Analisis dan Desain Sistem Jaringan MPLS
A.
Pengertian
MPLS
Multiprotocol Label
Switching (MPLS) adalah teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone
(jaringan utama) berkecepatan tinggi yang menggabungkan beberapa kelebihan dari
sistem komunikasi circuit-switched dan packet-switched yang melahirkan
teknologi yang lebih baik dari keduanya.
Multiprotocol Label
Switching (MPLS) adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh IETF untuk
memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk
mempercepat pengiriman paket.
Paket-paket pada MPLS
diteruskan dengan protokol routing seperti OSPF, BGP atau EGP. Protokol routing
berada pada layer 3 sistem OSI, sedangkan MPLS berada di antara layer 2 dan 3.
OSPF (Open Shortest Path First) adalah routing protocol berbasis link state
(dilihat dari total jarak) setelah antar router bertukar informasi maka akan
terbentuk database pada masing – masing router. BGP (Border Gateway Protocol)
adalah router untuk jaringan external yang digunakan untuk menghindari routing
loop pada jaringan internet.
B.
Header
MPLS
MPLS
bekerja pada packets dengan MPLS header, yang berisi satu atau lebih labels.
Ini disebut dengan label stack. Header MPLS dapat dilihat pada gambar dibawah
ini:
MPLS
Header meliputi :
1.
20-bit label value : Suatu bidang label
yang berisi nilai yang nyata dari MPLS label
2.
3-bit field CoS : Suatu bidang CoS yang
dapat digunakan untuk mempengaruhi antrian packet data dan algoritma packet
data yang tidak diperlukan
3.
1-bit bottom of stack flag : Jika 1 bit
di-set, maka ini menandakan label yang sekarang adalah label yang terakhir.
Suatu bidang yang mendukung hirarki label stack
4.
8-bit TTL (time to live) field. Untuk 8
bit data yang bekerja
C.
Enkapsulasi
Paket
Tidak
seperti ATM yang memecah paket-paket IP, MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket
IP, dengan memasang header MPLS. Header MPLS terdiri atas 32 bit data, termasuk
20 bit label, 2 bit eksperimen, dan 1 bit identifikasi stack, serta 8 bit TTL.
Label adalah bagian dari header, memiliki panjang yang bersifat tetap, dan
merupakan satu-satunya tanda identifikasi paket. Label digunakan untuk proses
forwarding, termasuk proses traffic engineering. Untuk mengetahui enkapsulasi
paket pada MPLS dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Setiap
LSR memiliki tabel yang disebut label-swiching table. Tabel itu berisi pemetaan
label masuk, label keluar, dan link ke LSR berikutnya. Saat LSR menerima paket,
label paket akan dibaca, kemudian diganti dengan label keluar, lalu paket
dikirimkan ke LSR berikutnya.
Selain
paket IP, paket MPLS juga bisa dienkapsulasikan kembali dalam paket MPLS. Maka
sebuah paket bisa memiliki beberapa header. Dan bit stack pada header
menunjukkan apakah suatu header sudah terletak di 'dasar' tumpukan header MPLS
itu.
D.
Arsitektur
MPLS
MPLS, multi-protocol
label switching, adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh IETF untuk
memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk
mempercepat pengiriman paket. Network MPLS terdiri atas sirkit 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 perlakukan forwarding yang sama di sebuah LSR. FEC
diidentifikasikan dengan pemasangan label.
Arsitektur
MPLS
Untuk
membentuk LSP, diperlukan suatu protokol persinyalan. Protokol ini menentukan
forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap
mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path.
Hasilnya adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented.
E.
Arsitektur
Jaringan MPLS
1. Penggolongan
dan pemberian label pada packet. Setelah itu packets akan menuju provider (P).
Dari provider, packet akan diteruskan ke inti.
2. Pada
inti, packet diteruskan berdasarkan label bukan berdasarkan pada IP address.
Label ini menunjukkan penggolongan class (A, B, C, D) dan tujuannya.
3. Menghilangkan
label dan meneruskan packet pada sisi penerima.
F.
MPLS
Cloud
Keterangan
:
1.
LER : Label Edge Router (label pada sisi
router)
2.
LSR : Label Switch Router (label pada
switch router)
3.
Forward Equivalence Class, meneruskan
packets pada class yang sama.
4.
Label : menghubungkan suatu packet dalam
FEC
5.
Label Stack : berbagai label yang berisi
informasi tentang bagaimana packets akan diteruskan
6.
Label Switch Path : jejak packets untuk
mengarahkan ke FEC tertentu
7.
LDP : Label Distribution Protocol,
digunakan untuk mendistribusikan informasi label diantara MPLS dengan perangkat
jaringan
8.
Label Swapping : berfungsi memanipulasi
label untuk meneruskan packets sampai ke tujuan
G.
Struktur
Jaringan MPLS
Struktur jaringan MPLS
terdiri dari edge Label Switching Routers atau edge LSRs yang mengelilingi
sebuah core Label Switching Routers (LSRs). Adapun elemen-elemen dasar penyusun
jaringan MPLS ialah :
Edge Label Switching Routers (ELSR)
Edge Label Switching
Routers ini terletak pada perbatasan jaringan MPLS, dan berfungsi untuk
mengaplikasikan label ke dalam paket-paket yang masuk ke dalam jaringan MPLS.
Sebuah MPLS Edge Router akan menganalisa header IP dan akan menentukan label
yang tepat untuk dienkapsulasi ke dalam paket tersebut ketika sebuah paket IP
masuk ke dalam jaringan MPLS. Dan ketika paket yang berlabel meninggalkan
jaringan MPLS, maka Edge Router yang lain akan menghilangkan label tersebut.
Label Switches.
Perangkat Label Switches ini berfungsi untuk menswitch paket-paket ataupun
sel-sel yang telah dilabeli berdasarkan label tersebut. Label Switches ini juga
mendukung Layer 3 routing ataupun Layer 2 switching untuk ditambahkan dalam
label switching. Operasi dalam label switches memiliki persamaan dengan teknik
switching yang biasa dikerjakan dalam ATM.
Label
Distribution Protocol (LDP)
Label
Distribution Protocol (LDP) merupakan suatu prosedur yang digunakan untuk
menginformasikan ikatan label yang telah dibuat dari satu LSR ke LSR lainnya
dalam satu jaringan MPLS. Dalam arsitektur jaringan MPLS, sebuah LSR yang
merupakan tujuan atau hop selanjutnya akan mengirimkan informasi tentang ikatan
sebuah label ke LSR yang sebelumnya mengirimkan pesan untuk mengikat label
tersebut bagi rute paketnya. Teknik ini biasa disebut distribusi label
downstream on demand.
Jaringan
baru ini memiliki beberapa keuntungan diantaranya :
1.
MPLS mengurangi banyaknya proses
pengolahan yang terjadi di IP routers, serta memperbaiki kinerja pengiriman
suatu paket data.
2.
MPLS juga bisa 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.
H.
Contoh
Penggunaan MPLS Pada Jaringan
MPLS biasa digunakan pada jaringan.
Berikut ini merupakan contoh penggunaan
MPLS pada jaringan yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini,
Keterangan:
Misalnya
kita akan menghubungkan antara jaringan di Lokasi A dengan jaringan di Lokasi C
maka kita dapat melakukannya dengan beberapa cara misalnya melalui jalur
routing protocol ataupun melalui jalur MPLS.
Dengan
Jalur Routing Protocol
Jalur
dari Lokasi A akan menuju ke R10 (Router 10) lalu menuju ke R1 (Router 1)
selanjutnya ke R2 (Router 2) atau ke R4 (Router 4) kemudian jalurnya menuju ke
R3 (Router 3) setelah itu ke R7 (Router 7) dan akhirnya langsung ke Lokasi C.
Routing Protocol yang bisa digunakan antara lain yaitu OSPF, BGP dan RIP. Jalur
internet yang menghubungkan antara Lokasi A dengan Lokasi C apabila menggunakan
routing protocol akan memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan
jalur MPLS karena dengan routing protocol jalur yang dilewati lebih banyak.
Dengan
VPN MPLS
VPN
sama halnya dengan jalur MPLS, bedanya hanya data yang dikirim di enkripsi
untuk menjaga keprivasian datanya. Selain itu dengan VPN MPLS dapat lebih
singkat jalurnya hanya dengan menghubungkan Router di Lokasi A dengan Lokasi C.
I.
Proses
Pada MPLS
Untuk mengetahui proses
switching yang terjadi pada MPLS dapat diketahui dengan gambar berikut,
Proses
Switching Pada Jaringan MPLS
1.
Prinsip kerja MPLS ialah menggabungkan
kecepatan switching pada layer 2 dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada
layer 3.
2.
Cara kerjanya adalah dengan menyelipkan
label di antara header layer 2 dan 3 pada paket yang diteruskan.
3.
Label dihasilkan oleh Label-Switching
Router dimana bertindak sebagai penghubung jaringan MPLS dengan jaringan luar.
4.
Label berisi informasi tujuan node
selanjutnya kemana paket harus dikirim, kemudian paket diteruskan ke node
berikutnya, di node ini label paket akan dilepas dan diberi label yang baru
yang berisi tujuan berikutnya.
5.
Paket-paket diteruskan dalam path yang
disebut LSP (Label Switching Path).
J.
Standarisasi
Protokol MPLS
Ada dua standardisasi protokol untuk
memanage alur MPLS yaitu :
1.
CR-LDP (Constraint-based Routing Label
Distribution Protocol)
2.
RSVP-TE, suatu perluasan protocol RSVP
untuk traffic rancang-bangun
·
Suatu header MPLS tidak mengidentifikasi
jenis data yang dibawa pada alur MPLS.
·
Jika header membawa 2 tipe jalur yang
berbeda diantara 2 router yang sama, dengan treatment yang berbeda dari masing
– masing jenis core router, maka header MPLS harus menetapkan jalurnya untuk
masing – masing jenis traffic
K.
MPLS
Over ATM
MPLS over ATM adalah
alternatif untuk menyediakan interface IP/MPLS dan ATM dalam suatu jaringan.
Alternatif ini lebih baik daripada IP over ATM, karena menciptakan semacam IP
over ATM yang tidak lagi saling acuh. Alternatif ini juga lebih baik daripada
MPLS tunggal, karena mampu untuk mendukung trafik non IP jika dibutuhkan oleh
customer. Gambar di bawa ini merupakan gambaran pada MPLS Over ATM
·
Seperti paket IP, paket MPLS akan
dienkapsulasikan ke dalam AAL 5, kemudian dikonversikan menjadi sel – sel ATM.
·
Kelemahan sistem MPLS over ATM ini
adalah bahwa keuntungan MPLS akan berkurang, karena banyak kelebihannya yang
akan overlap dengan keuntungan ATM. Alternatif ini sangat tidak cost-effective
Hibrida MPLS-ATM
Hibrida
MPLS-ATM adalah sebuah network yang sepenuhnya memadukan jaringan MPLS di atas
core network ATM. MPLS dalam hal ini berfungsi untuk mengintegrasikan
fungsionalitas IP dan ATM, bukan memisahkannya. Tujuannya adalah menyediakan
network yang dapat menangani trafik IP dan non-IP sama baiknya, dengan
efisiensi tinggi.
Network
terdiri atas LSR-ATM. Trafik ATM diolah sebagai trafik ATM. Trafik IP diolah
sebagai trafik ATM-MPLS, yang akan menggunakan VPI and VCI sebagai label.
Format sel ATM-MPLS digambarkan pada gambar berikut,
Integrasi
switch ATM dan LSR diharapkan mampu menggabungkan kecepatan switch ATM dengan
kemampuan multi layanan dati MPLS. Biaya bagi pembangunan dan pemeliharaan
network masih cukup optimal, mendekati biaya bagi network ATM atau network
MPLS.
Label
dan Labeled Paket
1.
Peralatan MPLS memforward ke semua
packet yang diberi label dengan cara yang sama.
2.
Suatu label berada di tempat yang
significant diantara sepasang peralatan MPLS.
3.
MPLS label dapat diletakkan pada posisi
yang berbeda di dalam data frame, tergantung pada teknologi layer-2 yang
digunakan untuk transport. Jika teknologi layer 2 mendukung suatu label, MPLS
label adalah encapsulated bidang label yang asli.
Jika
teknologi layer 2 tidak secara asli mendukung suatu label, maka MPLS label
terletak pada suatu encapsulasi header.
L.
GMPLS
GMPLS (Generalized
MPLS) adalah konsep konvergensi vertikal dalam teknologi transport, yang tetap
berbasis pada penggunaan label seperti MPLS. Setelah MPLS dikembangkan untuk
memperbaiki jaringan IP, konsep label digunakan untuk jaringan optik berbasis
DWDM, dimana panjang gelombang (λ) digunakan sebagai label. Standar yang
digunakan disebut MPλS. Namun, mempertimbangkan bahwa sebagian besar jaringan
optik masih memakai SDH, bukan hanya DWDM, maka MPλS diperluas untuk meliputi
juga TDM, ADM dari SDH, OXC. Konsep yang luas ini lah yang dinamai GMPLS.
GMPLS merupakan
konvergensi vertikal, karena ia menggunakan metode label switching dalam layer
0 hingga 3 [Allen 2001]. Tujuannya adalah untuk menyediakan network yang secara
keseluruhan mampu menangani bandwidth besar dengan QoS yang konsisten serta
pengendalian penuh. Dan terintegrasi Diharapkan GMPLS akan menggantikan
teknologi SDH dan ATM klasik, yang hingga saat ini masih menjadi layer yang
paling mahal dalam pembangunan network. Proses enkapsulasi pada GMPLS dapat
dilihat pada gambar berikut ini.
Implementasi MPLS
MPLS
bersifat alami bagi dunia IP. Traffic engineering pada MPLS memperhitungkan
sepenuhnya karakter traffic IP yang melewatinya. Keuntungan lain adalah tidak
diperlukannya kerumitan teknis, seperti enkapsulasi ke dalam AAL dan
pembentukan sel-sel ATM yang masing-masing menambah delay, menambah header, dan
memperbesar kebutuhan bandwidth. MPLS tidak memperlukan hal-hal itu .
Persoalan
besar dengan MPLS adalah bahwa hingga saat ini belum terbentuk dukungan untuk
traffic non IP. Skema-skema L2 over MPLS (termasuk Ethernet over MPLS, ATM over
MPLS, dan FR over MPLS) sedang dalam riset yang progressif, tetapi belum masuk
ke tahap pengembangan secara komersial. Yang cukup menjadikan harapan adalah
banyaknya alternatif konversi berbagai jenis traffic ke dalam IP, sehingga
traffic jenis itu dapat pula diangkut melalui jaringan MPLS.
Kesimpulan
MPLS
merupakan teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone (jaringan utama)
berkecepatan tinggi yang menggabungkan beberapa kelebihan dari sistem
komunikasi circuit-switched dan packet-switched yang melahirkan teknologi yang
lebih baik dari keduanya. Juga dapat dikatakan MPLS adalah arsitektur network yang
didefinisikan oleh IETF untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2
dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Tidak seperti ATM
yang memecah paket-paket IP, MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket IP, dengan
memasang header MPLS. Jaringan MPLS terdiri atas sirkit yang disebut
label-switched path (LSP), yang menghubungkan titik-titik yang disebut
label-switched router (LSR). Untuk membentuk LSP, diperlukan suatu protocol persinyalan. Protokol ini menentukan
forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap
mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path.
Hasilnya adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented. Dalam
MPLS terdapat dua standarisasi, yaitu CR-LDP (Constraint-based Routing Label
Distribution Protocol) dan RSVP-TE, suatu perluasan protocol RSVP untuk traffic
rancang bangun
DAFTAR
PUSTAKA
Jatim,
Putra, Multi Protokol label Switching,
[online: diakses tanggal 15 November
2014] : http://putrajatim.blogspot.com/2013/01/multi-protocol-label-switching-mpls.html