OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE ...repository.usd.ac.id/1871/2/085314113_Full.pdfOPTIMISASI...

OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING

TREE PROTOCOL 802.1D TIMERS SESUAI

DENGAN NETWORK DIAMETER PADA

SWITCH CISCO CATALYST 2960

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana Komputer atau S.Kom. Program Studi Teknik

Informatika

Oleh:

Aditya Bayu Putranto

085314113

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING

TREE PROTOCOL 802.1D TIMERS SESUAI

DENGAN NETWORK DIAMETER PADA

SWITCH CISCO CATALYST 2960

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana Komputer atau S.Kom. Program Studi Teknik

Informatika

Oleh:


085314113

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013


ii

OPTIMIZATION AND EVALUATION OF 802.1D

SPANNING TREE PROTOCOL TIMERS BASED

BY NETWORK DIAMETER ON SWITCH

CISCO CATALYST 2960

A THESIS

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements to Obtain

The Sarjana Komputer Degree in Informatics Engineering Study

Program

By:


085314113

INFORMATION TECHNOLOGY STUDY PROGRAM

INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2013


iii

LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI

OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE PROTOCOL 802.1D

TIMERS SESUAI DENGAN NETWORK DIAMETER PADA SWITCH

CISCO CATALYST 2960

Disusun oleh:

Nama: Aditya Bayu Putranto

NIM: 085314113

Telah disetujui oleh:

Dosen Pembimbing,

Henricus Agung Hernawan S.T., M.Kom. Tanggal: ________________


iv

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE PROTOCOL 802.1D


CISCO 2960

Dipersiapkan dan ditulis oleh:

Nama : Aditya Bayu Putranto

NIM : 085314113

Telah dipertahankan didepan panitia penguji

Pada Tanggal : 15 April 2013

Dan dinyatakan memenuhi syarat.

Susunan panitia penguji:

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Puspaningtyas Sanjoyo Adi, S.T., M.T. .........................

Sekretaris : St. Yudianto Asmoro, S.T., M.Kom. .........................

Pembimbing : Henricus Agung Hernawan, S.T., M.Kom .........................

Yogyakarta, _______________

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Dekan,

(Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.)


v

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya, bahwa skripsi yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau sebagian dari hasil karya orang lain, kecuali yang

tercantum dan disebutkan dalam kutipan serta daftar pustaka sebagaimana

layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 17 April 2013

Penulis,



vi

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta:

Nama : Aditya Bayu Putranto

NIM : 085314113

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada

perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang

berjudul:

“OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE PROTOCOL 802.1D


CISCO CATALYST 2960”

bersama perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya

memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hak

untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam

bentuk pangkalan data, mendistribusikannya secara terbatas, dan

mempublikasikannya di internet maupun media lain untuk keperluan akademis

tanpa perlu memberikan royalti kepada saya, selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.


Penulis,



vii

ABSTRAK

Jaringan yang redundan memiliki keuntungan dari sisi ketersediaan atau

high availability dan reliability. Namun jaringan redundan memiliki resiko

permasalahan bridging loop. Spanning Tree Protocol 802.1D diperkenalkan

dalam Ethernet LAN untuk menyelesaikan permasalahan bridging loop yang

terbentuk pada sebuah jaringan switch redundan atau yang dinamakan switched

network. Spanning Tree Protocol 802.1D membutuhkan waktu agar membuat

jaringan redundan yang terdapat loop menjadi bebas loop yang dinamakan waktu

konvergensi. Menurut dokumen dari IEEE, waktu konvergensi sebuah jaringan

switched network adalah antara 30 hingga 50 detik. Hal tersebut menjadi waktu

yang relatif lama untuk memenuhi permintaan jaringan Ethernet modern saat ini.

Kemudian Spanning Tree Protocol 802.1D diturunkan menjadi teknologi yang

lebih baru dan lebih cepat konvergen, namun organisasi dengan perangkat

jaringan yang telah lama digunakan tidak mendukung teknologi yang lebih baru

sehingga Spanning Tree Protocol 802.1D tersebut masih dipergunakan. Maka

hasilnya, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui apakah waktu konvergensi

dari Spanning Tree Protocol 802.1D dapat dioptimisasi dengan cara mengubah

STP timers yakni hello time, forward delay, dan max age dimana dapat

mempengaruhi stabilitas dari jaringan itu sendiri. Penelitian ini dilakukan agar

didapat kecepatan konvergensi dari switched network dengan protokol Spanning

Tree Protocol 802.1D yang lebih cepat, serta mengetahui kemungkinan kegagalan

konvergensi sebagaimana dicantumkan dalam dokumen IEEE. Penelitian dan

pengambilan data dilakukan dengan perangkat Switch CISCO Catalyst 2960

dengan skenario waktu konvergen awal atau Initial Convergence, waktu

konvergen saat terjadi kegagalan link atau Failover Convergence, dan waktu saat

link yang gagal berfungsi kembali atau Recovery Convergence.

Kata Kunci: Spanning Tree Protokol, 802.1D, waktu konvergensi, timers,

optimisasi, switched network, hello time, forward delay, max age


viii

ABSTRACT

Redundant network has advantage which are high availability and

reliability. But redundant network has drawback which can create bridging loop.

Spanning Tree Protocol 802.1D was introduced to LAN Ethernet to overcome the

problems of bridging loop forming in switched network. Spanning Tree Protocol

802.1D typically has a convergence time of between 30 and 50 seconds, as inside

IEEE document. This makes it inadequate for the demands of most modern

Ethernet networks. Therefore Spanning Tree Protocol 802.1D has been

superseded by newer technologies offering greater scalability and faster

convergence time, however businesses with legacy network equipment that does

not support the newer technologies may still using Spanning Tree Protocol

802.1D. As a result, this research aim to investigate whether or not Spanning Tree

Protocol 802.1D convergence time can be opmitized by tuning STP timers hello

time, forward delay, and max age whilst still retaining network stability. This

research expect results for a faster convergence time of a switched network with

Spanning Tree Protocol 802.1D, and know the drawback of tuning STP timers

which is failed to convergence as written inside IEEE document. This research

will be carried out using CISCO Catalyst 2960 Switch device with three scenario,

Initial Convergence, Failover Convergence, and Recovery Convergence.

Keywords: Spanning Tree Protocol, 802.1D, convergence time, timers,

optimization, switched network, hello time, forward delay, max age


ix

KATA PENGANTAR

Memiliki kemampuan melakukan design sebuah jaringan merupakan

sebuah kebutuhan sebagai seorang network engineer pada saat ini. Design harus

sesuai dengan kebutuhan bisnis sebuah organisasi, mendukung kemajuan

teknologi Information and Communication Technology atau ICT, dan merupakan

design yang tangguh dan membuat costumer puas dan percaya.

Design tersebut diwujudkan kedalam sebuah arsitektur jaringan LAN

dengan perangkat switch agar menjadi solusi kebutuhan bisnis yang hemat dan

handal. Arsitektur jaringan LAN dengan perangkat switch tersebut bila ditinjau

dari kecepatan pengiriman data berdasarkan OSI layer, maka sedapat mungkin

bekerja pada layer 2, dimana hanya mengenali alamat Medium Access Control

atau MAC, dan tidak terdapat mekanisme routing. Hal ini menjadi tantangan

bagaimana menyediakan jaringan redundan pada layer 2 yang tangguh, dan

senantiasa tersedia untuk dapat diakses user. Hal tersebut yang akan dijawab

dengan protokol Spanning Tree Protocol 802.1D.

Penulisan dari skripsi ini masih jauh dari sempurna, maka dari itu penulis

menerima kritik, saran dan masukan yang dapat berguna bagi penulis.

Penulis


x

HALAMAN PERSEMBAHAN

Demi nama Bapa, dan Putera, dan Roh Kudus, Amin. Sungguh besar kasih

Allah yang dilimpahkan sepanjang hidup penulis. Skripsi ini merupakan secuil

bukti dari kasih Allah yang penulis rasakan dalam menyelesaikan kuliah di

Universitas Sanata Dharma ini, dimana karena bantuanNya lah skripsi ini dapat

diselesaikan dalam waktu yang relatif singkat. Ada banyak hal terjadi terkait

dengan skripsi ini. Terdapat banyak sekali bantuan, dukungan, dorongan,

semangat, pelajaran, dan doa yang penulis terima pada saat menyelesaikan

penelitian ini. Bagian ini merupakan persembahan yang tak sebanding yang dapat

penulis berikan sebagai ungkapan terima kasih atas bantuan, dukungan, dorongan,

semangat, pelajaran, dan doa yang penulis terima dari banyak pihak.

Pihak yang berjasa tersebut adalah:

1. Alm. Ibunda penulis tercinta, yang telah menghadap Allah pada saat

penulis duduk di semester 4. Kata-kata tidak mampu mengungkapkan

semua. Terima kasih ibu.

2. Ayah penulis, yang telah mempersembahkan hidupnya menjadi ayah yang

baik sekaligus merangkap sebagai ibu di rumah, sehingga penulis dapat

menyelesaikan kuliah. Serta adik penulis yang senantiasa mendoakan.

Terima kasih.

3. Leticia Josselyn, orang yang hadir pada saat hidup penulis sedang berada

dibawah, menemani penulis, mendengarkan cerita, memberikan nasehat

dengan sabar, dan telah mengubah penulis menjadi orang yang lebih baik.

Terima kasih banyak.

4. Priecielia Natasha Lolita, yang pada saat penulis mengerjakan penelitian

ini, selalu datang dan membawakan makanan dan minuman, senantiasa

memberikan saran, dan mendoakan penulis. Terima kasih.


xi

5. Bapak Henricus Agung Hernawan, yang merupakan dosen pembimbing

yang baik, mengutamakan kualitas, dan membuat penulis mengerti sebuah

pola penelitian yang baik. Terima kasih.

6. Bapak Puspaningtyas Sanjoyo Adi, yang telah menjadi Ketua Dosen

Penguji yang sangat baik, serta Bapak Yudianto Asmoro yang menjadi

Sekretaris Dosen Penguji yang baik dan teliti. Terima kasih.

7. Ibu Sri Hartati Wijono, selaku dosen pembimbing akademik, yang selalu

membantu penulis, dan memberikan masukan kepada penulis saat penulis

memiliki permasalahan akademik. Terima kasih.

8. Florencia Paramitha, orang yang telah memberikan semangat yang tak

terhitung kepada penulis pada saat mengerjakan penelitian. Terima kasih.

9. Fx Eri Wiranda dan Raymundus Nonnatus, yang menjadi partner penulis

pada saat mengerjakan skripsi, mengambil data penelitian di lab jaringan

komputer, dan konsultasi dengan dosen pembimbing, dan telah hadir pada

saat sidang skripsi bersama Samuel Alexander. Terima kasih.

10. Dominico Tri Sujatmoko dan Mahesa Ahening Raras Kaesthi, yang

merupakan teman seperjuangan penulis di kelas. Terima kasih.

11. Roy Syahputra, Andi Yulianto, Yunita Wahyuning Putri, Laurina Silvianti

Dewi, dan Felix Chandra yang merupakan sahabat penulis di Universitas

Sanata Dharma dari awal semester 1. Terima kasih.

12. Teman-teman angkatan 2008 yang telah saling memberi dukungan,

menjadi sebuah angkatan yang solid dan kompak. Terima kasih, sampai

jumpa, dan semoga sukses!

13. Adik angkatan 2009, 2010 dan 2011, yang selalu menyapa dengan sangat

ramah baik di kelas, di lab, dan pada saat di kampus yang memberikan

kesan tersendiri bagi penulis. Terima kasih.

14. Serta semua orang yang senantiasa mendoakan penulis, yang tidak

tercantum disini. Terima kasih banyak.


xii

Akhir kata, sekali lagi terima kasih diucapkan penulis, serta mohon maaf

apabila penulis alpa memberikan terima kasih baik secara langsung maupun tidak

langsung. Penulis juga meminta maaf bila terdapat kesalahan dari penulis baik

pada saat serangkaian penelitian ini, pada saat proses perkuliahan, serta pada saat

di kampus. Sampai jumpa, terima kasih, dan semoga Tuhan memberkati, amin.




xiii

Daftar Isi

Halaman Judul .......................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN SKRIPSI ................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ................................................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA ................................... v

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .............................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. x

Daftar Isi............................................................................................................... xiii

Daftar Gambar ..................................................................................................... xvii

Daftar Tabel .......................................................................................................... xx

MOTTO ............................................................................................................... xxi

Bab I ........................................................................................................................ 1

Pendahuluan ............................................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 4

1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.4. Batasan Masalah ....................................................................................... 5

1.5. Metodologi Penelitian .............................................................................. 5

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................................... 6

Bab II ....................................................................................................................... 8


xiv

Landasan Teori ........................................................................................................ 8

2.1. Pengantar .................................................................................................. 8

2.2. Switched Network ..................................................................................... 8

2.3. Virtual Local Area Network ..................................................................... 9

2.3.1. Static VLAN ..................................................................................... 10

2.3.2. Dynamic VLAN ............................................................................... 11

2.4. VLAN Trunk ............................................................................................ 11

2.5. Hierarchical Network Design ................................................................ 12

2.5.1. Access Layer.................................................................................... 13

2.5.2. Distribution Layer ........................................................................... 14

2.5.3. Core Layer ...................................................................................... 15

2.6. Broadcast Storm ..................................................................................... 15

2.6.1. Proses Terjadinya Bridging Loop dan Broadcast Storm ................. 17

2.7. IEEE Spanning Tree Protocol Standard 802.1D ................................... 20

2.7.1. Spanning Tree Communication: Bridge Protocol Data Units ............ 21

2.8. Waktu & Proses Konvergensi Spanning Tree Protocol 802.1D............. 22

2.8.1. Memilih Root Bridge ...................................................................... 23

2.8.2. Memilih Root Port .......................................................................... 25

2.8.3. Memilih Designated Port ................................................................ 27

2.8.4. Spanning Tree Protocol Port States ................................................ 30

2.8.5. Spanning Tree Protocol Timers ...................................................... 33

2.8.6. Parameter Lain STP Timers ............................................................ 34

2.8.7. Topology Change ............................................................................ 36

Bab III ................................................................................................................... 45

Perencanaan Penelitian.......................................................................................... 45

3.1. Spesifikasi Obyek Pengukuran ............................................................... 45


xv

3.1.1. Spesifikasi Hardware ...................................................................... 45

3.1.2. Spesifikasi Software ........................................................................ 47

3.1.3. Spesifikasi Spanning Tree Protocol ................................................ 48

3.2. Spesifikasi Pengukuran .......................................................................... 48

3.2.1. Skenario dan Topologi jaringan ...................................................... 48

3.2.2. Parameter Pengukuran .................................................................... 51

3.3. Metode Pengukuran dan Optimisasi ....................................................... 52

3.3.1. Flowchart Pengukuran ........................................................................ 53

3.3.1.1. Tahap 1. Persiapan Pengukuran .................................................. 54

3.3.1.2. Tahap 2. Pengambilan Data Initial Convergence ........................ 54

3.3.1.3. Tahap 3. Pengambilan Data Failover dan Recovery Convergence

55

Bab IV ................................................................................................................... 57

Pengukuran dan Analisis ....................................................................................... 57

4.1. Persiapan Pengukuran ............................................................................ 57

4.1.1. Konfigurasi Network Time Protocol ............................................... 57

4.1.2. Konfigurasi Spanning Tree Protocol Timers .................................. 59

4.1.3. Konfigurasi Debug Spanning Tree Switch Status ........................... 59

4.1.4. Metode Pengambilan Data Initial Convergence, Failover

Convergence, dan Recovery Convergence .................................................... 60

4.2. Pengukuran dan Analisis Kecepatan Konvergensi ................................. 66

4.2.1. Pengukuran Pengaruh Hello Time, Forward Delay, dan Maximum

Age Terhadap Kecepatan Konvergensi ......................................................... 66

4.2.2. Pengukuran Initial Convergence Dengan Network Diameter ......... 69

4.2.3. Analisis Failover Convergence ....................................................... 71

4.2.4. Analisis Recovery Convergence ...................................................... 72


xvi

4.2.5. Analisis Hubungan Convergence Time & Forward Delay

Berdasarkan Network Diameter .................................................................... 73

Bab V .................................................................................................................... 79

Kesimpulan dan Saran........................................................................................... 79

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 79

5.2. Saran ....................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 81

LAMPIRAN .......................................................................................................... 83


xvii

Daftar Gambar

Gambar 2.1. Menghubungkan banyak VLAN dengan menggunakan trunk link ... 12

Gambar 2.2 Contoh Hierarchical Network Design................................................ 13

Gambar 2.3. Manfaat Redundancy untuk High Availability .................................. 14

Gambar 2.4. Contoh agregasi VLAN yang terjadi pada Distribution layer .......... 14

Gambar 2.5. Contoh Link Agregation .................................................................... 15

Gambar 2.6. Contoh topologi yang memungkinkan terjadi broadcast storm ........ 17

Gambar 2.7. Simulasi dari keadaan bridging loop ................................................. 19

Gambar 2.8. Cara kerja Spanning Tree Protocol ................................................... 21

Gambar 2.9. Proses Perubahan Port Status STP 802.1D ....................................... 22

Gambar 2.10. Contoh Designated Port Selection .................................................. 29

Gambar 2.11. Port state dan prosesnya ................................................................. 32

Gambar 2.12. Efek dari sebuah Direct Topology Change ..................................... 39

Gambar 2.13. Efek dari Indirect Topology Change ............................................... 41

Gambar 2.14 Efek dari Insignificant Topology Change ........................................ 43

Gambar 3.1. Network diameter berukuran 2, dengan 2 buah Switch .................... 48

Gambar 3.2: Topologi dengan network diameter berukuran 3 switch ................... 49

Gambar 3.3. Network diameter berukuran 4 dengan menggunakan 8 Switch ....... 49

Gambar 3.4. Network diameter berukuran 5 dengan menggunakan 9 Switch. ...... 49




xviii

Gambar 3.7. Proses Perubahan Port Status ............................................................ 51

Gambar 3.7. Flowchart Prosedur Pengukuran dan Optimasi ................................. 53

Gambar 3.8. Proses persiapan pengukuran ............................................................ 54

Gambar 3.9. Proses pengambilan data Initial Convergence .................................. 55

Gambar 3.10. Pengambilan data kecepatan Failover dan Recovery Convergence 56

Gambar 4.1. Topologi Konfigurasi NTP................................................................ 58

Gambar 4.2. Debug Spanning Tree Switch State ................................................... 59

Gambar 4.3. Cara mengukur kecepatan Initial Convergence ................................ 61

Gambar 4.4. Terjadi perubahan port status secara terus menerus .......................... 62

Gambar 4.5. Notifikasi “MACFLAP NOTIF” ....................................................... 63

Gambar 4.6. Pengukuran Failover Convergence ................................................... 63

Gambar 4.7. Pengukuran Recovery Convergence .................................................. 65

Gambar 4.8. Pengukuran Pengaruh Hello Time Terhadap Kecepata Konvergensi66

Gambar 4.9. Pengukuran Pengaruh Forward Delay Terhadap Kecepatan

Konvergensi ........................................................................................................... 67

Gambar 4.10. Pengukuran Pengaruh Maximum Age Terhadap Kecepatan

Konvergensi ........................................................................................................... 68

Gambar 4.11. Grafik hasil pengukuran Initial Convergence ................................. 69

Gambar 4.12. Grafik pengukuran Failover Convergence ...................................... 71

Gambar 4.13. Grafik pengukuran Recovery Convergence..................................... 72

Gambar 4.14. Hasil pengukuran Convergence & Forward Delay Diameter 2 ..... 73




xix





xx

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Configuration BPDU Message Content ................................................. 22

Tabel 2.2. STP Path Cost ....................................................................................... 26

Tabel 2.3 STP States dan Port Activity .................................................................. 33

Tabel 2.4 Topology Change Notification BPDU Message Content ....................... 36

Tabel 3.1: Spesifikasi teknis switch Cisco Catalyst 2960 ...................................... 46

Tabel 3.3. Parameter lain dalam penelitian ............................................................ 52

Tabel 4.1. Tabel perubahan status port Initial........................................................ 61

Tabel 4.2. Perubahan port status flapping .............................................................. 62

Tabel 4.3. Tabel perubahan status port Failover.................................................... 63

Tabel 4.4. Tabel perubahan status port Recovery .................................................. 64

Tabel 4.5. Forward Delay yang disarankan berdasarkan Network Diameter ........ 77


xxi

MOTTO

“In the name of the Father,

and of the Son, and of the

Holy Spirit, Amen”


1

Bab I

Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Saat ini komunikasi digital dengan menggunakan data, suara, dan

video adalah sangat vital bagi organisasi maupun sebuah perusahaan

internasional. Hal ini disebabkan oleh usaha menjaga agar komunikasi

bisnis tetap berlangsung antara sebuah perusahaan baik dengan pekerja

jarak jauh (teleworker service), rekan bisnis atau stakeholder, dan

komunikasi dengan kantor cabang. Sebuah desain Local Area Network

yang baik menjadi suatu kebutuhan fundamental untuk sebuah perusahaan

internasional. Hal tersebut membuat kemampuan dalam mendesain sebuah

jaringan LAN lalu memilih networking devices sesuai dengan kebutuhan

spesifikasi bisnis menjadi sangat penting agar didapat jaringan yang

handal dan efisien [1].

Untuk membangun jaringan komputer yang handal dan efisien sesuai

dengan kebutuhan bisnis, maka dibutuhkan sebuah desain yang tepat.

Hierarchical network design merupakan sebuah desain yang membagi

jaringan menjadi beberapa layer berdasarkan fungsi spesifiknya. Dengan

hierarchical network design, jaringan menjadi lebih mudah dimanajemen,

menambah device dan berkembang, serta kemudahan proses isolasi saat

terjadi trouble di dalam jaringan [1].

Performansi jaringan komputer dapat menjadi sebuah faktor yang

menentukan produktifitas pada sebuah perusahaan internasional. Salah

satu teknologi yang berkontribusi untuk performansi jaringan komputer

yang baik adalah pemisahan sebuah broadcast domain yang besar menjadi

lebih kecil dengan bantuan Virtual Local Area Network. Broadcast domain

yang lebih kecil dapat membatasi macam-macam device yang


2

berpartisipasi di dalam broadcast packet dan hal ini memungkinkan untuk

membuat grup device sesuai dengan fungsinya. Device tersebut dapat

dipisahkan sesuai dengan fungsinya seperti, database service untuk

accounting department dan high-speed data transer untuk engineering

department. Selain itu VLAN juga dapat berfungsi untuk membedakan

perlakuan pada sebuah packet misalnya untuk data dengan tingkat yang

lebih rendah daripada paket voice maupun video [2].

Performa suatu jaringan juga dapat diuji dari seberapa besar tingkat

availability dari jaringan tersebut. Availability dapat ditingkatkan secara

mudah melalui implementasi jaringan yang redundan dengan hierarchical

network. Redundansi dalam jaringan komputer berfungsi sebagai fault

tolerant apabila terdapat link atau networking device yang tidak berfungsi.

Redundansi dapat berupa link redundan, atau networking device redundan.

Penggunaan banyak VLAN pada banyak switch yang redundan

dalam sebuah jaringan jika tidak berhati-hati dapat menimbulkan

broadcast storm. Broadcast storm adalah kondisi dimana sebuah jaringan

komputer mengalami peningkatan traffic yang tidak berhenti sampai

switch yang sedang dipakai berhenti beroperasi atau hang. Broadcast

storm terjadi pada sebuah switched network dimana memiliki topologi

yang terdapat looping [3].

Spanning Tree Protocol diciptakan untuk mengatasi broadcast

storm. Spanning Tree Protocol menggunakan algoritma Spanning Tree

Algorithm yang akan memutus link pada sebuah topologi jaringan VLAN

yang terdapat looping. Spanning Tree Protocol juga memiliki banyak

pemilihan setting agar performanya dapat berjalan optimal. Network

diameter atau diameter dalam sebuah jaringan switch juga berpengaruh

dalam kinerja Spanning Tree Protocol.

Spanning Tree Protocol mampu mengambil keputusan agar didapat

jalur jaringan tanpa loop, atau dapat disebut kondisi konvergen. Namun

untuk mengambil keputusan tersebut membutuhkan waktu. Selain itu


3

terdapat kemungkinan lain yang dapat mempengaruhi lamanya waktu

pengambilan keputusan tersebut, seperti network diameter, timers (hello

time, forward delay, dan maximum age), dan kondisi konvergensi (initial

convergence, failover convergence, dan recovery convergence). Waktu

konvergensi memegang peranan dari sisi ketersediaan (availability), dan

kehandalan (reliability). Untuk mengetahui availability dan reliability dari

802.1D itulah penelitian ini dilakukan.

Secara default, kecepatan konvergensi sebuah switched network

dengan Spanning Tree Protocol 802.1D berkisar antara 30 hingga 50 detik.

Jeda waktu tersebut, bila terjadi pada saat terdapat komunikasi bisnis

berlangsung, akan menjadi jeda waktu yang cukup panjang. Permasalahan

ini harus diselesaikan agar didapat waktu konvergensi yang lebih singkat,

sehingga komunikasi bisnis tidak terganggu.

Di dalam dokumen Cisco mengenai 802.1D[9], disebutkan bahwa

maksimum network diameter adalah 7 switch. Namun belum diketahui apa

yang terjadi bila sebuah perusahaan internasional memiliki switched

network dengan network diameter 7 switch, serta sejauh mana STP timers

memberi pengaruh pada network diameter sebesar 7 switch tersebut. Untuk

hal tersebut penelitian ini dilakukan.

Switch Cisco dipilih sebagai obyek dari penelitian ini karena saat ini

Cisco merupakan sebuah perusahaan penyedia perangkat jaringan

computer, solusi jaringan computer, dan membuat kurikulum jaringan

komputer terbesar di dunia. Cisco memiliki kurikulum pendidikan jaringan

komputer yang diakui telah menghasilkan Network Engineer yang handal.

Cisco mengeluarkan beberapa type switch yang diberi nama Nexus dan

Catalyst, seperti Catalyst 1912, 2820, 2900, 5000, 5500, 6500, 8500, dan

sebagainya [4].

Switch Cisco Catalyst 2960 merupakan tipe switch yang bekerja

pada layer 2. Switch ini menyediakan layanan yang efisien dan cost


4

effective untuk kantor cabang dan medium sized business. Switch ini dapat

dikonfigurasi agar bisa menjalankan VLAN management. [13]

Switch Cisco Catalyst 2960 secara default telah mengaktifkan

Spanning Tree Protocol 802.1D. Namun untuk dapat bekerja dengan

handal sesuai dengan besarnya network diameter, switch ini harus

dikonfigurasi terlebih dahulu. Konfigurasi dilakukan dengan mengubah

parameter STP timers. Parameter STP timers ini meliputi hello time,

forward delay, dan max age. Dengan mengubah parameter STP timers

akan berdampak pada perubahan jadwal waktu pengiriman hello packet

serta pemrosesannya, sehingga akan mempengaruhi kecepatan

konvergensi dari sebuah jaringan switched network. [13]

1.2. Rumusan Masalah

Dengan melihat latar belakang masalah tersebut maka masalah yang

akan diselesaikan adalah:

1. Sejauh mana sebuah setting dari hello time, forward delay, dan

max age dalam Spanning Tree Protocol pada Switch Cisco

Catalyst 2960 dapat berpengaruh pada kecepatan konvergensi?

2. Sejauh mana setting dari hello time, forward delay, dan max age

yang terdapat pada Spanning Tree Protocol di dalam sebuah

Switch dapat memberi pengaruh bila diterapkan pada jaringan

yang memiliki ukuran network diameter berbeda-beda?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh setting STP timers terhadap waktu

kecepatan konvergensi dari sebuah switched network baik pada


5

saat initial convergence, failover convergence, dan recovery

convergence.

2. Menganalisis kemungkinan kegagalan konvergensi pada sebuah

switched network.

1.4. Batasan Masalah

1. Penelitian menggunakan 9 Switch Cisco Catalyst 2960-24TC.

2. Pengujian dilakukan dengan menggunakan debug spanning tree.

3. Jumlah maksimum network diameter yang diukur adalah 7.

4. Pengujian tidak memperhatikan packet loss.

1.5. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir dan

penelitian adalah sebagai berikut:

1. Studi literatur

Mengumpulkan referensi literatur tentang protokol 802.1D

Spanning Tree Protocol, command setting Spanning Tree

Protocol.

2. Analisis dan perencanaan sistem

Pada tugas akhir ini akan dianalisa komponen-komponen apa

saja yang mempengaruhi waktu konvergensi dari Spanning Tree

Protocol yang akan dijadikan referensi pada saat perancangan

sistem.

3. Implementasi sistem


6

Implementasi dilakukan dengan menghubungkan switch sesuai

dengan besarnya network diameter yang akan diukur, kemudian

dipersiapkan STP timers dan debug spanning-tree switch state.

4. Pengukuran dan pengumpulan data

Setelah dilakukan implementasi, maka data yang akan dicatat

berupa catatan waktu konvergensi sesuai dengan setting dari

hello time, forward delay, dan max age berdasarkan network

diameter yang sedang diukur.

5. Analisis data

Selanjutnya dari hasil data yang telah dicatat tersebut, akan

ditarik kesimpulan pengaruh parameter hello time, forward

delay, dan max age sesuai dengan network diameter-nya.

1.6. Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang penulisan tugas akhir, rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian dan sistematika

penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang digunakan dan menjadi

dasar penelitian, serta berkaitan dengan judul/rumusan masalah tugas

akhir.

BAB III PERENCANAAN PENELITIAN


7

Bab ini menjelaskan tentang spesifikasi alat dan spesifikasi teknis

skenario pengujian yang akan dilakukan dan perencanaan desain

pengujian.

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISIS

Bab ini berisi tentang spesifikasi teknis pengujian dan setting yang

digunakan pada saat implementasi, pelaksanaan pengujian dan hasil

pengujian, serta analisis data dari hasil pengujian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan atas analisa dan saran berdasarkan hasil

yang telah dilaksanakan.


8

Bab II

Landasan Teori

2.1. Pengantar

Sebelum merencanakan skenario, pengukuran, dan membuat analisa

penelitian, harus dipahami terlebih dahulu tentang dasar-dasar topologi

jaringan komputer yang bersifat redundan dan cara kerja Spanning Tree

Protocol. Lingkup kerja dari Spanning Tree Protocol adalah untuk

memastikan tidak ada looping pada sebuah jaringan yang terdapat agregasi

link yang bersifat redundan. Agregasi link yang redundan ini sesuai dengan

konsep Hierarchical Network Design yang bertujuan agar sebuah jaringan

memiliki high availability. Spanning Tree Protocol juga berperan dalam

menyediakan link untuk dapat mengirimkan packet yang berasal VLAN

melalui trunk link dan kemudian masuk ke link untuk diagregasikan di

distribution layer dan core layer. Bab ini akan ditutup dengan penjelasan

mengenai cara kerja Spanning Tree Protocol dalam mengatasi broadcast

storm.

2.2. Switched Network

Jika sebuah design jaringan komputer hanya terdiri atas Layer 2

device, maka design tersebut dapat berupa single Ethernet segment, sebuah

Ethernet switch dengan banyak port, atau sebuah jaringan yang terkoneksi

dengan banyak Ethernet switch. Sebuah jaringan switch yang

keseluruhannya terdiri hanya oleh layer 2 dapat disebut sebagai flat

network topology. Sebuah flat network terdiri atas sebuah broadcast

domain, atau setiap device yang terkoneksi dalam flat network dapat

melihat setiap paket broadcast yang sedang ditransmisikan. Semakin

banyak device dalam sebuah jaringan, maka akan berdampak pada ukuran

broadcast juga akan bertambah besar.[5]


9

Ethernet switch dapat dipergunakan untuk menghubungkan banyak

jaringan ethernet. Namun bila flat network diterapkan, maka switch yang

berfungsi sebagai centrally-located switch dapat mengalami bottleneck

atau penumpukan paket data pada satu titik dengan paket data yang berasal

dari banyak sumber.[6]

Teori tentang layer 2 menyimpulkan bahwa flat network tidak dapat

memiliki jalur yang redundan untuk dimanfaatkan sebagai load balancing

dan fault tolerance. Switched network menawarkan sebuah teknologi untuk

mengatasi keterbatasan dari flat network. Switched network dapat dibagi

kedalam satu maupun banyak VLAN.

2.3. Virtual Local Area Network

Virtual Local Area Network atau VLAN adalah sebuah grup dari

banyak host dengan bermacam kebutuhan, dimana hanya dapat

berkomunikasi dengan host lain dalam sebuah broadcast domain, tanpa

mempedulikan lokasi secara fisik dari host tersebut.[5]

Virtual Local Area Network atau yang disebut VLAN dapat

mengijinkan seorang network administrator untuk membuat grup

networking device secara logikal sehingga device tersebut dapat seolah

berada pada sebuah jaringan yang independen padahal device tersebut

berada pada infrastruktur jaringan yang digunakan bersamaan dengan

VLAN yang lain. VLAN yang dipergunakan dalam sebuah jaringan

perusahaan juga dapat berfungsi untuk membagi jaringan atas segmen

switched network sesuai dengan fungsi, divisi perusahaan tersebut, dan tim

proyek dalam perusahaan tersebut. Selain itu VLAN juga dapat membuat

jaringan suatu perusahaan lebih fleksibel berdasarkan lokasinya sehingga

karyawan yang berada di rumah atau di kantor cabang dapat terkoneksi

dengan jaringan di kantor pusat.[5]

VLAN secara logikal membagi IP subnetwork. VLAN mengijinkan

banyak IP network dan subnet untuk berada pada switched network yang


10

sama. Switch yang dipergunakan di dalam VLAN dan masing-masing port

yang terdapat pada VLAN harus dilakukan seting sesuai VLAN. Sebuah

port pada switch yang dikonfigurasi dengan sebuah VLAN disebut access

port. Device yang terkoneksi secara fisikal dengan sebuah switch belum

tentu dapat berkomunikasi, device tersebut harus terkoneksi melalui router

[2].

Sebuah VLAN dibuat pada access layer switch –yang akan

dijelaskan pada sub bab selanjutnya-. Data yang berasal dari host akan

diberi tag pada setiap Ethernet packet. Tag ini dapat dianalogikan sebagai

warna-warna, misalnya merah, hijau, dan biru. Setiap switch dapat

diperintahkan untuk menangani masing-masing warna pada paket, dan

tidak mempedulikan bila terdapat paket dengan warna lain. Setiap host

yang terhubung dalam jaringan tersebut harus menjadi member dari warna

atau VLAN. Terdapat dua metode membership yang terdapat dalam Cisco

Catalyst Switch yakni Static VLAN configuration dan Dynamic VLAN

configuration.[5]

2.3.1. Static VLAN

Static VLAN menawarkan VLAN membership berbasis port, dimana

masing-masing port pada switch diatur secara spesifik kedalam sebuah

VLAN. Host atau end-user device menjadi member sebuah VLAN

berdasarkan pada port switch dimana mereka terhubung secara fisik.

VLAN langsung diberikan secara otomatis pada saat host terhubung ke

port switch tanpa ada mekanisme handshaking atau mekanisme lain.[5]

Switch port diberi tag VLAN secara manual oleh network

administrator, atau secara static. Masing-masing port memiliki Port VLAN

ID (PVID) yang diasosiasikan dengan sebuah VLAN number. Masing-

masing port yang terdapat pada sebuah switch dapat diberi grup dalam

banyak VLAN. Dua buah device yang terhubung kedalam sebuah switch

yang sama, lalu lintas data belum tentu terjadi antar keduanya jika kedua


11

device tersebut terhubung pada port yang berbeda VLAN. Agar kedua

device dapat terhubung, maka diperlukan device Layer 3 yang dapat

melakukan routing paket sebagai penghubung antara dua buah VLAN.[5]

Static VLAN membership secara normal terjadi di dalam sebuah

hardware dengan Application Specific Integrated Circuit (ASIC) di dalam

sebuah switch. Proses port membership ini baik dari sisi performansi

karena seluruh port mapping terjadi di level hardware, tanpa

membutuhkan tabel lookup yang kompleks.[5]

2.3.2. Dynamic VLAN

Dynamic VLAN melakukan port membership berbasis MAC address

dari end-user device. Pada saat device terhubung pada sebuah port switch,

maka switch harus melakukan proses query pada sebuah database untuk

dapat memberi tag VLAN. Seorang network administrator juga harus

memasukkan MAC address dari user kedalam sebuah VLAN database

dari sebuah VLAN Membership Policy Server (VMPS).[5]

Switch Cisco dapat melakukan port membership dengan dynamic

VLAN. Dynamic VLAN dapat dibuat dan dimanajemen menggunakan

network-management tools misalnya Cisco Works. Dynamic VLAN

memberikan nilai lebih dari sisi mobilitas user namun lebih banyak

membutuhkan perhatian dari sisi administrasi.[5]

2.4. VLAN Trunk

Sebuah trunk link dapat mentransmisikan lebih dari satu VLAN

melalui sebuah port switch. Trunk link sangat menguntungkan ketika

sebuah switch terhubung dengan switch lain, atau terhubung ke router.

Sebuah trunk link tidak diasosiasikan kepada sebuah VLAN secara

spesifik sehingga satu atau banyak, atau seluruh VLAN dapat

ditransmisikan antar switch menggunakan sebuah physical trunk link.[5]


12

Gambar 2.1. Menghubungkan banyak VLAN dengan menggunakan trunk link.

Pada gambar diatas menunjukkan bahwa tiga buah switch dapat

terhubung. Garis putus-putus merupakan trunk link yang menghubungkan

antar segmen VLAN. Jika tidak terdapat trunk link, dibutuhkan dua link

untuk dapat menghubungkan VLAN yang berlainan segmen. Sejalan

dengan bertambahnya VLAN pada sebuah jaringan, jumlah link dapat ikut

bertambah secara cepat. Banyak link dapat dibuat lebih efisien hanya

dengan sebuah link.[5]

2.5. Hierarchical Network Design

Hierarchical network design adalah contoh dalam membuat desain

sebuah jaringan baik skala kecil maupun skala besar. Hierarchical network

design membagi topologi jaringan menjadi beberapa layer secara fisik.

Masing-masing layer memiliki fungsi spesifik yang mendefinisikan

perannya di dalam keseluruhan jaringan. Dengan membagi menjadi

bermacam fungsi yang terdapat pada sebuah jaringan, desain dari sebuah

jaringan menjadi bertipe modular dimana lebih mengutamakan pada sisi

scalability dan performansi. Hierarchical model design dibagi menjadi

tiga layer yaitu access, distribution, dan core. Gambar berikut adalah

contoh dari hierarchical network design.[1]


13

Gambar 2.2 Contoh Hierarchical Network Design.

Dalam sebuah hierarchical network design, redundansi dapat dicapai

pada distribution dan core layer melalui tambahan hardware dan jalur

alternatif menuju hardware tambahan.[1]

Gambar 2.3. Manfaat Redundancy untuk High Availability.

2.5.1. Access Layer

Access layer adalah layer yang berisi komponen-komponen jaringan

komputer yang berhubungan langsung dengan end device misalnya PC,


14

printer, IP phone. Access layer berfungsi untuk menyediakan akses ke

bagian akhir dari sebuah jaringan. Access layer dapat berupa router,

switch, bridge, hub, dan wireless access point. Tujuan utama dari access

layer adalah untuk menghubungkan end device menuju ke jaringan dan

mengontrol device apa saja yang diperbolehkan berkomunikasi di dalam

jaringan.[1]

2.5.2. Distribution Layer

Distribution layer berfungsi untuk mengagregasikan data yang

diterima dari switch access layer sebelum data tersebut ditransmisikan

menuju ke core layer untuk proses routing ke tujuan akhir. Distribution

layer mengontrol aliran dari network traffic menggunakan aturan-aturan

dan memecah broadccast domain dengan melakukan proses routing antar

virtual LAN yang telah ditentukan pada access layer. VLAN mengijinkan

membagi traffic berdasarkan segmen dalam sebuah switch untuk memecah

menjadi subnetwork. Switch yang dipakai pada distribution layer biasanya

adalah switch yang memiliki performansi yang tinggi dengan sifat high

availability dan redundant untuk memastikan suatu jaringan dapat

reliable.[1]


15

Gambar 2.4. Contoh agregasi VLAN yang terjadi pada Distribution layer.

2.5.3. Core Layer

Core layer dalam hierarchical network design adalah berupa high-

speed backbone dari sebuah internetwork. Core layer bersifat kritikal

dalam interkoneksi antar device pada distribution layer. Menjaga

redundansi dan high availability pada core layer juga merupakan hal yang

penting. Core layer juga mengagregasikan traffic dari seluruh device pada

distribution layer sehingga core layer harus mampu melakukan

forwarding data dalam jumlah yang sangat besar secara cepat. Selain itu,

core layer juga dapat terkoneksi ke internet [1].

Gambar 2.5. Contoh Link Agregation

2.6. Broadcast Storm

Pada saat sebuah device dalam sebuah network mengirimkan paket,

paket tersebut adalah salah satu dari tiga tipe paket yaitu unicast,

multicast, dan broadcast. Paket unicast adalah paket dimana dikirimkan

dan ditujukan hanya untuk satu host saja. Sedangkan broadcast adalah

dimana paket dikirimkan kepada seluruh host yang dapat menerima.[7]


16

Broadcast dapat menyebabkan sebuah masalah. Tidak semua host di

dalam suatu jaringan butuh menerima paket broadcast. Terlebih pada

jaringan yang redundan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.3. Akibar

dari broadcast yang tidak terkontrol dapat menurunkan performansi dari

sebuah jaringan yang tadinya sangat redundan dan reliable menjadi tidak

reliable.[7]

Broadcast storm terjadi ketika terdapat banyak sekali packet

broadcast yang terdapat pada layer 2 sehingga menghabiskan bandwidth

yang tersedia. Konsekuensi dari terjadinya broadcast storm adalah tidak

terdapat bandwidth untuk lalu lintas data yang normal sehingga jaringan

tersebut tidak dapat digunakan untuk komunikasi data.

Broadcast storm selalu terjadi dalam sebuah switched network yang

terdapat loop. Semakin banyak device yang mengirimkan broadcast pada

sebuah jaringan maka akan berdampak semakin banyak traffic yang terjadi

di dalam loop, maka akan membuat kegagalan jaringan [3].


17

2.6.1. Proses Terjadinya Bridging Loop dan Broadcast Storm

Gambar 2.6. Contoh topologi yang memungkinkan terjadi broadcast storm.

Sesuai yang telah dijelaskan sebelumnya, broadcast storm terjadi

pada saat salah satu host mengirimkan paket broadcast. Gambar 2.4.

menunjukkan sebuah topologi jaringan switch dengan redundansi pada

Switch A dan B.

Berikut adalah proses terjadinya bridging loop dimana lebih

sederhana daripada broadcast storm:

1. Pada saat PC-1 akan mengirim paket unicast ke PC-4, paket dari

PC-1 akan melalui Segmen A.

2. Kedua switch A dan B menerima paket pada masing-masing

port 1/1. Karena MAC address dari PC-1 masih belum dicatat,

maka masing-masing switch mencatat MAC address dari PC1

sesuai dengan port yang menerima yaitu port 1/1. Dari informasi

saat ini, kedua switch memiliki informasi bahwa PC-1 berada

pada Segmen A.


18

3. Karena lokasi dari PC-4 masih belum diketahui, maka kedua

switch memutuskan akan melakukan flooding paket pada

seluruh port. Proses ini merupakan cara dari switch untuk

memastikan bahwa frame dapat mencapai tujuan.

4. Masing-masing switch melakukan flooding pada port 2/1 di

Segmen B. PC-4 yang berada pada Segmen B menerima dua

paket yang ditujukan untuk PC-4. Selain itu di Segmen B,

switch A menerima paket dari switch B, dan switch B menerima

paket yang dikirim oleh switch A.

5. Switch A menerima frame ”baru” dari PC-1 ke PC-4.

Berdasarkan address table, sebelumnya switch telah

mempelajari bahwa PC-1 berada pada port 1/1 di Segmen A.

Namun alamat dari PC-1 juga diterima oleh port 2/1, atau

Segmen B. Secara definitif, switch harus mencatat kembali

lokasi dari PC-1, dimana switch melakukan kesalahan asumsi

pada Segmen B. Begitu pula dengan switch B setelah menerima

paket baru dari switch A.

6. Saat ini baik switch A maupun B belum mengetahui lokasi PC-4

karena masih belum ada paket yang diterima dengan alamat

sumber dari PC-4. Paket “baru” dari PC-1 masih harus

diteruskan dengan cara flooding melalui seluruh port yang

tersedia untuk mencari dimana PC-4. Paket tersebut dikirim oleh

switch A dan B melalui port 1/1 menuju ke Segmen A.

7. Sekarang kedua switch mempelajari kembali bahwa lokasi dari

PC-1 berada di Segmen A dan kembali melakukan forward

paket “baru” kembali ke Segmen B, dan begitu seterusnya.


19

Gambar 2.7. Simulasi dari keadaan bridging loop.

Proses melakukan forward sebuah paket berputar dan berputar antara

dua switch atau lebih dikenal dengan nama bridging loop. Tidak ada

switch yang menyadari bahwa terdapat switch lain pada jaringan tersebut

sehingga paket dapat terus menerus berputar dari satu segmen ke segmen

yang lain. Ada satu hal lain yang perlu diberi garis bawah, karena kedua

switch berada dalam jaringan dimana terdapat looping, maka paket asli

telah diduplikasi dan dikirimkan berulang-ulang di dalam dua buah

segmen. Apakah yang dapat menghentikan paket yang berputar-putar

tersebut? Tidak ada, karena PC-4 baru menerima paket sama cepatnya

dengan switch tersebut dapat melakukan forwarding.

Kedua switch tersebut terus melakukan entry dari lokasi PC-1 yang

terus berubah sejalan dengan paket yang berputar tersebut. Walaupun

sebuah paket unicast, dapat menimbulkan bridging loop, dan setiap bridge

table dari switch selalu berubah dengan data yang salah.

Apa yang akan terjadi bila PC-1 mengirim paket broadcast?

Bridging loop akan terjadi kembali dengan wujud yang berbeda. Paket

broadcast akan mulai bersirkulasi selamanya. Masing-masing device pada

Segmen A dan B menerima dan memproses setiap paket broadcast. Tipe

broadcast seperti ini akan dengan mudah memenuhi setiap segmen pada


20

jaringan dan dapat membuat seluruh host pada setiap segment berhenti

beroperasi.

Sau-satunya jalan untuk menghentikan bridging loop adalah dengan

cara menghilangkan looping pada jaringan baik secara fisik, maupun

secara logikal dengan cara melakukan disconnect pada port switch atau

melakukan shutdown pada port sebuah switch atau dengan cara lain yang

lebih efisien bernama Spanning Tree Protocol.

2.7. IEEE Spanning Tree Protocol Standard 802.1D

STP menggunakan algoritma Spanning Tree Algorithm (STA) untuk

menentukan port mana saja dalam sebuah switch yang harus berada dalam

status blocking untuk mencegah loop. STA bekerja dengan menentukan

sebuah switch pada sebuah jaringan sebagai root bridge atau switch utama

yang berfungsi sebagai titik referensi untuk seluruh kalkulasi jalur. Seluruh

switch berpartisipasi didalam pertukaran paket BPDU yang menentukan

switch mana yang memiliki bridge ID (BID) terendah dalam sebuah

jaringan. Switch dengan BID terendah akan menjadi root bridge.

Setelah root bridge selesai dipilih, STA mengkalkulasi jalur

terpendek menuju ke root bridge. Masing-masing switch menggunakan

STA untuk menentukan port mana yang harus berada dalam posisi

blocking.

Spanning Tree Protocol (STP) adalah sebuah protokol layer 2 yang

berjalan pada switch dan bridge. Spesifikasi untuk STP tercantum didalam

IEEE Standards documents 802.1D.


21

Gambar 2.8. Cara kerja Spanning Tree Protocol.

2.7.1. Spanning Tree Communication: Bridge Protocol Data Units

STP beroperasi sebagai switch yang berkomunikasi satu sama lain

dengan switch lain. Data pesan saling bertukar dalam bentuk yang disebut

bridge protocol data units (BPDU). Sebuah switch mengirimkan sebuah

BPDU frame melalui sebuah port, menggunakan alamat unik MAC

address dari port tersebut sebagai source address. Masing-masing switch

masih tidak menyadari bahwa terdapat switch lain disekitarnya, sehingga

frame BPDU dikirim dengan destination address dari well-known STP

multicast address 01-80-c2-00-00-00.

Terdapat dua tipe BPDU yaitu Configuration BPDU dan Topology

Change Notification (TCN) BPDU. Configuration BPDU digunakan pada

saat proses komputasi spanning-tree. Topology Change Notification

(TCN) BPDU digunakan untuk mengirimkan pengumuman adanya

perubahan network topology.

Tabel dibawah berisi tentang field Configuration BPDU.

Field Description Number of Bytes

Protocol ID (always 0) 2

Version (always 0) 1

Message Type (Cofiguration atau TCN 1


22

BPDU)

Flags 1

Root Bridge ID 8

Root Path Cost 4

Sender Bridge ID 8

Port ID 2

Message Age 2

Maximum Age 2

Hello Time 2

Forward Delay 2

Tabel 2.1 Configuration BPDU Message Content.

Proses pertukaran BPDU mempunyai tujuan untuk memilih sebuah

switch yang nantinya akan menjadi titik referensi yang menjadi pondasi

dari topologi spanning tree yang stabil. Secara default, BPDU dikirimkan

melalui seluruh switch port setiap 2 detik sehingga informasi topologi saat

ini dapat dikabarkan dan loop dapat teridentifikasi secara cepat.

2.8. Waktu & Proses Konvergensi Spanning Tree Protocol 802.1D

Gambar 2.9. Proses Perubahan Port Status STP 802.1D.


23

Konvergensi merupakan aspek penting dalam Spanning Tree

process. Konvergensi adalah waktu yang dibutuhkan pada sebuah jaringan

untuk menentukan switch mana yang menjadi root bridge, melalui seluruh

port state, dan melakukan set seluruh port menjadi port final spanning tree

dimana seluruh potential loop telah dieliminasi. Proses konvergensi

memakan waktu untuk selesai karena terdapat timers yang berbeda untuk

menyelesaikan proses.

Untuk memahami proses konvergensi, dapat dibagi menjadi 3 tahap

agar jaringan dapat konvergen:

Step 1. Memilih Root Bridge

Step 2. Memilih Root Port

Step 3. Memilih Designated dan Non Designated Port

2.8.1. Memilih Root Bridge

Supaya seluruh switch didalam sebuah jaringan dapat setuju pada

sebuah loop-free-topology, diperlukan sebuah frame yang dipercaya

sebagai referensi bagi switch yang lainnya. Poin referensi dari frame ini

dikenal dengan nama root bridge.

Proses pemilihan dilakukan oleh seluruh switch yang terhubung

untuk memilih root bridge. Masing-masing switch memiliki 8-byte nilai

yang terdiri atas:

Bridge Priority (2 byte)

Bridge priority adalah nilai prioritas atau bobot dari sebuah

switch dalam hubungannya dengan switch yang lainnya.

Priority field dapat memiliki nilai antara 0 sampai 65,353 dan

nilai defaultnya adalah 32,768 (atau 0x8000) di seluruh switch

Catalyst.


24

MAC Address (6 byte)

MAC address yang dipergunakan pada sebuah switch dapat

berasal dari modul Supervisor, backplane panel, atau dari pool

1,024 address yang diberikan pada setiap supervisor atau

backplane, tergantung pada model switch.

Ketika switch pertama kali dihidupkan, switch tersebut masih

berasumsi bahwa dirinya adalah root bridge. Proses pemilihan kemudian

terjadi sebagai berikut: Setiap switch mulai mengirim BPDU dengan root

bridge ID sama dengan bridge ID milik switch tersebut dan sender bridge

ID juga sama dengan bridge ID dari switch tersebut. Sender bridge ID

berfungsi untuk memberi tahu switch lain tentang siapa pengirim dari

BPDU.

BPDU yang telah diterima kemudian dianalisa oleh switch untuk

dilihat apakah didapat informasi root bridge yang lebih baik. Sebuah root

bridge dinyatakan lebih baik jika nilai dari root bridge ID lebih rendah

dari yang lainnya. Selain itu, root bridge ID dibagi menjadi dua yaitu

Bridge Priority dan MAC Address Fields. Jika dua bridge priority bernilai

sama, maka yang memiliki MAC address lebih rendah akan dianggap

bridge ID lebih baik. Ketika sebuah switch menerima BPDU dengan root

bridge yang lebih baik, itu akan menggantikan root bridge ID yang tadinya

adalah milik sendiri menjadi root bridge ID yang lebih baik dari BPDU

yang diterima. Switch tersebut kemudian harus mencantumkan root bridge

ID yang baru di BPDU yang akan dikirimkan, namun masih tetap

menggunakan bridge ID milik sendiri sebagai sender bridge ID.

Cepat atau lambah, proses pemilihan mulai konvergen dan seluruh

switch setuju bahwa salah satu dari switch tersebut adalah root bridge.

Sesuai yang diharapkan, jika sebuah switch baru dengan Bridge Priority

lebih rendah akan mulai menyebarkan BPDU yang berisi bahwa switch

tersebut adalah root bridge. Karena switch baru tersebut tidak memiliki

saingan yang memiliki bridge ID lebih rendah, maka seluruh switch


25

sepakat untuk memutuskan dan mencatat bahwa switch tersebut adalah

root bridge yang baru. Hal ini juga terjadi jika switch baru tersebut

mempunyai Bridge Priority yang sama dengan switch lainnya, tetapi

memiliki MAC address yang lebih rendah. Pemilihan root bridge

merupakan sebuah proses yang diawali oleh perubahan root bridge ID

pada BPDU yang dikirimkan setiap 2 detik.

2.8.2. Memilih Root Port

Saat ini sebuah reference point telah dipilih untuk seluruh switch di

dalam jaringan, masing-masing nonroot switch harus menentukan dimana

letak jalur menuju root bridge. Hal tersebut dapat dilakukan dengan cara

memilih hanya satu buah root port pada setiap nonroot switch. Root port

selalu merupakan titik menuju ke root bridge.

STP menggunakan konsep bahwa cost menentukan banyak hal.

Memilih sebuah root port membutuhkan evaluasi dari root path cost. Nilai

ini adalah hasil kumulatif dari jalur menuju ke root bridge. Sebuah switch

link juga mempunyai sebuah cost yang dapat diasosiasikan yang disebut

path cost. Untuk mengerti perbedaan antara root path cost dengan path

cost adalah hanya root path cost yang dibawa didalam BPDU. Pada saat

root patch cost berjalan, switch lain dapat memodifikasinya supaya

menjadi kumulatif. Sedangkan path cost tidak tercantum didalam BPDU,

hanya dikenal oleh switch lokal dimana port atau jalur menuju neighboring

switch berada.

Path cost dinyatakan dengan nilai 1-byte, dengan nilai default

tampak pada tabel 3.2 dibawah. Biasanya, semakin besar bandwidth dari

sebuah link, semakin kecil cost yang dibutuhkan untuk mentransmisikan

data melaluinya. IEEE 802.1D Standard menyatakan path cost sebagai

1000 Mbps dibagi oleh link bandwidth dalam megabits per second. Nilai

tersebut terlihat pada kolom tengah tabel. Modern network saat ini telah

menggunakan Gigabit Ethernet dan OC-48 ATM, dimana keduanya terlalu


26

dekat, atau lebih besari daripada maksimum skala dari 1000 Mbps. IEEE

saat ini menggunakan skala nonlinier untuk path cost, sesuai ditunjukkan

pada kolom kanan tabel.

Link Bandwidth STP Cost Lama STP Cost Baru

4 Mbps 250 250

10 Mbps 100 100

16 Mbps 63 62

45 Mbps 22 39

100 Mbps 10 19

155 Mbps 6 14

622 Mbps 2 6

1 Gbps 1 4

10 Gbps 0 2

Tabel 2.2. STP Path Cost.

Nilai root path cost juga dapat dinyatakan dengan cara:

1. Root bridge mengirim sebuah BPDU dengan sebuah root

path cost bernilai 0 karena port masih berada pada root

bridge.

2. Ketika tetangga terdekat menerima BPDU, maka akan

menambahkan path cost dari port yang menerima BPDU.

3. Tetangga tersebut mengirim kembali BPDU dengan nilai root

path cost kumulatif.

4. Root path cost bertambah melalui ingress port path cost

sesuai pada saat BPDU diterima pada setiap switch yang

terhubung.

5. Perlu diperhatikan bahwa penambahan root path cost hanya

pada saat BPDU diterima. Ketika menghitung spanning-tree

algorithm secara manual, ingat untuk menghitung root path


27

cost yang baru pada saat BPDU masuk ke switch, bukan saat

keluar.

Setelah menambah root path cost, sebuah switch juga menyimpan

nilai ke dalam memory. Ketika sebuah BPDU diterima pada port lain dan

root path cost lebih kecil daripada yang terdapat di memory, maka root

path cost yang lebih kecil inilah yang menjadi root path cost yang baru.

Sebagai tambahan, cost yang lebih kecil tersebut memberitahu kepada

switch bahwa jalur untuk menuju root bridge lebih baik melalui port ini

daripada port lain. Sehingga switch tersebut saat ini telah tahu port mana

yang memiliki jalur paling baik untuk menuju ke root bridge, yakni root

port.

2.8.3. Memilih Designated Port

Titik awal, atau reference point telah teridentifikasi, dan masing-

masing switch telah ”terhubung” dengan reference point tersebut melalui

sebuah link yang memiliki jalur terbaik. Sebuah struktur tree sudah mulai

terbentuk, namun hanya link yang diidentifikasi saat ini, seluruh link masih

terhubung dan masih aktif, dapat menimbulkan bridging loop.

Untuk menghilangkan kemungkinan dari bridging loop, STP

membuat sebuah final computation untuk mengidentifikasi sebuah

designated port setiap network segment. Dimana diasumsikan terdapat dua

atau lebih switch terhubung kepada sebuah network segment. Jika sebuah

frame terlihat di segment tersebut, maka seluruh bridge yang menerima

akan melakukan forward ke tujuan. Peristiwa seperti inilah yang

memungkinkan terjadinya sebuah bridging loop dan harus dihindari.

Seharusnya hanya satu link pada sebuah segmen yang dapat

melakukan forward traffic menuju dan dari segmen tersebut, link tersebut

yang disebut sebagai designated port. Switch memilihsebuah designated

port berdasarkan pada hasil kumulatif root path cost menuju ke root

bridge terendah. Contohnya, sebuah switch memiliki nilai tentang root


28

path cost miliknya, lalu diumumkan kedalam BPDU. Jika sebuah

neighboring switch dalam sebuah shared LAN segmen mengirim sebuah

BPDU yang berisi sebuah root path cost yang lebih rendah, maka neighbor

tersebut yang akan memiliki designated port.

Seluruh proses STP dilakukan hanya untuk mengidentifikasi bridge

dan port. Seluruh port masih aktif, dan bridging loop masih tetap

menghantui jaringan. STP memiliki beberapa status untuk setiap port yang

harus dilalui, selain dari tipe atau identifikasi. Status tersebut secara aktif

mencegah loop dan akan dijelaskan pada sub bab berikutnya.

Jika dalam sebuah switch terdapat dua atau lebih link yang memiliki

root path cost identik. Ini akan membuat sebuah tie condition. Maka STP

membuat pemecahan secara sequence dalam empat kondisi:

Root bridge ID terendah

Root path cost menuju root bridge terendah

Sender bridge ID terendah

Sender port ID terendah

Gambar 2.6 menunjukan contoh dari designated port selection.


29

Gambar 2.10. Contoh Designated Port Selection.

Ketiga switch tersebut telah memilih designated port karena

beberapa alasan:

Catalyst A: Karena switch tersebut adalah root bridge,

seluruh active port milik switch tersebut adalah designated

port, secara definitif. Pada root bridge, root path cost

masing-masing port adalah 0.

Catalyst B: Catalyst A port 1/1 adalah designated port untuk

segmen A-B karena memiliki root path cost terendah (0).

Catalyst B port 1/2 adalah designated port untuk segmen B-

C. Root path cost untuk masing-masing akhir segmen adalah

19, terlihat dari BPDU yang diterima pada port 1/1. Karena

root path cost yang sama pada kedua port, maka designated


30

port harus dipilih dengan kriteria lanjut, sender bridge ID

terendah. Ketika Catalyst B mengirim sebuah BPDU kepada

Catalyst C, MAC address yang tercantum didalam bridge ID

lebih rendah. Catalyst C juga mengirim BPDU kepada

Catalyst B, dengan bridge ID lebih tinggi. Maka Catalyst B

port 1/2 terpilih menjadi designated port di segmen B-C.

Catalyst C: Port 1/2 dari Catalyst C bukanlah root port

maupun designated port. Sehingga seluruh port yang tidak

termasuk root maupun designated port akan menuju Blocking

state. Saat inilah, bridging loop telah hilang.

2.8.4. Spanning Tree Protocol Port States

Untuk berpartisipasi dalam STP, masung-masing port dari sebuah

switch harus melalui beberapa status. Sebuah port memulai kehidupannya

pada Disable status, lalu berubah melalui beberapa status pasif, dan hingga

hingga akhirnyapada sebuah status aktif dimana port tersebut dapat

melakukan forward traffic. Urutan dari STP port status adalah:

Disabled: Port yang dengan status administratively shutdown

baik oleh Network Administrator maupun oleh sistem

disebabkan oleh error, termasuk kedalam Disabled state. Status

ini merupakan spesial dan tidak termasuk dalam proses port STP

normal.

Blocking: Setelah inisialisasi port, kemudian port memasuki

Blocking state sehingga bridging loop tidak akan terjadi. Dalam

Blocking state, sebuah port tidak dapat menerima maupun

mentransmisikan data dan tidak dapat menambah MAC address

kedalam address table. Namun sebuah port masih tetap diijinkan

untuk hanya menerima BPDU sehingga switch masih dapat

mendengar dari neighboring switch. Sebagai tambahan, port


31

yang sedang dalam standby mode, untuk menghindari bridging

loop, maka menuju ke Blocking state.

Listening: Sebuah port beralih dari Blocking ke Listening jika

port tersebut dapat terpilih menjadi root port atau designated

port. Dengan kata lain, port tersebut dalam perjalanan untuk

dapat melakukan forward traffic. Dalam Listening state, port

masih tidak dapat mengirim maupun menerima frame data.

Namun port mengijinkan menerima dan mengirim BPDU

sehingga switch tersebut dapat secara aktif berpartisipasi dalam

proses Spanning Tree topology. Di status inilah sebuah port

akhirnya diperbolehkan untuk menjadi sebuah root port atau

designated port karena switch dapat advertise the port dengan

cara mengirim BPDU kepada switch lain. Jika port tersebut

tidak mendapat status sebagai root port atau designated port,

maka port tersebut kembali ke Blocking state.

Learning: Setelah sebuah periode yang disebut Forward Delay

dalam Listening state, port tersebut menuju ke Learning state.

Port tersebut masih tetap mengirim dan menerima BPDU,

sebagai tambahan, sekarang switch dapat mempelajari MAC

address baru untuk ditambahkan ke addressing table. Ini

memberikan waktu tambahan bagi sebuah port dan mengijinkan

switch untuk menyusun beberapa address information. Port

masih tetap belum mengirim data frame.

Forwarding: Setelah proses Forward Delay yang lain dalam

Learning state, port kemudian diijinkan untuk menuju

Forwarding state. Port sekarang dapat mengirim dan menerima

data frame, mengumpulkan MAC addres ke dalam address

table, dan mengirim dan menerima BPDU. Port saat ini telah

berfungsi penuh sebagai sebuah switch port didalam spanning-

tree topology.


32

Gambar 2.11. Port state dan prosesnya.[3]

Setiap switch port diperbolehkan menuju Forwarding state hanya

jika tidak terdapat redundan link atau loop yang terdeteksi dan jika port

tersebut adalah jalur terbaik menuju root bridge sebagai root port atau

designated port. Tabel 2.3 menjelaskan tentang Port States dan Timer.

STP State Port dapat: Port tidak dapat: Durasi

Disabled N/A Mengirim atau

menerima data

N/A

Blocking Menerima BPDU Mengirim atau

menerima data atau

mempelajari MAC

address

Selama loop masih

terdeteksi/max age

timer (20 Detik)

Listening Mengirim dan

menerima BPDU

Mengirim atau

menerima data atau

mempelajari MAC

address

Forward Delay

timer

(15 Detik)

Learning Mengirim dan

menerima BPDU

dan mempelajari

MAC address

Mengirim dan

menerima data

Forward Delay

timer

(15 Detik)

Forwarding Mengirim dan

menerima BPDU,

mempelajari

MAC address,

dan mengirim dan

Selama port tetap up

dan loop tidak

terdeteksi


33

menerima data.

Tabel 2.3 STP States dan Port Activity.

2.8.5. Spanning Tree Protocol Timers

STP beroperasi pada saat switch saling berkirim BPDU untuk

membentuk sebuah loop-free topology. BPDU memerlukan cukup waktu

untuk berjalan dari switch ke switch. Dengan tambahan, berita tentang

topology change (misalnya sebuah link atau root bridge failure) dapat

menambah propagation delay seiring dengan berita tersebut dikirim dari

satu sisi jaringan ke sisi yang lain. Karena kemungkinan dari delay

tersebut, mejaga agar spanning-tree topology terbentuk atau konvergen

sampai semua switch memiliki waktu untuk menerima informasi yang

akurat adalah sangat penting.

STP menggunakan tiga timers untuk memastikan bahwa sebuah

jaringan dapat konvergen dengan baik sebelum bridging loop terjadi.

Timers dan default value tersebut adalah sebagai berikut:

Hello Time

Hello time adalah interval antara setiap Configuration BPDU

yang dikirimkan oleh root bridge. Nilai hello time yang

dikonfigurasi pada root bridge switch menentukan hello time

untuk seluruh nonroot switch karena mereka hanya relay dari

Configuration BPDU sesuai dari yang mereka terima dari root.

Meski demikian, seluruh switch memiliki timer Hello Time yang

digunakan untuk TCN BPDU saat akan diretransmisikan. IEEE

802.1D Standard menyatakan bahwa secara default nilai dari

hello time adalah 2 detik, tetapi dapat di setting dengan nilai

antara 1 hingga 10 detik.

Forward Delay


34

Forward delay adalah waktu yang dihabiskan pada saat status

port sedang listening dan learning. Secara default, nilai forward

delay adalah 15 detik, tetapi dapat di setting dengan nilai antara

4 hingga 30 detik.

Max age

Max age timer adalah interval waktu yang dibutuhkan switch

untuk menampung BPDU sebelum dibuang. Ketika

mengeksekusi STP, masing-masing switchport menyimpan

sebuah copy dari BPDU terbaik yang pernah diterima. Jika

sebuah switchport kehilangan kontak dengan pengirim BPDU

(tidak ada lagi BPDU yang dikirim oleh pengirim tersebut),

maka switch mengasumsikan bahwa sebuah topology change

telah terjadi setelah melampaui max age dan umur BPDU telah

habis. Secara default, nilai max age adalah 20 detik, tetapi dapat

di setting dengan nilai antara 6 hingga 40 detik.

STP timers dapat dikonfigurasi melalui switch command line.

Namun, nilai timer tersebut tidak boleh diubah dari default tanpa

pertimbangan yang matang.

STP timers default adalah berdasarkan beberapa asumsi tentang

ukurang dari jaringan dan panjang dari hello time. Sebuah reference model

dari sebuah jaringan yang memiliki diameter jaringan 7 menjadi dasar nilai

tersebut. Diameter diukur dari root bridge keluar menuju cabang lain pada

tree atau switch yang lain, termasuk root bridge.

2.8.6. Parameter Lain STP Timers

IEEE 802.1D adalah dokumen yang mendefinisikan STP. Sebagai

tambahan timers pada Spanning Tree Protocol Timers dijelaskan bahwa

terdapat beberapa parameter yang terkait dengan STP yaitu[9]:


35

Diameter of STP domain (dia) Nilai ini merupakan angka

maksimum dari jumlah switch diantara dua buah titik yang

merupakan ujung node. IEEE merekomendasikan bahwa nilai

maksimum diameter adalah 7 bridges/switch untuk default

STP timers.

Bridge transit delay (transit_delay) Nilai ini adalah waktu

yang dibutuhkan antara menerima kemudian

mentransmisikan sebuah frame yang sama oleh bridge.

Secara logikal, nilai ini merupakan latency di dalam switch

atau bridge. IEEE merekomendasikan 1 detik sebagai nilai

maksimum bridge transit delay.

BPDU transmission delay (bpdu_delay) Nilai ini merupakan

delay antara waktu dari sebuah BPDU diterima oleh sebuah

port dan waktu dari configuration BPDU tersebut secara

efektif ditransmisikan ke port lain. IEEE merekomendasikan

1 detik sebagai nilai maksimum BPDU transmission delay.

Message age increment overestimate (msg_overestimate)

Nilai ini adalah nilai penambahan yang dilakukan oleh

masing-masing switch kepada message age sebelum

melakukan forwarding BPDU. Sesuai dengan IEEE Spanning

Tree Protocol Timers section states, switch Cisco (dan

terdapat kemungkinan merk lain) menambahkan 1 detik

untuk message age sebelum switch melakukan forwarding

BPDU.

Lost message (lost_message) Nilai ini adalah angka dari

BPDU yang mungkin hilang pada saat BPDU bergerak dari

ujung sebuah switched network sampai ujung yang lain. IEEE

merekomendasikan untuk menggunakan nilai 3 sebagai

jumlah BPDU yang mungkin hilang.


36

Transmit halt delay (Tx_halt_delay) Nilai ini merupakan

jumlah waktu maksimum yang memungkinkan sebuah switch

untuk secara efektif memindahkan status dari sebuah port

menjadi blocking state setelah didapat keputusan bahwa port

tersebut harus dalam keadaan blocked. IEEE

merekomendasikan nilai 1 detik untuk parameter ini.

Medium access delay (med_access_delay) Nilai ini adalah

waktu yang memungkinkan sebuah device utnuk

mendapatkan akses kepada media untuk initial transmission.

Yakni waktu antara keputusan CPU untuk mengirim sebuah

frame dan waktu pada saat frame secara efektif

meninggalkan switch atau bridge. IEEE merekomendasikan

untuk menggunakan 0.5 sebagai maximum time.

2.8.7. Topology Change

Untuk mengumumkan sebuah perubahan pada active network

topology, switch mengirimkan sebuah TCN BPDU. Tabel berikut akan

menjelaskan tentang isi field dari TCN BPDU.

Field Description Number of Bytes

Protocol ID (always 0) 2

Version (always 0) 1

Message Type (Configuration or TCN BPDU) 1

Tabel 2.4 Topology Change Notification BPDU Message Content.

Sebuah topology change terjadi jika sebuah switch memindahkan

sebuah port menjadi Forwarding state atau dari Forwarding atau Learning

state menjadi Blocking state. Dengan kata lain, sebuah port pada sebuah

switch aktif berubah menjadi up atau menjadi down. Switch mengirimkan

sebuah TCN BPDU keluar melalui root port-nya, kemudian root bridge

menerima berita mengenai topology change. Perhatikan bahwa TCN


37

BPDU tidak membawa data apapun tentang perubahan, tetapi hanya

menginformasikan kepada penerima bahwa sebuah perubahan telah terjadi.

Switch tersebut melanjutkan mengirim TCN BPDU setiap Hello

Time interval sampai mendapat sebuah acknowledgement dari upstream

neighbor. Pada saat upstream neighbor menerima TCN BPDU, mereka

meneruskannya sampai pada root bridge dan mengirim acknowledgement.

Pada saat root bridge menerima TCN BPDU, root bridge tersebut juga

mengirim acknowledgement. Root bridge mengatur Topology Change flag

pada Configuration BPDU yang akan dikirim, dimana tetap dikirim secara

relay kepada seluruh bridge yang ada didalam jaringan. Hal ini dilakukan

untuk memberitahu mengenai topology change dan menyebabkan seluruh

bridge untuk mempercepat bridge table aging times dari default 300 detik

menjadi ke Forward Delay atau 15 detik.

Kondisi ini membuat lokasi dari MAC address yang telah dipelajari

harus dibuang lebih awal dari seharusnya, menyebabkan bridge table

corruption yang memungkinkan untuk terjadinya perubahan topologi.

Namun seluruh port masih tetap berkomunikasi pada saat masih terdapat

waktu di bridge table. Kondisi ini terjadi dalam jumlah waktu dari

Forwarding Delay dan Max Age (secara default 15 +20 detik). Kondisi ini

dapat menyebabkan seluruh user kehilangan konektifitas.

2.8.7.1. Direct Topology Changes

Sebuah direct topology change adalah sesuatu yang dapat dideteksi

pada sebuah switch interface. Misalnya, sebuah trunk link tiba-tiba putus,

switch pada ujung yang lain dapat dengan cepat mendeteksi adanya link

failure. Perubahan link pada bridging topology tersebut memberikan tanda,

sehingga seluruh switch harus diberitahu.

Gambar 2.7 menunjukkan sebuah

OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE ...repository.usd.ac.id/1871/2/085314113_Full.pdfOPTIMISASI...

Documents

Transcript of OPTIMISASI DAN EVALUASI SPANNING TREE ...repository.usd.ac.id/1871/2/085314113_Full.pdfOPTIMISASI...