan
collision domain yang lebih kecil.
Tanpa segmentasi LAN, LAN besar dari workgroup kecil dapat menghambat
lalulintas dan rawan terjadinya collision.
Segm en ta si L AN
Jaringan dapat dibagi kedalam unit kecil yang disebut segment (bagian). Setiap
segment menggunakan metoda akses CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access/Collision Detect) dan memelihara lalulintas antara pemakai pada
segment, setiap segment memiliki collision domain sendiri.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
3
Network Tech Support
Dengan segmentasi kemacetan jaringan dapat dikurangi dalam setiap segment.
Data yang berlalu antara segment dikirimkan melalui bandwidth jaringan dengan
menggunakan bridge, router atau switch.
Segm en ta si L AN de n ga n bri dg e
Bridge merupakan alat pada Layer 2 yang meneruskan data frame menurut MAC
address. Bridge membaca MAC address pengirim paket data yang diterima pada
port yang datang untuk mencari dimana alat pada setiap segmen. MAC address
kemudian digunakan untuk membangun bridging table. Ini akan memberikan
bridge untuk mem-blok paket yang tidak dibutuhkan untuk diteruskan dari
segmen lokal.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
4
Network Tech Support
Walaupun operasi bridge adalah jelas bagi alat jaringan lain, latency pada
jaringan meningkat dari 10% sampai 30% ketika menggunakan bridge. Latency
ini adalah suatu hasil pengambilan proses keputusan sebelum meneruskan
paket. Dalam pengiriman paket, bridge mempergunakan tenik store-and-forward.
Store-and-forward adalah seluruh frame diterima sebelum diberlangsungkan
pengiriman, alamat tujuan dan sumber dibaca dengan mempergunakan filtering
sebelum frame disampaikan pada tujuan.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
5
Network Tech Support
Segm en ta si L AN de n ga n r o uter
Router menyediakan segmentasi jaringan, menambahkan faktor latency dari
20% sampai 30% diatas jaringan switch. Peningkatan latency ini disebabkan
router beroperasi pada network layer dan menggunakan IP address untuk
menentukan jalur yang terbaik ke titik tujuan. Bridge dan switch memberikan
segmentasi ke dalam jaringan tunggal atau subnetwork. Router memberikan
hubungan antara jaringan dan subnetwork.
Routers
tidak
meneruskan
broadcasts sementara itu switche dan bridge harus meneruskan frame
broadcast.
Segm en ta si L AN de n ga n s witc h
LAN switch dapat mengurangi kekurang bandwidth dan jaringan bottlenecks.
Switch akan membagi LAN ke dalam microsegment yang mana mengurangi
ukuran collision domain. Bagaimanapun semua host terhubung pada switch yang
masih dalam broadcast domain yang sama.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
6
Network Tech Support
Das ar o pe rasi swi tch
Switch adalah teknologi yang dapat mengurangi kemacetan pada Ethernet,
Token Ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Switch menyelesaikan
ini dengan mengurangi lalulintas dan meningkatkan bandwidth. LAN switches
sering digunakan untuk menggantikan hub dan dirancang untuk bekerja sama
dengan infrastruktur kabel yang ada.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
7
Network Tech Support
Lingkungan switching melakukan dua dasar operasi dibawah ini:
•
Switching data frames
•
Memelihara operasi switching
L apisa n 2 d an La pis a n 3 swi tc hing
Switching adalah proses penerimaan frame yang datang pada satu interface dan
mengirimkan frame keluar interface yang lain. Router menggunakan Lapisan 3
switching ke route paket. Switch menggunakan Lapisan 2 switching untuk
meneruskan frame. Perbedaaan antara Lapisan 2 dan Lapisan 3 swiching
adalah jenis informasi di dalam frame yang digunakan untuk menentukan
interface keluaran yang benar. Lapisan 2 switching berdasarkan pada informasi
alamat MAC. Lapisan 3 switching berdasarkan pada alamat lapisan network atau
alamat IP. Lapisan 2 switching melihat alamat MAC tujuan pada frame header
dan meneruskan frame ke interface yang sesuai atau port berdasarkan alamat
MAC pada table switching. Switching table berisi Content Addressable Memory
(CAM). Jika Lapisan 2 switch tidak mengetahui kemana untuk mengirimkan
frame, switch mem-broadcast frame keluar semua port ke jaringan. Ketika
jawaban kembali, switch menyimpan alamat baru dalam CAM. Lapisan 3
switching adalah fungsi lapisan network. Lapisan 3 informasi header menguji dan
paket diteruskan berdasarkan pada alamat IP.
CAM digunakan pada aplikasi switch:
•
Untuk ke luar dan memproses informasi alamat dari paket data
•
Untuk membandingkan alamat tujuan dengan table dari alamat yang
disimpan dalam table.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
8
Network Tech Support
Layer 3 switching
Layer 2 switching
Sym me tri c da n a sym m e tric swi tching
LAN switching digolongkan didasarkan pada asymmetric atau symmetric pada
cara mana bandwidth dialokasikan untuk port switch. Switch symmetric
menyediakan koneksi switch antara port dengan bandwidth yang sama. LAN
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
9
Network Tech Support
switched asymmetric menyediakan koneksi switch antara port tidak sama
dengan bandwidth, seperti kombinasi port 10 Mbps dan 100 Mbps.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
10
Network Tech Support
Mem or y b uffe r
Switch Ethernet dapat menggunakan teknik buffer untuk menyimpan dan
meneruskan frame. Buffer dapat juga digunakan ketika port tujuan sibuk. Daerah
memori dimana switch menyimpan data yang disebut memory buffer. Memory
buffer dapat menggunakan dua metoda untuk meneruskan frame, berdasarkan
port memory buffer (port -based memory buffer) dan membagi memory buffer
(shared memory buffer).
Port memory buffer menyimpan antrian yang dihubungkan ke port spesifik yang
datang. Frame dikirimkan hanya pada port keluaran ketika semua frame di
depan dalam antrian telah sukses dikirimkan. Pembagian memory buffer
menyimpan semua frame ke dalam memory buffer umum yang mana semua
port pada switch dibagi. Jumlah memory buffer yang diperlukan oleh port dengan
dinamis dialokasikan. Switch menyimpan peta frame untuk menampilkan port
yang terhubung di mana paket dapat dikirimkan. Peta hubungan dihapus setelah
frame dengan sukses dikirimkan.
Dua m e tod e s wi tc hin g
Berikut ini dua model switching yang tersedia untuk meneruskan frame:
•
Store-and-forward – Seluruh frame diterima sebelum diberlangsungkan
pengiriman. Tujuan dan alamat sumber dibaca dan mempergunakan filter
sebelum frame disampaikan. Latency terjadi ketika frame diterima.
Latency lebih besar dengan frame lebih besar disebabkan seluruh frame
harus diterima sebelum proses switching dimulai. Switch dapat memeriksa
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
11
Network Tech Support
seluruh frame apabila terjadi kesalahan, yang memberikan pendeteksian
kesalahan.
•
Cut-through – Frame dikirimkan melalui switch sebelum seluruh frame
diterima. Minimal alamat tujuan frame harus dibaca sebelum frame dapat
disampaikan. Model ini mengurangi latency pengiriman, tetapi juga
mengurangi pendeteksian kesalahan.
Berikut ini dua bentuk dari cut-through switching:
•
Fast-forward – Fast-Forward switching menawarkan tingkat latency
terendah. Fast-Forward switch dengan cepat meneruskan paket setelah
membaca alamat tujuan. Sebab fast-forward switch memulai pengiriman
sebelum seluruh paket diterima, mungkin waktu ketika paket dikirimkan
ada kesalahan. Walaupun ini jarang terjadi dan jaringan tujuan akan
membuang paket yang salah. Di dalam model fast-forward, latency diukur
dari permulaan bit diterima sampai bit yang pertama dikirimkan.
•
Fragment-free – Fragment -Free switch menyaring keluarnya collision
fragment sebelum memulai pengiriman. Collision fragment adalah
sebagian besar karena kesalahan paket. Di dalam jaringan dengan
berfungsi yang tepat, collision fragment harus lebih kecil dari pada 64
bytes. Paket yang lebih besar dari 64 bytes adalah suatu paket yang
benar dan pada umumnya diterima tanpa kesalahan. Fragment-Free
switch menunggu sampai paket ditentukan tidak menjadi collision fragmen
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
12
Network Tech Support
sebelum dikirimkan. Dalam model fragment-free, latency adalah juga
diukur dari permulaan bit menerima sampai bit yang pertama dikirimkan.
Latency dari tiap model switching tergantung pada bagaimana switch
meneruskan frame. Untuk menyelesaikan frame dikirimkan lebih cepat, switch
mengurangi waktu untuk memeriksa kesalahan. Bagaimanapun, mengurangi
pemeriksaan kesalahan waktu dapat mempercepat pengiriman kembali.
Mo de p en girim an frame
Ada tiga model utama pengiriman frame:
•
Fast-forward – Dengan model pengiriman ini , switch membaca alamat
tujuan sebelum menerima seluruh frame. Frame kemudian diteruskan
sebelum seluruh frame tiba. Model ini mengurangi latency pengiriman
tetapi mempunyai LAN switch yang lemah dalam mendeteksi kesalahan.
Fast-Forward adalah istilah yang digunakan pada switch dalam model cutthrough.
•
Store-and-forward –
Seluruhan
frame
di
terima
sebelum
di
berlangsungkan pengiriman ke tujuan. Alamat tujuan dan sumber dibaca
dan mempergunakan filtering sebelum frame diteruskan. Latency terjadi
ketika frame diterima. Latency yang lebih besar dengan frame lebih besar
menyebabkan seluruh frame harus diterima sebelum proses switching
dimulai. Switch menyediakan waktu untuk memeriksa kesalahan.
•
Fragment-free – model switch ini membaca yang pertama 64 bytes dari
suatu frame Ethernet dan kemudian mulai meneruskan frame pada port
yang sesuai. Fragment-Free adalah suatu istilah yang digunakan pada
switch yang menggunakan modifikasi switching cut -through.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005
13
Network Tech Support
Model pengiriman lain adalah suatu kombinasi cut-through dan store-andforward. model gabungan ini disebut adaptive cut-through. Dalam model ini ,
switch menggunakan cut-through sampai switch mendeteksi jumlah penentuan
kesalahan. Sekali ketika ambang pintu kesalahan dicapai, switch berubah ke
model store-and-forward.
Basics Switching Concepts
CTI-copyright@2005