10 hub bridgeswitch

33
Hub, Bridge dan Switch Hendrawan [email protected]

Transcript of 10 hub bridgeswitch

Page 1: 10 hub bridgeswitch

Hub, Bridge dan Switch

[email protected]

Page 2: 10 hub bridgeswitch

Interkoneksi LAN

• Mengapa tidak satu LAN yg besar?• Jumlah trafik yg dp didukung terbatas: pada satu

(single) LAN, semua station harus menggunakan bersama (share) bandwidth

• Keterbatasan panjang: 802.3 (Ethernet) menspesifikasikan panjang kabel maksimum

• “Collision domain” yg besar (dp tabrakan dg banyak station)

• Keterbatasan jumlah station: 802.4 (Token Ring) mempunyai token passing delay pd tiap station

Page 3: 10 hub bridgeswitch

Hub

• Physical layer devices: secara esensial adalah repeater beroperasi pd level bit: mengulangi bit yg diterima pd suatu interface ke interface yg lain

• Hub dp disusun secara hierarkis (disain multi-tier), dg hub backbone pd puncaknya

Page 4: 10 hub bridgeswitch

Hub

• Tiap LAN yg dihubungkan disebut segmen LAN• Hub tidak mengisolasi collision domain: node dp

tabrakan dengan sembarang node lain pd sembarang segmen LAN

• Keuntungan Hub:– Peralatan murah, sederhana– Multi-tier memberikan degradasi bertahap: bagian (porsi)

LAN tetapi beroperasi jika suatu hub tdk berfungsi– Memperluas jarak maksimum antar pasangan node (100 m per

Hub)

Page 5: 10 hub bridgeswitch

Keterbatasan Hub

• Single collision domain tidak memberikan penambahan throughput maksimum– Throughput multi-tier sama dengan throughput single segmen

• Individual LAN membatasi jumlah node pd collision domain yg sama dan pd total cakupan geografi yg dibolehkan

Page 6: 10 hub bridgeswitch

Bridge

• Link layer devices: beroperasi pd frame Ethernet, memeriksan header frame dan secara selektif meneruskan berdasarkan tujuannya.

• Bridge mengisolasi collision domain krn membuffer frame

• Jika frame akan diteruskan pd segmen, bridge menggunakan CSMA/CD utk akses segmen dan transmit

Page 7: 10 hub bridgeswitch

Bridge

• Keuntungan Bridge:– Mengisolasi collision domain memberikan total throughput

maksimum lebih besar, dan tdk membatasi jumlah node dan juga cakupan geografis

– Dp menghubungak tipe Ethernet berbeda krn merupakan suatu peralatan store and forward

– Transparan: tdk perlu perubahan pd host LAN adapter

Page 8: 10 hub bridgeswitch

Backbone Bridge

Page 9: 10 hub bridgeswitch

Interkoneksi Tanpa Backbone

• Tidak direkomendasikan utk dua alasan:• Semua trafik antara EE dan CS harus melintas melalui

segmen CS, kegagalan pd HUB CS akan mengisolasi EE dan SE

Page 10: 10 hub bridgeswitch

Bridge: Filter Frame, Forwarding

• Bridge: memfilter paket-paket– Frame-frame pada segmen LAN yg sama tdk diteruskan pd

segmen LAN yg lain• Forwarding

– Bagaimana mengetahui pd segmen LAN mana utk meneruskan (froward) frame?

Page 11: 10 hub bridgeswitch

Bridge Filtering

• Bridge belajar host mana dp dicapai melalui interface mana: menjaga tabel filtering (forwarding database, FDB)– Saat frame diterima, bridge “belajar” lokasi pengirim :

segmen LAN incoming– Mencatat lokasi pengirim pd tabel filtering

• Entry tabel filtering (FDB):– (Node LAN Address, Bridge Interface, Time Stamp)– Entry yg sudah ‘basi’ (lama) dibuang dari tabel filtering (TTL)

Page 12: 10 hub bridgeswitch

Operasi Bridge• Algoritma forwarding &

learning

Page 13: 10 hub bridgeswitch

Operasi Bridge• Forwarding Database

Page 14: 10 hub bridgeswitch

Topologi dg Loop

A

B

1 1

22

A , 1 A , 122

• Belajar (Algoritma forwarding & learning) tidak benar• Frame looping

Page 15: 10 hub bridgeswitch

Introduksi Spanning Tree

• Memungkinkan suatu path antara semua LAN tanpa menyebabkan loop (lingkungan bebas loop)

• Bridge-bridge berkomunikasi dg message konfigurasi khusus (BPDU)

• Distandarkan pd IEEE 802.1D

Cat: lintasan redundan adalah baik, lintasan redundan aktif adalah jelek (menyebabkan loop)

Page 16: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree

• Setiap bridge dialokasikan satu identifier unik (ID)• Root Bridge adalah bridge dg ID terendah• Port-port dari bridge, bisa:

– Root port– Designated port– Blocked port

Page 17: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree

Page 18: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree• Root port

– Adalah port pd arah lintasan terpendek ke root bridge– Tiap bridge (diluar root bridge) mempunyai satu (hanya satu)

port seperti ini• Designated port

– Adalah port pd arah lintasan terpendek dari LAN ke root bridge

– Tiap LAN akan memp hanya satu designated port– Suatu bridge bisa memp nol atau lebih designated port– Suatu port tdk bisa sebagai root port dan designated port– Semua port dari root bridge adalah designated port

• Blocked port– Yg bukan merupakan root port maupun designated port– Tdk digunakan utk mengirim atau menerima frame data

Page 19: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree

• Message Bridge Protocol Data Unit (BPDU) dipertukarkan untuk membentuk konfigurasi tree.

• BPDU memuat informasi:– ID bridge pengirim– ID bridge yg diyakini pengirim sbg root– Cost utk mencapai root bridge dari bridge pengirim melalui

root port-nya (cost mis. Jumlah LAN yg dilalui utk mencapai root). Cost berharga 0 jika bridge yakin sbg root bridge

Page 20: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree

• Suatu bridge transmit BPDU mengikuti satu dari dua aturan:– Jika bridge percaya dia adalah root, akan transmit BPDU pd

interval waktu regular pd semua port-nya– Jika bridge tahu dia bukan root, akan meneruskan BPDU yg

diterima pd root port-nya ke semua designated port-nya. BPDU lain akan dibuang

Page 21: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Root Bridge/Port Selection

• Awalnya semua bridge percaya bhw dia adalah root• Bridge akan melepaskan claim bhw dia root bridge jika

menerima BPDU dg root bridge ID lebih kecil dari ID dirinya

• Bridge yg bukan root membandingkan BPDU yg datang (incoming) pd semua port-nya

• Root port adalah port dimana menerima BPDU dg cost terendah ke root

Page 22: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Root Bridge/Port Selection

Contoh:

Port Transmiting Bridge Cost to Root

1 7 20 2 6 25 3 15 10

• Bridge akan declare port 3 sbg root port dan bridge 6 sbg root bridge

• Bridge yg percaya bukan root akan meneruskan BPDU yg diterima pd root port ke semua designated port (dg mengubah bridge ID pengirim dan menaikan cost sbg refleksi tambahan koneksi LAN)

• Dg makin banyak message BPDU diterima, root port, root bridge ID dan/atau cost ke root bisa berubah

Page 23: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Designated/Blocked Port Selection

• Utk bridge yg pecaya sbg root, semua port adalah designated port

• Utk bridge yg percaya bukan root akan mengklasifikasikan port:

• Designated port jika – terima BPDU pd port dg root ID > ID yg sekarang

dipercaya, atau – root ID = ID root skrng tapi dg cost > bridge root cost,

atau– root ID = ID root skrg dg cost sama, port adalah

designated jika BPDU memp bridge ID pengirim lebih rendah

Page 24: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Designated/Blocked Port Selection

Page 25: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Recovering from Bridge/Port Failure

• Begitu tree terinisialisasi, root bridge terus menerus secara periodik mengeluarkan BPDU

• Bridge-bridge lain secara terus menerus menerima BPDU pd root port mereka, memodifikasi dan meneruskan ke designated port

• Bridge yg tdk mendengar BPDU pd port mereka utk perioda timeout tertentu akan mendeteksi failure dan akan menginisialisasi prosedur recovery

• Mis. Jika bridge berhenti mendengar BPDU pd salah satu blocked ports, ini indikasi designated port gagal

• Dlm kasus ini bridge akan berusaha claim blocked port sekarang designated

• Ini akan sukses jika tdk ada port lain pd LAN yg sama dg cost lebih rendah ke root eksis. Jika tdk akan mengembalikan satus blocked port.

Page 26: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Contoh

Page 27: 10 hub bridgeswitch

Algoritma Spanning Tree: Contoh

• Time 0

• Time 1

• Time 2

Page 28: 10 hub bridgeswitch

Bridge vs Router• Keduanya peralatan store-and-forward

– routers: network layer devices (memeriksa header network layer)

– bridges adalah Link Layer devices• routers menjaga tabel routing, mengimplementasikan

algoritma routing• bridges menjaga tabel filtering, mengimplementasikan

filtering, algoritma learning & spanning tree

Page 29: 10 hub bridgeswitch

Router vs Bridge

Bridge + and - + Operasi bridge lebih sederhana memerlukan lebih

sedikit pemrosesan bandwidth- Topologi dibatasi dg bridges: spanning tree hrs

dibangun utk mencegah cycles - Bridges tdk menawarkan proteksi dari broadcast

storms (broadcasting tanpa akhir oleh suatu host akan diteruskan oleh suatu bridge)

Page 30: 10 hub bridgeswitch

Router vs Bridge

Routers + and -+ sembarang opologi dp didukung, cycling dibatasi oleh

counter TTL (dan protokol routing yg baik)+ menyediakan proteksi firewall yg baik thd broadcast

storms- Memerlukan konfigurasi IP address (tdk plug and play)- Memerlukan pemrosesan bandwidth lebih tinggi

• bridges bekerja baik utk jaringan kecill (bbrp ratus host) sementara routers digunakan pd jaringan besar (ribuan hosts)

Page 31: 10 hub bridgeswitch

Switch Ethernet• layer 2 (frame)

forwarding, filtering menggunakan LAN addresses

• Switching: A-to-B dan A’-to-B’ secara simultan, no collisions

• Jumlah interface besar• sering: individual host,

dikoneksikan start ke switch– Ethernet, tetapi no

collisions!

Page 32: 10 hub bridgeswitch

Switch Ethernet

Page 33: 10 hub bridgeswitch

In-Class Excersise1. Implementasikan algoritma spanning tree utk topologi di

bawah, dan dapatkan hasilnya