Multiprotocol Label Switching (MPLS)

Sudah lama juga neh gag nulis di blog ini, setelah setting nama baru (scubyx.blogspot.com), sekalian ane tadi pagi dapet bacaan menarik, awalnya baca-baca tentang juniper (saingannya cisco). Terus nemu salah satu protocol / teknik yaitu Multiprotocol Label Switch :D

Ya sekalian ane juga masih belajar, jadi kalo ada yang salah, ya..namanya juga masih belajar, tapi ane usahakan baca yang bener, biar semua bisa tahu.

Menurut wikipedia indonesia, MPLS adalah

              “Multiprotocol Label Switching (disingkat menjadi MPLS) adalah teknologi penyampaian paket pada jaringan backbone berkecepatan tinggi. Asas kerjanya menggabungkan beberapa kelebihan dari sistem komunikasi circuit-switched dan packet-switched yang melahirkan teknologi yang lebih baik dari keduanya. Sebelumnya, paket-paket diteruskan dengan protokol routing seperti OSPF, IS-IS, BGP, atau EGP Protokol routing berada pada lapisan network (ketiga) dalam sistem OSI, sedangkan MPLS berada di antara lapisan kedua dan ketiga.”

Jadi MPLS itu dapat di bilang menggabungkan kecepatan switching di layer 2 dengan kemampuan routing di layer 3. Caranya dengan menyelipkan label antara header layer 2 dan layer 3 pada paket yang di teruskan.

Cisco IOS pun mengembangkan teknik ini, menurut cisco

               “Multiprotocol Label Switching (MPLS) enables Enterprises and Service Providers to build next-generation intelligent networks that deliver a wide variety of advanced, value-added services over a single infrastructure.”

Menurut cisco, solusi ekonomis ini dapat di integrasikan dengan infrastruktur yang sudah ada, seperti IP, frame relay, ATM, atau ethernet. Dan pelanggan dengan access ling yang berbeda pun dapat di integrasikan dengan MPLS tanpa mengubah enviroment mereka saat ini, karena MPLS bersifat indipenden access technology.

Sebagai tambahan, setelah mempunyai availability tinggi, dan performa yang konsisten, security dengan cepat  menjadi perhatian utama pada jaringan Multiprotocol Label Switching (MPLS), karena MPLS telah berevolusi menjadi unified core network protocol untuk network service  layer 2 dan layer 3.

Security MPLS mempunyai kemampuan untuk melindungi dari serangan denial of service (DOS) dan unauthorized network access mencakup control dan data plane protection capabilities. Service Providers and Enterprises dapat memanfaatkan kemampuan ini untuk menimplementasikan  dengan kuat dan mengamankan jaringan MPLS, memaximalkan network reliability dan meminimalkan dampak negatif dari  serangan jaringan MPLS.

Jadi MPLS adalah suatu metode forwarding yang merupakan peningkatan teknik forwarding pada koneksi tradisional di dalam perpindahan data paket yang besar. MPLS packets forwarding memiliki tingkat keefisienan yang tinggi yaitu dengan meneruskan data melalui suatu jaringan dengan menggunakan informasi dalam label yang dilekatkan pada paket IP. MPLS menggabungkan teknologi switching layer-2 dengan teknologi routing layer-3. MPLS menyederhanakan routing paket dan mengoptimalkan pemilihan jalur (path) yang melalui core network.

 

MPLS di sebut Multiprotocol karena teknik ini mampu digunakan untuk lebih dari sekedar network layer protocol. Menurut kerangka dokumen Internet Engineering Task Force(IETF) MPLS sebagai teknologi dasar label swaping diharapkan menjadi solusi peningkatan network layer routing untuk meningkatkan performansi jaringan. Skalabilitas MPLS untuk network layer menyediakan fleksibilitas yang lebih baik dalam layanan pengiriman paket data. 

MPLS juga memungkinkan untuk menjadi metode baru yang dapat ditambahkan dalam teknik forwarding jaringan tanpa mengubah paradigma forwarding yang sudah ada. teknik forwarding tradisional adalah IP menghantarkan paket dengan memeriksa alamat tujuan di header. Jika alamat tujuan masih merupakan bagian dalam sebuah jaringan, paket akan diantarkan langsung kehost tujuan. Jika alamat tujuan bukan merupakan bagian internal jaringan, paket akan dikirimkan ke jaringan lain dengan mekanisme routing, di mana perangkat untuk memilih, menerima, dan mengirim paket IP antar jaringan ini disebut router. 

Lalu IP melakukan pemilihan routing pada setiap paket. Tidak ada pertukaran informasi control (handsake) untuk membentuk hubungan dari ujung ke ujung sebelum transmisi data. Karenanya, IP disebut protokol dengan koneksi connectionless. Dalam proses Routing IP, tidak terdapat mekanisme pemeliharaan Quality of Service (QoS), namun dengan digunakannya IP sebagai infrastruktur informasi global, mulai digagas berbagai cara untuk mewujudkan jaringan IP dengan QoS.

Arsitektur MPLS

MPLS didefinisikan untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Arsitektur MPLS dirancang guna memenuhi karakteristik-karakteristik yang diharuskan dalam sebuah jaringan kelascarrier (pembawa) berskala besar. 

IETF membentuk kelompok kerja dengan Tujuan untuk menstandarkan protokol-protokol yang menggunakan teknik pengiriman label swapping(pertukaran label).

Penggunaan label swapping ini memiliki banyak keuntungan. Ia dapat memisahkan masalah routing dari masukan forwarding. Routing merupakan masalah jaringan global yang membutuhkan kerjasama dari semua router sebagai partisipan. Sedangkan forwarding (pengiriman) merupakan masalah setempat. Router switch mengambil keputusannya sendiri tentang jalur mana yang akan diambil. MPLS juga memiliki kelebihan yang mampu memperkenalkan kembali connection stack ke dalam dataflow IP.

Komponen MPLS

- Label Switched Path (LSP) 

Merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaian LSR dimana paket diteruskan oleh label swapping dari satu MPLS node ke MPLS node yang lain. MPLS menyediakan dua cara untuk menetapkan LSP yaitu.

o   Hop-by-hop routing, cara ini membebaskan masing-masing LSR menetukan node selanjutnya untuk mengirimkan paket. Cara ini mirip seperti Open Shortest Path First (OSPF) dan Routing Information Protocol (RIP) dalam IP routing.

o   Explisit routing, dalam metode ini LSP akan ditetapkan oleh LSR pertama yang dilalui aliran paket.

            - Label Switching Router

Merupakan router dalam MPLS yang berperan dalam menetapkan LSP dengan menggunakan teknik label swapping dengan kecepatan yang telah ditetapkan.

·         - MPLS Edge Node atau Label Edge Router (LER)

Merupakan router MPLS yang menghubungkan sebuah MPLS domain dengan node yang berada di luar MPLS domain.

·         - MPLS Ingress Node

MPLS node yang mengatur trafik saat memasuki MPLS domain.

·        -  MPLS Egress Node

MPLS node yang mengatur trafik saat akan meninggalkan MPLS domain.

·         - MPLS Label

Merupakan deretan bit informasi yang ditambahkan pada header suatu paket data dalam MPLS. Label MPLS atau yang disebut juga MPLS header ini terletak di antara header layer 2 danheader layer 3.

·         - MPLS Node

Node yang menjalankan MPLS. MPLS node ini sebagai control protocol yang akan meneruskan paket berdasarkan label. Dalam hal ini MPLS node merupakan sebuah router.

·        -  Forward Equivalance Class (FEC)

Merupakan representasi dari beberapa paket data yang diklasifikasikan berdasarkan kebutuhanresource yang sama di dalam proses pertukaran data.

·         - Label Distribution Path (LDP)

Merupakan protokol yang berfungsi untuk mendistribusikan informasi yang ada pada label ke setiap LSR pada MPLS. Protokol ini digunakan untuk memetakan FEC ke dalam label untuk selanjutnya akan dipakai untuk menentukan LSP. LDP message dapat dikelompokan menjadi.

• Discovery Messages, yaitu pesan yang memberitahukan dan memelihara hubungan dengan LSR yang baru tersambung ke MPLS.
• Session Messages, yaitu pesan untuk membangun, memelihara dan mengakhiri sesi antara titik LDP.
• Advertisement Messages, yaitu pesan untuk membuat, mengubah dan menghapus pemetaan label pada MPLS.
• Notification Messages, yaitu pesan yang menyediakan informasi bantuan dan sinyal informasi jika terjadi error.

MPLS Label 

Berbeda dengan ATM yang memecah paket-paket IP, MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket IP dengan menempelkan header MPLS pada suatu paket.

Header MPLS terdiri atas 32 bit data, termasuk 20 bit label, 2 bit eksperimen, 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. 

Berikut pemetaan MPLS header packet.

Berikut rincian format header MPLS dia atas.

Label Value (LABEL)

Merupakan field yang terdiri dari 20 bit yang merupakan nilai dari label tersebut.

Experimental Use (EXP)

Secara teknis field ini digunakan untuk keperluan eksperimen. Field ini dapat digunakan untuk menangani indikator QoS atau dapat juga merupakan hasil salinan dari bit-bit IP Precedence pada paket IP.

Bottom of Stack (STACK)

Pada sebuah paket memungkinkan menggunakan lebih dari satu label. Field ini digunakan untuk mengetahui label stack yang paling bawah. Label yang paling bawah dalam stack memiliki nilai bit 1 sedangkan yang lain diberi nilai bit 0. Hal ini sangat diperlukan pada proses label stacking.

Time to Live (TTL)

Field ini biasanya merupakan hasil salinan dari IP TTL header. Nilai bit TTL akan berkurang 1 setiap paket melewati hop untuk menghindari terjadinya packet storms.

Dalam proses pembuatan label ada beberapa metode yang dapat digunakan, yaitu.

dengan Metode berdasarkan topologi jaringan, yaitu dengan menggunakan protokol IP-routing seperti Open Shortest Path First (OSPF).

Metode berdasarkan resource suatu paket data, yaitu dengan menggunakan protokol yang dapat mengontrol trafik suatu jaringan seperti Resource Reservation Protocol (RSVP).

Metode berdasarkan besar trafik pada suatu jaringan, yaitu dengan menggunakan metode penerimaan paket dalam menentukan tugas dan distribusi suatu label. Setiap LSR memiliki tabel yang disebut label-switching 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 menunjukan apakah suatu header sudah terletak di dasar tumpukanheader MPLS itu.

Keunggulan MPLS

Karena bisa dibangun di atas jaringan Internet, jaringan ini sangat menarik bagi banyak penyedia jasa Internet (Internet service provider/ISP). Mereka dapat menawarkan banyak pilihan dalam membangun struktur jaringan dan aplikasi layanan.

keunggulan MPLS  karena ditempatkan di jaringan inti penyedia jasa. Dari sini QoS, penataan lalu lintas dan penggunaan bandwidth dapat dikendalikan sepenuhnya. arsitektur MPLS menggunakan label untuk membedakan klien yang satu dengan klien yang lainnya. Di atas jaringan yang sama, titik yang memiliki label yang sama terhubung dan menjadi satu VPN, sehingga tidak perlu lagi menciptakan lorong antartitik.

MPLS memiliki tingkat keamanan yang sangat baik, tidak kalah dari keamanan pada jaringan frame relay maupun ATM. Bagi pelanggan yang sangat mengutamakan keamanan, di perbankan misalnya, tingkat keamanan MPLS ini malah masih dapat ditingkatkan lagi 

Dilihat dari sisi penyedia jasa, MPLS merupakan solusi yang baik karena fleksibel dan skalabel. Fleksibel karena seluruh pelanggan dapat menggunakan perangkat dan konfigurasi perangkat lunak yang sejenis untuk bermacam-macam jenis layanan premium seperti VoIP, Internet, Intranet, extranet, dan VPN-dial. Semua layanan dapat diaktifkan hanya dengan perubahan parameter di konfigurasi perangkat lunaknya.

Ia skalabel karena perangkat yang ada di sisi pelanggan hanya perlu melakukan peering ke perangkat akses di sisi penyedia jasa. Klien tidak perlu melakukan site-to-site peering meskipun ada penambahan atau pengurangan jumlah site pada VPN pelanggan tadi. Semua penambahan dan pengurangan site VPN akan dideteksi secara otomatis oleh perangkat akses MPLS yang terdekat dan akan disebarluaskan ke member VPN yang lain.

Layanan VPN berbasiskan MPLS mulai populer di banyak negara termasuk Eropa, Asia, dan Amerika. Di Indonesia sendiri sudah ada beberapa penyedia jasa yang berencana untuk menjual layanan VPN berbasis MPLS ini.

PT Telkom merupakan salah satu operator yang sudah melakukan instalasi perangkat dan merencanakan akan menjual layanan ini. Backbone MPLS Telkom nantinya akan tersedia di semua divisi regional PT Telkom dan Divre-divre tersebut saling dihubungkan dengan jaringan E1 dan STM-1.