Transparan Bridging ( Transparent Bridge )

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 sebagai extended LAN atau bridged LAN. Secara logika, bridge memisahkan dua 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 terhadap protokol-protokol jaringan dan lapis-lapis yang lebih tinggi. Informasi yang disimpan pada bridge atau

yang disediakan didalam frame yang sedang ditransmisikan akan membantu bridge

dalam membuat keputusan perutean. 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).

Gambar 1 menunjukkan sebuah model arsitektur protokol 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 lapis MAC dan fisik sendiri. Tidak ada ketetapan pada masing-masing sisi. Kedua, LLC dan lapis protokol yang lebih tinggi lewat melalui bridge secara 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 juga harus memenuhi syarat-syarat tertentu agar mereka dapat memelihara dan melindungi karakteristik dasar dari sebuah yang ada dilingkungan extended LAN.

Operasi Transparent Bridge

Disebut Transparet 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, maka mereka 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

sumber dari frame yang diterima pada tiap bandarnya. Frame akan diteruskan atau

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 diperoleh oleh 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 algoritma ini disebut sebagai algoritma Spanning Tree.

Oleh karena itu, Backes [2] menerangkan bahwa ada tiga fungsi dasar yang dibentuk oleh TB, yaitu:

1. Forwarding

2. Learning

3. Spanning Tree

Forwarding

Forwarding adalah proses keputusan penerusan sebuah frame yang diterima pada sebuah 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 dengan alamat 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 didalam database 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 B ke 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

Fungsi kedua 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 dibangun pada salah satu sisi bridge dengan mendengarkan semua pentransmisian yang terjadi.

Proses ini dikenal sebagai learning (belajar). Bridge akan menjaga clan menyimpan

sebuah daftar tentang stasiun-stasiun yang mengirim frame ke 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. Informasi ini 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 ada dalam forwarding database, dan database  menunjukkan  bahwa  stasion  tersebut  telah  dilihat  sebelumnya  pada

sebuah  bandar  bridge  yang  berbeda,  maka  identifikasi  bandar  untuk  masukan

tersebut akan dirnbah untuk menunjukkan bahwa ini adalah informasi yang 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 dapat diset oleh manajemen jaringan, 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.

Spanning Tree

Fungsi  ketiga  TB  adalah  untuk  menyediakan  kendali  seluruh  operasi perelaian. Hal ini dilakukan dengan 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 kemampuan jaringan keseluruhan yang lebih tinggi.

Jika terdapat jalan 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 topologi tersebut 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 forwarding dan learning yang diterangkan 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-hal yang diperlukan agar algoritma tersebut dapat bekelja dengan baik adalah sebagai berikut:

1). Tiap bridge harus mempunyai sebuah identifikasi bridge yang unik. Identifikasi yang unik ini terbuat dari medan prioritas dan sebuah medan kedua untuk

menjamin keunikan. Medan kedua ini diturunkan dari alamat stasiun unik yang

diatur secara global dari bridge. Secara khusus hal ini diperoleh dari 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 bridge harus diidentifikasi secara unik didalam bridge tersebut. Hal ini disebut sebagai identifikasi bandar.

Oleh karena itu, topologi jaringan yang dibutuhkan oleh TB adalah topologi jaringan yang membentuk spanning tree. Backes menerangkan bahwa topologi spanning tree adalah sebuah jaringan dimana disana hanya ada 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 Protocol Data 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, algoritma spanning tree akan melakukan perhitungan 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 terhubung ke bridge akar). Ini adalah bandar bridge yang rnelalui jalan termurah ke bridge akar tersebut, dan disebut bandar akar (root port). Akhirnya, sebuah bridge yang unik dipilih dan diangkat (designated bridge) untuk

tiap LAN. Bridge ini adalah bridge yang menawarkan jalan termurah dari LAN ke bridge akar.

Keadaan Bandar

Bridge-bridge mungkin menempati bandar akar, dan semua bandar bridge terhubung ke LAN. Untuk bridge yang ditunjuk, bandarnya disebut dalam keadaan

meneruskan (forwarding state), dan bandar-bandar port yang lain disebut dalam

keadan terkunci (blocking state).

Keadaan bandar bridge tak pernah secara langsung berobah dari keadaan terkunci ke keadaan meneruskan. Keadaan antara disebut mendengarkan (listening) dan belajar (learning), digunakan untuk menjamin tidak ada loop sementara yang

dibentuk ketika topologi sedang 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 ada informasi yang diterima untuk menunjukkan bahwa bandar bridge ini tidak akan macet dalam keadaan meneruskan Dalam 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 pewaktu diinisialisasi kembali ke nilai parameter tundaan maju. Sifat dati keadaan belajar tepat sama dengan keadaan mendengar, dengan pengecualian bahwa frame- frame diserahkan ke 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 prioritas dan sebuah medan kedua untuk menjamin keunikan. Bridge yang dipilih sebagai akar adalah bridge dengan prioritas 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, keputusan didasarkan 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 bridge yang 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 (umur pesan).

Bridge akar mengirimkan BPDUs ini sekali setiap waktu hello (hello time), yaitu 1-4 detik. Bridge yang diangkat mengirimkan sebuah BPDU pada tiap bandar

bridge yang diangkatnya setiap kali sebuah BPDU diterima pada bandar-akarnya. Ini berarti bahwa jumlah BPDU yang dikirim pada LAN tertentu akan 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 dengan nomor-nomor yang terdapat dalam masing-masing kotak

yang mewakili bridge. Identifikasi bandar ditunjukkan dalam tanda kurung didekat 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 diangkat pacta 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.

Bridge 3 adalah bridge yang ditunjuk pada 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 memilih bandar 1 sebagai bandar akar karena nilai ke akar 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 perobahan yang terjadi dalam topologi jaringan dengan menempatkan bandar-bandar  tersebut  dalam  pelayanan yang  diperlukan.  Sebagai  contoh,  jika bridge 5 gagal, ia akan terputus mengirirnkan BPDUs. Bridge 7 akan mengakhiri bridge 5 sebagai bridge yang ditunjuk pada LAN 6 saat pewaktu yang disebut sebagai 'umur  maksimum' (max age) habis. Setelah waktu tunda berakhir dan ditambah sebesar dua kali waktu tundaan maju, maka bridge 7 akan memulai untuk meneruskan trafik ke dan dari LAN 6.

Setiap kali keadaan sebuah bandar bridge berobah dalam meneruskan trafik, maka sebuah pemberitahuan perobahan topologi jaringan dikirim 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-nya selama periode waktu tertentu. Hal ini berguna untuk memberitahu setiap bridge dalam jaringan dengan 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 sesuatu yang mungkin untuk menyesuaikan (tune) parameter dari algoritma spanning tree untuk memberi patokan awal 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 langsung ke jaringan tulang punggung tersebut.

Nilai sebuah jalan dapat diatur untuk menunjukkan kecepatan sebuah LAN. LAN dengan kecepatan lebih rendah dapat ditandai dengan harga yang lebih tinggi

sedemikian rupa, sehingga penempatan mereka dalam spanning tree hanya bila

tidak ada link utama 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 dapat dipasang 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 digunakan untuk memaksa/memperkuat topologi yang diinginkan.



sumber :
repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/1420/1/elektro-arman%20sani3.pdf