BAB II TINJAUAN TEORITIS 2.1. Tinjauan Pustaka Untuk mengatasi permasalahan stabilitas dan kecepatan transfer datapada jaringan komputer,mpls adalah salah satu teknologi yang dapat digunakan selain ATM dan Frame Relay. Teknologi MPLS telah banyak diteliti maupun diimplementasikanpada jaringan internet dan intranet, seperti yang dilakukan oleh beberapa peneliti sebagai berikut : 1. Dalam penelitiannya Mohamed Hasan Omar (2008), melakukan analisa penerapan traffic engineering pada jaringan non MPLS dan MPLS terutama pada operator Internet Service Provider (ISP). Setelah menganalisa secara komparatif throughput paket-paket protocol UDP dan TCP dari lapis transport terhadap jaringan non MPLS dan MPLS, hasilnya menunjukkan bagaimana jaringan MPLS yang menerapkan traffic engineering mampu meningkatkan kinerja jaringan backbone dan skalabilitas jaringan internet pada lingkungan beban traffic yang tinggi untuk beberapa macam aplikasi yang berbeda. Ternyata penerapan traffic engineering adalah merupakan keunggulan jaringan MPLS terhadap jaringan berbasis IP (non MPLS), karena proses routing menjadi lebih cepat dengan melakukan pendefinisian jalur khusus (router LSP) untuk pengiriman paket data. Router LSP pada jaringan MPLS dapat digunakan dan dimanfaatkan sebagai jalur routing, sehingga utilisasi sumber jaringan lebih optimal dan pada gilirannya meningkatkan kinerja jaringan 2. Dalam makalahnya di jurnal IEEE, Daniel O.Awduche (1999) menjelaskan tentang konsep, fungsi dan tantangan traffic engineering internet pada jaringan IP (non MPLS) dengan menggunakan beberapa model, antara lain : model overlay, model IP over ATM, model MPLS-TE. Selain itu didiskusikan pula aplikasi dan manfaat MPLS Traffic engineering pada jaringan IP. Pada bagian penutup disimpulkan bahwa optimasi kinerja jaringan internet Laporan Poryek Akhir Tahun2012 4
menggunakan teknologi jaringan MPLS dan peningkatan kualitas layanan (QOS) menggunakan differentiated services diperoleh berdasarkan pada model IP over ATM sebagai alternative lain dari jaringan MPLS. 3. Dalam rangka optimalisasi penggunaan sumber-sumber transmisi, Md. Arifur Rahman,Ahmedul Haque Kabir, K. A. M. Lutfullah, M. Zahedul Hassan, M.R. Amin, East West University Mohakhali, Dhaka (2008) melakukan pengukuran traffic aliran data pada jaringan berbasis IP maupun jaringan MPLS, dimana hasilnya menunjukan bahwa delay maupun paket loss jaringan MPLS lebih baik dibandingkan dengan jaringan IP. Dengan membuat simulasi jaringan yang komprehensip, protokol pesinyalan MPLS: Constrainedbased Label Distribution Protocol (CR-LDP), Resource Reservation Protocol (RSVP) dan Traffic Extension RSVP (RSVP-TE) dapat digunakan untuk menjamin kualitas layanan QoS dan analisa kinerja jaringan, baik jaringan IP maupun jaringan MPLS. Selain itu dalam penelitiannya mereka menyimpulkan bahwa MPLS mampu menghindari kongesti dengan cara merekayasa traffic tunnel sehingga dapat memanfaatkan bandwidth yang disediakan dengan lebih effisien. Penelitian mereka membuktikan bahwa mekanisme rekayasa traffic mampu memperbaiki kinerja jaringan. 2.2. MPLS (Multiprotocol Label Switch) Teknologi semacam ATM memiliki mekanisme pemeliharaan QoS, dan memungkinkan diferensiasi, namun menghadapi masalah pada skalabilitas yang mengakibatkan perlunya investasi tinggi untuk implementasinya. Dilain pihak, Internet yang dengan protokol IP berkembang lebih cepat. IP sangat baik dari segi skalabilitas, yang membuat teknologi internet menjadi cukup murah. Namun IP memiliki kelemahan serius pada implementasi QoS. Kemudian dikembangkan beberapa metode untuk memperbaiki kinerja jaringan IP, antara lain dengan MPLS. Laporan Poryek Akhir Tahun2012 5
MPLS disebut sebagai teknologi yang bekerja di layer 2.5 OSI, karena menggabungkan teknologi switching di layer 2 dan teknologi routing di layer 3. MPLS bekerja dengan cara melabeli paket-paket data dengan label untuk menentukan rute dan prioritas pengiriman paket tersebut yang didalamnya memuat informasi penting yang berhubungan dengan informasi routing suatu paket [7]. Teknik ini disebut dengan label switching, dengan informasi label switching yang didapat dari routing network layer, setiap paket hanya dianalisa sekali di dalam router dimana paket tersebut masuk ke dalam jaringan untuk pertama kali. Router tersebut berada di tepi dan dalam jaringan MPLS yang biasa disebut dengan Label Switching Router (LSR). Ide dasar teknik MPLS ini ialah mengurangi teknik pencarian rute dalam setiap router yang dilewati setiap paket, agar sebuah jaringan dapat dioperasikan dengan efisien dan jalannya pengiriman paket menjadi lebih cepat. Berdasarkan hal diatas, maka MPLS menjadi solusi jaringan terbaik dalam menyelesaikan masalah kecepatan, scalability, QOS (Quality of Service), dan rekayasa trafik.[10] 2.2.1. Komponen MPLS a. Label Switching Router (LSR) adalah sebuah router dalam jaringan MPLS yang berperan dalam menetapkan LSP dengan menggunakan teknik label swapping dengan kecepatan yang telah ditetapkan. Dalam fungsi pengaturan trafik, LSR dibagi menjadi dua bagian [10], yaitu: 1. Ingress LSR, pengatur trafik pada saat akan memasuki MPLS domain, atau bisa disebut sebagai pintu masuk domain MPLS. 2. Egress LSR, pengatur trafik pada saat meninggalkan MPLS domain menuju ke LER, atau bisa disebut sebagai pintu keluar domain MPLS. b. Label Edge Router (LER) suatu router yang menghubungkan jaringan MPLS dengan jaringan lainnya seperti Frame-Relay, ATM dan Ethernet. Laporan Poryek Akhir Tahun2012 6
c. Label Distribution Path (LDP) Label Distribution Protocol (LDP) adalah protokol yang digunakan oleh MPLS untuk kontrol. LDP memiliki fungsi yang sama sebagai protokol signaling pada jaringan tradisional. LDP mengenali FEC, mendistribusikan label, dan membentuk serta memelihara LSP, seperti pada Gambar 1. Gambar 1. Proses pendistribusian label oleh LDP 2.2.2. Prinsip Kerja MPLS Jaringan MPLS terdiri dari sirkuit yang disebut LSP (Label Switch Path) yang menghubungkan antara LSR satu dengan LSR lainnya. LSR yang berada pada bagian tepi dari domain MPLS untuk berhubungan dengan jaringan lain disebut LER. LER pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Saat LER ingress menerima paket, paket akan diberi label dan kemudian di-forwarding di sepanjang LSP menuju LER egress. Pada saat LSR menerima paket data, label paket akan dibaca kemudian diganti dengan label keluar, lalu paket dikirimkan ke LSR berikutnya. Setiap LSP dikaitkan dengan sebuah forwarding equivalence class (FEC), yang merupakan kumpulan paket yang menerima perlakuan forwarding yang sama di sebuah LSR. Ketika paket data diterima oleh LER egress, label pada paket data akan dilepas dan LER egress akan melakukan IP forwarding [7]. Gambar 2. adalah gambar jaringan dasar MPLS yang digunakan untuk mengkaji prinsip kerja MPLS., dimana R1 dan R6 berfungsi sebagai LER ingress dan Laporan Poryek Akhir Tahun2012 7
egress, sedangkan R2, R3, R4, R5 berfungsi sebagai LSR (Label Switch Router). Hubungan dengan jaringan di luar domain MPLS tidak dapat dilakukan tanpa adanya LER [7]. Gambar 2. Jaringan Dasar MPLS Ketika paket IP masuk ke dalam domain mpls sesuai pada Gambar.3, LER akan melakukan beberapa proses internal dan mengkonversi paket tersebut menjadi paket MPLS. Begitupun sebaliknya, ketika paket IP akan keluar dari domain MPLS maka LER akan mengkonversi paket MPLS menjadi paket IP. Gambar 3. Fungsi LER Laporan Poryek Akhir Tahun2012 8
Untuk memahami bagaimana sebuah paket IP dikonversi ke paket MPLS yang merupakan pekerjaan LER, digambarkan sebuah skema paket IP dan paket MPLS, seperti pada Gambar 4 dan Gambar 5 berikut ini: Gambar 4. Header paket IP Gambar 4 adalah header layer pada layer 7 OSI, dimana L2 adalah header layer data link dan L3 adalah header layer network. Pada Gambar 5 digambarkan posisi sebuah paket MPLS, terlihat paket ini mempunyai sebuah intermediate layer header, antara header layer 2 dan layer 3. Layer ini disebut layer MPLS. Ketika sebuah paket IP masuk ke Router LER, LER akan memasukkan atau menyisipkan header layer MPLS yang berupa label antara header layer 2 dan header layer 3. Dengan cara ini paket IP dikonversi ke paket MPLS. Header MPLS berperan sebagai perekat antara header layer 2 dan layer 3. Gambar 5. Header paket MPLS Paket IP yang sudah terkonversi menjadi paket MPLS akan di-forwarding di sepanjang LSP menuju LER egress, sesuai pada Gambar 6, ketika paket MPLS diterima LSR, berdasarkan informasi yang tersimpan dalam paket MPLS, yang disebut label, label tersebut akan memilih sebuah register dari tabel dan mengikuti instruksi yang terdapat dalam register, lalu mem-forward paket MPLS tersebut. Laporan Poryek Akhir Tahun2012 9
Gambar 6. Cara Kerja LSR 2.3 Protokol Routing Protokol Routing memiliki tugas dan fungsi menunjukkan jalan untuk sebuah informasi agar dapat mencapai tempat tujuannya. Protokol Routing akan mengumpulkan rute-rute perjalanan apa saja yang tersedia dalam sebuah jaringan dan semua kemungkinan yang ada. Kemudian rute-rute yang terkumpul tersebut diolah dan dijadikan sebuah tabel yang disebut sebagai routing table. Dari routing tabel ini, kemudian perangkat jaringan seperti router dapat memilih jalan terbaik untuk menuju ke lokasi tujuan. Proses routing memiliki beberapa metode, di antaranya adalah Distance Vector dan Link State [14]. 2.3.1 Protokol Routing Distance-Vector Routing distance vector merupakan sebuah protokol yang menemukan jalur terbaik ke sebuah network remote dengan menilai jarak. Route dengan jarak hop yang paling sedikit ke network yang dituju akan menjadi route terbaik. Yang termasuk dalam protocol distance vector adalah RIP (Routing Information Protocol), IGRP ( Internet Gateway Routing Protocol ) dan EIGRP (Enhanced Internet Gateway Routing Protocol). Laporan Poryek Akhir Tahun2012 10
2.3.2 Protokol Routing Link-State Routing Link State menggunakan teknik link state, dimana artinya tiap router akan mengumpulkan informasi tentang interface, bandwidth, roundtrip dan sebagainya. Kemudian antar router akan saling menukar informasi, nilai yang paling efisien yang akan diambil sebagai jalur dan di masukkan ke dalam table routing. Yang termasuk kedalam routing link-state antara lain OSPF (Open Shortest Path First) dan IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System). 2.4 Model Referensi OSI Layer Model Open Systems Interconnection (OSI) diciptakan oleh International Organization for Standardization (ISO) yang menyediakan kerangka logika tersruktur bagaimana proses komunikasi data berinteraksi melalui jaringan. Standard ini dikembangkan untuk industri komputer agar komputer dapat berkomunikasi pada jaringan yang berbeda secara efisien. Terdapat 7 layer pada model OSI seperti pada Gambar 7. Setiap layer bertanggung jawab secara khusus pada proses komunikasi data. Misal, satu layer bertanggung jawab untuk membentuk koneksi antar perangkat, sementara layer lainnya bertanggung jawab untuk mengoreksi terjadinya error selama proses transfer data berlangsung. Model Layer OSI dibagi dalam dua group : upper layer dan lower layer. Upper layer fokus pada aplikasi pengguna dan bagaimana file direpresentasikan di komputer. untuk network engineer, bagian utama yang menjadi perhatiannya adalah pada lower layer. Lower layer adalah intisari komunikasi data melalui jaringan aktual. Berikut akan dijabarkan mengenai fungsi dari masing-masing lapisan [8] : Laporan Poryek Akhir Tahun2012 11
Gambar 7. 7 OSI Layer a. Lapisan Application Merupakan interface pengguna dengan layer OSI lainnya, di layer inilah aplikasi-aplikasi jaringan berada seperti e-mail, FTP, HTTP dan lain sebagainya. Tujuan dari layer ini adalah menampilkan data dari layer di bawahnya kepada pengguna. b. Lapisan Presentation Berfungsi mengubah data dari layer di atasnya menjadi data yang bisa dipahami oleh semua jenis hardware dalam jaringan. c. Lapisan Session Berfungsi mensinkronisasikan pertukaran data antar proses aplikasi dan mengkoordinasikan komunikasi antar aplikasi yang berbeda. d. Lapisan Transport Layer ini berguna untuk menginisialisasi, memelihara, serta mengakhiri komunikasi antar komputer, selain itu juga memastikan data yang dikirim benar serta memperbaiki apabila terjadi kesalahan. e. Lapisan Network Berfungsi untuk menyediakan routing fisik, menentukan rute yang akan ditempuh. Laporan Poryek Akhir Tahun2012 12
f. Lapisan Data Link Layer ini berwenang untuk mengendalikan lapisan fisik, mendeteksi serta mengkoreksi kesalahan yang berupa gangguan sinyal pada media transmisi fisik. g. Lapisan Physical Menangani koneksi fisik jaringan dan prosedur-prosedur teknis yang berhubungan langsung dengan media transmisi fisik. 2.4.1. Layer Transport OSI Tugas utama layer ini adalah memecah paket data yang berukuran besar menjadi beberapa fragmen-fragmen data kecil, agar bisa ditransmisikan dengan mudah [8]. MPLS (Multiprotocol Label Switch) lebih berperan penting dalam layer transport, karena adanya proses tunneling yang membuat proses transfer data menjadi lebih cepat. Alasan paket data dipecah-pecah menjadi fragmen-fragmen adalah : a) Jika suatu data dikirimkan dalam jumlah besar, maka kemungkinan yang terjadi adalah data tersebut nantinya akan memonopoli media transmisi, sehingga data yang lain tidak bisa memakai media tsb sampai data tadi selesai ditransmisikan. b) Misal data yang dikirimkan sebesar 100 kb dan ketika ditransmisikan terjadi kesalahan maka data tadi harus dikirim ulang sebesar 100 kb pula. Jadi data 100 kb tadi dipecah menjadi sebesar 1 kb, dan bila terjadi error dalam pengirimannya, maka data yang ditransmisikan ulang hanya sebesar 1 kb.. Transport layer terdiri dari dua protokol; yang pertama adalah TCP (Transport Control Protokol) dan yang kedua adalah UDP (User Datagram Protokol). TCP bertugas membentuk hubungan, mengirim acknowledgment, dan menjamin terkirimnya data. UDP tidak menjamin terkirimnya data dikarenakan tidak adanya proses pengriman acknowledgment seperti pada TCP, pada UDP pengiriman data dilakukan tanpa harus terjadi negosiasi koneksi antara dua host [8]. Laporan Poryek Akhir Tahun2012 13
2.5. Model Referensi TCP/IP TCP/IP adalah singkatan dari Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Dalam hal ini TCP bertugas menerima pesan elektronik dengan panjang sembarang dan membaginya menjadi bagian-bagian berukuran 64K. Dengan membagi pesan menjadi bagian-bagian, maka perangkat lunak yang mengontrol komunikasi jaringan dapat mengirim tiap bagian dan menyerahkan prosedur pemeriksaan bagian demi bagian. Apabila suatu bagian mengalami kerusakan selama transmisi, maka program pengirim hanya perlu mengulang transmisi bagian itu dan tidak perlu mengulang dari awal. Sedangkan IP mengambil bagian bagian, memeriksa ketepatan bagianbagian, pengalamatan ke sasaran yang dituju dan memastikan apakah bagian-bagian tersebut sudah dikirim sesuai dengan urutan yang benar. IP memiliki informasi tentang berbagai sekema pengalamatan yang berbeda-beda. Pada model OSI terdapat 7 layer sedangkan pada TCP/IP terdapat 4 Layer seperti pada Gambar 8. Gambar 8. TCP/IP dan OSI Layer Laporan Poryek Akhir Tahun2012 14
a. Internet Layer Internet layer menentukan format paket yang resmi dan protokol yang resmi yang disebut IP. Tugas internet layer adalah mengirimkan paket-paket IP yang berisi informasi tujuan paket tersebut. Disini diperlukan routing paket, sebab adanya routing paket dapat menghindarkan terjadinya kemacetan pada waktu transmisi data. Secara tidak langsung, kita bisa melihat bahwa internet layer fungsinya hampir sama dengan network layer pada model OSI. b. Transport Layer Layer yang berada diatas internet layer pada model TCP/IP adalah transport layer. Ada dua jenis transport layer yaitu Transmission Control Protocol yang mempunyai fungsi untuk memecah data menjadi paket-paket dan meneruskannya ke internet layer dan User Datagram Protocol merupakan protokol yang tidak bisa diandalkan bagi aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan pengurutan TCP. c. Application Layer Model TCP/IP tidak memiliki session layer dan presentation layer. Application layer terdapat di puncak model TCP/IP. Layer ini berisi bermacammacam protokol tingkat tinggi, yaitu : TELNET, FTP, SMTP, DNS, HTTP, dan WWW. 2.6 Performance Jaringan Performance jaringan komputer diukur dengan parameter berikut: 2.6.1 Response time Response time waktu transmisi data dari pengirim dan penerima, satuan responsese time adalah second (detik). Misalnya waktu pengiriman sebesar 3 ms, jadi ada jeda waktu di pihak penerima dalam penerimaan data yang dikirim selama 3 mili detik [3]. 2.6.2 Throughput Walaupun throughput memiliki satuan dan rumus yang sama dengan bandwidth, tetapi throughput lebih pada menggambarkan bandwidth yang sebenarnya (aktual) pada suatu waktu tertentu dan pada kondisi dan jaringan internet tertentu Laporan Poryek Akhir Tahun2012 15
yang digunakan untuk men-download suatu file dengan ukuran tertentu. Berikut adalah formula perbandingan throughput dengan bandwidth : bandwidth = jumlah bit / waktu t terbaik = ukuran file / bandwidth t typical = ukuran file / throughput Laporan Poryek Akhir Tahun2012 16