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: Satu titik kegagalan pd Hub Computer Science Semua trafik antara EE dan CS harus melintas melalui segmen CS

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

Apa yg akan Terjadi dg Loop? Belajar yg Tdk Benar 1 2 A , 1

Introduksi Spanning Tree Memungkinkan suatu path antara semua LAN tanpa menyebabkan loop (linkungan 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 (R) Designated port (D) Blocked port (B)

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 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: Contoh

Algoritma Spanning Tree: Contoh (ID Pengirim, ID Root, Cost) 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 loop - 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, loop 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!

In-Class Excersise Implementasikan algoritma spanning tree utk topologi di bawah, dan dapatkan hasilnya