6
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Jaringan Komputer
Jaringan komputer adalah sekumpulan komputer yang saling berhubungan dengan menggunakan suatu protokol komunikasi sehingga antara satu komputer dengan komputer yang lain dapat berbagi data atau berbagi sumber daya (sharing resources).
Manfaat yang didapat dari jaringan komputer ialah : 1. Berbagi sumber daya
Jaringan komputer memungkinkan komputer-komputer dalam satu jaringan untuk saling berbagi sumber daya.
2. Media Komunikasi
Jaringan komputer memungkinkan terjadinya komunikasi antar pengguna, baik untuk teleconference maupun untuk mengirim pesan atau informasi yang penting lainnya.
3. Integrasi Data
Jaringan komputer dapat mencegah ketergantungan pada komputer pusat karena setiap proses data tidak harus dilakukan pada satu komputer saja, melainkan dapat didistribusikan ke tempat lainnya. Oleh sebab inilah maka dapat terbentuk data yang terintegrasi yang memudahkan pemakai untuk memperoleh dan mengolah informasi setiap saat.
4. Keamanan Data
Sistem jaringan komputer dapat memberikan perlindungan terhadap data karena dapat mengatur pemberian hak akses kepada para pemakai, serta teknik perlindungan terhadap sumber data sehingga data mendapatkan perlindungan.
2.1.1 Konsep Network Models
Pada saat pertama kali munculnya jaringan komputer, kebanyakan komputer hanya dapat berkomunikasi dengan komputer yang dibuat oleh perusahaan yang sama. Pada akhir tahun 1970, International Organization for Standarization (IOS) membuat model referensi Open System Interconnection (OSI) sebagai solusi untuk mengatasi masalah kompabilitas tersebut.
2.1.2 Konsep Layer dan Protokol Jaringan
Konsep layer digunakan untuk menjelaskan bagaimana komputer berkomunikasi satu sama lain. Konsep layer menjelaskan bagaimana jaringan komputer mendistribusikan informasi dari sumber ke tujuan. Ketika komputer mengirimkan informasi melalui jaringan, semua komunikasi diatur di sumber dan kemudian dikirim ke tempat tujuan.
Berikut ini menggambarkan aliran data dikirim dari sumber ke tujuan :
Gambar 2.1 Gambar Aliran Data Dikirim dari Sumber ke Tujuan
Informasi yang ada dalam jaringan secara umum disebut sebagai data atau paket. Sebuah paket secara logika merupakan sekumpulan unit informasi yang bergerak di antara sistem komputer. Setiap kali data melewati layer, informasi ditambahkan dari setiap layer pengirim sampai layer penerima pada komputer tujuan.
Protokol jaringan adalah suatu standar yang harus saling dimengerti oleh komputer agar dapat saling berkomunikasi. Model yang umum di gunakan dalam protokol jaringan adalah Open System Interconnection (OSI) layer dan Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).
2.1.3 Model Open System Interconnection (OSI) Layer
Pada awal tahun 1980an terjadi peningkatan pesat jumlah dan ukuran jaringan komputer. Setelah terjadi peningkatan dan perkembangan jaringan tersebut, disadari akan sulit sekali berkomunikasi dalam jaringan dengan bahasa yang berbeda karena alat-alat jaringan
komputer yang dikembangkan tidak memiliki standarisasi yang sama, sehingga alat-alat jaringan mengalami masalah dalam berkomunikasi antar alat jaringan karena memiliki standar yang berbeda.
Untuk mengatasi masalah komunikasi ini, maka International Organization for Standardization (ISO) mengembangkan model jaringan seperti Digital Equipment Corporation net (DECnet), System Network Architecture(SNA), dan TCP/IP untuk menetapkan standarisasi yang dapat diimplementasikan ke semua jaringan. Dengan model yang dikembangkan oleh ISO, perusahaan dapat membuat jaringan yang sesuai dengan standarisasi sehingga mampu berkomunikasi dengan alat jaringan yang berbeda.
Open System Interconnection (OSI) yang dikeluarkan tahun 1984 merupakan model jaringan yang dibuat oleh ISO. OSI menyediakan standarisasi yang dapat digunakan oleh perusahaan untuk menjamin kesamaan kinerja dengan teknologi jaringan lainnya.
Keuntungan dari model OSI layer adalah : 1. Mengurangi kerumitan.
2. Standarisasi interface.
3. Mempermudah perancangan secara modular.
4. Menjamin interoperabilitas teknologi yang berbeda.
5. Perkembangan yang sangat cepat.
6. Mempermudah pembelajaran dan pengajaran.
OSI merupakan sebuah framework yang digunakan untuk menjelaskan bagaimana informasi berjalan dalam jaringan. Model OSI menjelaskan bagaimana paket berjalan melalui berbagai macam layer mulai dari hardware dalam sebuah jaringan, bahkan bila pengirim dan penerima memiliki tipe media jaringan yang berbeda.
Model referensi OSI memiliki tujuh layer dengan fungsinya masing-masing. Sebuah data yang melewati layer OSI akan melalui tujuh layer secara berurutan tergantung dari arah data tersebut. Ketujuh layer OSI tersebut ialah :
1. Application
Layer ini menyediakan jasa untuk aplikasi pengguna dan bertanggung jawab atas pertukaran informasi antara program komputer, seperti program e-mail, dan service lain yang berjalan di jaringan, seperti server, printer atau aplikasi komputer lainnya.
2. Presentation
Layer ini bertanggung jawab bagaimana data dikonversi dan diformat untuk transfer data. Contoh konversi format text ASCII untuk dokumen, .gif dan JPG untuk gambar. Layer ini membentuk kode, translasi data, enkripsi dan konversi.
3. Session
Layer ini menentukan bagaimana dua terminal menjaga, memelihara dan mengatur koneksi serta bagaimana mereka saling berhubungan satu sama lain.
4. Transport
Layer ini bertanggung jawab untuk membagi data menjadi segmen, menjaga koneksi logika “end-to-end” antar terminal, dan menyediakan penanganan error (error handling).
5. Network
Layer ini bertanggung jawab untuk menentukan alamat jaringan, menentukan rute yang harus diambil selama perjalanan, dan menjaga antrian trafik di jaringan. Data pada layer ini berbentuk paket.
6. Data Link
Layer ini menyediakan link untuk data dan memaketkannya menjadi frame yang berhubungan dengan hardware, kemudian diangkut melalui media komunikasi dengan kartu jaringan serta mengatur komunikasi layer physical antara sistem koneksi dan penanganan error.
7. Physical
Layer ini bertanggung jawab atas proses konversi data menjadi bit kemudian mentransfernya melalui media seperti kabel dan menjaga koneksi fisik antar sistem.
Gambar 2.2 Gambaran Model OSI Layer
2.1.3 Model Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) Layer
Model TCP/IP dikembangkan oleh ARPANET. ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) adalah jaringan komputer yang dibuat oleh ARPA (Advanced Research Project Agency) dari Departemen Pertahanan Amerika Serikat pada tahun 1969. ARPANET difungsikan sebagai sarana percobaan teknologi jaringan komputer
terbaru pada zamannya, seperti teknologi packet switching dan menjadi permulaan berdirinya Internet yang ada sekarang.
Saat ini TCP/IP digunakan sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independent terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang memungkinkan beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lain di internet.
Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX ) untuk membentuk jaringan yang heterogen.
Sebagai sebuah protocol, TCP/IP juga memiliki model referensi sendiri yang terdiri dari empat layer, yaitu:
1. Application Layer
Layer ini berfungsi untuk menangani high-level protocol, masalah representasi data, proses encoding dan dialog control yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar aplikasi jaringan.
Layer ini berisi spesifikasi protokol-protokol khusus yang menangani aplikasi umum seperti Telnet, File Transfer Protocol (FTP), Domain Name System (DNS), dan lain-lain.
2. Transport Layer
Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ke tujuan dengan cara membuat logical connection antara keduanya. Layer ini bertugas untuk memecah data dan membangun kembali data yang diterima dari application layer ke dalam aliran data yang sama antara sumber dan pengirim data.
Transport layer juga menangani masalah reliability, flow control dan error correction. Layer ini terdiri dari dua protokol yaitu TCP dan UDP.
• Transmission Control Protocol (TCP)
TCP adalah suatu protokol yang berada di lapisan transport (baik itu dalam tujuh lapis model referensi OSI atau model DARPA) yang berorientasi sambungan (connection-oriented) dan dapat diandalkan (reliable).
• User Datagram Protocol (UDP)
UDP adalah protokol yang bersifat connectionless, dan bersifat kebalikan dari TCP yang berorientasi connection. UDP merujuk kepada paket data yang tidak menyediakan keterangan mengenai alamat asalnya saat paket data tersebut diterima.
Protokol UDP ini cukup simpel sehingga untuk tujuan tertentu, bisa membantu penyelesain tumpukan protokol TCP/IP.
3. Internet Layer
Layer ini memiliki tugas utama untuk memilih jalur terbaik yang akan dilewati oleh paket data dalam sebuah jaringan. Selain itu, layer ini juga bertugas untuk melakukan packet switching untuk mendukung tugas utama tersebut. Layer ini terdiri dari Internet Protocol (IP), Internet Control Message Protocol (ICMP), Address Resolution Protocol (ARP), dan Reverse Address Resolution Protocol (RARP).
4. Network Access Layer
Layer ini bertugas untuk mengatur semua hal yang diperlukan sebuah paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah medium fisik jaringan. Termasuk di dalamnya adalah teknologi LAN dan WAN.
Gambar 2.3 Gambaran Model TCP/IP Layer
2.2 Internet Protocol (IP)
Internet Protocol adalah protokol lapisan jaringan (network layer dalam OSI Reference Model) atau protokol lapisan internetwork (internetwork layer dalam DARPA Reference Model) yang digunakan oleh protokol TCP/IP untuk melakukan pengalamatan dan routing paket data antar host di jaringan komputer berbasis TCP/IP. Versi IP yang banyak digunakan adalah IP versi 4 (IPv4).
2.2.1 Pengalamatan IP
Alamat IP terdiri dari 32 bit dimana dalam penulisannya IP dibagi menjadi 4 bagian. Masing-masing bagian terdiri dari 8 bit dan dibatasi dengan titik. Contoh: “192.10.101.3”. Pengalamatan IPv4 terdiri dari 2 bagian yaitu bagian network number dan host number.
Bit-bit network ditandai dengan angka binary 1 dan bit-bit host ditandai dengan angka binary 0. Pembagian bit-bit network dan host ini ditentukan dengan Subnet Mask.
Contoh: “192.10.101.3 / 255.255.255.0”, menyatakan bahwa 24 bit pertama adalah network dari Alamat IP dan sisanya 8 bit merupakan bit-bit host bagi IP.
Pengalamatan IPv4 terdiri dari 5 kelas :
1. Kelas A
Kelas A merupakan kelas yang memiliki jumlah host number yang terbanyak, karena hanya 8 bit pertama digunakan sebagai
bit-bit network dan sisanya 24 bit digunakan sebagai bit-bit host.
Kelas ini biasa digunakan oleh perusahaan yang memiliki jaringan dalam skala yang besar. Alamat IP pada kelas A dimulai dari 1.0.0.0 sampai dengan 126.255.255.255.
2. Kelas B
Kelas B memiliki 16 bit pertama sebagai bit-bit network dan 16 bit sisanya digunakan sebagai bit-bit host. Alamat IP kelas B digunakan untuk jaringan dengan skala menengah. Alamat IP pada kelas B berkisar antara 128.0.0.0 sampai dengan 192.167.255.255.
3. Kelas C
Kelas C memiliki 24 bit pertama sebagai bit-bit network dan 8 bit sisanya digunakan sebagai bit-bit host. Kelas ini memiliki jumlah host address yang paling sedikit dan digunakan untuk jaringan dengan skala kecil. Alamat pada kelas C berkisar antara 192.168.0.0 sampai dengan 223.255.255.255.
4. Kelas D
Kelas D merupakan kelas khusus yang tidak dapat dipakai oleh publik karena satu blok kelas ini khusus dipakai untuk keperluan multicast. Multicast adalah jenis transmisi layaknya broadcast, namun dalam skala yang lebih kecil.
5. Kelas E
Kelas E adalah kelas IP yang tidak digunakan dan khusus disimpan dengan tujuan sebagai kelas cadangan untuk keperluan di masa mendatang.
2.2.2 Routing pada IP
Routing pada IP adalah suatu proses penentuan jalur untuk melewatkan datagram IP dari alamat pengirim ke alamat tujuan. Alat yang berfungsi melakukan routing IP disebut router. Proses routing dilakukan pada setiap hop. Hop adalah perjalanan paket data dari satu router atau host ke router atau host lainnya.
Proses routing ini menjadi sangat penting dalam jaringan Internet yang menghubungkan berbagai jenis jaringan seperti LAN, MAN atau WAN. Pada TCP/IP terdapat pula protokol routing yang bertugas melakukan proses pemilihan jalur data dari pengirim ke tujuannya.
Protokol routing tersebut diantaranya: Routing Information Protocol (RIP), Open Shortest Path Protocol (OSPF), Border Gateway Protocol (BGP) dan lain-lain. Protokol-protokol routing tersebut dimasukkan dalam dua kategori yang berbeda. RIP dan OSPF masuk dalam ketegori Interior Gateway Protocol (IGP), sedang BGP berada dalam kategori Exterior Gateway Protocol (EGP). IGP adalah protokol routing yang menangani routing jaringan Internet pada sebuah autonomous system sementara EGP menangani routing antar autonomous system.
Autonomous system (AS) secara umum didefinisikan sebagai jaringan
internet yang berada dalam satu kendali administrasi dan teknis. Internet merupakan kumpulan dari ribuan autonomous system.
2.3 Arsitektur MPLS
2.3.1 Jaringan MPLS
Multi Protocol Label Switching (MPLS) adalah arsitektur jaringan yang didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF) untuk memadukan mekanisme label swapping di layer dua dengan routing di layer tiga untuk mempercepat pengiriman paket.
Arsitektur MPLS dirancang guna memenuhi karakteristik-karakteristik wajib dari sebuah jaringan kelas carrier (pembawa) berskala besar.
Jaringan MPLS menggunakan protokol routing layer tiga serta protokol dan mekanisme transport layer dua yang bisa diperoleh secara luas. IETF membentuk kelompok kerja MPLS pada tahun 1997 guna mengembangkan metode umum yang telah distandarisasi. Tujuan dari kelompok kerja MPLS ini adalah untuk menstandarisasikan protokol- protokol yang menggunakan teknik pengiriman label swapping (pertukaran label).
Penggunaan label swapping ini memiliki banyak keuntungan antara lain dapat mengurangi banyaknya proses yang terjadi dalam pengolahan paket data yang terjadi di IP router. Router switch mengambil keputusannya sendiri tentang jalur mana yang akan
diambil. MPLS juga memiliki kelebihan yang mampu memperkenalkan kembali connection stack ke dalam dataflow IP.
Gambar 2.4 Arsitektur MPLS
Keunggulan teknologi MPLS ialah :
• MPLS memiliki efisiensi yang lebih baik, karena dalam MPLS, routing jaringan akan ditangani dengan baik dan sederhana, sehingga proses-proses pengiriman sebuah paket menjadi baik dan efisien.
• MPLS mengurangi banyaknya proses pengolahan yang terjadi di IP router.
• MPLS menyediakan Quality of Service (QoS) dalam jaringan backbone dan menghitung parameter QoS menggunakan teknik Differentiated Services (DiffServ), sehingga setiap layanan paket yang dikirimkan akan mendapat perlakuan yang berbeda sesuai dengan skala prioritasnya.
Komponen-komponen MPLS terdiri dari:
• Label Switched Path (LSP)
Merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaian LSR dimana paket diteruskan oleh label swapping dari satu MPLS node ke MPLS node yang lain.
• Label Switching Router (LSR)
Merupakan router dalam MPLS yang berperan dalam menetapkan LSP dengan menggunakan teknik label swapping dengan kecepatan yang telah ditetapkan.
• MPLS Edge Node atau Label Edge Router (LER)
Merupakan router MPLS yang menghubungkan sebuah MPLS domain dengan node yang berada di luar MPLS domain.
• MPLS Ingress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat akan memasuki MPLS domain.
• MPLS Egress Node
MPLS node yang mengatur trafik saat akan meninggalkan MPLS domain.
• MPLS Label
Merupakan deretan bit informasi yang ditambahkan pada header suatu paket data dalam MPLS. Label MPLS atau yang disebut juga MPLS header ini terletak di antara header layer 2 dan header layer 3.
• MPLS Node
Node yang menjalankan MPLS. MPLS node ini sebagai control protocol yang akan meneruskan paket berdasarkan label. Dalam hal ini MPLS node merupakan sebuah router.
• Forward Equivalance Class (FEC)
Merupakan representasi dari beberapa paket data yang diklasifikasikan berdasarkan kebutuhan resource yang sama di dalam proses pertukaran data.
• Label Distribution Path (LDP)
Merupakan protokol yang berfungsi untuk mendistribusikan informasi yang ada pada label ke setiap LSR pada MPLS. Protokol ini digunakan untuk memetakan FEC ke dalam label untuk selanjutnya akan dipakai untuk menentukan LSP.
Jaringan MPLS terdiri atas sirkuit yang disebut label-switched path (LSP), yang menghubungkan titik-titik yang disebut label- switched router (LSR). LSR pertama dan terakhir disebut ingress dan egress. Setiap LSR dikaitkan dengan sebuah forwarding equivalence class (FEC), yang merupakan kumpulan paket yang menerima perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. FEC diidentifikasikan dengan pemasangan label. Untuk membentuk LSP, diperlukan suatu protokol untuk menentukan forwarding berdasarkan
label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path. Hasilnya adalah jaringan yang bersifat lebih connection oriented.
2.3.2 Sistem Kerja MPLS
Jaringan MPLS terdiri dari rangkaian node-node yang bisa melakukan switching dan routing berdasarkan label yang dipasang pada setiap paket. Domain MPLS terdiri dari serangkaian node MPLS yang saling berhubungan. Node-node ini disebut Label Switched Router (LSR). Label-labelnya menentukan aliran paket diantara kedua end point (titik akhir). Jalur khusus melalui jaringan LSR untuk setiap alirannya yang disebut Forwarding Equivalence Class (FEC) telah ditentukan. MPLS adalah teknologi yang connection oriented. Setiap FEC memiliki karakterisasi lalu lintasnya yang menentukan persyaratan QoS untuk aliran tersebut. Karena LSR mengirim paket yang berdasarkan pada nilai labelnya, maka proses pengirimannya lebih sederhana dari pada dengan router IP.
Gambaran Cara kerja MPLS:
Gambar 2.5 Cara kerja MPLS
Sebelum paket dikirim, untuk paket-paket dalam FEC tertentu harus ditentukan terlebih dahulu jalurnya melalui jaringan yang disebut Label Switched Path (LSP). Selain itu yang harus ditentukan pula adalah parameter QoS-nya. Parameter QoS menentukan seberapa banyak sumber daya yang diberikan kepada jalur tersebut dan apa kebijakan queuing (mengantri) dan discard (membuang) pada setiap LSR untuk FEC-nya tadi. Untuk melakukan hal di atas itu dibutuhkan protokol gateway interior seperti OSPF untuk informasi routing dan reachability. Setiap paket dalam FEC diberikan label yang hanya berlaku untuk lokal saja. Protokol seperti Label Distribution Protocol (LDP) atau RSVP dengan versi yang telah ditingkatkan dan digunakan untuk
menentukan route dan nilai (angka) label. Protokol tersebut bisa juga ditentukan secara manual oleh operator.
Paket masuk ke dalam domain MPLS melalui Label Edge Router (LER) untuk diberikan label. Disinilah paket itu diolah untuk menentukan kebutuhannya akan layanan layer jaringan, yang mendefinisikan QoS-nya. LSR memberikannya kepada FEC tertentu dan LSP, lalu setelah itu paketnya dikirimkan. Setiap LSR yang menerima paket berlabel mengambil label yang masuk dan memasangkan label yang keluar pada paket tersebut, dan kemudian mengirimkan paket itu ke LSR berikutnya dalam LSP.
Jalan keluar (egress edge) LSR mengambil label tersebut, membaca header paket IP-nya, dan mengirimkan paket itu ke tujuan akhirnya.
Salah satu fitur MPLS yang paling penting adalah label stacking (penumpukan label). Paket yang telah diberi label bisa membawa banyak label yang disusun berdasarkan urutan last-in-first- out (yang terakhir masuk yang pertama keluar). Pengolahannya menurut label yang paling atas. Dalam setiap LSR-nya, label bisa ditambahkan pada tumpukannya (stack) atau diambil dari tumpukannya. Jadi dengan cara ini, kumpulan LSP bisa dibuat ke dalam satu LSP untuk bagian rute yang membentuk tunnel.
FEC untuk sebuah paket bisa ditentukan oleh satu atau lebih parameter, seperti sumbernya atau alamat tujuan IP, sumber atau point tujuan, IP protokol ID, code point layanan yang berbeda-beda atau
label aliran IPv6. per-hop behavior (PHB) bisa ditentukan pada LSR untuk FEC. PHB menentukan prioritas queuing (antri atau urutan) paket untuk FEC ini serta kebijakan discard-nya. Paket yang dikirim ke end-point yang sama masuk kedalam FEC yang lain dan akan diberi label yang berbeda dengan PHB yang berbeda pula pada setiap LSR-nya dan bergerak di dalam jalur yang lain melalui jaringannya.
Esensi dari fungsionalitas MPLS ini adalah bahwa lalu lintas itu dikelompokkan ke dalam FEC-FEC. Lalu lintas dalam sebuah FEC membawa domain MPLS sepanjang LSP. Setiap paket didalam FEC secara sendiri-sendiri merupakan bagian dari FEC tertentu dengan memiliki label lokalnya masing-masing.
Pemilihan rute mengacu kepada pemilihan LSP untuk FEC tertentu. MPLS mendukung routing hop-by-hop serta routing eksplisit.
Dengan routing hop-by-hop ini, masing-masing LSP bebas memilih hop berikutnya untuk setiap FEC-nya. Pilihan ini menggunakan protokol routing biasa seperti OSPF. Ini memiliki beberapa kelebihan, tapi karena penggunaan metrik kinerjanya yang terbatas, routing hop-by- hop tidak bisa langsung mendukung traffic engineering atau kebijakan yang berkaitan dengan QoS dan keamanan. Pada routing eksplisit satu LSR bisa menentukan beberapa atau seluruh LSR di dalam LSP untuk sebuah FEC. Routing eksplisit memberikan semua keuntungan MPLS, termasuk kemampuan melakukan traffic engineering dan routing. Routing eksplisit yang dinamis memberikan skop terbaik untuk traffic engineering. Didalam mode ini LSR yang menentukan
LSP membutuhkan informasi tentang topologi-nya serta informasi yang berkaitan dengan QoS untuk domain MPLS. Versi OSPF yang telah ditingkatkan untuk MPLS memiliki sejumlah metrik yang lebih baru yang bisa digunakan dalam routing dengan hambatan termasuk link data rates maksimum, reservasi kapasitas saat itu, packet loss rate serta link propagation delay (keterlambatan penyebaran hubungan).
Dalam memilih rute ditentukan LSP-nya untuk FEC. Ada sebuah fungsi yang terpisah, yakni menentukan LSP yang sesungguhnya dan untuk ini masing- masing. LSR pada LSP harus :
• Memberikan label pada LSP yang akan digunakan untuk mengenali paket-paket yang masuk termasuk kedalam FEC-nya yang sesuai.
• Memberitahukan node-node upstream (aliran hulu) yang potensial dari label yang diberikan oleh LSR ini kepada FEC-nya.
• Mempelajari hop berikut untuk LSP ini serta label yang telah diberikan node down stream (aliran hilir) kepada FEC tersebut.
2.4 Quality of Service (QoS)
QoS merupakan kemampuan untuk menyediakan jaminan performansi dan diferensiasi layanan dalam jaringan. Performansi merupakan tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu sistem komunikasi. Beberapa parameter yang dijadikan acuan dalam pengukuran QoS ialah :
• Utilization
Utilization adalah kemampuan jaringan dalam menangani trafik dalam jaringan sesuai dengan besarnya kapasitas bandwidth yang tersedia. Idealnya, utilization diatas 70%. Penghitungan utilization dalam jaringan dinyatakan dalam rumus berikut :
• Packet Loss
Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IP mencapai tujuannya. Kegagalan paket tersebut mencapai tujuan, dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinkan, diantaranya yaitu:
• Terjadinya overload trafik didalam jaringan.
• Tabrakan (congestion) dalam jaringan.
• Error yang terjadi pada media fisik.
• Kegagalan yang terjadi pada sisi penerima antara lain bisa disebabkankarena overflow yang terjadi pada buffer.
Di dalam implementasi jaringan IP, nilai packet loss ini diharapkan mempunyai nilai yang minimum.Secara umum terdapat empat kategori penurunan performansi jaringan berdasarkan nilai packet loss yaitu seperti tampak pada tabel berikut :
Kategori Degradasi Packet Loss Sangat Bagus 0 %
Bagus 3 %
Sedang 15 %
Jelek 25 %
Tabel 2.1 Tabel Performansi berdasarkan Packet Loss
• Delay
Delay adalah waktu tunda suatu paket yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Delay di dalam jaringan dapat digolongkan sebagai berikut:
• Packetization delay
Delay yang disebabkan oleh waktu yang diperlukan untuk proses pembentukan paket IP dari informasi user. Delay ini hanya terjadi sekali saja, yaitu di sumber informasi.
• Queuing delay
Delay ini disebabkan oleh waktu proses yang diperlukan oleh router dalam menangani transmisi paket di jaringan. Umumnya delay ini sangat kecil, kurang lebih sekitar 100 micro second.
• Delay propagasi
Proses perjalanan informasi selama di dalam media transmisi, misalnya kabel SDH, coax atau tembaga, menyebabkan delay yang disebut dengan delay propagasi.
• Jitter
Jitter merupakan variasi delay antar paket yang terjadi pada jaringan IP.
Besarnya nilai jitter akan sangat dipengaruhi oleh variasi beban trafik dan besarnya tumbukan antar paket (congestion) yang ada dalam jaringan IP.
Semakin besar beban trafik di dalam jaringan akan menyebabkan semakin besar pula peluang terjadinya congestion dengan demikian nilai jitter-nya akan semakin besar. Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai QoS akan semakin turun. Untuk mendapatkan nilai QoS jaringan yang baik, nilai jitter harus dijaga seminimum mungkin.
Kategori Degradasi Peak Jitter
Sangat Bagus 0 ms
Bagus 75 ms
Sedang 125 ms
Jelek 225 ms
Tabel 2.2 Tabel Performansi berdasarkan Packet Loss
Diferensiasi Jaringan merupakan tingkat kepekaan performansi yang berbeda untuk jenis layanan jaringan yang berlainan.
Tabel 2.3 Tabel diferensiasi dalam jaringan
2.4.1 QoS dalam IP
IP tidak memiliki mekanisme pemeliharaan QoS. Protokol seperti TCP memang memungkinkan data yang dikirim dan diterima sampai, sehingga suite TCP/IP selama ini dianggap cukup ideal bagi transfer data. Tetapi verifikasi data mengakibatkan delay paket. Lagipula mekanisme ini tidak dapat digunakan untuk paket dengan protokol UDP, seperti suara dan gambar. 3 teknik/metode QoS yang umum dipakai, yaitu: best-effort service, integrated service, dan differentiated service. Ketiga level tersebut akan diuraikan lebih detail dibawah ini :
• Best-Effort Service
Best-effort service digunakan untuk melakukan semua usaha agar dapat mengirimkan sebuah paket ke suatu tujuan. Penggunaan best-effort service tidak akan memberikan jaminan agar paket dapat sampai ke tujuan yang
dikehendaki. Untuk aplikasi yang sensitif terhadap network delay, fluktuasi bandwidth, dan perubahan kondisi jaringan, penerapan best-effort service tidak dapat dilakukan. Sebagai contohnya aplikasi telepon pada jaringan yang membutuhkan bandwidth yang tetap, agar dapat berfungsi dengan baik dalam hal ini penerapan best-effort akan mengakibatkan panggilan telepon gagal atau terputus.
• IntServ (Integrated Service)
IntServ adalah implementasi QoS pada Internet Protocol, yang ditujukan untuk aplikasi yang sensitif terhadap delay dan keterbatasan bandwidth, seperti video conference dan VoIP. Arsitekturnya berdasar sistem pencadangan sumber daya aliran trafik. Setiap aplikasi harus mengajukan permintaan bandwidth, baru kemudian melakukan transmisi data. Sistem pemesanan sumber daya memerlukan protokol tersendiri. Salah satu protokol yang sering digunakan adalah RSVP. RSVP merupakan protokol pemesanan resource yang dipakai untuk integrated service.
Tiga model layanan IntServ adalah:
• Guaranteed-service, layanan dengan batas bandwidth dan delay yang jelas.
• Controlled-load service, yaitu layanan dengan persentase delay statistik yang terjaga.
• Best-effort, yaitu layanan yang memberikan routing terbaik, tetapi tanpa jaminan sama sekali.
• DiffServ (Differentiated Services)
DiffServ adalah skema implementasi QoS untuk IP yang menyediakan layanan yang berbeda dengan membagi trafik dan memperlakukan setiap kelas secara berbeda. Identifikasi kelas dilakukan dengan memasang semacam kode DiffServ, disebut DiffServ code point (DSCP), ke dalam paket IP. Ini dilakukan tidak dengan header baru, tetapi dengan menggantikan field TOS (type of service) di header IP dengan DS field. Dengan cara ini, klasifikasi paket melekat pada paket, dan bisa diakses tanpa perlu protokol tambahan.
Jumlah kelas tergantung pada perusahaan dan bukan merupakan standarisasi. Pada trafik lintas batas perusahaan, diperlukan kontrak trafik yang menyebutkan pembagian kelas dan perlakuan yang diterima untuk setiap kelas. Jika suatu perusahaan tidak mampu menangani DiffServ, maka paket akan dikirim apa adanya sebagai paket IP biasa, namun di perusahaan berikutnya, DiffServ field kembali diakui oleh perusahaan. Jadi secara keseluruhan, paket-paket DiffServ tetap akan menerima perlakuan lebih baik.
DiffServ tidak memiliki masalah skalabilitas. Informasi DiffServ hanya sebatas jumlah kelas, tidak tergantung besarnya trafik (dibandingkan IntServ). Skema ini juga dapat diterapkan bertahap, tidak perlu sekaligus ke seluruh jaringan.
Keuntungan Diffserv adalah sebagai berikut :
• Scalability
Scalability sebagai sebuah jaringan inti dapat mempunyai jumlah flow yang besar dan beberapa protokol yang memerlukannya untuk mengurus per flow state atau perhitungan kompleksitas yang tidak diskalakan dengan baik. Diffserv mengumpulkan banyak flow, oleh karena itu dapat menangani jumlah flow yang besar. Bahkan sejak PHB secara esensial menjadi sederhana. Diffserv meminjamkannya dengan baik untuk digunakan pada kecepatan yang tinggi sehingga membuatnya scalable dalam kecepatan.
• Ease of administering
Dalam DiffServ framework, domain yang berbeda dapat menerapkan PHB, sejauh terdapat persetujuan terlebih dahulu dengan domain lainnya yang ditemui. Hal ini memberi layanan kepada perusahaan sebuah kebebasan untuk memilih penerapannya sebagai konsekuensi mereka menyediakan Diffserv dengan perubahan yang minimal pada infrastruktur tersebut.
• Simplicity
Penerapan Diffserv tidak menyimpang/berbeda banyak dari dasar IP. Maka Diffserv membentuk kesederhanaan dan kemudahan penerapan di dalamnya.
• Measurable
Semenjak masing-masing hop berada dalam sebuah domain diffserv, traffic conditioner dan shapers secara konstan mengukur kecepatan, kedatangan dan link schedulers untuk melakukan monitoring paket yang dikirim, tidak banyak usaha yang diperlukan untuk mendapatkan informasi penting dari tingkah laku jaringan. Layanan perusahaan dapat menggunakan informasi untuk alokasi bandwidth yang terbaik dan membuat SLA dengan pengguna.
Arsitektur Diffserv
Arsitektur Diffserv memiliki tiga komponen, yaitu:
1. Policy dan resource manager
Policy dan resource manager bertugas membuat berbagai kebijakan-kebijakan dan mendistribusikannya kepada Diffserv router. Sebuah kebijakan menentukan tingkatan layanan yang akan diberikan untuk suatu paket dalam jaringan. Proses ini akan bergantung pada kelakuan dari flow sumber tersebut.
2. Edge routers
Edge Router bertanggung jawab untuk memberi tanda pada paket dengan sebuah code point sesuai dengan kebijakan yang telah dispesifikasikan sebelumnya oleh administrator jaringan yang merefleksikan tingkat layanan yang diinginkan.
Dalam prosesnya edge router mengukur parameter input trafik dari setiap flow.
3. Core routers
Core routers bertugas memeriksa paket datang yang sebelumnya telah diberi tanda dengan code point oleh edge router. Core router melakukan proses forwarding terhadap paket yang datang sesuai dengan tanda yang telah diberikan (menyediakan reaksi atas tanda yang diberikan edge router pada paket).
2.4.2 Teknik Queue QoS
Tanpa penggunaan QoS, antrian pada jaringan dilakukan menggunakan disiplin antraian FIFO (First in First Out), yaitu tiap paket yang datang lebih dulu pada suatu interface jaringan akan ditransmisikan lebih dulu. Dalam hal ini memungkinkan trafik suara untuk menunggu sederetan paket data yang panjang dan membuat delay antrian yang sangat besar. Untuk menyediakan QoS di jaringan ada beberapa disiplin antrian yang dapat digunakan.
• Priority Queuing (PQ)
PQ memungkinkan administrator jaringan untuk menentukan empat prioritas trafik - high, normal, medium, dan low. Trafik yang datang di-set ke salah satu dari empat antrian keluaran tersebut sesuai dengan prioritas yang ditentukan. Trafik pada prioritas high (tinggi)
dilayani sampai antriannya kosong, kemudian paket dalam antrian prioritas berikutnya dilayanan.
• Costum Queuing (CQ)
CQ didesain untuk memungkinkan berbagai aplikasi untuk membagi jaringan diantara aplikasi-aplikasi yang ada dengan kebutuhan bandwidth minimum atau latency yang ditentukan. Pada antrian ini bandwidth harus dibagi secara proporsional antar aplikasi dan pengguna.
CQ bekerja dengan memberikan sejumlah ruang antrian yang telah ditentukan kepada tiap kelas paket dan melayani antrian dengan disiplin round robin.
• Weighted fair Queuing (WFQ)
WFQ bekerja dengan cara mengklasifikasikan trafik yang datang berdasarkan flow-nya, membuat antrian yang terpisah untuk masing- masing flow, dan memberikan sejumlah bandwidth yang sama untuk masing-msing flow. Pengklasifikasian flow dilakukan dengan menggunakan alamat sumber dan tujuan, tipe protokol, soket atau nomor port.
Fair queue memungkinkan aplikasi dengan bandwidth rendah (low-bandwidth application), yang mendominasi trafik, untuk memperoleh servis yang lebih baik, dengan cara mentransmisikan jumlah bit yang sama dengan trafik bandwidth yang tinggi.
Weighting pada WFQ umunya menggunakan enam mekanisme, yaitu:
IP presedence, Frame Relay FECN dan BECN, RSVP, IP RTP Priority, dan IP RTP Reserve.
• Low Latency Queue (LLQ)
LLQ bekerja dengan cara mengklasifikasikan trafik-trafik yang datang menjadi kelas-kelas untuk memberikan prioritas kepada kelas tertentu dan menyediakan bandwidth minimum yang terjamin untuk kelas lainnya. Selama periode kongesti antrian prioritas (kelas prioritas) dijaga agar trafik tersebut tidak melebihi bandwidth yang telah ditentukan, sehingga trafik prioritas ini tidak memonopoli bandwidth keseluruhan.
Pada LLQ, scheduler bertugas untuk memberikan layanan kepada antrian sehingga trafik pada antrian prioritas (priority queue) dikeluarkan terlebih dahulu kecuali jika trafik ini melebihi bandwidth yang telah ditetapkan dan bandwidth tersebut juga dibutuhkan oleh reserved queue (yaitu, pada periode kongseti). Reserved queue di layani sesuai dengan bandwidth yang telah disediakan, yang digunakan scheduler untuk menghitung weight. Weight digunakan untuk menentukan seberapa sering reserved queue dilayani dan berapa banyak byte yang dilayani pada suatu waktu.
• Fragmentasi
Fragmentasi adalah pemecahan paket-paket besar menjadi paket yang lebih kecil. Ini dilakukan untuk meminimalkan delay yang berlebih. Pada kondisi terburuk antrian serialisasi paket ke link WAN,
paket voice harus menunggu di belakang paket data, semakin panjang paket data maka waktu tunggu paket VoIP semakin besar. Kondisi ini disebut dengan blocking. Untuk mencegah terjadinya kondisi ini dilakukan pemotongan paket-paket data yang panjang (fragmentation) dan paket VoIP diselipkan diantara potongan- potongan/fragmen paket data tersebut (interleaving).
