10 hub bridgeswitch
Transcript of 10 hub bridgeswitch
Hub, Bridge dan Switch
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
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
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)
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
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
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
Backbone Bridge
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
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?
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)
Operasi Bridge• Algoritma forwarding &
learning
Operasi Bridge• Forwarding Database
Topologi dg Loop
A
B
1 1
22
A , 1 A , 122
• Belajar (Algoritma forwarding & learning) tidak benar• Frame looping
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)
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
Algoritma Spanning Tree
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
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
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
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
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
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
Algoritma Spanning Tree: Designated/Blocked Port Selection
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.
Algoritma Spanning Tree: Contoh
Algoritma Spanning Tree: Contoh
• Time 0
• Time 1
• Time 2
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
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)
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)
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!
Switch Ethernet
In-Class Excersise1. Implementasikan algoritma spanning tree utk topologi di
bawah, dan dapatkan hasilnya