Bridge adalah sebuah perangkat antar jaringan (internet working) yang merelai frame-frame data dari satu segmen jaringan ke segmen jaringan lain, sehingga menjadikan segmen-segmen jaringan tersebut muncul sebagai sebuah LAN tunggal yang besar, yang disebut sebagaiextended LAN atau bridged LAN. Secara logika, bridge memisahkandua segmen jaringan, dan beroperasi beroperasi pada jaringan-jaringan yang mempunyai skema pengalamatan lapis data link yang kompatibel, yaitu pada sub-lapis Medium Access Control(MAC) (misalnya, IEEE
802.3 ke 802.3 atau 802.3 ke 802.5),tetapi transparan terhadapprotokol-protokol jaringan dan lapis-lapis yang lebih tinggi. Informasi yang disimpan pada bridge atau
yang disediakan didalamframe yang sedang ditransmisikan akan membantu bridge
dalam membuat keputusanperutean. Keputusan yang akan dibuat oleh bridge terhadap frame yang diterimanya dari sebuah segmen adalah melewatkan frame tersebut ke segmen berikutnya(dikenal sebagai forwarding), atau tidak melewatkan frame tersebut ke segmen berikutnya (dikenal sebagai filtering). Bridge juga akan mencadangkan sebuah karakteristik LAN sebagai sebuah kanal pancar (broadcast).
Gambar1 menunjukkan sebuah model arsitekturprotokol bridge, dengan hubungan protokol antara berbagai pasangan proses ditunjukkan oleh garis horizontal [1]. Dalam pengimplementasian bridge,ada tiga hal penting yang harus diperhatikan. Pertama, tiap segmen(kiri atau kanan) dapat mempunyai lapisMAC dan fisik sendiri. Tidak ada ketetapan pada masing-masing sisi. Kedua, LLC dan lapis protokol yang lebih tinggi lewat melalui bridgesecara transparan.Ketiga, bridge tidak menyediakan kontrol aliran data, oleh karena itu kongesti didalam bridge dapat terjadi.Bila ini terjadi, maka frame-frame tersebut akan dibuang oleh bridge ini. Oleh karena itu diperlukan suatu mekanisme proses pada protokol lapis yang lebih tinggi untuk penyembuhannya.
Bridge yang menginterkoneksikan LAN IEEE-802 secara langsung disebut
local bridge. Bridge yang dipergunakan untuk menginterkoneksikan LAN melalui fasilitas WAN (Wide Area Network) disebut dengan remote bridge. Sebagaimana dengan local bridge, remote bridge jugaharus memenuhi syarat-syarat tertentuagar mereka dapat memeliharadan melindungi karakteristik dasar dari sebuah yang ada dilingkungan extended LAN.
Operasi Transparent Bridge
DisebutTransparet Bridge (TB) karena kemampuan untuk memproses keputusan perelaian/perutean sebuah frame berada dalam bridge itu sendiri, sehingga transparan terhadap stasiun-stasiun yang berkomunikasi. TB mendukung inisialisasi secara otomatis, menyusun sendiri forwarding database, dan beroperasi tanpa intervensi dari manajer jaringan,dan tidak memerlukan modifikasi terhadap sub-lapis MAC yang ada pada masing-masing stasiun ujung. Karena TB beroperasi dibawah batas pelayanan MAC, makamereka transparan terhadap pengoperasian protokol-protokol pada atau diatas sub-lapis LLC (Logical Link Control).
Gambar 2 menunjukkan sebuah implementasi transparent bridge secara abstrak [2]. TB menerima dan mengirimkan frame pada LAN-LAN yang mereka
interkoneksikan. Sebuah forwarding database dijaga dengan mengamati alamat
sumberdari frame yang diterima pada tiap bandarnya. Frame akan diteruskanatau
dibuang berdasarkan pada perbandingan alamat tujuan frame dengan informasi yang dikandung didalam forwarding database. Oleh karena itu, sebuah frame yang ditujukan ke sebuah stasiun yang diketahuiberada pada sisi yang sama dari TB dengan stasiun yang mengirimkan frame tersebut tidak akan diteruskan oleh TB ini ke sisi ujung bridged LAN yang satu lagi. Frame-frame yang diteruskan oleh TB hanyalah frame-frame yang ditujukan ke alamat group atau ke alamat stasiun yang lokasinya tidak diketahui. Sebagai tambahan, informasi tentang topologi jaringan akan dipertukarkan diantara TB. Informasi ini diperoleholeh masing-masing TB dengan mempergunakan sebuah algoritma sederhana yang terdistribusi pada masing-masing TB. Algoritma ini dipergunakan untuk menjamin bahwa dalam topologi jaringan tersebut tidak terjadi loop (jalan melingkar), dan algoritmaini disebut sebagai algoritma Spanning Tree.
Oleh karenaitu, Backes [2] menerangkan bahwa ada tiga fungsi dasar yang dibentuk oleh TB, yaitu:
1. Forwarding
2. Learning
3. Spanning Tree
Forwarding
Forwarding adalah proses keputusanpenerusan sebuah frame yang diterima padasebuah bandar TB. Diagram alir ringkasan proses forwarding sebuah frame dilukiskan pada gambar 3.
Bila sebuah frame diterima pada sebuah bandar bridge, alamat tujuan yang dikandung didalam header frame akan bandingkan dengan informasi yang dikandung didalam forwarding database.Forwarding database bridge berisi sebuah daftar tentang alamat-alamat stasiun group/individu dan informasi yang menghubungkan alamat-alamat ini ke sebuah bandar bridge atau lebih. Jika alamat tujuan tidak dijumpai dalam forwarding database tersebut, maka frame ini akan dikirimkan ke
semua bandar bridge,kecuali ke bandar dari mana frame tersebut diterima. Aksi ini dikenal sebagai pembanjiran (flooding).
Jika alamat tujuan frame ini dijumpai didalamforwarding database, dan identifikasi bandar yang disimpan bersama denganalamat tujuan tersebut sarna
dengan identifikasi bandar bridge yang telah menerima frame tersebut; maka frame
ini tidak akan diteruskan. Jika identifikasi bandar berbeda, maka frame akan diteruskan ke bandar bridge yang telah diidentifikasi didalamdatabase itu. Untuk lebih jelasnya, proses ini akan kita terangkan dengan menggunakan diagram yang dilukiskan pada gambar 4.
Tafik pada LAN 1 (misalnya, trafik dari A ke B) dijaga tetap pada LAN 1 dan tidak direlai ke LAN 2. Trafik dari LAN 1 ke LAN 2 (misalnya, trafik dari Bke C) direlai oleh bridge 1, tetapi akan diabaikan oleh bridge 2. Trafik dari LAN 1 ke LAN 3 (misalnya, trafik dari A ke E) direlai oleh bridge 1 dan bridge 2.
Learning
Fungsikedua TB adalah mempelajari alamat-alamat dari stasiun yang berkomunikasi. Hal ini dilakukan oleh masing-masing TB dengan memonitor bandar masuk dan bandar keluar nya masing-masing.
Sebuah database dari stasion-stasion yang berkomunikasi dibangunpada salah satu sisi bridge dengan mendengarkan semua pentransmisian yang terjadi.
Proses ini dikenal sebagailearning (belajar). Bridge akan menjaga clan menyimpan
sebuah daftar tentangstasiun-stasiun yang mengirim frameke bandarnya. Alamat sumber dari semua frame yang diterima tanpa kasalahan dibandingkan terhadap informasi yang ada didalam database. Jika alamat sumber tidak dijumpai didalam database tersebut,maka alamat ini akan ditambahkan pada daftar tersebut.Bridge akan mengingat dari bandar mana sebuah frame diterimanya. Informasiini juga ditambahkan ke database bersama dengan alamat sumber tersebut. Nilai pewaktu untuk masukan database ini di set wang (reset)untuk menunjukkan bahwa ini adalah sebuah masukan yang baru. Jadi, bila sebuah frame mengandung alamat sumber yang baru diterima, sebuah masukan dibangun dalam forwarding database. Masukan ini terdiri dari alamat, identifikasi bandar yang telah melihat alamat ini, dan pewaktu yang menunjukkan berapa lama alamat tersebut telah dilihat.
Jika alamat sumber dijumpai telah adadalam forwarding database,dan database menunjukkan bahwa stasion tersebut telah dilihat sebelumnya pada
sebuah bandar bridge yang berbeda, maka identifikasi bandar untuk masukan
tersebutakan dirnbah untuk menunjukkan bahwa ini adalah informasiyang baru. Jika informasinya sama, maka ia akan dibiarkan tanpa disentuh.Dalam hal ini, pewaktu juga akan diset-ulang untuk menandai/menyegarkan kembali masukan ini.
Data akan dibuang dari forwarding database bila pewaktu untuk masukan tersebut menunjukkan bahwa data adalah kadaluarsa (misalnya, stasion telah tidak membangkitkan frame untuk sebuah periode waktu tertentu). Waktu ini dapatdiset oleh manajemenjaringan, dan biasanya pada tingkat beberapa menit. Sebuah pewaktu singkat juga akan diset bila algoritma spanning tree mendeteksi sebuah perobahan terjadi didalam topologi jaringan. Hal ini dilakukan untuk menjamin bahwa bridge secara potensial dapat mengakhiri dengan cepat inforrnasi lama yang sudah kadaluarsa. Untuk lebih jelas, ringkasan proses learning tersebut dapat dijelaskan dengan diagram alir pada gambar 5.
| |
Fungsi ketiga TB adalah untuk menyediakan kendali seluruh operasi perelaian. Hal ini dilakukandengan mempergunakan sebuah algoritma yang dikenal
sebagai algoritma Spanning Tree.Dengan algoritma ini diharapkan pada topologi
jaringan extended LAN tidak terdapat loop. Anggapan ini dapat tidak selalu sahib (valid) disebabkan kesalahan konfigurasi, atau keinginan redundansi/tumpang tindih (berlebih). Pelanggan-pelanggan dapat berkeinginan untuk menyusun bridge redudansi diantara LAN-LAN,atau link-linkredundansi diantara bridge-bridge untuk menyediakan kemampuanjaringan keseluruhan yang lebih tinggi.
Jika terdapatjalan jamak (multiple path) didalam bridged LAN, maka proses learning akan dapat membingungkan tentang arab yang diperoleh oleh stasiun- stasiun ujung. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya packet looping didalam jaringan, seperti yang dijelaskan oleh gambar 6. Jika stasiun A mengirimkan sebuah paket dengan alamat tujuan yang tidak diketahui, kedua bridge akan meneruskan paket tersebut. Tiap salinan yang dihasilkan oleh masing-masing bridge akan diteruskan lagi, dan seterusnya. Loop dalam topologitersebut akan menyebabkan seluruh bridged LAN gagal. Oleh karena itu diperlukan algoritma spanning tree untuk mengobah bentuk setiap topologi mesh sembarang yang terjadi kedalam topologi tunggal, yaitu topologi spanning tree. yang tidak melingkar/acyclic.
ALGORITMA SPANNING TREE
Umum
Proses forwardingdan learning yangditerangkan sebelumnya mengangap bahwa topologi dari bridge-bridge daD LAN-LAN adalah spanning tree.Ini berarti bahwa disana hanya ada satu jalan dari bridge dan LAN-LAN antara setiap dua LAN dalam seluruh bridged LAN.
Hal-halyang diperlukan agar algoritma tersebut dapat bekelja dengan baik adalah sebagai berikut:
1). Tiap bridge harusmempunyai sebuah identifikasi bridge yang unik. Identifikasi yang unik ini terbuat dari medan prioritas dan sebuah medankedua untuk
menjamin keunikan. Medan kedua ini diturunkandari alamat stasiun unik yang
diatursecara global dari bridge. Secara khusus hal ini diperolehdari alamat RAM (read only memori) alamat, satu untuk setiap link data.
2). Disana harus ada sebuah alamat group unik yang telah dikenal, yang selalu diterima oleh semua semua bridge pada LAN tersebut. Hal ini adalah bagian dari
arsitektur, dan oleh karena itu tidak perlu ditandai oleh manajer jaringan.
3). Tiap bandar bridgeharus diidentifikasi secaraunik didalam bridge tersebut. Hal ini disebut sebagai identifikasi bandar.
Oleh karena itu, topologi jaringan yang dibutuhkan oleh TB adalah topologi jaringan yang membentukspanning tree. Backes menerangkan bahwa topologi spanning tree adalah sebuah jaringandimana disana hanyaada satu jalan dari bridge dan LAN antara setiap dua LAN dalam keseluruhan bridged LAN. Dengan kala lain, disana hanya ada satu jalan dari LAN 1 ke LAN 2, sehingga kemungkinan teljadinya loop tidak ada.
Bridge-bridge berkomunikasi diantara sesamanya melalui pesan-pesan yang dikenal sebagai Hello Bridge ProtocolData Units (BPDUs). Sebuah bridge akan bertindak menjadi 'akar', dan semua bridge lain akan mengirim frame dalam arah yang nilainya kurang dari akar tersebut.Bandar akar adalah bandar dari tiap bridge yang sedang berkomunikasi ke atau dari akar. Akar dipilih tergantung pada waktu pentransmisian Hello BPDUs, dan keputusan jalan yang diambil adalah jalan dengan nilai minimum.
Operasi Algoritma Spanning Tree
Secara nyata, algoritmaspanning tree akan melakukanperhitungan terhadap topologi jaringan. Perhitungan spanning tree ini teljadi dengan cara sebagai berikut: Pertama, sebuah bridge akar yang unik dipilih.Selanjutnya, tiap bridge memutuskan yang mana bandar bridge terletak dalam arah (in the direction) dari akar tersebut (bandar mereka yang terhubungke bridge akar). Ini adalah bandar bridge yang rnelalui jalan termurah ke bridge akar tersebut,dan disebut bandar akar (root port). Akhirnya, sebuahbridge yang unik dipilihdan diangkat (designated bridge)untuk
tiap LAN. Bridge ini adalah bridge yang menawarkan jalan termurah dari LANke bridge akar.
Keadaan Bandar
Bridge-bridge mungkin menempati bandar akar, dan semua bandar bridge terhubung ke LAN. Untukbridge yang ditunjuk,bandarnya disebutdalam keadaan
meneruskan (forwarding state),dan bandar-bandarport yang lain disebut dalam
keadanterkunci (blocking state).
Keadaan bandar bridge tak pernah secara langsungberobah dari keadaan terkunci ke keadaan meneruskan. Keadaan antara disebut mendengarkan (listening) dan belajar (learning), digunakan untuk menjamin tidak ada loop sementarayang
dibentuk ketika topologisedang stabil. Bila sebuah bandar bridge memasuki keadaan
mendengar, sebuah pewaktu diinisialisasi ke sebuah nilai yang disebut tundaan maju (forward delay). Pewaktu ini dibolehkan berjalan mundur (run down) sejauh tidak adainformasi yang diterima untuk menunjukkan bahwa bandar bridge ini tidak akan macet dalam keadaan meneruskanDalam keadaan mendengar, informasi protokol spanning tree diterima dan dikirimkan, tetapi trafik stasiun tidak diteruskan ke atau dari bandar bridge tersebut. Frame yang tiba pada bandar bridge tersebut tidak diserahkan ke proses belajar.
Sekali pewaktu habis, keadaan bandar bridge dirobah ke belajar, dan pewaktudiinisialisasi kembali kenilai parameter tundaan maju. Sifat dati keadaan belajar tepat sama dengan keadaan mendengar, dengan pengecualian bahwa frame- frame diserahkanke proses belajar.Sekali pewaktu tundaan maju tersebut habis, keadaan bandar bridge berobah ke keadaan meneruskan.
Seleksi akar
Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya, pengidentifikasi bridge terdiri dari sebuah medan prioritasdan sebuah medan kedua untuk menjamin keunikan. Bridge yang dipilih sebagai akar adalah bridge denganprioritas terbaik.Prioritas ini
dapat berupa penandaan bawaan (asli) pada fabrik, atau sebuah yang telah diset
oleh manajemen jaringan.Bila lebih dari satu bridge yang mempunyai prioritas yang sama, keputusandidasarkan keseluruhannya pada medan kedua yang diturunkan dati alamat stasiun bridge.
Bridge Protocol Data Unit
Infonnasi yang perlu untuk algoritma spanning tree beroperasi dipertukarkan diantara bridge dengan menggunakan pesan hello yang disebut unit data protokol bridge (BPDUs).Pesan-pesan ini berisi informasi tentang bridgeyang dipercayakan
menjadi akar (pengidentifikasi akar), dan berapa jauh bridge akar tersebut(nilai
jalan akar). BPDU juga berisi identitas bridge dan identitas bandar dati bridge pengirim, serta umur informasi yang dikandung dalam BPDU ini (umurpesan).
Bridge akar mengirimkan BPDUs ini sekali setiap waktu hello (hello time), yaitu 1-4 detik. Bridge yang diangkatmengirimkan sebuah BPDU pada tiap bandar
bridge yang diangkatnya setiap kali sebuah BPDU diterima pada bandar-akarnya. Ini berarti bahwa jumlah BPDU yang dikirimpada LAN tertentuakan kurang atau sama
dengan jumlah yang dikirim oleh bridge akar.
SEBUAH CONTOH ILUSTRASI
Gambar 7 menunjukkan topologi sampel. Besaran relatif dari tiap identifikasi bridge diwakili dengannomor-nomor yang terdapat dalam masing-masing kotak
yang mewakili bridge.Identifikasi bandar ditunjukkan dalam tanda kurungdidekat masing-masing bandar bridge.
Bridge 1 dipilih sebagai akar karena ia mempunyai identifikasi yang paling rendah. Karena akar adalah selalu bridge yang diangkat pada masing-masing LAN- nya,bridge 1 adalah bridge yang ditunjuk dan diangkatpacta LAN 1,2 dan 3. Gambar 7 juga menunjukkan bridge yang ditunjuk yang benar untuk tiap LAN yang lain, dan bandar akar yang benar untuk tiap bridge.Dalarn contoh ini, nilai jalan yang berhubungan dengan tiap bandar bridge adalah sama.
Bridge3 adalah bridge yang ditunjukpada LAN 4, karena selain dari tiga bridge menawarkan nilai jalan yang sarna dari akar, bridge 3 mempunyai alamat stasiun yang paling rendah.
Bridge 2 telah memilihbandar 1 sebagai bandar akar karena nilai keakar sama melalui kedua bandar bridge, jadi keputusan dibiarkan ke identifikasi itu
sendiri. Bridge akar, bridge I, tidak mempunyai bandar akar.
Gambar 8 menunjukkan topologi akhir. Identifikasi dari bridge yang ditunjuk mengikuti nama dari setiap LAN didalam kurung besar. Garis putus-putus mewakili bandar-bandar bridge dalarn keadaan mengunci. Garis tak putus menunjukkan bandar-bandar bridge dalam keadaan meneruskan.
BEBERAPA KEMAMPUAN
TAMBAHAN
Perobahan Topologi Jaringan
Bridge yang mempunyai bandar dalam keadaan terkunci harus tanggap terhadap perobahanyang terjadi dalam topologi jaringan dengan menempatkan bandar-bandar tersebut dalam pelayanan yang diperlukan. Sebagai contoh, jika bridge 5 gagal, ia akan terputusmengirirnkan BPDUs. Bridge 7 akan mengakhiri bridge 5 sebagaibridge yang ditunjukpada LAN 6 saat pewaktu yang disebut sebagai 'umur maksimum' (max age) habis. Setelah waktu tundaberakhir dan ditambah sebesar dua kali waktu tundaanmaju, maka bridge 7 akan memulai untuk meneruskan trafik ke dan dari LAN 6.
Setiap kali keadaansebuah bandar bridge berobah dalam meneruskan trafik, maka sebuah pemberitahuan perobahantopologi jaringandikirim dalam arah bridge
akar. Dengan menggunakan protokol yang andal, bridge induk akan mengirimkan pemberitahuan ini pada induk-induk berikutnya sampai ia mencapai bridge akar. Penerimaan pemberitahuan ini akan menyebabkan bridge akar mengumumkan sebuah bendera seleksi umur masukan singkat (short entry age selection) didalam tiap BPDU-nyaselama periode waktu tertentu. Hal ini berguna untuk memberitahu setiap bridge dalam jaringandengan cepat bahwa masukan dalam forwarding database mereka akan diakhiri dan tak bisa dipakai lagi. Hal ini dikarenakan setelah perobahan topologi jaringan, stasiun-stasiun dapat berada dalam arah yang baru dengan berpatokan ke bridge.
Ingat bahwa hanya satu bridge yang bertanggung jawab untuk pengiriman BPDU pada masing-masing LAN. Dalam semua hal, kehabisan umur maksimum menyebabkan sebuah pemilihan barn untuk bridge yang ditunjuk untuk menjadi penghasil (BPDUs) pada sebuah LAN.
Tuning Topologi Jaringan
Adalah sesuatuyang mungkin untuk menyesuaikan (tune) parameter dari algoritma spanning tree untuk memberi patokanawal pada sebuah topologi yang
diinginkan secara logika. Prioritas akar akan mempengaruhi keputusan tentang
bridge yang akan menjadi akar. Secara umum, barangkali lebih banyak trafik mengalir melalui LAN yang lebih dekat ke akar. Pada topologi jaringan tulang punggung, penandaan prioritas akar yang lebih baik diberikan untuk bridge yang terhubung secara langsungke jaringan tulang punggung tersebut.
Nilai sebuah jalan dapat diatur untuk menunjukkan kecepatan sebuah LAN. LAN dengan kecepatan lebih rendah dapatditandai dengan harga yang lebih tinggi
sedemikian rupa, sehinggapenempatan mereka dalam spanning tree hanya bila
tidak ada linkutama yang berkecepatan tinggi (hanya menjadi pilihan terakhir saja).
KESIMPULAN
IEEE 802.1 telah mengevaluasi beberapa skema bridge, meliputi TB dan Source Routing(SR), dan telah memilih TB sebagai standar tunggal untuk interkoneksi semua LAN 802. TB ini mempunyai pendekatan yang sederhana tetapi kuat. Mereka tidak membutuhkan operasi manual untuk menyusun mereka. TB juga dapatdipasang secara langsung sebagaimana yang disusun oleh pabrinya, dan dapat beroperasi dalam jaringan secara benar.
TB mempelajari lokasi-lokasi stasiun ujung dengan mengamati alamat sumber. Mereka memfilter trafik lokal dengan membandingkan alamat tujuan dari frame tersebut dengan tabel alamat sumber yang dipelajari. TB dapat beradaptasi dengan cepat terhadap perubahan topologi jaringan dan perubahan pergerakan stasiun tanpa intervensi manajemen. Bagaimanapun, manajemen jaringan dapat digunakanuntuk memaksa/memperkuat topologi yang diinginkan.
sumber :
repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1420/1/elektro-arman%20sani3.pdf
sumber :
repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1420/1/elektro-arman%20sani3.pdf
Advertisement