The Network LayerThe Network Layer

Chapter 5Chapter 5

Network Layer Design IsuesNetwork Layer Design Isues

• Packet Switching Store-and-ForwardPacket Switching Store-and-Forward• Penyediaan Layanan ke Transport LayerPenyediaan Layanan ke Transport Layer• Implementasi layanan ConnectionlessImplementasi layanan Connectionless• Implementasi layanan Connection-Implementasi layanan Connection-

OrientedOriented• Perbandingan Virtual-Circuit dan Perbandingan Virtual-Circuit dan

Datagram SubnetsDatagram Subnets

LAPISAN JARINGANLAPISAN JARINGAN

Fungsi :Fungsi : Mengambil paket dari sumber dan Mengambil paket dari sumber dan

mengirimkannya ketujuan. Harus tepat mengirimkannya ketujuan. Harus tepat dan keadaan baik.dan keadaan baik.

Memberikan layanan kepada transport Memberikan layanan kepada transport layerlayer– routingrouting– congestion controlcongestion control– internetworking internetworking

Masalah-masalah pada rancangan Masalah-masalah pada rancangan

lapisan jaringanlapisan jaringan

Layanan-layanan bagi transport layerLayanan-layanan bagi transport layer

InterfaceInterface

– network layer / transport layernetwork layer / transport layer– seperti carrier dan pelangganseperti carrier dan pelanggan– merupakan batas subnetmerupakan batas subnet

Rancangan sesuai dengan tujuanRancangan sesuai dengan tujuan

– layanan harus independent terhadap subnetlayanan harus independent terhadap subnet– transport layer dibatasi jumlah, jenis dan transport layer dibatasi jumlah, jenis dan

topologi subnet yang adatopologi subnet yang ada– alamat jaringan menggunakan penomoran alamat jaringan menggunakan penomoran

yang uniformyang uniform

Network Layer (subnet) dan Transport Layer Network Layer (subnet) dan Transport Layer (host) merupakan service yang dilakukan (host) merupakan service yang dilakukan network layer ~ dilakukan subnet.network layer ~ dilakukan subnet.

Internal Organization of the NLInternal Organization of the NL

22 filosofi yang dipakai adalah filosofi yang dipakai adalah Connection OrientedConnection Oriented dandan Connection LessConnection Less. .

Dalam hal operasi internal dari subnetDalam hal operasi internal dari subnet

- - Connection OrientedConnection Oriented disebut virtual circuit disebut virtual circuit

(analogy dengan telepon)(analogy dengan telepon)

- - Connection LessConnection Less. . disebut datagram disebut datagram

(analogy dengan telegram). (analogy dengan telegram).

Store-and-Forward Packet SwitchingStore-and-Forward Packet Switching

The environment of the network layer The environment of the network layer protocols.protocols. fig 5-1

Implementation of Connectionless Implementation of Connectionless ServiceService

Routing within a diagram subnet.Routing within a diagram subnet.

Implementation of Connection-Oriented Implementation of Connection-Oriented ServiceService

Routing within a virtual-circuit subnet.Routing within a virtual-circuit subnet.

Comparison of Virtual-Circuit and Comparison of Virtual-Circuit and Datagram SubnetsDatagram Subnets

5-4

Routing AlgorithmsRouting Algorithms• The Optimality PrincipleThe Optimality Principle• Shortest Path RoutingShortest Path Routing• FloodingFlooding• Distance Vector RoutingDistance Vector Routing• Link State RoutingLink State Routing• Hierarchical RoutingHierarchical Routing• Broadcast RoutingBroadcast Routing• Multicast RoutingMulticast Routing• Routing for Mobile HostsRouting for Mobile Hosts• Routing in Ad Hoc NetworksRouting in Ad Hoc Networks

Algoritma RoutingAlgoritma Routing

merupakan perangkat lunak network merupakan perangkat lunak network layer layer

menentukan keluaran dari paket yang menentukan keluaran dari paket yang masuk yang harus ditransmisikanmasuk yang harus ditransmisikan

pada datagram keputusan dibuat pada pada datagram keputusan dibuat pada setiap node setiap ada paket yang datangsetiap node setiap ada paket yang datang

pada virtual circuit keputusan dibuat pada virtual circuit keputusan dibuat hanya pada saat VC diset-uphanya pada saat VC diset-up

– Paket data hanya mengikuti route yang Paket data hanya mengikuti route yang telah ditentukantelah ditentukan

– biasa disebut session routing, sebab biasa disebut session routing, sebab suatu jalur tidak berubah selama satu suatu jalur tidak berubah selama satu sessionsession

Sifat-sifat yang diinginkan algoritma routing :Sifat-sifat yang diinginkan algoritma routing :

o o ketepatan ketepatan o Keadilano Keadilano o KesederhanaanKesederhanaan o Optimalitas o Optimalitaso o KetangguhanKetangguhano o stabilitasstabilitas

Routing Algorithms (2)Routing Algorithms (2)

Conflict between fairness and Conflict between fairness and optimality.optimality.

Prinsip OptimalitasPrinsip Optimalitas

Dapat dibuat pernyataan tentang route Dapat dibuat pernyataan tentang route optimal tanpa mempertimbangkan optimal tanpa mempertimbangkan topologi dan trafik jaringan.topologi dan trafik jaringan.

Prinsip ini dinyatakan sebagai berikut :Prinsip ini dinyatakan sebagai berikut : Bila router J berada pada lintasan Bila router J berada pada lintasan optimal dari router I ke router K, maka optimal dari router I ke router K, maka lintasan optimal dari J ke K juga berada lintasan optimal dari J ke K juga berada pada sepanjang route yang pada sepanjang route yang sama sama

(a)(a) A subnet. A subnet. (b)(b) A sink tree for router B. A sink tree for router B.

Route I ke J : rRoute I ke J : r11

Route sisanya : rRoute sisanya : r22

Bila route J ke K lebih baik dari rBila route J ke K lebih baik dari r22

digabung dengan rdigabung dengan r11

untuk meningkatkan route I ke Kuntuk meningkatkan route I ke K berlawanan dari pernyataan bahwa berlawanan dari pernyataan bahwa

rr1 1 rr22 optimal. optimal.

Akibat prinsip optimalitasAkibat prinsip optimalitas

diagram pohon diagram pohon sink tree (gb.b) sink tree (gb.b) merupakan route optimal keseluruh merupakan route optimal keseluruh

tujuantujuan jumlah hop jumlah hop ukuran jarak ukuran jarak sebuah sink tree sebuah sink tree tidak perlu unik, tidak perlu unik,

boleh memiliki panjang lintasan boleh memiliki panjang lintasan yang samayang sama

Salah satu algoritma untuk Salah satu algoritma untuk menghitung“shortest path” menghitung“shortest path”

Algoritma Dijkstra Algoritma Dijkstra – setiap mode diberi labelsetiap mode diberi label– bila belum ada path yang diketahui bila belum ada path yang diketahui

diberi lambang ~diberi lambang ~– kalau diketemukan jalur kalau diketemukan jalur akan diubah akan diubah– label dapat tentative (awal) atau label dapat tentative (awal) atau

permanenpermanen

Shortest Path RoutingShortest Path Routing5 Step yang digunakan ubtuk menghitung jarak 5 Step yang digunakan ubtuk menghitung jarak

terpendek dari A ke D terpendek dari A ke D Panah Panah working node.working node.

FloodingFlooding pemilihan routing tidak tergantung pemilihan routing tidak tergantung

pada delay dan topologi jaringanpada delay dan topologi jaringan node yang bukan tujuan mengcopy node yang bukan tujuan mengcopy

paket yang diterima sesuai dengan paket yang diterima sesuai dengan keluaran tersebut (selain node keluaran tersebut (selain node pengirim) kemudian paket dikirim ke pengirim) kemudian paket dikirim ke node yang lain selain node asalnode yang lain selain node asal

node tidak akan mengulang paket node tidak akan mengulang paket yang pernah diterimanya yang pernah diterimanya akan akan dibuang dibuang

1

2 3

4

56

Contoh : dari node 1 ke node 4

Distance Vector RoutingDistance Vector Routing

o Suatu algoritma dinamik sebagai Link Suatu algoritma dinamik sebagai Link State RoutingState Routing

o Beroperasi dengan menggunakan Beroperasi dengan menggunakan router yang dilengkapi dengan tabel router yang dilengkapi dengan tabel

o Up-dated dilakukan dengan bertukar Up-dated dilakukan dengan bertukar informasi dengan tetanggainformasi dengan tetangga

(a)(a) A subnet. A subnet. (b) (b) Input dari A, I, H, K, Input dari A, I, H, K, tabel routing baru untuk J. tabel routing baru untuk J.

LINK STATE ROUTINGLINK STATE ROUTING

Dasar-nyaDasar-nya TeTemukan tetangganya mukan tetangganya pelajari alamat-pelajari alamat-

alamat jaringannyaalamat jaringannya UUkur delay / biaya ke masing-masing node kur delay / biaya ke masing-masing node

tetangganyatetangganya membuat paket membuat paket bahwa semua telah bahwa semua telah

dipelajaridipelajari KKirimkan paket kesemua routeririmkan paket kesemua router HHitung lintasan terpendek kesetiap router itung lintasan terpendek kesetiap router

yang lainyang lain

Learning about the NeighborsLearning about the Neighbors

(a)(a) Nine routers and a LAN. Nine routers and a LAN. (b)(b) A graph model of A graph model of (a).(a).

Measuring Line CostMeasuring Line Cost

A subnet in which the East and West A subnet in which the East and West parts are connected by two lines.parts are connected by two lines.

Building Link State PacketsBuilding Link State Packets

(a) A subnet. (b) The link state packets (a) A subnet. (b) The link state packets for this subnet.for this subnet.

Distributing the Link State Distributing the Link State PacketsPackets

The packet buffer for router B in the The packet buffer for router B in the previous slide (Fig. 5-13).previous slide (Fig. 5-13).

Hierarchical RoutingHierarchical Routing

o At certain point the network grow to the pointAt certain point the network grow to the pointo No longer feasible for every router to have an entry for No longer feasible for every router to have an entry for

every other routerevery other router

hierarchically as telephone networkhierarchically as telephone network

the router are divided into regionsthe router are divided into regions

knowing all the detail about its own knowing all the detail about its own

region, not know the internal structure of region, not know the internal structure of

other regionother region

Hierarchical RoutingHierarchical Routing

Broadcast RoutingBroadcast Routing

Reverse path forwarding. (a) A subnet. (b) a Sink tree. (c) The tree built by reverse path forwarding.

Multicast RoutingMulticast Routing

(a) A network. (b) A spanning tree for the leftmost router. (c) A multicast tree for group 1. (d) A multicast tree for group 2.

Route DiscoveryRoute Discovery

Ad Hoc network dapat dinyatakan dalam grafik Ad Hoc network dapat dinyatakan dalam grafik dari beberapa host dan routers. dari beberapa host dan routers.

2 node berkomunikasi dinyatakan oleh ‘Arc’ 2 node berkomunikasi dinyatakan oleh ‘Arc’ dengan menggunakan radio. Bila A lebih kuat dengan menggunakan radio. Bila A lebih kuat maka A dpt berhubungan dengan B tapi belum maka A dpt berhubungan dengan B tapi belum tentu B dapat berhubungan dengan A.tentu B dapat berhubungan dengan A.

Dianggap semua hubungan semitris.Dianggap semua hubungan semitris. Walau dalam radio range belum tentu 2 node Walau dalam radio range belum tentu 2 node

dapat berhubungan – ada penghalangdapat berhubungan – ada penghalang Contoh dibawah: AODV Algoritma, dari A Contoh dibawah: AODV Algoritma, dari A

menuju ke I, namun karena ditabel tidak ada, menuju ke I, namun karena ditabel tidak ada, maka A harus mencari dan menemukan route maka A harus mencari dan menemukan route ke Ike I

Setiap node akan mengurusi tabel, mengenai Setiap node akan mengurusi tabel, mengenai tujuan,tetangga, termasuk tetangga mana yang tujuan,tetangga, termasuk tetangga mana yang sedang mencari route ke tujuannya dllsedang mencari route ke tujuannya dll

Route DiscoveryRoute Discovery

(a)(a) Range of A's broadcast. Range of A's broadcast. (b)(b) After B and D have received A's broadcast. After B and D have received A's broadcast. (c)(c) After C, F, and G have received A's broadcast. After C, F, and G have received A's broadcast. (d)(d) After E, H, and I have received A's broadcast. After E, H, and I have received A's broadcast.

Shaded nodes are new recipients. Arrows show Shaded nodes are new recipients. Arrows show possible reverse routes.possible reverse routes.

Route Discovery (2)Route Discovery (2)

• Untuk mencari IUntuk mencari I• A membuat Route Request paket dan broadcast A membuat Route Request paket dan broadcast

kesemua node.kesemua node.• Paket mencapai B dan D dan bisa berkomunikasi dengan Paket mencapai B dan D dan bisa berkomunikasi dengan

AA• F tidak ada ‘arc’ ke A, maka F tidak bisa menerima F tidak ada ‘arc’ ke A, maka F tidak bisa menerima

sinyal radio dari Asinyal radio dari A

Format of a ROUTE REQUEST packet.Format of a ROUTE REQUEST packet.

Bila RReq paket sampai ke node (mis B Bila RReq paket sampai ke node (mis B dan D) maka step2-nya adalah sbb:dan D) maka step2-nya adalah sbb:

Source add, Req ID melihat tabel Source add, Req ID melihat tabel terdahulu, bila sdh pernah diproses terdahulu, bila sdh pernah diproses dibuang, selesai. Bila belum diproses dibuang, selesai. Bila belum diproses dilanjutkandilanjutkan

Receiver akan melihat tujuan pada tabel Receiver akan melihat tujuan pada tabel route route bila ‘fresh’ cocok bila ‘fresh’ cocok RRep paket RRep paket dikirim kembali dan ditunjukkan dikirim kembali dan ditunjukkan bagaimana mencapai tujuan. Bila tidak bagaimana mencapai tujuan. Bila tidak cocok cocok proses berikut. proses berikut.

Bila’fresh’ tidak diketahui hop count Bila’fresh’ tidak diketahui hop count dinaikkan dinaikkan rebroadcast paket RReqrebroadcast paket RReq

Untuk merespon incoming Req, I Untuk merespon incoming Req, I mengirim paket RRep.Field SA,DA,HC mengirim paket RRep.Field SA,DA,HC dicopy dari paket RReq tapi no urut dicopy dari paket RReq tapi no urut tujuan diambil dari memori counter. HC tujuan diambil dari memori counter. HC set ke-0. Life time field dipakai untuk set ke-0. Life time field dipakai untuk mengontrol lama nya route ‘valid’mengontrol lama nya route ‘valid’

Paket RRep dikirim ke asal paket RReq Paket RRep dikirim ke asal paket RReq (G) secara unicast kemudian mengikuti (G) secara unicast kemudian mengikuti rute arah balik ke D kemudian ke Arute arah balik ke D kemudian ke A

Pada setiap node HC selalu diincrement Pada setiap node HC selalu diincrement agar diketahui jarak ke tujuan (I)agar diketahui jarak ke tujuan (I)

Route Discovery (3)Route Discovery (3)

Format of a ROUTE REPLY packet.Format of a ROUTE REPLY packet.

ROUTE MAINTENANCEROUTE MAINTENANCEDigambarkan apabila G mati maka :Digambarkan apabila G mati maka :• Route ADGI – tidak berlakuRoute ADGI – tidak berlaku• Secara periodik setiap node broadcast ‘hello’ message Secara periodik setiap node broadcast ‘hello’ message

sampai mendapat respon. sampai mendapat respon. • Bila tidak ada respon – node tetangga sudah pindahBila tidak ada respon – node tetangga sudah pindah• Setiap node ‘N’ keep track tetangga – active neighbourgh.Setiap node ‘N’ keep track tetangga – active neighbourgh.• Gambar dibawah – Routing table for Gambar dibawah – Routing table for DD dari contoh topologi dari contoh topologi

sebelumnya.sebelumnya.

Route MaintenanceRoute Maintenance

(a)(a) D's routing table before G goes down.D's routing table before G goes down.(b)(b) The graph after G has gone down. The graph after G has gone down.

Bila D mengetahui G mati Bila D mengetahui G mati dilihat tabel, dilihat tabel, G semula dipakai untuk route ke G semula dipakai untuk route ke E,G,I(Next Hop), Union Active E,G,I(Next Hop), Union Active neighbourgh {A,B}neighbourgh {A,B}

A,B tergantung G A,B tergantung G D harus memberitahu D harus memberitahu spy melakukan up date dan D menghapus spy melakukan up date dan D menghapus E,G,I dari routing tableE,G,I dari routing table

Perbedaan antara AODV dan B-Ford Perbedaan antara AODV dan B-Ford adalah Node tidak mem-broadcast secara adalah Node tidak mem-broadcast secara periodik semua routing table periodik semua routing table menghemat bandwithmenghemat bandwith

AODV juga capable untuk melakukan AODV juga capable untuk melakukan braodcast ataupun multicast.braodcast ataupun multicast.

Node Lookup in Peer-to-Peer NetworksNode Lookup in Peer-to-Peer Networks

Locally distributedLocally distributed Semua node semitris – tidak ada sentral hirarki Semua node semitris – tidak ada sentral hirarki

dan prioritasdan prioritas Free softwareFree software Pertanyaan : Bagaimana user menemukan node Pertanyaan : Bagaimana user menemukan node

yang berisi software yang dibutuhkanyang berisi software yang dibutuhkan Contoh : Algoritma ChordContoh : Algoritma Chord• Chord system mempunyai ‘n’ peminat user – Chord system mempunyai ‘n’ peminat user –

digunakan node identifier – 160 bit – ada 2 digunakan node identifier – 160 bit – ada 2 160160 pengguna – digambarkan dengan sebuah pengguna – digambarkan dengan sebuah lingkaran besarlingkaran besar

Pada contoh dibawah m = 5, sehingga lingkaran ada 32 Pada contoh dibawah m = 5, sehingga lingkaran ada 32 node , node dengan identifier sebagai node aktual : node , node dengan identifier sebagai node aktual : 1,4,7,12,15,dan 271,4,7,12,15,dan 27

Definisi fungsi Definisi fungsi successor(k)successor(k) adalah sebagai node identifier adalah sebagai node identifier dari node aktual yang pertama diikuti k putaran searah dari node aktual yang pertama diikuti k putaran searah jarum jam. jarum jam.

• Successor (6) = 7, Successor (8) = 12, Successor (22) = 27Successor (6) = 7, Successor (8) = 12, Successor (22) = 27

Gambar dibawah :Gambar dibawah :(a) A set of 32 node identifiers arranged in a (a) A set of 32 node identifiers arranged in a

circle. The shaded ones correspond to actual circle. The shaded ones correspond to actual machines. The arcs show the fingers from machines. The arcs show the fingers from nodes 1, 4, and 12. The labels on the arcs are nodes 1, 4, and 12. The labels on the arcs are the table indices.the table indices.

(b) Examples of the finger tables.(b) Examples of the finger tables.

Node Lookup in Peer-to-Peer NetworksNode Lookup in Peer-to-Peer Networks

Congestion Control AlgorithmsCongestion Control Algorithms

• General Principles of Congestion General Principles of Congestion ControlControl

• Congestion Prevention PoliciesCongestion Prevention Policies• Congestion Control in Virtual-Circuit Congestion Control in Virtual-Circuit

SubnetsSubnets• Congestion Control in Datagram Congestion Control in Datagram

SubnetsSubnets• Load SheddingLoad Shedding• Jitter ControlJitter Control

CONGESTIONCONGESTION

CongeCongesstiontion adalah : penurunan unjuk adalah : penurunan unjuk kerja subnet karena banyaknya paket kerja subnet karena banyaknya paket yang ada pada subnet pada saat yang ada pada subnet pada saat tersebut. tersebut.

Sejumlah paket dimasukkan kesubnet Sejumlah paket dimasukkan kesubnet untuk dideliver. Semakin banyak paket untuk dideliver. Semakin banyak paket subnet tidak dapat menampung subnet tidak dapat menampung seluruhnya, sedangkan jumlah yang seluruhnya, sedangkan jumlah yang harus disalurkan sebanding dengan harus disalurkan sebanding dengan jumlah paket yang masuk jumlah paket yang masuk paket paket hilanghilang

Pada traffic yang tinggi Pada traffic yang tinggi unjuk unjuk kerja menurun dan hampir semua kerja menurun dan hampir semua paket tak tersalurkan.paket tak tersalurkan.

Adanya kemacetan Adanya kemacetan karena tidak karena tidak ada pembatasan masuknya trafik ada pembatasan masuknya trafik ke jaringan. ke jaringan.

Kemacetan yang berkelanjutan Kemacetan yang berkelanjutan menyemenyebbabkan dead lock / lock up. abkan dead lock / lock up. diperlukan pengaturan / diperlukan pengaturan / pembatasan trafik yang masuk ke pembatasan trafik yang masuk ke jaringan, yang disebut jaringan, yang disebut FLOW FLOW CONTROLCONTROL

Congestion Prevention PoliciesCongestion Prevention PoliciesPolicies that affect congestion.Policies that affect congestion.

5-26

Congestion Control in Virtual-Circuit Congestion Control in Virtual-Circuit SubnetsSubnets

lebih baik dilakukan sebelumnya dari lebih baik dilakukan sebelumnya dari pada setelah kejadianpada setelah kejadian

Salah satu tekniknya : admission controlSalah satu tekniknya : admission control• Sekali ada tanda kemacetan, tidak diset-Sekali ada tanda kemacetan, tidak diset-

up lagi virtual circuit sampai kemacetan up lagi virtual circuit sampai kemacetan selesai.selesai.

set up dari transport layer yang baru set up dari transport layer yang baru gagal.gagal.

ContohContoh : 2 router yang mengalami : 2 router yang mengalami kemacetan.kemacetan.

Suatu host yg terhubung ke router A ingin Suatu host yg terhubung ke router A ingin men set-up hubungan ke host yg men set-up hubungan ke host yg terhubung ke router Bterhubung ke router B

Congestion Control in Virtual-Circuit Congestion Control in Virtual-Circuit SubnetsSubnets

((a)a) A congested subnet. A congested subnet. (b)(b) A redrawn subnet, A redrawn subnet, eliminates congestion and a virtual circuit eliminates congestion and a virtual circuit from A to B (garis patah2)from A to B (garis patah2)

Ada strategi lain??? – baca halm 392Ada strategi lain??? – baca halm 392

Pendekatan lain : untuk VC maupun Pendekatan lain : untuk VC maupun Datagram Subnet.Datagram Subnet.

Router mengirim ‘choke Router mengirim ‘choke paket’ kembali ke sumber, dan akan paket’ kembali ke sumber, dan akan diketahui dari host tujuan yang diketahui dari host tujuan yang mana.mana.

Setelah sumber mendapatkan choke Setelah sumber mendapatkan choke paket, trafik yang dikirim ke tujuan paket, trafik yang dikirim ke tujuan tertentu akan dikurangi X%tertentu akan dikurangi X%

Hop-by-Hop Choke Hop-by-Hop Choke PacketsPackets

(a)(a) A choke packet that A choke packet that affects only the affects only the source. Node A baru source. Node A baru mengurangi trafik mengurangi trafik setelah menerima setelah menerima choke paket – Flow choke paket – Flow baru berkurang baru berkurang setelah 7 step.setelah 7 step.

(b)(b) A choke packet that A choke packet that affects each hop it affects each hop it passes through. Node passes through. Node F segera mengurangi F segera mengurangi trafiknya stl trafiknya stl mendapatkan choke mendapatkan choke paket - pada step ke-paket - pada step ke-3 flow sudah 3 flow sudah berkurangberkurang

Jitter ControlJitter Control Audio dan Video streaming tidak Audio dan Video streaming tidak

memasalah kan jumlah waktu pada memasalah kan jumlah waktu pada pengiriman paket asal transmit time pengiriman paket asal transmit time - nya konstan.- nya konstan.

Jitter adalah variasi (standard Jitter adalah variasi (standard deviasi) pada packet arrival time.deviasi) pada packet arrival time.

contoh: high jitter bila paket contoh: high jitter bila paket membutuhkan waktu kedatangan 20 membutuhkan waktu kedatangan 20 msec dan yang lain 30 msec msec dan yang lain 30 msec kualitas suara atau movie tidak kualitas suara atau movie tidak menentu.menentu.

Jitter ControlJitter Control

(a)(a) High jitter. High jitter. (b)(b) Low jitter. Low jitter.

Quality of ServiceQuality of Service

• RequirementsRequirements• Techniques for Achieving Good Techniques for Achieving Good

Quality of ServiceQuality of Service• Integrated ServicesIntegrated Services• Differentiated ServicesDifferentiated Services• Label Switching and MPLSLabel Switching and MPLS

RequirementRequirement Flow adalah kumpulan paket dari sumber ke Flow adalah kumpulan paket dari sumber ke

tujuantujuan Con-oriented Con-oriented route sama route sama Con-less Con-less route berbeda route berbeda 4 parameter primer pada masing2 flow:4 parameter primer pada masing2 flow: Reliability,delay,jitter dan bandwidthReliability,delay,jitter dan bandwidth Keempatnya akan menentukan Quality Of Keempatnya akan menentukan Quality Of

Service (QService (QooS)S)

Teknik2 untuk mencapai QTeknik2 untuk mencapai QooS yang baik:S yang baik: OverprovisioningOverprovisioning Solusi mudah : kapasitas router, buffer-space, Solusi mudah : kapasitas router, buffer-space,

badwidth badwidth cukup besar cukup besar tetapi mahal tetapi mahal Sistem telepon Sistem telepon Setiap angkat telepon, dial Setiap angkat telepon, dial

tone selalu ada tone selalu ada kapasitas mencukupi kapasitas mencukupi

RequirementsRequirements

How stringent the quality-of-service How stringent the quality-of-service requirements are.requirements are.

BufferingBuffering

Flow dibuffer dipenerima, sebelum dideliverFlow dibuffer dipenerima, sebelum dideliver Tidak mempengaruhi pada reliability dan Tidak mempengaruhi pada reliability dan

bandwidth, menaikkan delay.bandwidth, menaikkan delay. Jitter menjadi lebih smoothJitter menjadi lebih smooth Gb 5.31 kumpulan paket yang dideliver dengan Gb 5.31 kumpulan paket yang dideliver dengan

jitter yang substantialjitter yang substantial

Traffic shaping Traffic shaping tentang meregulasi-kan rata2 tentang meregulasi-kan rata2 ‘rate’ pada transmisi data‘rate’ pada transmisi data

Server mentransmit pada uniform rate Server mentransmit pada uniform rate Q QooS S akan lebih baik akan lebih baik lebih mengatur trafik di server lebih mengatur trafik di server dp di clientdp di client

Connection set up Connection set up service level aggrement service level aggrement user dan subnet menyepakati pattern trafik user dan subnet menyepakati pattern trafik yang berlakuyang berlaku

Traffic Policing Traffic Policing monitoring a traffic flow monitoring a traffic flow

BufferingBuffering

Smoothing the output stream by buffering Smoothing the output stream by buffering packets.packets.

•Paket 1dikirim pada t=0 dan sampai di client t=1 sec.Paket 2 dengan delay >, sampai di client t=2.Setiap paket datang di buffer di clientPada t=10 sec di playback. Paket 1-6 ok, karena dibuffer, paket 8 tertunda.

The Leaky Bucket AlgorithmThe Leaky Bucket Algorithm

(a)(a) A leaky bucket with water. A leaky bucket with water.

(b)(b) a leaky bucket with packets.a leaky bucket with packets.

Secara konsep masing2 host Secara konsep masing2 host dihubungkan ke interface yang dihubungkan ke interface yang mempunyai Leaky bucket.mempunyai Leaky bucket.

Bila paket sampai, tetapi bucket-nya Bila paket sampai, tetapi bucket-nya penuh penuh dibuang dibuang

Kalau besar paketnya sama, maka Kalau besar paketnya sama, maka algoritma ini dapat diterapkan.algoritma ini dapat diterapkan.

Bila paketnya bervariasi Bila paketnya bervariasi sebaiknya per tick merupakan sebaiknya per tick merupakan jumlah byte yg tetap jumlah byte yg tetap 1024 bytes 1024 bytes baca contoh di halm 402- 404baca contoh di halm 402- 404

The Leaky The Leaky Bucket Bucket

AlgorithmAlgorithm

(a) Input to a leaky bucket. (b) Output from a leaky bucket. Output from a token bucket with capacities of

(c) 250 KB, (d) 500 KB, (e) 750 KB, (f) Output from a 500KB token bucket feeding a 10-MB/sec leaky bucket.

The Token Bucket AlgorithmThe Token Bucket Algorithm

(a)(a) Before. Before. (b)(b) After. After.

5-34

•Resource Reservation

Apabila route untuk suatu flow sdh ditentukanbisa dilakukan reserve sepanjang route kepastian kapasitas yang memungkinkan 3 resource yang bisa direserve :bandwidth,buffer space dan CPU cycle

Untuk menyepakati incoming trafik dari Untuk menyepakati incoming trafik dari beberapa flow dan disesuaikan dengan beberapa flow dan disesuaikan dengan route serta kapasitas route serta kapasitas flow spesification flow spesification

Keputusan untuk menerima dan menolak Keputusan untuk menerima dan menolak flow flow cukup sulit cukup sulit tidak hanya sekedar tidak hanya sekedar membandingkan bandwidth, buffer atau membandingkan bandwidth, buffer atau cycle tetapi banyak faktor.cycle tetapi banyak faktor.

Contoh Flow spesification (gb 3.35)-RFC Contoh Flow spesification (gb 3.35)-RFC 22102210

Admission ControlAdmission Control

Admission ControlAdmission Control

An example of flow specification.An example of flow specification.

Proporsional RoutingProporsional Routing

Dicari route yang terbaik untuk medapat QoS Dicari route yang terbaik untuk medapat QoS yang terbaikyang terbaik

Pendekatan yang ada:Pendekatan yang ada: Memecah trafik untuk masing2 tujuan ke Memecah trafik untuk masing2 tujuan ke

multiple path multiple path dengan membagi trafik sesuai dengan membagi trafik sesuai dengan kapasitas outgoing link.dengan kapasitas outgoing link.

Packet Scheduling Packet Scheduling Mencegah agar sender Mencegah agar sender yang aktif dapat menggunakan sebag besar yang aktif dapat menggunakan sebag besar kapasitas router shg akan menurunkan QoS kapasitas router shg akan menurunkan QoS yang lain.yang lain.

Fair Queue AlgorithmFair Queue Algorithm Weighted fair Queue AlgorithmWeighted fair Queue Algorithm

Packet SchedulingPacket Scheduling

(a)(a) A router with five packets queued A router with five packets queued for line O.for line O.

(b)(b) Finishing times for the five packets. Finishing times for the five packets.

RSVP-The ReSerVation ProtocolRSVP-The ReSerVation Protocol

(a) A network, (b) The multicast spanning tree for host 1. (c) The multicast spanning tree for host 2.

Integrated Services.Dari IETF (RFC 2205-2210), disebut juga Flow-based algorithm.Untuk aplikasi unicast dan multicast.

RSVP-The ReSerVation RSVP-The ReSerVation Protocol (2)Protocol (2)

(a) Host 3 requests a channel to host 1. (b) Host 3 then requests a second channel, to host 2. (c) Host 5 requests a channel to host 1.

Differentiated ServicesDifferentiated Services Flow based Algorithm menawarkan kualitas yang bagus Flow based Algorithm menawarkan kualitas yang bagus

untuk satu atau lebih flow-nya sebab dapat me-reserve untuk satu atau lebih flow-nya sebab dapat me-reserve resource yang dibutuhkan sepanjang route.resource yang dibutuhkan sepanjang route.

Kelemahannya :dibutuhkan set-up yang esthablish Kelemahannya :dibutuhkan set-up yang esthablish pada masing2 flow yang tidak dapat dijamin bila ada pada masing2 flow yang tidak dapat dijamin bila ada ribuan flow.ribuan flow.

Dilakukan pendekatan baru : Class –based atau Dilakukan pendekatan baru : Class –based atau Differentiated ServicesDifferentiated Services

DS ditawarkan dengan pembentukan Adm-domain (mis DS ditawarkan dengan pembentukan Adm-domain (mis ISP,Telekom) oleh router2.ISP,Telekom) oleh router2.

Bila customer sign-up DS, customer akan memasuki Bila customer sign-up DS, customer akan memasuki domain dengan menambahkan ’type of service’ field domain dengan menambahkan ’type of service’ field padanya.padanya.

Salah satu class yang sederhana : Expedited Salah satu class yang sederhana : Expedited Forwarding Forwarding

Expedited ForwardingExpedited Forwarding

Expedited packets experience a traffic-Expedited packets experience a traffic-free network.free network.

Assured ForwardingAssured ForwardingAda 4 kelas preoritas, yang masing2 mempunyai Ada 4 kelas preoritas, yang masing2 mempunyai resource sendiri2.resource sendiri2.Ada 3 kemungkinan pembuangan paket : karena Ada 3 kemungkinan pembuangan paket : karena kemacetan : low,medium dan high sehingga ada 12 kemacetan : low,medium dan high sehingga ada 12 service class.service class.

A possible implementation of the data flow A possible implementation of the data flow for assured forwardingfor assured forwarding..

Label Switching and MPLSLabel Switching and MPLS

Menambahkan label didepan paket Menambahkan label didepan paket label label switching atau tag switching. switching atau tag switching.

Routing lebih berdasarkan ke label dari pada Routing lebih berdasarkan ke label dari pada destinasion addressdestinasion address

Routing Routing adalah proses yang akan melihat adalah proses yang akan melihat alamat tujuan di tabel, kemana paket harus alamat tujuan di tabel, kemana paket harus dikirimdikirim

SwitchingSwitching adalah proses yang akan adalah proses yang akan menggunakan label paket sebagai index pada menggunakan label paket sebagai index pada forwarding tabel.forwarding tabel.

IETFIETF MPLSMPLS (MultiProtocol Label Switching) (MultiProtocol Label Switching)

Label Switching and MPLSLabel Switching and MPLS

Transmitting a TCP segment using IP, Transmitting a TCP segment using IP, MPLS, and PPP.MPLS, and PPP.

InternetworkingInternetworking

• How Networks DifferHow Networks Differ• How Networks Can Be ConnectedHow Networks Can Be Connected• Concatenated Virtual CircuitsConcatenated Virtual Circuits• Connectionless InternetworkingConnectionless Internetworking• TunnelingTunneling• Internetwork RoutingInternetwork Routing• FragmentationFragmentation

Motivasi :Motivasi : Menghubungkan Multiple Physical Network Menghubungkan Multiple Physical Network

menjadi satu logical communication menjadi satu logical communication systemsystem

Internetwork atau internetInternetwork atau internet Tidak adanya teknologi jaringan tunggal Tidak adanya teknologi jaringan tunggal

yang dapat memenuhi semua yang dapat memenuhi semua kebutuhan/keadaankebutuhan/keadaan

Berbagai perbedaan jaringan a.l:Berbagai perbedaan jaringan a.l: Prinsip dasar jaringanPrinsip dasar jaringan Semakin murahnya harga komputer dan Semakin murahnya harga komputer dan

sarana jaringansarana jaringan Perubahan teknologi yang sangat radikalPerubahan teknologi yang sangat radikal

Connecting NetworksConnecting Networks

A collection of interconnected A collection of interconnected networks.networks.

Heterogeneous EnvironmentHeterogeneous Environment Tidak hanya sekedar menyambung Tidak hanya sekedar menyambung

kabel dari satu jaringan ke yang lain kabel dari satu jaringan ke yang lain untuk membentuk jaringan bersama.untuk membentuk jaringan bersama.

Elektrikal yang tidak kompatibelElektrikal yang tidak kompatibel Bridge menghubungkan jaringan Bridge menghubungkan jaringan

yang sejenisyang sejenis Tidak dapat diterapkan secara umum Tidak dapat diterapkan secara umum

ada perbedaan format paket dan ada perbedaan format paket dan cara pengalamat ancara pengalamat an

Router menghubungkan jaringan Router menghubungkan jaringan yang beragamyang beragam

RouterRouter

An internet comprises a set of networks interconnected by routersIndependent parameters

Number of networksTypes of networksNumber of routersInterconnection topology

Arsitektur Internet

Virtual Network

Internet is a virtual network Communication

system is an abstraction

TCP/IP Reference ModelTCP/IP Reference Model

Layer 1 Physical Layer

Basic network hardware

Example RS-232

RS-232 Physical connection

Connection less than 50 feet long Electrical properties

The 2 voltages used to transmit data range from -15 volts to +15 volts

Specifies transmission of characters 7 data bits

RS-232RS-232– Serial, asynchronous communication between Serial, asynchronous communication between

computer and modem or ASCII terminalcomputer and modem or ASCII terminal– Precedes each character with a start bitPrecedes each character with a start bit– Follows each character with an idle period at Follows each character with an idle period at

least 1 bit longleast 1 bit long– Sends each bit in the same length of timeSends each bit in the same length of time

How Networks DifferHow Networks Differ(In the network Layer)(In the network Layer)

Some of the many ways networks Some of the many ways networks can differ.can differ.

5-43

Apabila paket dikirim dari sumber harus transit di Apabila paket dikirim dari sumber harus transit di beberapa jaringan lain sebelum tujuan: Masalah beberapa jaringan lain sebelum tujuan: Masalah yang timbul a.lyang timbul a.l

Bila dari connectionless ke connection oriented Bila dari connectionless ke connection oriented harus dilakukan pengurutan ulangharus dilakukan pengurutan ulang

Dibutuhkan konversi protokol,juga konversi Dibutuhkan konversi protokol,juga konversi alamatalamat

Bila yang dikirim paket multicast, sedangkan Bila yang dikirim paket multicast, sedangkan jaringan tidak mendukung.jaringan tidak mendukung.

Perbedaan besar paket maks pada jaringan yang Perbedaan besar paket maks pada jaringan yang berbeda:berbeda:

Apabila 8000 byte paket dilewatkan pada jaringan Apabila 8000 byte paket dilewatkan pada jaringan yang hanya dengan besar paket maks 1500 byteyang hanya dengan besar paket maks 1500 byte

QQooS apabila dari real time delivery ke yang S apabila dari real time delivery ke yang tidak mendukung real time.tidak mendukung real time.

Perbedaan besar paket maks pada Perbedaan besar paket maks pada jaringan yang berbeda:jaringan yang berbeda:

Apabila 8000 byte paket dilewatkan Apabila 8000 byte paket dilewatkan pada jaringan yang hanya dengan pada jaringan yang hanya dengan besar paket maks 1500 bytebesar paket maks 1500 byte

QQooS S apabila dari real time delivery apabila dari real time delivery ke yang tidak mendukung real time.ke yang tidak mendukung real time.

Sering terjadi juga perbedaan error, Sering terjadi juga perbedaan error, flow, dan congestion control yang flow, dan congestion control yang sangat diharapkan baik dikedua sisi, sangat diharapkan baik dikedua sisi, namun sering terjadi pembuangan namun sering terjadi pembuangan paket ditengah perjalananpaket ditengah perjalanan

How Network can be connectedHow Network can be connected

Jaringan dapat dihubungkan dengan Jaringan dapat dihubungkan dengan beberapa penghubung yang berbeda beberapa penghubung yang berbeda sesuai dengan lapisan masing2.sesuai dengan lapisan masing2.Contoh : Contoh : Hub, repeater di lapisan phisikHub, repeater di lapisan phisikBridge, switch di lapisandata linkBridge, switch di lapisandata linkRouter di lapisan jaringan Router di lapisan jaringan multiprotokol routermultiprotokol routerTransport gateway di lapisan transportTransport gateway di lapisan transportApp gateway di lapisan aplikasiApp gateway di lapisan aplikasi

How Networks Can Be ConnectedHow Networks Can Be Connected(a)(a) Two Ethernets connected by a switch. Two Ethernets connected by a switch. (b)(b) Two Ethernets connected by routers. Two Ethernets connected by routers.

Concatenated Virtual CircuitsConcatenated Virtual Circuits

2 tipe internetworking mungkin 2 tipe internetworking mungkin dilakukan :dilakukan :

Connection oriented Concatenated Connection oriented Concatenated dari virtual circuit subnetdari virtual circuit subnet

Datagram internetDatagram internet Dulu conn-oriented lebih dikenal, Dulu conn-oriented lebih dikenal,

menyusul era internet datagram, menyusul era internet datagram, kemungkinan yad kembali conn- kemungkinan yad kembali conn- oriented yang pasti akan menjamin oriented yang pasti akan menjamin QQooSS

Concatenated Virtual CircuitsConcatenated Virtual Circuits

Internetworking using concatenated Internetworking using concatenated virtual circuits.virtual circuits.

Connectionless InternetworkingConnectionless Internetworking

Datagram dimasukkan pada subnet dan hanya Datagram dimasukkan pada subnet dan hanya mengharapkan yang ‘terbaik’mengharapkan yang ‘terbaik’

Seluruh paket yang dikirim bukan hanya Seluruh paket yang dikirim bukan hanya kepunyaan satu hubungan.kepunyaan satu hubungan.

Pengambilan jalur tergantung situasi trafik Pengambilan jalur tergantung situasi trafik saat itusaat itu

Tidak dijamin paket sampai tujuan secara Tidak dijamin paket sampai tujuan secara berurutberurut

Permasalahan yang timbul :Permasalahan yang timbul : Perbedaan formatPerbedaan format Pengalamatan Pengalamatan

Keuntungan dan kerugian kedua Keuntungan dan kerugian kedua internetworking dibandingkan dengan internetworking dibandingkan dengan single subnet:single subnet:

Concatenated Virtual Circuit model:Concatenated Virtual Circuit model: Keuntungan : samaKeuntungan : sama Buffer bisa dipesan diawalBuffer bisa dipesan diawal Urutan terjaminUrutan terjamin Dapat digunakan header pendekDapat digunakan header pendek Masalah akibat delay paket duplikasi Masalah akibat delay paket duplikasi

dapat diabaikandapat diabaikan

Kerugian : samaKerugian : sama Tabel space pada setiap routerTabel space pada setiap router Tidak ada router alternatif Tidak ada router alternatif

menghindari daerah macetmenghindari daerah macet Menjadi lebih sulit apabila salah satu Menjadi lebih sulit apabila salah satu

jaringan menerapkan unrealible jaringan menerapkan unrealible datagram network.datagram network.

Connectionless datagram Connectionless datagram model:model:

Keuntungan :Keuntungan : Dapat digunakan pada subnet Dapat digunakan pada subnet

yang tidak mempunyai virtual yang tidak mempunyai virtual circuit didalamnya.circuit didalamnya.

Connectionless InternetworkingConnectionless Internetworking

A connectionless internet.A connectionless internet.

TunnelingTunneling Untuk mengatasi internetwork dengan Untuk mengatasi internetwork dengan

2 jaringan yang sama (sumber dan 2 jaringan yang sama (sumber dan penerima nya) namun ada jaringan penerima nya) namun ada jaringan ditengahnya yang berbeda.ditengahnya yang berbeda.

Misalnya : 2 bank di Paris dan London Misalnya : 2 bank di Paris dan London sama2 menggunakan TCP/IP – based sama2 menggunakan TCP/IP – based Ethernet dan harus melewati non IP- Ethernet dan harus melewati non IP- WANWAN

Teknik untuk mengatasi ini disebut Teknik untuk mengatasi ini disebut dengan TUNNELINGdengan TUNNELING

TunnelingTunneling

Tunneling a packet from Paris to London.Tunneling a packet from Paris to London.

Cara Kerja :Cara Kerja : Host 1 mengirim paket ke alamat host 2, Host 1 mengirim paket ke alamat host 2,

dimasukkan ke ethernet frame, dimasukkan ke ethernet frame, diteruskan ke multiprotokol di Paris.diteruskan ke multiprotokol di Paris.

Bila multiprotokol router menerimanya, Bila multiprotokol router menerimanya, IP paket di ‘remove’ lalu dimasukkan IP paket di ‘remove’ lalu dimasukkan sebagai payload field dari jaringan WANsebagai payload field dari jaringan WAN

Setelah dikirim ke multiprotokol router di Setelah dikirim ke multiprotokol router di London kemudian IP paket di ‘remove’. London kemudian IP paket di ‘remove’. Selanjutnya diteruskan ke host 2Selanjutnya diteruskan ke host 2

Analogi dengan pengiriman mobil dari Analogi dengan pengiriman mobil dari paris ke London.paris ke London.

Tunneling (2)Tunneling (2)

Tunneling a car from France to England.Tunneling a car from France to England.

Internetwork RoutingInternetwork Routing

(a)(a) An internetwork. An internetwork. (b)(b) A graph of the internetwork. A graph of the internetwork.

FragmentationFragmentation

(a)(a) Transparent fragmentation. Transparent fragmentation.

(b)(b) Nontransparent fragmentationNontransparent fragmentation..

Fragmentation (2)Fragmentation (2)

Fragmentation when the elementary data size is 1 byte.Fragmentation when the elementary data size is 1 byte.(a)(a) Original packet, containing 10 data bytes. Original packet, containing 10 data bytes.(b)(b) Fragments after passing through a network with maximum Fragments after passing through a network with maximum

packet size of 8 payload bytes plus header.packet size of 8 payload bytes plus header.(c)(c) Fragments after passing through a size 5 gateway. Fragments after passing through a size 5 gateway.