Virtual Private LAN Service is already very popular among the enterprise industry which is a point to point network or multipoint to multipoint l2VPN service, VPLS provides transparent bridge between customers connected to geographically dispersed locations delivered via MPLS backbone by utilizing features such as MPLS Fast reroute and traffic engineering. Redundant paths can be applied to the VPLS service on the access side and backbone to maintain link performance that aims to minimize down time during network fails on the VPLS service. In this research, the implementation of redundant path using RSTP to prevent forwarding loop switching network in VPLS service to protect end-to-end data traffic with VPLS mesh-pseudowire and spoke-pesudowire with RSTP is the most optimal result compared to STP and build reliable network System with high performance for use in modern industry

Fitri, Iskandar

Iqromuddin, Fikri

Nathasia, Novi Dian

Direktori Jurnal Universitas Widyagama Malang

 (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017  47  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448  Peningkatan Konektivitas Service VPLS Redundant Path Dengan Rapid Spanning Tree Protocol Fikri Iqromuddin1, Novi Dian Nathasia2, Iskandar Fitri3   1fikri1892@gmail.com, 2novidian@civitas.unas.ac.id, 3tektel2001@yahoo.com Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika, Universitas Nasional   Abstract— Virtual Private LAN Service is already very popular among the enterprise industry which is a point to point network or multipoint to multipoint l2VPN service, VPLS provides transparent bridge between customers connected to geographically dispersed locations delivered via MPLS backbone by utilizing features such as MPLS Fast reroute and traffic engineering. Redundant paths can be applied to the VPLS service on the access side and backbone to maintain link performance that aims to minimize down time during network fails on the VPLS service. In this research, the implementation of redundant path using RSTP to prevent forwarding loop switching network in VPLS service to protect end-to-end data traffic with VPLS mesh-pseudowire and spoke-pesudowire with RSTP is the most  optimal result compared to STP and build reliable network System with high performance for use in modern industry.  Intisari— Virtual Private LAN Service sudah sangat popular di kalangan industri enterprise yang merupakan jaringan point to point atau multipoint to multipoint l2VPN service, VPLS menyediakan transparan bridge antara customer yang terkoneksi dengan lokasi terpisah secara geografis yang di deliver melalui MPLS backbone dengan memanfaatkan feature seperti MPLS  fast  reroute dan traffic  engineering. Redundant path dapat di terapkan pada service VPLS di sisi akses maupun backbone untuk menjaga performa link yang bertujuan untuk memin imalisir down time saat network  fail pada service VPLS. Dalam penelit ian in i di implementasikan redundant path menggunakan RSTP guna mencegah forwarding loop switching network  pada service VPLS agar terlindungnya traffic data secara end to end dengan hasil VPLS mesh-pseudowire dan spoke-pesudowire dengan RSTP merupakan hasil yang paling optimal d ibandingkan dengan STP dan terbentuk reliable network system dengan high performance untuk di gunakan pada modern industri.  Kata Kunci —  MPLS, Pseudowire, RSTP, Redundant, VPLS I.   PENDAHULUAN Seiring dengan meningkatnya kebutuhan industri enterprise, maka dibutuhkan teknologi canggih untuk memenuhi segala kebutuhan tersebut, tantangan bagi penyedia layanan adalah menigkatkan performa network  dan  inovatif untuk memenuhi kebutuhan kritis in i. Industri enterprise membutuhkan koneksi antar site dengan kriteria high bandwith, plug and play dan  simple sevice peering. Dalam rangka improve availability, perlu di perhatikan failure yang terjadi pada network  yang mengakibatkan menurunnya network  availability. Dengan segala kebutuhan ini layanan VPLS merupakan salah satu solusi tersebut. Virtual Private LAN Service (VPLS) mengkoneksikan point to point atau multipoint to multipoint  Ethernet bridging via IP/MPLS backbone, semua customer yang terhubung dalam VPLS yang sama menjad i segment LAN yang sama terlepas dari lokasi yang berbeda. VPLS memanfaatkan segala keuntungan dari MPLS infrastruktur, seperti traffic engineering pada transport tunnel, tunnel resilient feature, convergensi backbone untuk multiple service, namun VPLS service perlu di proteksi secara end to end untuk menghindari segala macam network fail.  II. PENELITIAN TERKAIT Pada penelit ian sebelumnya yaitu penerapan spanning tree pada VPLS yang di bagi menjadi dua yaitu customer asociated dan provider asociated pada flat desain VPLS [1] dengan hasil spanning tree dapat transmited broadcast frames melalui VPLS network  tanpa mengirim broadcast storm dan dapat mengurangi waktu konvergensi pada segment network provider maupun customer. Pada VPLS flat desain, fungsi n(n - 1)/2 mesh-pseudowire harus di terapkan pada VPLS dimana n adalah member PE router yang berpartisipasi pada service VPLS. VPLS flat desain menggunakan mesh-pseudowire untuk koneksi antar PE, pengurangan jumlah  mesh-pseudowire dapat mengakibatkan loss  koneksi dengan masalah data plane maupun control plane untuk skala network  yang luas. Dimana akan banyaknya packet untuk di replicate dan pengelolaan pseudowire pada sevice VPLS.  VPLS interopebility dengan CE bridge di bagi dua kategori yaitu mandatory dan optional [2], kategori mandatory yaitu memastikan pengopreasian VPLS yang tepat dengan CE bridge dalam kasus ketika attachment circuit mengunakan VLAN maka PE perlu menyesuaikan dengan perangkat CE seperti penyesuaian protocol spanning tree. Sedangkan optional yaitu penyediaan tambahan operational dalam rangka improvement dan efficiency VPLS  seperti redundancy dalam kasus melindungi primary PE fails agar reroute ke backup PE. Penelit i sebelumnya juga sudah membahas tentang three-rings redundancy industri Ethernet menggunakan RSTP [3], dengan hasil terbentuk network system yang benar-benar handal dan real time performance dengan sedikit packet loss. Awal mulanya, IETF membagi dua standar pengembangan VPLS network  dengan signaling Border Gateway Protocl (BGP) [4] dan signaling Label Distribution Protocol (LDP) [5]  berdasarkan arsitektur ini perlu d i terapkan mekanis me failure handling dalam VPLS untuk meningkatkan avilability. Pada kedua standar VPLS in i di jelaskan keuntungan pada mekanis me VPLS yang ada dari sisi kemudahan dan efisiensi dalam meyediakan service  VPLS pada [6]. Bedasarkan control  (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017 48  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448  plane skalabilitas, tantangan besar dengan LDP VPLS adalah  pengelolaan full mesh targeted LDP session dimana dalam BGP VPLS dapat mengatasi masalah ini dengan route reflection [7]. Pada penelit ian ini akan  di buat desain VPLS redundant path dengan LDP signaling pada pseudowire dan redundant di sisi akses sebagai kategori optional dari VPLS  interopebility. Bagaimanapun, redundancy path dapat menyebabkan forwarding loop yang akan menjad i masalah serius seperti broadcast storm, multiple frame transmission  dan ketidakstabilan database MAC (Media Acces Control) address. Untuk mengatasi masalah in i Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) dapat di gunakan untuk mengontrol data traffic  dan pemanfaatan failure handling pada switching segment untuk meningkatkan availability network . Tujuan dari penulisan penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut [8] : 1. Membukt ikan t idak terjad inya forwarding loop pada network VPLS dengan topologi yang di buat. 2. Meminimalisir down time ketika terjadi network  fail pada jaringan VPLS redundant path di sisi akses maupun backbone network RSTP.  III. METODE PENELITIAN Dalam penelitian in i akan di implementasikan redundant path pada service VPLS dengan Alcatel lucent sebagai perangkat network backbone dan cisco sebagai perangkat akses dengan variasi Rapid Per-Vlan Spanning Tree Protocol yang di simulasikan dalam GNS3. Implementasi multi vendor ini menjadi penting karena survey pada real network beroperasi dengan multi vendor.   Gambar 1, Perbandingan Service Model ALSRP  Dengan PWE3 Model  Gambar 1 di atas merupakan referensi model PWE3  (Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge) dengan ALSRP (Alcatel-Lucent Service Router Portfolio) [7], model d i atas merupakan keperluan dalam penyediaan pseudowire emulation untuk Ethernet yang menunjukan point to point service. Arsitektur ini di terapkan juga pada multipoint service seperti VPLS.    Gambar 2, Ilustrasi Perbandingan Forwarding  Mesh PW dan Spoke PW ALSRP mengidentifikasi service dengan service-ID, model service menggunakan logical service entity untuk membangun service dengan atribut Service Acces Point (SAP), Service Distribution Path (SDP), SDP-binding. ALSRP membagi 2 tipe pseudowire (PW) yaitu spoke dan mesh. Gambar 2 merupakan Ilustrasi forwarding packet yang di terima dari pseudowire, mesh- pseudowire pada VPLS selalu loop-free ini dikarenakan mesh- pseudowire mematuhi aturan split-horizon ketika forwarding traffic antar PE yang bunyinya “do not relay traffic among mesh-psedowire”  yang bermaksud split-horizon melarang pengiriman traffic dari mesh-pseudowire ke sesama mesh-pseudowire  dalam service yang sama. Selain mesh-psedowire, VPLS dapat menggunakan spoke-pseudowire sebagai solusi dari skalab ilitas VPLS untuk koneksi antar PE, namun tipe pseudowire ini  memungkinkan  terjadinya masalah seperti forwarding loop dalam VPLS  karena spoke-pseudowire tidak mematuhi aturan split- horizon. Spoke-pseudowire membolehkan pertukaran traffic ke semua forwarding entity dalam service (mesh- pseudowire, spoke-pseudowire dan SAP). Maka pada redundant spoke-pseudowire perlu d i terapkan STP  untuk menghidari forwarding loop  dan  dapat juga d i gunakan sebagai alternate forwarding.  A.  Pertimbangan VPLS STP dengan Redundant Path STP dalam VPLS d i bedakan menjadi 2 istilah yaitu transparan mode dan participant mode. Dalam transparan mode, STP dalam status shutdown pada VPLS, VPLS flood BPDU yang di terima dari node lainnya namun tidak memproses BPDU tersebut. VPLS memperlakukan STP  BPDU yang di terima sama seperti data frame lainnya yaitu replicate  BPDU dan flood ke semua pseudowire (mesh, spoke) sama halnya dengan BUM (broadcast, unicast, multicast) traffic. Dalam participant mode, STP protocol enable dalam VPLS dan memproses BPDU packet yang di terima dari node lain  untuk memastikan tidak terdapat forwarding loop. VPLS mengkonsumsi dan menghasilkan BPDU untuk menentukan root bridge, root port dan designated port.  PE1Customer  Equipment Site 1 Customer  Equipment Site 2Provider NetworkSwitch CE 1Router CE 1Router CE 2Router PE 3Router PE 1Router PE 2 Gambar 3, Ilustrasi Service VPLS Redundant Path  Terlihat dari gambar merupakan jaringan VPLS point to point, tiga router PE sebagai jaringan backbone, switch sebagai jaringan akses, redundant di terapkan di sisi akses dengan variasi Rapid-PVST+ dan juga backbone dengan redundant pseudowire. Dalam kategori mandatory, mode Rapid-PVST+ memungkinkan untuk setiap VLAN yang ada pada switch maupun node PE memiliki private spanning tree masing-masing dimana penukaran BPDU  hanya berlangsung  (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017  49  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448  pada port grup vlan dan service VPLS yang di tetapkan. STP  menggunakan variasi BPDU dengan protocol multicast grup MAC address dari 01-80-2c-xx-xx-xx, beberapa propriety STP implementasinya menggunakan  MAC address lain untuk BPDU destinasi MAC address.  Dalam participan mode perlu di perhatikan STP kompatibel dengan perangkat node lain yang terkoneksi dengan VPLS. VPLS  ALSRP  kompetibel dengan beberapa variasi STP  seperti RSTP, Comp-dot1w, STP  dan Cisco PVST+. Pentingnya memperhatikan STP kompetibel karena ketika terjadi perubahan topologi yang di sebabkan link fail STP tidak akan beroprasi. STP antar node mungkin akan memilih forwarding dan blocking port yang berbeda.   B.  Tahap Konfigurasi Desain Konfigurasi desain VPLS Redundant Path dengan penerapan RSTP ini di simulasikan pada simulator GNS3.    Gambar 4, Step Konfigurasi Service Pada PE  SDP merupakan logical service direct untuk mengkoneksikan antar node PE melewati service tunnel. SDP pada setiap PE menggunakan MPLS Transport tunnel untuk transport traffic service VPLS pada network  backbone antar PE. Behubung SDP bersifat unidireksional maka PE  local dan remote harus dibuat SDP  agar terbentuk koneksi bidireksional. SDP ini menggunakan LDP untuk mendistribusikan informasi router-id untuk mencapai router PE lain dengan label binding. Pada service VPLS yang di simulasikan in i menggunakan LDP-signaled untuk membawa traffic melewati MPLS tunnel. Targeted-LDP (TLDP) di gunakan untuk memberikan s inyal status  pseudowire. Konfigurasi Service VPLS pada setiap member PE  perlu  di masukan logical SAP dan SDP-Binding, dalam simulasi in i di terapkan SAP encapsulasi dot1q untuk forwarding packet ke customer site dan spoke atau mesh SDP-binding/pseudowire untuk forwarding traffic melewati network  backbone.  Pada gambar 5 terlihat step konfigurasi pada switch, dengan topologi redundant link  ini data traffic di kontrol oleh  RSTP pada switch yang saling bertukar BPDU dengan VPLS  untuk memastikan hanya satu link  active forwarding.    Gambar 5, Step Konfigurasi Pada Switch CE  BPDU in i berisikan root-id, root path cost, bridge identifier (bridge-id) dan port identifier (port-id).  Ip address di setting point to point antar router CE. Sebagai perspektif user/customer segment layer 3 hanya ada pada end user atau segment customer sendiri dan di sisi VPLS/backbone provider hanya menyediakan segment layer 2 untuk transport data frame.  IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan desain VPLS network  yang di simulasikan  dengan GNS3 di lakukan pengujian availability network dengan parameter packet send, packet receive, packet loss dan durasi down time network secara real time, hal in i untuk membuktikan peningkatan konektifitas service VPLS  redundant path dengan RSTP sebagai failure handling pada network . PE1Customer  Equipment Site 1 Customer  Equipment Site 2Provider NetworkSwitch CE 1Router CE 1Router CE 2Router PE 3Router PE 1Router PE 2 Gambar 6, Desain Redundant Path Pada Service VPLS  Konfigurasi t ipe pseudowire pada VPLS di terapkan mesh  dan spoke untuk membandingkan kualitas network  dan perbandingan mekanis me pencegahan loop STP dan RSTP untuk failure handling, pada spoke-pseudowire  diharuskan pemilihan transparan dan participant mode pada setiap VPLS karena perancangan yang tidak tepat akan  mengakibatkan  forwarding loop pada VPLS.  A.  Hasil Pengujian Redundant Spoke Pseudowire VPLS Hasil pengujian ini d i dapat dengan cara ICMP  ping real time dan mematikan link  berdasarkan kemungkinan network fail.  Pengamatan ini d i uji dengan pengiriman 20 packet pada network , hasil pengujian in i menggunakan VPLS redundant spoke-pseudwire dengan membandingkan penerapan  STP  dan RSTP. Spoke-pseudowire melakukan pertukaran tra ffic ke semua forwarding entity dalam service (mesh-pseudowire,  (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017 50  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448  spoke-pseudowire dan SAP) dan membentuk multi bridge network  sehingga dapat membentuk loop forwarding.   Gambar 7, Grafik Pengamatan Availability VPLS  Spoke Pseudowire   Dalam desain ini mekanis me pencegahan loop berhasil membuat single spoke-pseudowire dalam status backup/discard, backup spoke-pseudowire berubah menjadi forwarding hanya ketika active spoke-pesudowire down. Dengan ini redundant pseudowire akan beroperasi dengan baik dan tidak membentuk forwarding loop dan di dapat hasil availablility dengan RSTP 80% dimana hasil ini dapat mempercepat waktu konvergensi network  di bandingkan dengan STP yang di dapat hasil 70%.  B.  Hasil Pengujian Redundant Mesh Pseudowire VPLS Metode pengujian in i sama dengan redundant spoke pseudowire VPLS sebelumnya, yaitu ICMP  ping real time dan mematikan link  berdasarkan kemungkinan network  fail.   Gambar 8, Grafik Pengamatan Availability  VPLS Mesh-Pseudowire  Hasil pengujian ini menggunakan VPLS redundant mesh-pseudowire, mesh-pseudowire pada VPLS selalu loop-free dalam forwarding traffic antar node dikarenakan aturan split-horizon maka mekanisme pencegahan loop ini hanya beroperasi pada interface akses VPLS  kearah customer.  Maka di dapat hasil mesh-psseudowire membentuk single bridge pada network  dan tidak membuat forwarding loop, berdasarkan pengamatan konvergensi RSTP di dapat availability network  90% d imana ini mengindikasikan  performa lebih tinggi d i bandingkan STP yang hanya mendapat 75%.   C.  Durasi Down Time Network Dari pengujian yang di lakukan sebelumnya di dapat durasi down time pada network  secara real time.  Gambar 9, Grafik Pengamatan Durasi  Down Time Pada Network Grafik di atas menampilkan durasi down time dan up time pada network ketika network fail, satuan waktunya detik. Berdasarkan hasil ini penerapan VPLS mesh-pseudowire dengan RSTP mengalami durasi down lebih sedikit  dibandingkan dengan VPLS spoke-pseudowire RSTP, spoke-pseudowire STP dan mesh-pseudowire STP. Hal in i di karenakan mekanis me pencegahan loop dengan perbandingan BPDU hanya beroperasi pada akses link  VPLS kearah customer. Sedangkan penerapan VPLS  spoke-pseudowire dengan STP mengalami down time paling lama yaitu 12 detik dari 40 detik pengamatan.  Durasi down time redundant VPLS mesh-pseudowire 6 detik dan spoke-pesudowire 4 detik dengan RSTP merupakan hasil yang paling optimal, hal ini di buktikan dengan availability network  yang lebih tinggi di bandingkan dengan STP.  IV. KESIMPULAN DAN SARAN Berhubung kebutuhan industry enterprise saat ini semakin meningkat maka di perlukan IT infrastrutur dengan performa tinggi dan handal, dengan inovasi dari service VPLS melalui MPLS pseudowire L2 ethernet bridging untuk menyediakan  koneksi customer yang terpisah secara geografis dan implementasi RSTP pada redundant link  di sisi akses maupun backbone dapat memberikan solusi dari kebutuhan tersebut. RSTP digunakan untuk mencegah forwarding loop pada redundant path, sehingga hanya satu link  active dalam status forwarding. Dari hasil simulasi VPLS redundant link  mesh-pseudowire dan spoke-pesudowire dengan RSTP membuktikan bahwa performa network  terjaga secara end to end karena hanya memakan sedikit down time dibandingkan dengan STP saat mengembalikan ke status forwarding dari discard sehingga data frame yang di kirim antar CE  akan  terjaga dan tercapainya SLA antara customer dan ISP.  DAFTAR PUSTAKA [1] Madhusanka Liyanage, Mika Ylianttila, Andrei Gurtov, “A Novel Distributed Spanning Tree Protocol for Provider Provisioned VPLS Networks,”  IEEE ICC, 2014 [2] A. Sajassi, Ed., F. Brockners, D. Mohan, Ed., Y. Serbest, “Virtual Private LAN Service (VPLS) Interoperability              (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017  51  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448  with Customer Edge (CE) Bridges”, IETF RFC 6246, Juni 2011 [3] Guitang Wang, Jun Liu, Liming Wu, Huan Yao, “Three-rings Redundancy Industrial Ethernet based on RSTP”, International Conference on Signal Processing Systems, 2009 [4] K. Kompella, Ed, Y. Rekhter, ed, “Virtual Private LAN Service (VPLS) Using BGP for Auto-Discovery and Signaling”, IETF RFC 4761, Januari 2007 [5] M. Lasserre, ed, V.Kompella, ed, “Virtual Private LAN Service (VPLS) Using Label Distribution Protocol (LDP) Signaling”, IETF RFC 4762, Januari 2007 [6] R. Gu, J. Dong, M. Chen, Q. Zeng, “Analysis of Virtual Private LAN Service (VPLS) Deployment”, Huawei Technologeis  China Telecom, Maret 2011 [7] Zhuo (Frank) Xu, “Designing and Implementing IP/MPLS-Based Ethernet Layer 2 VPN Service”, Wiley Publishing, Inc.,  Indianapolis, Indiana,  2010 [8] R. Mohtasin, P.W.C. Prasad, Abeer Alsadoon, G. Zajko,  A. Elchouemi, Ashutosh Kumar Singh, “Development of a Virtualized Networking Lab using GNS3 and VMware Workstation”, IEEE WiSPNET 2016 conference, 2016      (JOINTECS) Journal of Information Technology and Computer Science  Vol. 2, No. 2, Oktober 2017 52  JOINTECS Vol. 2, No.2, Oktober 2017 p-ISSN: 2541-3619 DOI: 10.31328/jo intecs.v2i2.469  e-ISSN: 2541-6448    

Indonesian

Peningkatan Konektifitas Service VPLS Redundant Path Dengan Rapid Spanning Tree Protocol

Journal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS)

Journal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS) 65JOINTECS Vol. 2, No.2, Agustus 2017 ISSN 2541-6448Peningkatan Konektifitas Service VPLS RedundantPath Dengan Rapid Spanning Tree ProtocolFikri Iqromuddin1, Novi Dian Nathasia2, Iskandar Fitri31fikri1892@gmail.com, 2novidian@civitas.unas.ac.id, 3tektel2001@yahoo.com1,2,3Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika, Universitas NasionalAbstract— Virtual Private LAN Service is already verypopular among the enterprise industry which is a point topoint network or multipoint to multipoint l2VPN service,VPLS provides transparent bridge between customersconnected to geographically dispersed locations delivered viaMPLS backbone by utilizing features such as MPLS Fastreroute and traffic engineering. Redundant paths can beapplied to the VPLS service on the access side and backboneto maintain link performance that aims to minimize downtime during network fails on the VPLS service. In thisresearch, the implementation of redundant path using RSTPto prevent forwarding loop switching network in VPLS serviceto protect end-to-end data traffic with VPLS mesh-pseudowireand spoke-pesudowire with RSTP is the most optimal resultcompared to STP and build reliable network System with highperformance for use in modern industry.Keyword—MPLS, Pseudowire, RSTP, Redundant, VPLSIntisari— Virtual Private LAN Service sudah sangatpopular di kalangan industri enterprise yang merupakanjaringan point to point atau multipoint to multipoint l2VPNservice, VPLS menyediakan transparan bridge antara customeryang terkoneksi dengan lokasi terpisah secara geografis yangdi deliver melalui MPLS backbone dengan memanfaatkanfeature seperti MPLS fast reroute dan traffic engineering.Redundant path dapat di terapkan pada service VPLS di sisiakses maupun backbone untuk menjaga performa link yangbertujuan untuk meminimalisir down time saat network failpada service VPLS. Dalam penelitian ini di implementasikanredundant path menggunakan RSTP guna mencegahforwarding loop switching network pada service VPLS agarterlindungnya traffic data secara end to end dengan hasil VPLSmesh-pseudowire dan spoke-pesudowire dengan RSTPmerupakan hasil yang paling optimal dibandingkan denganSTP dan terbentuk reliable network system dengan highperformance untuk di gunakan pada modern industri.Kata Kunci — MPLS, Pseudowire, RSTP, Redundant,VPLSI.   PENDAHULUANSeiring dengan meningkatnya kebutuhan industri enterprise,maka dibutuhkan teknologi canggih untuk memenuhi segalakebutuhan tersebut, tantangan bagi penyedia layanan adalahmenigkatkan performa network dan  inovatif untuk memenuhikebutuhan kritis ini. Industri enterprise membutuhkan koneksiantar site dengan kriteria high bandwith, plug and play dansimple sevice peering. Dalam rangka improve availability,perlu di perhatikan failure yang terjadi pada network yangmengakibatkan menurunnya network availability. Dengansegala kebutuhan ini layanan VPLS merupakan salah satu solusitersebut. Virtual Private LAN Service (VPLS) mengkoneksikanpoint to point atau multipoint to multipoint Ethernet bridgingvia IP/MPLS backbone, semua customer yang terhubung dalamVPLS yang sama menjadi segment LAN yang sama terlepas darilokasi yang berbeda. VPLS memanfaatkan segala keuntungandari MPLS infrastruktur, seperti traffic engineering padatransport tunnel, tunnel resilient feature, convergensibackbone untuk multiple service, namun VPLS service perlu diproteksi secara end to end untuk menghindari segala macamnetwork fail.II. PENELITIAN TERKAITPada penelitian sebelumnya yaitu penerapan spanning treepada VPLS yang di bagi menjadi dua yaitu customer asociateddan provider asociated pada flat desain VPLS [1] dengan hasilspanning tree dapat transmited broadcast frames melalui VPLSnetwork tanpa mengirim broadcast storm dan dapatmengurangi waktu konvergensi pada segment network providermaupun customer. Pada VPLS flat desain, fungsi n(n - 1)/2mesh-pseudowire harus di terapkan pada VPLS dimana n adalahmember PE router yang berpartisipasi pada service VPLS.VPLS flat desain menggunakan mesh-pseudowire untukkoneksi antar PE, pengurangan jumlah mesh-pseudowire dapatmengakibatkan loss koneksi dengan masalah data planemaupun control plane untuk skala network yang luas. Dimanaakan banyaknya packet untuk di replicate dan pengelolaanpseudowire pada sevice VPLS.VPLS interopebility dengan CE bridge di bagi dua kategoriyaitu mandatory dan optional [2], kategori mandatory yaitumemastikan pengopreasian VPLS yang tepat dengan CE bridgedalam kasus ketika attachment circuit mengunakan VLANmaka PE perlu menyesuaikan dengan perangkat CE sepertipenyesuaian protocol spanning tree. Sedangkan optional yaitupenyediaan tambahan operational dalam rangka improvementdan efficiency VPLS seperti redundancy dalam kasusmelindungi primary PE fails agar reroute ke backup PE.Peneliti sebelumnya juga sudah membahas tentang three-rings redundancy industri Ethernet menggunakan RSTP [3],dengan hasil terbentuk network system yang benar-benarhandal dan real time performance dengan sedikit packet loss.Awal mulanya, IETF membagi dua standar pengembanganVPLS network dengan signaling Border Gateway Protocl (BGP)[4] dan signaling Label Distribution Protocol (LDP) [5]berdasarkan arsitektur ini perlu di terapkan mekanisme failurehandling dalam VPLS untuk meningkatkan avilability. Padakedua standar VPLS ini di jelaskan keuntungan padamekanisme VPLS yang ada dari sisi kemudahan dan efisiensidalam meyediakan service VPLS pada [6]. Bedasarkan controlplane skalabilitas, tantangan besar dengan LDP VPLS adalahpengelolaan full mesh targeted LDP session dimana dalamBGP VPLS dapat mengatasi masalah ini dengan route reflection.Journal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS) 66JOINTECS Vol. 2, No.2, Agustus 2017 ISSN 2541-6448Pada penelitian ini akan di buat desain VPLS redundantpath dengan LDP signaling pada pseudowire dan redundant disisi akses sebagai kategori optional dari VPLS interopebility.Bagaimanapun, redundancy path dapat menyebabkanforwarding loop yang akan menjadi masalah serius sepertibroadcast storm, multiple frame transmission danketidakstabilan database MAC (Media Acces Control) address.Untuk mengatasi masalah ini Rapid Spanning Tree Protocol(RSTP) dapat di gunakan untuk mengontrol data traffic danpemanfaatan failure handling pada switching segment untukmeningkatkan availability network. Tujuan dari penulisanpenelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut :1. Membuktikan tidak terjadinya forwarding loop padanetwork VPLS dengan topologi yang di buat.2. Meminimalisir down time ketika terjadi network fail padajaringan VPLS redundant path di sisi akses maupunbackbone network RSTP.III. METODE PENELITIANDalam penelitian ini akan di implementasikan redundantpath pada service VPLS dengan Alcatel lucent sebagaiperangkat network backbone dan cisco sebagai perangkat aksesdengan variasi Rapid Per-Vlan Spanning Tree Protocol yang disimulasikan dalam GNS3. Implementasi multi vendor inimenjadi penting karena survey pada real network beroperasidengan multi vendor.Gambar 1, Perbandingan Service Model ALSRPDengan PWE3 ModelGambar 1 di atas merupakan referensi model PWE3 (PseudoWire Emulation Edge-to-Edge) dengan ALSRP (Alcatel-LucentService Router Portfolio) [7], model di atas merupakankeperluan dalam penyediaan pseudowire emulation untukEthernet yang menunjukan point to point service. Arsitektur inidi terapkan juga pada multipoint service seperti VPLS.Gambar 2, Ilustrasi Perbandingan ForwardingMesh PW dan Spoke PWALSRP mengidentifikasi service dengan service-ID, modelservice menggunakan logical service entity untuk membangunservice dengan atribut Service Acces Point (SAP), ServiceDistribution Path (SDP), SDP-binding. ALSRP membagi 2 tipepseudowire (PW) yaitu spoke dan mesh.Gambar 2 merupakan Ilustrasi forwarding packet yang diterima dari pseudowire, mesh- pseudowire pada VPLS selaluloop-free ini dikarenakan mesh- pseudowire mematuhi aturansplit-horizon ketika forwarding traffic antar PE yang bunyinya“do not relay traffic among mesh-psedowire”  yang bermaksudsplit-horizon melarang pengiriman traffic dari mesh-pseudowire ke sesama mesh-pseudowire dalam service yangsama.Selain mesh-psedowire, VPLS dapat menggunakan spoke-pseudowire sebagai solusi dari skalabilitas VPLS untuk koneksiantar PE, namun tipe pseudowire ini  memungkinkan terjadinyamasalah seperti forwarding loop dalam VPLS karena spoke-pseudowire tidak mematuhi aturan split- horizon. Spoke-pseudowire membolehkan pertukaran traffic ke semuaforwarding entity dalam service (mesh- pseudowire, spoke-pseudowire dan SAP). Maka pada redundant spoke-pseudowireperlu di terapkan STP untuk menghidari forwarding loop dandapat juga di gunakan sebagai alternate forwarding.A.  Pertimbangan VPLS STP dengan Redundant PathSTP dalam VPLS di bedakan menjadi 2 istilah yaitutransparan mode dan participant mode. Dalam transparanmode, STP dalam status shutdown pada VPLS, VPLS floodBPDU yang di terima dari node lainnya namun tidakmemproses BPDU tersebut. VPLS memperlakukan STP BPDUyang di terima sama seperti data frame lainnya yaitu replicateBPDU dan flood ke semua pseudowire (mesh, spoke) samahalnya dengan BUM (broadcast, unicast, multicast) traffic.Dalam participant mode, STP protocol enable dalam VPLSdan memproses BPDU packet yang di terima dari node lainuntuk memastikan tidak terdapat forwarding loop. VPLSmengkonsumsi dan menghasilkan BPDU untuk menentukanroot bridge, root port dan designated port.PE1Customer  Equipment Site 1 Customer  Equipment Site 2Provider NetworkSwitch CE 1Router CE 1Router CE 2Router PE 3Router PE 1Router PE 2Gambar 3, Ilustrasi Service VPLS Redundant PathTerlihat dari gambar merupakan jaringan VPLS point topoint, tiga router PE sebagai jaringan backbone, switch sebagaijaringan akses, redundant di terapkan di sisi akses denganvariasi Rapid-PVST+ dan juga backbone dengan redundantpseudowire. Dalam kategori mandatory, mode Rapid-PVST+memungkinkan untuk setiap VLAN yang ada pada switchmaupun node PE memiliki private spanning tree masing-masing dimana penukaran BPDU hanya berlangsung pada portgrup vlan dan service VPLS yang di tetapkan. STPmenggunakan variasi BPDU dengan protocol multicast grupMAC address dari 01-80-2c-xx-xx-xx, beberapa propriety STPimplementasinya menggunakan MAC address lain untukBPDU destinasi MAC address.  Dalam participan mode perludi perhatikan STP kompatibel dengan perangkat node lain yangterkoneksi dengan VPLS. VPLS ALSRP kompetibel denganbeberapa variasi STP seperti RSTP, Comp-dot1w, STP danCisco PVST+. Pentingnya memperhatikan STP kompetibelJournal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS) 67JOINTECS Vol. 2, No.2, Agustus 2017 ISSN 2541-6448karena ketika terjadi perubahan topologi yang di sebabkan linkfail STP tidak akan beroprasi. STP antar node mungkin akanmemilih forwarding dan blocking port yang berbeda.B.  Tahap Konfigurasi DesainKonfigurasi desain VPLS Redundant Path denganpenerapan RSTP ini di simulasikan pada simulator GNS3.Gambar 4, Step Konfigurasi Service Pada PESDP merupakan logical service direct untukmengkoneksikan antar node PE melewati service tunnel. SDPpada setiap PE menggunakan MPLS Transport tunnel untuktransport traffic service VPLS pada network backbone antar PE.Behubung SDP bersifat unidireksional maka PE local danremote harus dibuat SDP agar terbentuk koneksi bidireksional.SDP ini menggunakan LDP untuk mendistribusikan informasirouter-id untuk mencapai router PE lain dengan label binding.Pada service VPLS yang di simulasikan ini menggunakan LDP-signaled untuk membawa traffic melewati MPLS tunnel.Targeted-LDP (TLDP) di gunakan untuk memberikan sinyalstatus pseudowire.Konfigurasi Service VPLS pada setiap member PE perlu dimasukan logical SAP dan SDP-Binding, dalam simulasi ini diterapkan SAP encapsulasi dot1q untuk forwarding packet kecustomer site dan spoke atau mesh SDP-binding/pseudowireuntuk forwarding traffic melewati network backbone.Pada gambar 5 terlihat step konfigurasi pada switch, dengantopologi redundant link ini data traffic di kontrol oleh RSTPpada switch yang saling bertukar BPDU dengan VPLS untukmemastikan hanya satu link active forwarding.Gambar 5, Step Konfigurasi Pada Switch CEBPDU ini berisikan root-id, root path cost, bridge identifier(bridge-id) dan port identifier (port-id). Ip address di settingpoint to point antar router CE. Sebagai perspektifuser/customer segment layer 3 hanya ada pada end user atausegment customer sendiri dan di sisi VPLS/backbone providerhanya menyediakan segment layer 2 untuk transport dataframe.IV. HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan desain VPLS network yang di simulasikandengan GNS3 di lakukan pengujian availability networkdengan parameter packet send, packet receive, packet loss dandurasi down time network secara real time, hal ini untukmembuktikan peningkatan konektifitas service VPLSredundant path dengan RSTP sebagai failure handling padanetwork.PE1Customer  Equipment Site 1 Customer  Equipment Site 2Provider NetworkSwitch CE 1Router CE 1Router CE 2Router PE 3Router PE 1Router PE 2Gambar 6, Desain Redundant Path Pada Service VPLSKonfigurasi tipe pseudowire pada VPLS di terapkan meshdan spoke untuk membandingkan kualitas network danperbandingan mekanisme pencegahan loop STP dan RSTPuntuk failure handling, pada spoke-pseudowire diharuskanpemilihan transparan dan participant mode pada setiap VPLSkarena perancangan yang tidak tepat akan mengakibatkanforwarding loop pada VPLS.A.  Hasil Pengujian Redundant Spoke Pseudowire VPLSHasil pengujian ini di dapat dengan cara ICMP ping realtime dan mematikan link berdasarkan kemungkinan networkfail.Pengamatan ini di uji dengan pengiriman 20 packet padanetwork, hasil pengujian ini menggunakan VPLS redundantspoke-pseudwire dengan membandingkan penerapan STP danRSTP. Spoke-pseudowire melakukan pertukaran traffic kesemua forwarding entity dalam service (mesh-pseudowire,spoke-pseudowire dan SAP) dan membentuk multi bridgenetwork sehingga dapat membentuk loop forwarding.Gambar 7, Grafik Pengamatan Availability VPLSSpoke PseudowireDalam desain ini mekanisme pencegahan loop berhasilmembuat single spoke-pseudowire dalam statusJournal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS) 68JOINTECS Vol. 2, No.2, Agustus 2017 ISSN 2541-6448backup/discard, backup spoke-pseudowire berubah menjadiforwarding hanya ketika active spoke-pesudowire down.Dengan ini redundant pseudowire akan beroperasi dengan baikdan tidak membentuk forwarding loop dan di dapat hasilavailablility dengan RSTP 80% dimana hasil ini dapatmempercepat waktu konvergensi network di bandingkandengan STP yang di dapat hasil 70%.B.  Hasil Pengujian Redundant Mesh Pseudowire VPLSMetode pengujian ini sama dengan redundant spokepseudowire VPLS sebelumnya, yaitu ICMP ping real time danmematikan link berdasarkan kemungkinan network fail.Gambar 8, Grafik Pengamatan AvailabilityVPLS Mesh-PseudowireHasil pengujian ini menggunakan VPLS redundant mesh-pseudowire, mesh-pseudowire pada VPLS selalu loop-freedalam forwarding traffic antar node dikarenakan aturan split-horizon maka mekanisme pencegahan loop ini hanyaberoperasi pada interface akses VPLS kearah customer.  Makadi dapat hasil mesh-psseudowire membentuk single bridgepada network dan tidak membuat forwarding loop,berdasarkan pengamatan konvergensi RSTP di dapatavailability network 90% dimana ini mengindikasikanperforma lebih tinggi di bandingkan STP yang hanyamendapat 75%.C.  Durasi Down Time NetworkDari pengujian yang di lakukan sebelumnya di dapat durasidown time pada network secara real time.Gambar 9, Grafik Pengamatan DurasiDown Time Pada NetworkGrafik di atas menampilkan durasi down time dan up timepada network ketika network fail, satuan waktunya detik.Berdasarkan hasil ini penerapan VPLS mesh-pseudowiredengan RSTP mengalami durasi down lebih sedikitdibandingkan dengan VPLS spoke-pseudowire RSTP, spoke-pseudowire STP dan mesh-pseudowire STP. Hal ini dikarenakan mekanisme pencegahan loop dengan perbandinganBPDU hanya beroperasi pada akses link VPLS kearah customer.Sedangkan penerapan VPLS spoke-pseudowire dengan STPmengalami down time paling lama yaitu 12 detik dari 40 detikpengamatan.  Durasi down time redundant VPLS mesh-pseudowire 6 detik dan spoke-pesudowire 4 detik dengan RSTPmerupakan hasil yang paling optimal, hal ini di buktikandengan availability network yang lebih tinggi di bandingkandengan STP.IV. KESIMPULANBerhubung kebutuhan industry enterprise saat ini semakinmeningkat maka di perlukan IT infrastrutur dengan performatinggi dan handal, dengan inovasi dari service VPLS melaluiMPLS pseudowire L2 ethernet bridging untuk menyediakankoneksi customer yang terpisah secara geografis danimplementasi RSTP pada redundant link di sisi akses maupunbackbone dapat memberikan solusi dari kebutuhan tersebut.RSTP digunakan untuk mencegah forwarding loop padaredundant path, sehingga hanya satu link active dalam statusforwarding. Dari hasil simulasi VPLS redundant link mesh-pseudowire dan spoke-pesudowire dengan RSTP membuktikanbahwa performa network terjaga secara end to end karenahanya memakan sedikit down time dibandingkan dengan STPsaat mengembalikan ke status forwarding dari discard sehinggadata frame yang di kirim antar CE akan terjaga dan tercapainyaSLA antara customer dan ISP.V. DAFTAR PUSTAKA[1] Madhusanka Liyanage, Mika Ylianttila, Andrei Gurtov, “ANovel Distributed Spanning Tree Protocol for ProviderProvisioned VPLS Networks,”  IEEE ICC, 2014[2] A. Sajassi, Ed., F. Brockners, D. Mohan, Ed., Y. Serbest,“Virtual Private LAN Service (VPLS) Interoperability             withCustomer Edge (CE) Bridges”, IETF RFC 6246, Juni 2011[3] Guitang Wang, Jun Liu, Liming Wu, Huan Yao, “Three-ringsRedundancy Industrial Ethernet based on RSTP”, InternationalConference on Signal Processing Systems, 2009[4] K. Kompella, Ed, Y. Rekhter, ed, “Virtual Private LAN Service(VPLS) Using BGP for Auto-Discovery and Signaling”, IETFRFC 4761, Januari 2007[5] M. Lasserre, ed, V.Kompella, ed, “Virtual Private LAN Service(VPLS) Using Label Distribution Protocol (LDP) Signaling”,IETF RFC 4762, Januari 2007[6] R. Gu, J. Dong, M. Chen, Q. Zeng, “Analysis of Virtual PrivateLAN Service (VPLS) Deployment”, Huawei Technologeis ChinaTelecom, Maret 2011[7] Zhuo (Frank) Xu, “Designing and Implementing IP/MPLS-Based Ethernet Layer 2 VPN Service”, Wiley Publishing, Inc.,Indianapolis, Indiana,  2010[8] R. Mohtasin, P.W.C. Prasad, Abeer Alsadoon, G. Zajko,  A.Elchouemi, Ashutosh Kumar Singh, “Development of aVirtualized Networking Lab using GNS3 and VMwareWorkstation”, IEEE WiSPNET 2016 conference, 2016

http://publishing-widyagama.ac.id/ejournal-v2/index.php/jointecs/article/download/469/455

Peningkatan Konektifitas Service VPLS Redundant Path Dengan Rapid Spanning Tree Protocol

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Direktori Jurnal Universitas Widyagama Malang

Journal of Information Technology and Computer Science (JOINTECS)