II. DASAR TEORI
II.7 Teknologi Wide Area Network
II.7.1 Frame Relay
Frame relay merupakan protokol WAN yang bekerja pada physical layer
dan data link layer dari model OSI [11]. Frame relay adalah salah satu contoh dari teknologi packet switching. Jaringan pakcet switched memungkinkan host
saling berbagi perangkat jaringan dan bandwidth yang tersedia secara dinamis. Ada dua teknik packet switching yang digunakan pada protokol frame relay, yaitu
variable length packets dan statistical multiplexing.
Variabel length packets digunakan untuk transfer data yang lebih fleksibel dan efisien. Paket-paket tersebut ditransmisikan melalui segmen-segmen yang berbeda hingga tujuan. Statistical multiplexing adalah teknik kontrol akses jaringan dalam jaringan packet switched. Kelebihan dari teknik ini adalah akomodasi penggunaan bandwidth lebih fleksibel dan efisien.
Perangkat utama yang digunakan untuk membangun jaringan frame relay
dibagi menjadi dua jenis, yaitu DTE dan DCE. Gambar 2.6 memperlihatkan contoh jaringan frame relay.
Koneksi antara perangkat DTE dan DCE terdiri dari physical layer yang berfungsi mendefinisikan spesifikasi mekanik, listrik, fungsional dan prosedur koneksi antara perangkat, serta data link layer yang mendefinisikan protokol yang membangun koneksi antara perangkat DTE dengan DCE.
II.7.1.1 Frame Relay Virtual Circuit
Frame relay menyediakan layanan komunikasi connection oriented pada
data link layer [11]. Artinya, komunikasi terjadi antar sepasang perangkat tercipta menggunakan connection identifier. Layanan ini diimplementasikan dengan menggunakan frame relay virtual circuit, yang merupakan koneksi logikal yang tercipta antara dua DTE pada suatu frame relay packet switched network.
Virtual circuit menyediakan komunikasi dua arah dari satu perangkat DTE ke perangkat DTE yang lain dan diidentifikasi secara unik oleh Data Link Connection Identifier (DLCI). DLCI biasanya diberikan oleh penyedia layanan jaringan frame relay. Sejumlah virtual circuit dapat digabungkan ke dalam sebuah
physical interface untuk transmisi jaringan. Kemampuan ini dapat mengurangi kompleksitas jaringan dan jumlah perangkat jaringan yang diperlukan untuk menghubungkan beberapa perangkat DTE.
Virtual circuit frame relay dibagi ke dalam dua kategori, yaitu: a. Switched Virtual Circuit
Switched Virtual Circuit (SVC) merupakan temporary connection yang digunakan pada situasi yang hanya memerlukan transfer data terus menerus atau sporadic antara perangkat DTE melalui jaringan frame relay. Sesi komunikasi SVC terdiri dari empat proses, yaitu:
1. Call setup : membangun koneksi virtual circuit antara dua perangkat DTE
frame relay.
2. Data transfer : data ditransmisikan antara dua perangkat DTE melalui
virtual circuit.
3. Idle : koneksi antara perangkat DTE tetap aktif, meskipun tidak ada data yang ditransmisikan. Jika SVC berada pada kondisi idle selama periode tertentu, maka koneksi akan diakhiri.
4. Call termination : virtual circuit antara perangkat DTE diakhiri.
Sedikit perangkat DCE perusahaan yang mendukung koneksi SVC. Oleh karena itu, implementasinya sangat sedikit pada jaringan frame relay saat ini. b. Permanent Virtual Circuit
Permanent Virtual Circuit (PVC) adalah koneksi permanen yang digunakan untuk transfer data antar perangkat DTE secara konsisten melalui jaringan
frame relay. Komunikasi melalui PVC tidak membutuhkan call setup dan call termination seperti yang digunakan pada SVC. PVC selalu beroperasi pada salah satu dari dua mekanisme dibawah ini:
1. Data transfer : data ditransmisikan antar perangkat DTE melalui virtual circuit.
2. Idle : koneksi antar perangkat DTE selalu aktif, meskipun tidak ada transfer data. Perangkat DTE dapat memulai transfer data kapanpun karena virtual circuit tersedia secara permanen atau selalu aktif.
II.7.1.2 Mekanisme Congestion Control
Frame relay meminimalkan overhead jaringan dengan menerapkan
congestion notification [11]. Frame relay biasa diimplementasikan pada jaringan yang handal, sehingga integritas data tidak dikorbankan karena flow control dapat ditangani oleh protokol layer diatasnya. Frame relay mengimplementasikan dua mekanisme congestion notification, yaitu:
a. Forward Explicit Congestion Notification
Forward Explicit Congestion Notification (FECN) merupakan bagian dari
address field pada frame header frame relay. Mekanisme FECN diaktifkan ketika perangkat DTE mengirim frame relay frames ke jaringan. Jika jaringan mengalami congestion, maka DCE akan mengatur nilai bit frame FECN menjadi 1. Ketika frame mencapai tujuan, address field (bit FECN) menunjukkan terjadinya congestion pada jalur transmisi dari sumber hingga tujuan. Selanjutnya, perangkat DTE menyampaikan informasi tersebut ke protokol layer yang lebih tinggi untuk diproses.
b. Backward Explicit Congestion Notification
Sama seperti FECN, Backward Explicit Congestion Notification (BECN) merupakan bagian dari address field pada frame header frame relay. DCE mengatur nilai bit BECN menjadi 1 pada frame yang berlawanan arah dari
frame FECN. Hal tersebut memberikan informasi kepada DTE yang menerima BECN bahwa jalur transmisi pada jaringan mengalami hambatan. Kemudian, DTE menyampaikan informasi ke protokol layer yang lebih tinggi untuk diproses.
II.7.1.3 Discard Eligibility dan Error Checking
Bit dari Discard Eligibility (DE) digunakan untuk mengindikasikan bahwa sebuah frame memiliki kepentingan yang lebih rendah dibanding frame lain [11]. DTE dapat menentukan nilai dari bit DE dari sebuah frame adalah 1, yang menunjukkan bahwa frame tersebut memiliki kepentingan yang lebih rendah dari pada frame lainnya. Ketika jaringan mengalami kemacetan atau congestion, DCE akan membuang terlebih dahulu frame yang memiliki bit DE sama dengan 1 sebelum membuang frame yang lain. Hal tersebut dapat mengurangi kemungkinan dibuangnya frame yang penting oleh DCE saat terjadi congestion.
Untuk error checking, frame relay menggunakan mekanisme yang disebut
Cyclic Redundancy Check (CRC). CRC membandingkan dua nilai perhitungan untuk menentukan terjadinya kesalahan selama proses transmisi data dari sumber sampai tujuan. Frame relay mengurangi overhead jaringan dengan lebih menerapkan pemeriksaan kesalahan dibanding koreksi kesalahan.
II.7.1.4 Local Management Interface
Local Management Interface (LMI) adalah salah satu perangkat tambahan untuk spesifikasi frame relay dasar [11]. LMI dikembangkan tahun 1990 oleh Cisco Systems, StrataCom, Northen Telecom, dan Digital Equipment Corporation. LMI menawarkan sejumlah feature atau extensions untuk mengelola
internetwork yang kompleks. Extensions frame relay LMI meliputi global addressing, virtual circuit status messages, dan multicasting.
Global addressing memberikan nilai DLCI yang lebih global. Nilai Data Link Connection Identifier (DLCI) menjadi alamat unik DTE pada WAN frame relay. Virtual circuit status messages menyediakan komunikasi dan sinkronisasi antara DTE dan DCE. Pesan tersebut digunakan sebagai laporan status PVC secara periodik untuk mencegah data dikirim ke black hole (PVC yang sudah tidak ada). Multicasting berfungsi untuk menghemat bandwidth dengan cara mengijinkan update routing.
II.7.1.5 Frame Relay Frame Format
Gambar 2.7 memperlihatkan struktur dasar frame pada jaringan frame relay.
Gambar 2.7 Struktur frame pada frame relay [12]
Struktur frame dibagi menjadi lima field yang terdiri dari [11]: a. Flag (8 bit)
Menandakan awal dan akhir frame. Nilai field ini selalu sama dan direpresentasikan dengan bilangan heksadesimal 7E atau bilangan biner 01111110
b. Address (16 bit), berisi informasi sebagai berikut:
1. DLCI (10 bit) merupakan inti dari header frame relay. Nilai DLCI merupakan indentifier koneksi virtual antara perangkat DTE.
2. Extended Address
Extended Address (EA) digunakan untuk menunjukkan apakah nilai byte
EA adalah 1. Jika EA bernilai 1, maka byte didefinisikan menjadi oktet DLCI terakhir. Bit ke delapan dari setiap byte address field digunakan untuk menyatakan EA.
DLCI pada address field. Saat ini, C/R tidak didefinisikan. 4. Congestion Control
Congestion control terdiri tiga bit yang mengkontrol mekanisme
congestion notification frame relay, yaitu FECN, BECN, dan DE bit yang merupakan tiga bit terakhir address field.
5. Information field
Berisi upper layer data yang telah dienkapsulasi. Setiap frame di dalam
field ini mencakup data user atau payload field yang panjangnya bervariasi hingga 16.000 oktet. Field ini berfungsi untuk membawa paket menuju protokol layer yang lebih tinggi melalui jaringan frame relay.
6. Frame Check Sequence
Frame Check Sequence (FCS) berfungsi memastikan integritas data yang dikirim, nilai ini dihitung oleh perangkat sumber dan diverifikasi oleh penerima untuk memastikan integritas transmisi.
II.7.1.6 Topologi Fisik Jaringan Frame Relay
Ada dua jenis topologi fisik yang biasa diimplementasikan pada jaringan
frame relay, yaitu [13]: a. Topologi Full Mesh
Jaringan frame relay dapat mendukung lebih dari satu logical connection
melalui interface tunggal. Topologi full mesh memanfaatkan kemampuan
frame relay yang mendukung beberapa PVC pada serial interface tunggal. Pada topologi full mesh, setiap router memiliki PVC ke router lainnya. Topologi full mesh menawarkan banyak kelebihan, termasuk maximum fault tolerance. Namun, frame relay dengan topologi full mesh menjadi mahal karena jumlah PVC yang harus disewa dari penyedia jasa telekomunikasi lebih banyak. Gambar 2.8 memperlihatkan macam-macam topologi fisik
Gambar 2.8 Topologi frame relay [13] b. Topologi Partial Mesh
Pada topologi ini, minimal ada dua buah router yang tidak saling terhubung.
Hub and spoke merupakan jenis topologi partial mesh yang paling efektif dan efisien untuk koneksi jaringan WAN. Biaya implementasi partial mesh frame relay lebih murah dibandingkan dengan full mesh.