Pengantar MPLS

Abstrak:
Riset dan inovasi dalam teknologi telekomunikasi dikembangkan atas dorongan kebutuhan mewujudkan jaringan
informasi yang (1) menyediakan layanan yang beraneka ragam (2) memiliki kapasitas tinggi sesuai kebutuhan
yang berkembang (3) mudah diakses dari mana dan kapan saja serta (4) terjangkau harganya. Network yang
memenuhi kebutuhan itu adalah broadband network yang menghantarkan data paket dengan secara efisien,
scalable, memungkinkan diferensiasi dalam satu sistem, serta mampu diakses secara mobile.

Teknologi semacam ATM memiliki mekanisme pemeliharaan QoS, dan memungkinkan diferensiasi, namun
menghadapi masalah pada skalabilitas yang mengakibatkan perlunya investasi tinggi untuk implementasinya. Di
lain pihak, Internet yang dengan protokol IP berkembang lebih cepat. IP sangat baik dari segi skalabilitas, yang
membuat teknologi Internet menjadi cukup murah. Namun IP memiliki kelemahan serius pada implementasi
QoS. Namun kemudian dikembangkan beberapa metode untuk memperbaiki kinerja jaringan IP, antara lain
dengan MPLS.

MPLS merupakan salah satu bentuk konvergensi vertikal dalam topologi jaringan. MPLS menjanjikan banyak
harapan untuk peningkatan performansi jaringan paket tanpa harus menjadi rumit seperti ATM. Pada
perkembangannya, metode MPLS juga membangkitkan gagasan mengubah paradigma routing di layer-layer
jaringan yang ada selama ini, dan mengkonvergensikannya ke dalam sebuah metode, yang dinamai GMPLS.

Keywords: mpls, ip, broadband network, qos, traffic engineering, gmpls







1

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

1. IP Network
1.1. Paket IP
IP adalah standar de facto dalam komunikasi komputer bersistem unix, yang kemudian menjadi
standar komunikasi global. Buku [Hall 2000] banyak mendalami network IP dan protokol-protokol
utama di dalamnya. Protokol-protokol dalam suite IP didefinisikan dalam RFC-RFC yang diterbitkan
oleh IETF. IP sendiri dijelaskan dalam RFC-791. RFC-791 menyatakan bahwa IP dirancang sebagai
sistem interkoneksi jaringan paket.

Paket adalah blok data yang dilengkapi dengan informasi alamat yang diperlukan untuk penghantaran
data itu. Setiap paket dihantarkan secara terpisah tanpa saling berhubungan. Datagram adalah format
paket data yang didefinisikan dalam IP, terdiri atas header dan data. Header mengandung informasi
alamat dan fungsi kontrol lainnya.


HEADER
DATA CUSTOMER
IP
N
N
N
I
G G
N
N
E
E
E
I
S
A
T
T
K
AT AT
ER
L
I
A
S
S
C
L
D
M
M
M
AN AN
D
A
HA
M M
AG
G
U
SE
R
E
KE
N
G
G
G
I
J
A A
TT
N
PI
TO
L
SUM
FL
AS
VE
OF
PA
CH
TA
TU
AL AL
HEAD
PE
PI
PANJ PANJ
FRA
FRA
FRA



1.2. Routing IP
IP menghantarkan paket dengan memeriksa alamat tujuan di header. Jika alamat tujuan masih
merupakan bagian dalam sebuah network, paket dihantarkan langsung ke host tujuan. Jika alamat
tujuan bukan merupakan bagian internal network, paket dikirimkan ke network lain dengan
mekanisme yang disebut routing. Perangkat untuk memilih, mengirim, dan menerima paket IP antar
network disebut router.

IP melakukan pemilihan routing untuk setiap paket. Tidak ada pertukaran informasi kontrol
(handshake) untuk membentuk hubungan dari ujung ke ujung sebelum transmisi data. Karenanya, IP
disebut protokol tanpa koneksi (connectionless). IP mengandalkan protokol di layer lain untuk
keperluan itu, dan juga keperluan seperti pemeriksaan dan perbaikan kesalahan.

Dalam proses routing IP, tidak terdapat mekanisme pemeliharaan QoS. Protokol yang sering
digunakan di atas IP, yaitu TCP, memiliki feature yang memungkinkan jaminan validitas data. Namun
TCP tidak bersifat universal, karena memiliki banyak kelemahan untuk diaplikasikan pada paket suara
atau multimedia. Dengan mulai digunakannya IP sebagai infrastruktur informasi global, mulai digagas
berbagai cara untuk mewujudkan jaringan IP dengan QoS


1.3. Protokol di Atas IP
Saat sebuah datagram diterima di sebuah host, data dialihkan ke protokol di atas IP. Pemilihan
protokol ini berdasar field identifikasi paket (PIDD) di header paket. Setiap protokol memiliki angka
2

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

yang unik dan baku. Misalnya PIDD 6 menunjukkan TCP, 17 untuk UDP, dan 1 untuk ICMP.

ICMP (Internet Control Message Protocol, RFC-792) adalah protokol yang bertugas menyampaikan
pesan-pesan pengendalian penghantaran paket, seperti kontrol dan pelaporan kesalahan. Pesan-pesan
ICMP meliputi juga deteksi alamat yang tak dapat dijangkau, pengubahan arah routing, dan
pemeriksaan host jarak jauh.

TCP (Transmission Control Protocol, RFC-793) menghantarkan paket dari host ke host dengan
jaminan validitas data. Jika terjadi kesalahan, TCP memiliki mekanisme meminta pengiriman ulang.
TCP juga memungkinkan host mengelola banyak sambungan sekaligus. TCP sangat populer dalam
transformasi data yang membentuk dunia Internet, sehingga diistilahkan bahwa Internet dibangun
dengan suite TCP/IP.

Jika koreksi validitas data tidak diperlukan, protokol UDP dapat dipakai. UDP (User Datagram
Protocol, RFC-768) lebih sederhana dan lebih cepat dari TCP, tetapi nyaris tidak memberikan
pengendalian data dalam bentuk apa pun. UDP umumnya dipakai untuk transfer data yang
memerlukan kecepatan tetapi kurang peka pada kesalahan, seperti transfer suara dan video.


2. QoS pada IP Network
2.1. Konsep QoS
QoS adalah hasil kolektif dari berbagai kriteria performansi yang menentukan tingkat kepuasan
penggunaan suatu layanan. Umumnya QoS dikaji dalam kerangka pengoptimalan kapasitas network
untuk berbagai jenis layanan, tanpa terus menerus menambah dimensi network.

Berbagai aplikasi memiliki jenis kebutuhan yang berbeda. Misalnya transaksi data bersifat sensitif
terhadap distorsi tetapi kurang sensitif terhadap delay. Sebaliknya, komunikasi suara bersifat sensitif
terhadap tundaan dan kurang sensitif terhadap kesalahan. Tabel berikut [Dutta-Roy 2000] memaparkan
tingkat kepekaan performansi yang berbeda untuk jenis layanan network yang berlainan.


KEPEKAAN PERFORMANSI
LAYANAN BAND
LOSS DELAY JITTER
WIDTH
Voice Rendah Medium Tinggi Tinggi
Transaksi Data Rendah Tinggi Tinggi Rendah
Email Rendah Tinggi Rendah Rendah
Browsing Biasa Rendah Medium Medium Rendah
Browsing Serius Medium Tinggi Tinggi Rendah
Transfer File Tinggi Medium Rendah Rendah
Video Conference Rendah Medium Tinggi Tinggi
Multicasting Tinggi Tinggi Tinggi Tinggi


IP tidak memiliki mekanisme pemeliharaan QoS. Protokol seperti TCP memang memungkinkan
jaminan validitas data, sehingga suite TCP/IP selama ini dianggap cukup ideal bagi transfer data.
Tetapi verifikasi data mengakibatkan tundaan hantaran paket. Lagipula mekanisme ini tidak dapat
digunakan untuk paket dengan protocol UDP, seperti suara dan video.

3

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

Beberapa skema telah diajukan untuk mengelola QoS dalam network IP. Dua skema utama adalah
Integrated Services (IntServ) dan Differentiated Services (DiffServ). IntServ bertujuan menyediakan
sumberdaya seperti bandwidth untuk trafik dari ujung ke ujung. Sementara DiffServ bertujuan
membagi trafik atas kelas-kelas yang kemudian diberi perlakuan yang berbeda.


2.2. Integrated Service (IntServ)
IntServ (RFC-1633) terutama ditujukan untuk aplikasi yang peka terhadap tundaan dan keterbatasan
bandwidth, seperti videoconference dan VoIP. Arsitekturnya berdasar sistem pencadangan sumberdaya
per aliran trafik. Setiap aplikasi harus mengajukan permintaan bandwidth, baru kemudian melakukan
transmisi data. Dua model layanan IntServ adalah:
Guaranteed-service (RFC-2212), layanan dengan batas bandwidth dan delay yang jelas Controlled-load service (RFC-2211), yaitu layanan dengan persentase delay statistik yang
terjaga

Layanan ketiga, yang paling jelek, adalah layanan best-effort, yang hanya memberikan routing terbaik,
tetapi tanpa jaminan sama sekali.

Sistem pemesanan sumberdaya memerlukan protokol tersendiri. Salah satu protokol yang sering
digunakan adalah RSVP (RFC-2205). Penggunaan RSVP untuk IntServ dijelaskan dalam RFC-2210.

Masalah dalam IntServ adalah skalabilitas (RFC-2998). Setiap node di network harus mengenali dan
mengakui mekanisme ini. Juga protokol RSVP berlipat untuk setiap aliran trafik. Maka IntServ
menjadi baik hanya untuk voice dan video, tetapi sangat tidak tepat untuk aplikasi semacam web yang
aliran trafiknya banyak tapi datanya kecil.


2.3. Differentiated Service (DiffServ)
DiffServ (RFC-2475) menyediakan diferensiasi layanan, dengan membagi trafik atas kelas-kelas, 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,
seperti yang dispesifikasikan di RFC-2474. Dengan cara ini, klasifikasi paket melekat pada paket, dan
bisa diakses tanpa perlu protokol persinyalan tambahan.

HEADER
DATA CUSTOMER
IP
N
T T
N
I
A
K
T
A
A A
ER
ISI
A
S
C
L
D
M
ANG ANG
D
H
G
U
SE
E
J J
KET
N
I
J
AM AM
TT
PI
FIELD
L
SU
FLAG
ASAL
VER
OF
S
PA
CH
TA
TU
HEAD
AL AL
PEN
PI
D
PAN PAN
FRAGMEN
FRAGMEN
FRAGMEN
DSCP
(DIFFSERV CODE POINT) RSVD


4

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


Jumlah kelas tergantung pada provider, dan bukan merupakan standar. Pada trafik lintas batas provider,
diperlukan kontrak trafik yang menyebutkan pembagian kelas dan perlakuan yang diterima untuk
setiap kelas. Jika suatu provider tidak mampu menangani DiffServ, maka paket ditransferkan apa
adanya sebagai paket IP biasa, namun di provider berikutnya, DS field kembali diakui oleh provider.
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 network.


2.4. Perbandingan IntServ dan DiffServ
Perbandingan IntServ dan DiffServ dipaparkan dalam tabel berikut [Dovrolis & Ramanathan 1999].


INTSERV DIFFSERV
Granularity of service Individual flow Aggregate of flows
differentiation
Traffic classification basis Deterministic or Absolute or relative
statistical guarantees assurances
Admission control Required Required for absolute
differentiation only
Signalling protocol Required (RSVP) Not required for relative
schemes
Coordination for service End-to-end Local (per-hop)
differentiation
Scalability Limited by the number of Limited by the number of
flows classes of service
Network management Similar to circuit-switched Similar to existing IP
networks networks
Interdomain deployment Multilateral agreements Bilateral agreements


3. MPLS
3.1. Arsitektur MPLS
Teknologi ATM dan frame relay bersifat connection-oriented: setiap virtual circuit harus disetup
dengan protokol persinyalan sebelum transmisi. IP bersifat connectionless: protokol routing
menentukan arah pengiriman paket dengan bertukar info routing. MPLS mewakili konvergensi kedua
pendekatan ini.

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. Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031 [Rosen 2001].


5

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

QoS POLICY ROUTING SIGNALLING
PACKET IN FORWARDING PACKET OUT



Network MPLS terdiri atas sirkit 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 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.

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.


3.2. 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.


HEADER HEADER
DATA CUSTOMER
MPLS IP
KELAS
LABEL LAYANAN STACK TTL
(CoS)


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.
6

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


3.3. Distribusi Label
Untuk menyusun LSP, label-switching table di setiap LSR harus dilengkapi dengan pemetaan dari
setiap label masukan ke setiap label keluaran. Proses melengkapi tabel ini dilakukan dengan protokol
distribusi label. Ini mirip dengan protokol persinyalan di ATM, sehingga sering juga disebut protokol
persinyalan MPLS. Salah satu protokol ini adalah LDP (Label Distribution Protocol).

LDP hanya memiliki feature dasar dalam melakukan forwarding. Untuk meningkatkan kemampuan
mengelola QoS dan rekayasa trafik, beberapa protokol distribusi label lain telah dirancang dan
dikembangkan juga. Yang paling banyak disarankan adalah CR-LDP (constraint-based routing LDP)
dan RSVP-TE (RSVP dengan ekstensi Traffic Engineering).


4. Rekayasa Trafik dengan MPLS
Rekayasa trafik (traffic engineering, TE) adalah proses pemilihan saluran data traffic untuk
menyeimbangkan beban trafik pada berbagai jalur dan titik dalam network. Tujuan akhirnya adalah
memungkinkan operasional network yang andal dan efisien, sekaligus mengoptimalkan penggunaan
sumberdaya dan performansi trafik. Panduan TE untuk MPLS (disebut MPLS-TE) adalah RFC-2702
[Awduche 1999a]. RFC-2702 menyebutkan tiga masalah dasar berkaitan dengan MPLS-TE, yaitu:
Pemetaan paket ke dalam FEC Pemetaan FEC ke dalam trunk trafik Pemetaan trunk trafik ke topologi network fisik melalui LSP

Namun RFC hanya membahas soal ketiga. Soal lain dikaji sebagai soal-soal QoS. Awduche [1999b]
menyusun sebuah model MPLS-TE, yang terdiri atas komponen-komponen: manajemen path,
penempatan trafik, penyebaran keadaan network, dan manajemen network.


4.1. Manajemen Path
Manajemen path meliputi proses-proses pemilihan route eksplisit berdasar kriteria tertentu, serta
pembentukan dan pemeliharaan tunnel LSP dengan aturan-aturan tertentu. Proses pemilihan route
dapat dilakukan secara administratif, atau secara otomatis dengan proses routing yang bersifat
constraint-based. Proses constraint-based dilakukan dengan kalkulasi berbagai alternatif routing untuk
memenuhi spesifikasi yang ditetapkan dalam kebijakan administratif. Tujuannya adalah untuk
mengurangi pekerjaan manual dalam TE.

Setelah pemilihan, dilakukan penempatan path dengan menggunakan protokol persinyalan, yang juga
merupakan protokol distribusi label. Ada dua protokol jenis ini yang sering dianjurkan untuk dipakai,
yaitu RSVP-TE dan CR-LDP.

Manajemen path juga mengelola pemeliharaan path, yaitu menjaga path selama masa transmisi, dan
mematikannya setelah transmisi selesai.

Terdapat sekelompok atribut yang melekat pada LSP dan digunakan dalam operasi manajemen path.
Atribut-atribut itu antara lain:
Atribut parameter trafik, adalah karakteristrik trafik yang akan ditransferkan, termasuk nilai
puncak, nilai rerata, ukuran burst yang dapat terjadi, dll. Ini diperlukan untuk menghitung
7

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

resource yang diperlukan dalam trunk trafik. Atribut pemilihan dan pemeliharaan path generik, adalah aturan yang dipakai untuk memilih
route yang diambil oleh trunk trafik, dan aturan untuk menjaganya tetap hidup. Atribut prioritas, menunjukkan prioritas pentingnya trunk trafik, yang dipakai baik dalam
pemilihan path, maupun untuk menghadapi keadaan kegagalan network. Atribut pre-emption, untuk menjamin bahwa trunk trafik berprioritas tinggi dapat disalurkan
melalui path yang lebih baik dalam lingkungan DiffServ. Atribut ini juga dipakai dalam
kegiatan restorasi network setelah kegagalan. Atribut perbaikan, menentukan perilaku trunk trafik dalam kedaan kegagalan. Ini meliputi
deteksi kegagalan, pemberitahuan kegagalan, dan perbaikan. Atribut policy, menentukan tindakan yang diambil untuk trafik yang melanggar, misalnya
trafik yang lebih besar dari batas yang diberikan. Trafik seperti ini dapat dibatasi, ditandai,
atau diteruskan begitu saja.

Atribut-atribut ini memiliki banyak kesamaan dengan network yang sudah ada sebelumnya. Maka
diharapkan tidak terlalu sulit untuk memetakan atribut trafik trunk ini ke dalam arsitektur switching
dan routing network yang sudah ada.


4.2. Penempatan Trafik
Setelah LSP dibentuk, trafik harus dikirimkan melalui LSP. Manajemen trafik berfungsi
mengalokasikan trafik ke dalam LSP yang telah dibentuk. Ini meliputi fungsi pemisahan, yang
membagi trafik atas kelas-kelas tertentu, dan fungsi pengiriman, yang memetakan trafik itu ke dalam
LSP.

Hal yang harus diperhatikan dalam proses ini adalah distribusi beban melewati deretan LSP.
Umumnya ini dilakukan dengan menyusun semacam pembobotan baik pada LSP-LSP maupun pada
trafik-trafik. Ini dapat dilakukan secara implisit maupun eksplisit.


4.3. Penyebaran Informasi Keadaan Network
Penyebaran ini bertujuan membagi informasi topologi network ke seluruh LSR di dalam network. Ini
dilakukan dengan protokol gateway seperti IGP yang telah diperluas.

Perluasan informasi meliputi bandwidth link maksimal, alokasi trafik maksimal, pengukuran TE
default, bandwidth yang dicadangkan untuk setiap kelas prioritas, dan atribut-atribut kelas resource.
Informasi-informasi ini akan diperlukan oleh protokol persinyalan untuk memilih routing yang paling
tepat dalam pembentukan LSP.


4.4. Manajemen Network
Performansi MPLS-TE tergantung pada kemudahan mengukur dan mengendalikan network.
Manajemen network meliputi konfigurasi network, pengukuran network, dan penanganan kegagalan
network.

Pengukuran terhadap LSP dapat dilakukan seperti pada paket data lainnya. Traffic flow dapat diukur
dengan melakukan monitoring dan menampilkan statistika hasilnya. Path loss dapat diukur dengan
melakukan monitoring pada ujung-ujung LSP, dan mencatat trafik yang hilang. Path delay dapat
diukur dengan mengirimkan paket probe menyeberangi LSP, dan mengukur waktunya. Notifikasi dan
alarm dapat dibangkitkan jika parameter-parameter yang ditentukan itu telah melebihi ambang batas.
8

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


4.5. Protokol Persinyalan
Pemilihan path, sebagai bagian dari MPLS-TE, dapat dilakukan dengan dua cara: secara manual oleh
administrator, atau secara otomatis oleh suatu protokol persinyalan. Dua protokol persinyalan yang
umum digunakan untuk MPLS-TE adalah CR-LDP dan RSVP-TE. RSVP-TE memperluas protokol
RSVP yang sebelumnya telah digunakan untuk IP, untuk mendukung distribusi label dan routing
eksplisit. Sementara itu CR-LDP memperluas LDP yang sengaja dibuat untuk distribusi label, agar
dapat mendukung persinyalan berdasar QoS dan routing eksplisit.

Ada banyak kesamaan antara CR-LDP dan RSVP-TE dalam kalkulasi routing yang bersifat
constraint-based. Keduanya menggunakan informasi QoS yang sama untuk menyusun routing eksplisit
yang sama dengan alokasi resource yang sama. Perbedaan utamanya adalah dalam meletakkan layer
tempat protokol persinyalan bekerja. CR-LDP adalah protokol yang bekerja di atas TCP atau UDP,
sedangkan RSVP-TE bekerja langsung di atas IP. Perbandingan kedua protokol ini dipaparkan dalam
tebal berikut [Wang 2001]



Feature CR-LDP RSVP-TE
Transport TCP and UDP Raw IP
Security IP-Sec RSVP Authentication
Multipoint-to-point Yes Yes
LSP merging Yes Yes
LSP state Hard Soft
LSP refresh Not needed Periodic
Redundancy Hard Easy
Rerouting Yes Yes
Explicit routing Strict and loose Strict and loose
Route pinning Yes By recording path
LSP pre-emption Priority based Priority based
LSP protection Yes Yes
Shared reservations No Yes
Traffic control Forward path Reverse path
Policy control Implicit Explicit
Layer 3 protocol ID No Yes


Untuk standardisasi, sejak tahun 2003 sebagian besar implementor telah memilih untuk menggunakan
RSVP-TE dan meninggalkan CR-LDP. Lebih jauh, RSVP-TE dikaji dalam RFC-3209.


5. Implementasi QoS pada MPLS
Untuk membangun jaringan lengkap dengan implementasi QoS dari ujung ke ujung, diperlukan
penggabungan dua teknologi, yaitu implementasi QoS di access network dan QoS di core network.
Seperti telah dipaparkan, QoS di core network akan tercapai secara optimal dengan menggunakan
teknologi MPLS. Ada beberapa alternatif untuk implementasi QoS di access network, yang sangat
tergantung pada jenis aplikasi yang digunakan customer.
9

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


5.1. MPLS dengan IntServ
Baik RSVP-TE maupun CR-LDP mendukung IntServ [Gray 2001]. RSVP-TE lebih alami untuk soal
ini, karena RSVP sendiri dirancang untuk model IntServ. Namun CR-LDP tidak memiliki kelemahan
untuk mendukung IntServ.

Permintaan reservasi dilakukan dengan pesan PATH di RSVP-TE atau Label Request di CR-LDP. Di
ujung penerima, egress akan membalas dengan pesan RESV untuk RSVP-TE atau Label Mapping
untuk CR-LDP, dan kemudian resource LSR langsung tersedia bagi aliran trafik dari ingress. Tidak
ada beda yang menyolok antara kedua cara ini dalam mendukung model IntServ.


5.2. MPLS dengan DiffServ
Dukungan untuk DiffServ dilakukan dengan membentuk LSP khusus, dinamai L-LSP, yang secara
administratif akan dikaitkan dengan perlakukan khusus pada tiap kelompok PHB. Alternatif lain
adalah dengan mengirim satu LSP bernama E-LSP untuk setiap kelompok PHB.

Beda L-LSP dan E-LSP adalah bahwa E-LSP menggunakan bit-bit EXT dalam header MPLS untuk
menunjukkan kelas layanan yang diinginkan; sementara L-LSP membedakan setiap kelas layanan
dalam label itu sendiri.

Baik RSVP-TE dan LDP dapat digunakan untuk mendukung LSP khusus untuk model DiffServ ini.


6. Perbandingan Penggelaran Jaringan
6.1. ATM
Sesuai spesifikasi ITU, ATM telah memiliki implementasi QoS yang sangat baik. Kontrak trafik
dengan user selalu meliputi jenis trafik dan QoS yang dibutuhkan. Diferensiasi layanan disediakan
dengan berbagai jenis AAL. Trafik IP misalnya, akan diangkut dengan AAL 5. AAL 1 hingga 4
digunakan untuk trafik suara, video, dan trafik data non IP.

Kelemahan implementasi langsung ATM adalah bahwa customer harus menyediakan terminal ATM
pada instalasi mereka. Ini bukan soal mudah, karena sebagian besar customer diperkirakan hanya akan
menggunakan perangkat IP. Keharusan mengadakan perangkat baru akan mengurangi minat
menggunakan layanan ini.


6.2. IP over ATM
Untuk mempermudah customer, provider dapat membangun skema IP over ATM; yaitu dengan
membangun core network berbasis ATM dan interface ke customer menggunakan IP. Customer dapat
langsung berkomunikasi dengan IP dari instalasi mereka tanpa perangkat tambahan. Customer yang
memiliki kebutuhan network bukan IP dapat langsung berinterface dengan struktur ATM yang juga
tersedia. Kontrak trafik akan menyebutkan apakah pelanggan akan terhubung ke router IP atau switch
ATM.

IP akan terenkapsulasi dalam AAL 5, yaitu AAL yang digunakan untuk trafik non-real-time,
variable-bit-rate, yang bersifat baik connectionless or connection oriented. Enkapsulasi ini
digambarkan dalam diagram berikut.
10

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


PDU Payload Pad PDU Trailer
IP Header User's Data UUI CPI Length CRC


Konfigurasi IP over ATM umumnya membutuhkan pembentukan PVC antara router di tepian network
ATM. Routing IP dan switching ATM merupajan proses yang sama sekali terpisah dan tidak saling
mempengaruhi. Artinya pembentukan routing IP sama sekali tidak mempertimbangkan topologi
network ATM di bawahnya. Ada potensi masalah di sini. Bagi network ATM, proses ini dapat
menurunkan efisiensi total, karena PVC dilihat oleh IP sebagai sebuah link tunggal yang cost dan
prioritasnya sama dengan link lainnya. Bagi IP, jika sebuah link ATM putus, beberapa link antar router
dapat terputus, mengakibatkan masalah pada update data routing sekaligus dalam jumlah besar.


6.3. MPLS
Karena sebagian besar kelebihan ATM telah terlingkupi dalam teknologi ATM, sebenarnya jaringan IP
over ATM dapat digantikan oleh sebuah jaringan MPLS. MPLS bersifat alami bagi dunia IP. Traffic
engineering pada MPLS memperhitungkan sepenuhnya karakter trafik 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 memerlukan hal-hal itu.

Persoalan besar dengan MPLS adalah bahwa hingga saat ini belum terbentuk dukungan untuk trafik
non IP. Skema-skema L2 over MPLS (termasuk Ethernet over MPLS, ATM over MPLS, dan FR over
MPLS) sedang dalam riset yang progresif, tetapi belum masuk ke tahap pengembangan secara
komersial.

Yang cukup menjadikan harapan adalah banyaknya alternatif konversi berbagai jenis trafik ke dalam
IP, sehingga trafik jenis itu dapat pula diangkut melalui jaringan MPLS. Juga proposal-proposal
teknologi GMPLS sedang memasuki tahap standarisasi, sehingga ada harapan bahwa berbagai jenis
teknologi dari layer 3 hingga layer 0 dapat dikonvergensikan dalam skema GMPLS.


6.4. 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 customer.

Seperti paket IP, paket MPLS akan dienkapsulasikan ke dalam AAL 5, kemudian dikonversikan
menjadi sel-sel ATM.

11

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

PDU Payload Pad PDU Trailer
MPLS Header IP Header User's Data


Kelemahan sistem ini adalah bahwa keuntungan MPLS akan berkurang, karena banyak kelebihannya
yang akan overlap dengan keuntungan ATM. Alternatif ini sangat tidak cost-effective.


6.5. Hibrida MPLS-ATM
Hibrida MPLS-ATM adalah sebuah network yang sepenuhnya memadukan jaringan MPLS di atas
core network ATM. MPLS dalam hal ini berfungsi 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 sebagai berikut.


Header Payload
(5 bytes) (48 bytes)
GFC VPI VCI CLP HEC
PT
Generic Flow Virtual Path Virtual Channel Cell Loss Header Error
Payload Type
Control Identifier Identifier Priority Control
(3 bits)
(4 bits) (8 bits) (16 bits) (1 bit) (8 bit)
Label
(20 bits)



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.


12

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

6.6. Rekomendasi
Secara singkat: jika permintaan untuk transportasi trafik non IP cukup besar relatif terhadap trafik IP,
maka direkomendasikan pembangunan network hibrida MPLS-ATM. Namun jika trafik non IP tidak
cukup besar, maka pembangunan network MPLS tanpa ATM akan lebih menghemat biaya. Diperlukan
value management yang teliti untuk memutuskan platform network yang akan dibangun.


7. Interface ke Layer Bawah
Di network yang tidak memiliki ATM, paket MPLS dapat langsung dilewatkan pada struktur SDH.
Salah satu metode yang disarankan adalah dengan POS (packet over SDH), seperti yang dikaji dalam
RFC-1619. POS adalah interface yang dirancang untuk mentransferkan paket point-to-point ke dalam
frame-frame SONET atau SDH.


7.1. Point-to-Point Protocol (PPP)
Protokol yang dirancang sebagai metode komunikasi dalam link point-to-point adalah PPP
(RFC-1661). PPP memiliki fungsi enkapsulasi multi protokol, error control, dan kontrol inisialisasi
link. Overhead PPP juga relatif kecil, sehingga tepat digunakan untuk link yang hemat bandwidth.
Enkapsulasi MPLS dengan PPP digambarkan sebagai berikut::


Protocol Payload Pad
MPLS Header IP Header User's Data



7.2. Pemetaan ke SDH
Seperti yang dipersyaratkan dalam RFC-1662, paket yang telah dienkapsulasi dengan PPP harus
diframekan dengan high-level data-link control (HDLC).

Untuk dikirim melalui SDH, frame HDLC ini kemudian dipetakan secara sinkron ke SPE
(synchronous payload envelope). Rate dasar untuk PPP over SDH adalah STM-1, yaitu 155.52 Mb/s,
yang mengandung rate informasi sebesar 149.76 Mb/s, yaitu sebesar STM-1 dikurangi overhead.

Informasi dengan rate lebih kecil bisa dipetakan ke VT (virtual tributary) dari SDH, yang setara
dengan sinyal E1, hingga E3.




13

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

8. VPN dengan MPLS
Salah satu feature MPLS adalah kemampuan membentuk tunnel atau virtual circuit yang melintasi
networknya. Kemampuan ini membuat MPLS berfungsi sebagai platform alami untuk membangun
virtual private network (VPN).

VPN yang dibangun dengan MPLS sangat berbeda dengan VPN yang hanya dibangun berdasarkan
teknologi IP, yang hanya memanfaatkan enkripsi data. VPN dpada MPLS lebih mirip dengan virtual
circuit dari FR atau ATM, yang dibangun dengan membentuk isolasi trafik. Trafik benar-benar
dipisah dan tidak dapat dibocorkan ke luar lingkup VPN yang didefinisikan.

Lapisan pengamanan tambahan seperti IPSec dapat diaplikasikan untuk data security, jika diperlukan.
Namun tanpa metode semacam IPSec pun, VPN dengan MPLS dapat digunakan dengan baik.


8.1. Feature bagi Customer
Di dalam VPN, customer dapat membentuk hubungan antar lokasi. Konektivitas dapat terbentuk dari
titik mana pun ke titik mana pun (banyak arah sekaligus), tanpa harus melewati semacam titik pusat,
dan tanpa harus menyusun serangkaian link dua arah. Ini dapat digunakan sebagai platform intranet
yang secara efisien melandasi jaringan IP sebuah perusahaan. Ini juga dapat digunakan sebagai
extranet yang menghubungkan perusahaan-perusahaan yang terikat perjanjian.

Mekanisme pembentukan VPN telah tercakup dalam konfigurasi MPLS, sehingga tidak diperlukan
perangkat tambahan di site customer. Bahkan, jika diinginkan, konfigurasi VPN sendiri dapat
dilakukan dari site provider.


8.2. Mekanisme VPN
Ada beberapa rancangan yang telah diajukan untuk membentuk VPN berbasis IP dengan MPLS.
Belum ada satu pun yang dijadikan bakuan. Namun ada dua rancangan yang secara umum lebih sering
diacu, yaitu MPLS-VPN dengan BGP, dan explicitly routed VPN. MPLS-VPN dengan BGP saat ini
lebih didukung karena alternatif lain umumnya bersifat propriertary dan belum menemukan bentuk
final.

Panduan implementasi MPLS-VPN dengan BGP adalah RFC-2547. BGP mendistribusikan informasi
tentang VPN hanya ke router dalam VPN yang sama, sehingga terjadi pemisahan trafik. E-LSR dari
provider berfungsi sebagai provider-edge router (PE) yang terhubung ke customer-edge router (CE).
PE mempelajari alamat IP dan membentuk sesi BGP untuk berbagi info ke PE lain yang terdefinisikan
dalam VPN. BGP untuk MPLS berbeda dengan BGP untuk paket IP biasa, karena memiliki ekstensi
multi-protokol seperti yang didefinisikan dalam RFC-2283.


9. Next Generation Network
9.1. Konsep NGN
NGN dirancang untuk memenuhi kebutuhan infrastruktur infokom abad ke 21. Jaringan tidak lagi
diharapkan bersifat TDM, melainkan sudah dalam bentuk paket-paket yang efisien, namun dengan
QoS terjaga. NGN harus mampu mengelola dan membawa berbagai macam trafik sesuai kebutuhan
customer yang terus berkembang.
14

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com


NGN disusun dalam blok-blok kerja yang terbuka, dan bersifat open system, seperti gambar di bawah.
Setiap blok memiliki pengembangan yang terbuka lebar, namun harus selalu dapat dikomunikasikan
dengan pengembangan blok-blok lainnya.


SERVICES AND
APPLICATIONS
NETWORK CONTROL AND
MANAGEMENT SIGNALLING
TRANSPORT



Pada blok “Services and Application”, saat ini tengah dikembangkan penggunaan standar JAIN dan
OSA/Parlay. Untuk “Control and Signalling”, terdapat beberapa standar yang disepakati ITU dan IETF.
Signalling untuk multimedia dapat menggunakan suite H.323 yang distandarkan ITU, atau SIP yang
distandarkan IETF. Sedangkan untuk control, baik ITU dan IETF telah bersepakat menggunakan
standar bersama yang disebut H.248 oleh ITU atau MEGACO oleh IETF.

Level “Transport” harus dioptimasi sesuai jenis trafik yang akan dilewatkan. Untuk jenis trafik yang
beraneka ragam namun menuntut QoS yang terpelihara, teknologi MPLS adalah pilihan terbaik. Untuk
network yang spesifik mengangkut jenis trafik tertentu, teknologi lain dapat disiapkan.

Konsep NGN yang lengkap meliputi juga teknologi yang tak mungkin diabaikan, yaitu teknologi
wireless, baik untuk perangkat diam, bergerak lambat, maupun bergerak cepat, dengan berbagai rate
data yang dibutuhkan.


9.2. Softswitch
Teknologi switching, yang masih berfokus pada data yang bersifat TDM, harus mulai mengikuti
paradigma network yang bersifat broadband. Pada perkembangan teknologi sebelumnya, telah
dilakukan pemisahan kanal data dengan signalling. Pemisahan ini, seperti pada CCS#7, bukan saja
memberikan efisiensi network yang lebih baik, namun juga telah memungkinkan pembentukan IN
dengan berbagai layanannya.

Trend ini dipertahankan dan dikembangkan dalam teknologi switching broadband. Data multimedia
dipaketkan dalam paket RTP dalam suite IP, dan ditransferkan antar media gateway (MG). Signalling
memiliki signalling gateway (SG) tersendiri. Signalling untuk multimedia dapat menggunakan suite
H.323 yang distandarkan ITU, atau SIP yang distandarkan IETF.

Sistem switching yang besar dapat digantikan oleh softswitch, yaitu sistem switching dalam ujud fisik
kecil, namun dengan kekuatan software yang mengendalikan MG-MG berdasar informasi dari SG-SG.
Pengendalian oleh softswitch telah distandarkan bersama dengan protocol MEGACO (atau H.248).
15

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

Implementasi softswitch diharapkan mengakhiri era VoIP transisi, dan membentuk sistem network
infokom yang terpadu, lebih baik, dan efisien biaya.


9.3. 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
(?) digunakan sebagai label. Standar yang digunalan disebut MP?S. Namun, mempertimbangkan
bahwa sebagian besar jaringan optik masih memakai SDH, bukan hanya DWDM, maka MP?S
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.


IP
ATM IP / MPLS
IP / GMPLS
SDH SDH IP / GMPLS
SDH (CORE)
DWDM / DWDM /
DWDM DWDM
SWITCH OPTIK SWITCH OPTIK
W A K T U



10. Daftar Singkatan
AAL = ATM Adaptation Layer
ATM = Asynchronous Transfer Mode
BGP = Border Gateway Protocol
CE = Customer Edge
CR = Constraint-Based Routing
DiffServ = Differentiated Service
DSCP = DiffServ Code Point
DWDM = Dense Wavelength Division Multiplexing
FEC = Forwarding-Equivalence Class
FR = Frame Relay
GMPLS = Generalized Multi Protocol Label Switching
HDLC = High-Level Data-Link Control
IETF = Internet Engineering Task Force
IntServ = Integrated Service
IP = Internet Protocol
16

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com

LDP = Label Distribution Protocol
LSP = Label-Switched Path
LSR = Label-Switched Router
MEGACO = Media Gateway Controller
MPLS = Multi Protocol Label Switching
MP?S = Multi Protocol Lambda (Wavelength) Switching
NGN = Next Generation Network
OXC = Optical Cross Connect
PE = Provider Edge
POS = Packet over SONET, Packet over SDH
PPP = Point to Point Protocol
PVC = Permanent VC
QoS = Quality of Service
RFC = Request for Comments
RSVP = Resource Reservation Protocol
RTP = Real-Time Transfer Protocol
SDH = Synchronous Digital Hierarchy
SIP = Session Initiation Protocol
SPE = Synchronous Payload Envelope
TCP = Transmission Control Protocol
TDM = Time Division Multiplexing
TE = Traffic Engineering
TTL = Time to Live
UDP = User Datagram Protocol
VC = Virtual Circuit (ATM), Virtual Container (SDH)
VPN = Virtual Private Network
VT = Virtual Tributary


11. Referensi
11.1. Buku, Paper, Standar Awduche E et.al. (1999a). Requirements for Traffic Engineering over MPLS. RFC-2702.
Internet Society. Gray EW (2001). MPLS: Implementing The Technology. Boston, Addison-Wesley. Hall EA (2000). Internet Core Protocols: The Definitive Guide. Sebastopol, O’Reilly. Rosen E and Rekhter Y (1999). BGP/MPLS VPNs. RFC-2547. Internet Society. Rosen E et.al. (2001). Multiprotocol Label Switching Architecture. RFC-3031. Internet
Society. Wang Z (2001). Internet QoS: Architectures and Mechanisms for Quality of Service. San
Francisco, Morgan-Kaufmann. Xiao X (2000). Providing Quality of Service in the Internet. PhD Dissertation. Michigan,
Michigan State University.

11.2. Artikel di Jurnal dan Majalah Allen D (2001) How Will Multiprotocol Lambda Switching Change Optical Networks?
Network Magazine, May 2001, pp 70-74. Awduche D (1999b). MPLS and Traffic Engineering in IP Networks. IEEE Communications
Magazine, December 1999, pp 42-47. Bernet Y (2000). The Complementary Roles of RSVP and Differentiated Services in the
Full-Service QoS Network. IEEE Communications Magazine, February 2000, pp 154-162.
17

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com
Copyright © 2003 IlmuKomputer.Com
Courtney R (2001). IP QoS: Tracking the Different Level. Telecommunications Magazine,
January 2001, pp 58-60. Dovrolis C and Ramanathan P (1999). A Case for Relative Differentiated Services and the
Proportional Differentiation Model. IEEE Network, September/October 1999, pp 26-34. Dutta-Roy A (2000). The Cost of Quality in Internet-style Networks. IEEE Spectrum,
September 2000. Hay R (2000). Comparing POS and ATM Interfaces. IEEE Computer, August 2000, pp
102-106. Lawrence J (2001). Designing Multiprotocol Label Switching Networks. IEEE
Communications Magazine, July 2001, pp 134-142. Manchester J et.al. (1998). IP over SONET. IEEE Communications Magazine, May 1998, pp
136-142. Mathy L et.al. (2000). The Internet: A Global Telecommunications Solution? IEEE Network,
July/August 2000, pp 46-57 Viswanathan A et.al. (1998). Evolution of Multiprotocol Label Switching. IEEE
Communications Magazine, May 1998, pp 165-172. White P (1997). RSVP and Integrated Service in the Internet: A Tutorial. IEEE
Communications Magazine, May 1997, pp 100-106.


12. Biografi Penulis
Kuncoro Wastuwibowo. Lahir di Bandung pada 19 Juni 1970. Lulus dari Universitas Brawijaya
tahun 1993 (Ir, teknik elektro), dan dari Coventry University tahun 2001 (MSc, teknologi
telekomunikasi, atas beasiswa Chevening Award). Anggota IEEE (Communications Society dan
Computer Society), IECI, ISOC, dan ACCU. Saat ini bekerja di Telkom Divisi Regional III sebagai
Analis Pengembangan Teknologi (sejak tahun 2003), setelah sebelumnya menjadi Spesialis
Rekayasa Network (1996) dan Spesialis Internet (2002) serta sempat memberikan pelatihan2 di
Divisi Pelatihan Telkom. Memperoleh penghargaan prestasi Telkom dari Menteri Perhubungan di
tahun 1999. Merancang program dalam bahasa C dan kemudian C++ sebagai alat bantu bekerja. Menulis artikel-artikel
pemrograman di Mikrodata dan Jawa Pos selama masih kuliah.

Informasi lebih lanjut dapat diperoleh melalui:
Web: http://kun.co.ro
Mail: mail@kun.co.ro

Versi 1.0


18