Welcome to our site

welcome text --- Nam sed nisl justo. Duis ornare nulla at lectus varius sodales quis non eros. Proin sollicitudin tincidunt augue eu pharetra. Nulla nec magna mi, eget volutpat augue. Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per conubia nostra, per inceptos himenaeos. Integer tincidunt iaculis risus, non placerat arcu molestie in.

Packet Switching

Jumat, 30 September 2011

Packet Switching

Packet switching berkaitan dengan protocol, dimana message dibagi menjadi paket-paket kecil sebelum message itu dikirimkan. Packet switching merupakan salah satu teknologi efektif untuk komunikasi data jarak jauh. Jaringan packet switch merupakan kumpulan distribusi dari node-node packet switch sehingga selalu ada delay waktu antara perubahan status dalam satu porsi dari jaringan dan pengetahuan dari perubahan itu dimana saja. WAN’s (Wide Area Networks) protocol seperti TCP/IP, X.25 dan Frame relay adalah contoh-contoh teknologi yang menggunakan prinsip Paket Switching.


A. Prinsip-prinsip Packet-Switching

Dalam koneksi data dari terminal ke host, sebagian waktu line dalam keadaan idle. Dengan demikian, dengan koneksi-koneksi data, maka hubungan circuit switch tidak efisien.

Perbedaan yang mendasar antara Packet Switching dengan Circuit Switching adalah bahwa jalur komunikasi tidak ditujukan untuk meneruskan message dari sumber ke tujuan. Dalam Packet Switching, message-message yang berbeda (ataupun paket-paket yang berbeda) dapat melewati rute yang berbeda, dan ketika ada “dead time” antara sumber dan tujuan, maka jalurnya dapat digunakan oleh rute lain.

Dalam jaringan circuit switched, koneksi menyediakan transmisi pada kecepatan data yang konstan. Dengan demikian masing-masing dari 2 device yang dikoneksi harus mentransmit dan menerima pada kecepatan data (data rate) yang sama dengan yang lainnya. Hal ini membatasi pemakaian dari jaringan dalam interkoneksi dari komputer-komputer host dan terminal-terminal. Namun, Circuit Switching dapat digunakan untuk mentransmisikan data secara real time, misalnya audio dan video.

Packet Switching lebih efisien untuk data yang bisa menerima delay dalam transmisi, misalnya pesan e-mail dan Web pages.

Operasi dari packet switching : data ditransmisi dalam paket-paket pendek. Panjang paket 1000 octet (byte). Jika suatu sumber mengirim message yang panjang, maka message tersebut akan dipotong-potong menjadi paket seri (gambar 8.1). Tiap paket mengandung porsi dari data user plus kontrol informasi. Dalam kontrol informasi ini termasuk informasi agar jaringan dapat meletakkan paket melalui jaringan tersebut dan mengirimnya ke tujuan yang sesuai. Pada tiap node, paket diterima, disimpan dan dilewatkan pada node berikutnya.

Gambar 8.1

Keuntungan Packet Switching :

  • Efisiensi dari line yang bertambah besar, karena link dari node ke node dapat dibagi secara dinamis oleh banyak paket.

  • Jaringan packet switched dapat menjalankan konversi data rate.

  • Jaringan menolak menerima permintaan koneksi tambahan sampai beban pada jaringan berkurang.

  • Dapat menggunakan prioritas.

  • Memungkinkan error detection dan correction, fault diagnosis, message sequence checking, reverse billing, verifikasi dari message delivery, dll.

  • Tujuan dari informasi terdapat pada tiap paket, sehingga beberapa message dapat dikirim dengan cepat ke beberapa tujuan sekaligus.


A.1.Dua Pendekatan Paket Switching

Ada dua macam teknik pendekatan Packet Switching yang umum, yaitu :

  1. Virtual Circuit Packet Switching

Dalam pendekatan ini, perencanaan dasar rute diwujudkan sebelum paket-paket apapun dikirim. Jadi karakteristik utama dari teknik ini yaitu bahwa rute antara stasiun-stasiun diset sebelum transfer data.

  1. Datagram Switching

Dalam pendekatan ini, tiap paket diperlakukan sendiri-sendiri, dengan tidak ada referensi pada paket yang telah keluar sebelumnya. Datagram ini digunakan pada network layer dari Internet.

Keuntungannya pendekatan Datagram :

  • Mencegah terjadinya fase setup dari panggilan. Dengan demikian, jika suatu stasiun hanya ingin mengirim satu atau sebagian kecil paket-paket, maka pengiriman dengan datagram akan lebih cepat.

  • Karena datagram lebih primitif maka akan lebih fleksibel.

  • Pengiriman dengan datagram akan lebih dapat dipercaya.


Perbedaan datagram dengan virtual circuit :

  • Dengan virtual circuit, node tidak perlu membuat keputusan-keputusan perjalanan untuk tiap paket. Hal tersebut hanya dibuat sekali untuk semua paket dengan menggunakan virtual circuit tersebut.

  • Dengan virtual circuit, paket-paket mengikuti definisi awal rute, dan dengan demikian hal tersebut lebih sulit untuk jaringan beradaptasi untuk keadaan dengan beban yang penuh.

  • Pada virtual circuit, jika suatu node gagal, semua virtual circuit yang melewati node-node tersebut akan hilang. Sedangkan pengiriman dengan datagram, jika suatu node gagal, maka paket berikutnya akan menemukan rute alternatif yang mem-bypass node tersebut.


Keuntungannya bila 2 stasiun akan mempertukarkan data :

  • Jaringan akan menyediakan pelayanan yang berhubungan ke virtual circuit, termasuk sequencing dan error kontrol.

  • Paket harus ditrasmisi jaringan lebih cepat dengan suatu virtual circuit sehinggal hal tersebut tidak perlu untuk membuat keputusan perjalanan untuk tiap paket pada tiap node.


A.2.Ukuran Paket

Gambar dibawah ini menunjukkan hubungan antara ukuran paket dan waktu transmisi

Gambar 8.2


Dalam contoh ini, dianggap bahwa ada suatu virtual circuit dari stasiun x melalui node a dan b ke stasiun y.

Gambar 8.2a, message yang dikirim 30 octet (byte) dan tiap paket mengandung 3 octet kontrol informasi, yang diletakkan pada awal dari tiap paket dan dinyatakan sebagai suatu header. Jika seluruh message dikirim sebagai suatu paket tunggal dari 33 octet (3 octet header plus 30 octet data), maka paket ditransmisi pertama kali dari stasiun x ke node a. Setelah seluruh paket diterima lalu ditransmisi dari a ke b. Kemudian setelah seluruh paket diterima di node b, maka ditransfer ke stasiun y sehingga total waktu transmisi = 99 kali octet (33 octet x 3 paket transmisi).

Gambar 8.2b, message dipecah menjadi 2 paket, yang masing-masingnya mengandung 15 octet message dan tentu saja 3 octet tiap-tiap header atau kontrol informasi. Dalam hal ini, node a dapat memulai transmisi paket pertama setelah paket tersebut tiba dari x, tanpa menunggu paket kedua. Sehingga total waktu transmisi turun menjadi 72 kali octet. Begitu pula untuk gambar-gambar selanjutnya.


Semakin banyak dan semakin kecil paket akan meningkatkan delay, hal ini disebabkan oleh:

  • Karena tiap paket mengandung sejumlah header dan lebih banyak paket berarti lebih banyak header.

  • Bila lebih banyak paket dipegang untuk suatu message tunggal.

Sehingga dalam mendisain jaringan packet-switched harus dipertimbangkan faktor-faktor ini untuk memperoleh ukuran paket yang optimum.


A.3. Perbandingan Circuit Switching dan Paket Switching


Gambar 8.3

Gambar 8.3 memperlihatkan perbandingan sederhana dari circuit switching dan 2 bentuk packet switching. Gambar tersebut menunjukkan transmisi dari suatu message melalui 4 node-node, dari suatu stasiun sumber ke node 1 ke stasiun tujuan yang dihubunkan ke node 4.

Disini terdapat tiga tipe delay :

  • Delay penyebaran (propagation delay) : waktu yang dibutuhkan untuk suatu sinyal menyebar dari satu node ke node berikutnya.

  • Waktu transmisi : waktu yang dibutuhkan untuk suatu transmitter mengirim keluar suatu blok data.

  • Node delay : waktu yang dibutuhkan untuk suatu node melaksanakan proses yang perlu seperti men-switch data.

Gambar 8.3a, untuk circuit switching, pertama, suatu permintaan panggilan dikirim melalui jaringan, untuk mengeset suatu koneksi ke tujuan. Jika stasiun tujuan tidak sibuk, maka sinyal panggilan yang diterima dikembalikan. Catatan bahwa delay pemrosesan terjadi pada tiap node selama permintaan panggilan; waktu ini dibutuhkan pada tiap node untuk mengeset rute dari koneksi. Pada kembalinya, proses ini tidak perlu, karena koneksi sudah diset. Setelah koneksi diset, message dikirim sebagai blok tunggal, dengan delay yang tidak terasa pada switching node.

Gambar 8.3b, permintaan virtual circuit menggunakan paket permintaan panggilan, yang terkena delay pada tiap node. Virtual circuit diterima dengan suatu paket penerima panggilan, yang juga mengalami delay node, walaupun rute virtual circuit sudah terbentuk. Alasannya bahwa paket ini menunggu berderet-deret pada tiap node dan harus menunggu gilirannya untuk transmisi. Sekali virtual circuit terbentuk, maka message ditransmisi dalam paket-paket.

Fase dari operasi tidak dapat lebih cepat daripada circuit switching karena circuit switching merupakan proses yang transparan, yang menyediakan data rate yang konstan melalui jaringan. Packet switching memerlukan beberapa delay node pada tiap node dalam path. Hal ini terjadi, karena delay ini merupakan variabel dan akan meningkat dengan meningkatnya beban.

Gambar 8.3c, datagram packet switching tidak memerlukan setup panggilan. Oleh karena itu, untuk message-message pendek, akan lebih cepat daripada virtual circuit packet switching dan mungkin juga circuit switching. Bagaimanapun juga, proses untuk tiap datagram pada tiap node lebih panjang daripada untuk virtual circuit packet. Oleh karena itu, untuk message-message yang panjang, teknik virtual-circuit lebih unggul.

Gambar 8.3 hanya merupakan salah satu usul untuk menunjukkan hubungan performa dari teknik-teknik tersebut.

Performa yang sebenarnya tergantung pada :

  • Faktor dari host.

  • Ukuran dari jaringan.

  • Topologi.

  • Pola dari beban.

  • Karakteristik dari pertukaran.

Karakteristik-karakteristik lainnya


Circuit switching

Datagram packet switching

Virtual circuit packet switching

Tergantung pada path transmisi

Tidak tergantung

Tidak tergantung

Transmisi data secara kontinu

Transmisi paket-paket

Transmisi paket-paket

Interaksi yang cukup cepat

Idem

Idem

Message-message tidak disimpan

Paket-paket mungkin disimpan sampai dikirim

Paket-paket disimpan sampai dikirim

Path dibentuk untuk seluruh percakapan

Rute terbentuk untuk tiap paket

Rute terbentuk untuk seluruh percakapan

Delayy setup panggilan; delay transmisi diabaikan

Delay transmisi paket

Delay setup panggilan; delay transmisi paket

Sinyal sibuk bila party yang dipanggil sibuk

Pengirim mungkin memberitahukan jika paket tidak dikirimkan

Pengirim memberitahukan koneksi diabaikan

Kelebihan beban mungkin memblok setup panggilan; tidak ada delay untuk pembentukan panggilan-panggilan

Kelebihan beban meningkatkan delay paket

Kelebihan beban mungkin memblok setup panggilan; meningkatkan delay paket

Elektromekanikal atau komputerisasi switching node

Small switching node

Small switching node

Pemakai bertanggung jawab untuk kehilangan proteksi message

Jaringan mungkin bertanggung jawab untuk paket-paket individu

Jaringan mungkin bertanggung jawab untuk serangkaian paket-paket

Biasanya tidak ada konversi kecepatan atau kode

Ada

Ada

Bandwidth transmisi yang tetap

Pemakaian bandwidth yang dinamis

Pemakaian bandwidth yang dinamis

Tidak ada kelebihan bit-bit setelah setup panggilan

Kelebihan bit-bit dalam tiap message

Kelebihan bit-bit dalam tiap paket


B. Contoh Sistem

  1. ARPANET / DDN

ARPA = Advanced Research Projects Agency

ARPANET = ARPA Computer Network

DDN = Defense Data Network

Kedua jaringan ini digunakan untuk keamanan dan kontrol komunikasi jaringan.

  1. TYMNET

TYMNET II, merupakan terminal-oriented, menyediakan pelayanan packet switched serba guna untuk transfer terminal-host dan host-host.

3. SNA

SNA = System Network Architecture

Dibangun oleh IBM untuk melindungi customernya dan memberikan customernya keuntungan-keuntungan dari penawaran-penawaran baru IBM.


C. Virtual Circuit dan Datagram

Operasi eksternal dan internal

Pada interface antara stasiun dan node jaringan, jaringan mungkin menyediakan baik pelayanan virtual circuit/datagram.

Disain keputusan internal dan eksternal ini tidak perlu terjadi seketika itu juga :

  • Eksternal virtual circuit, internal virtual circuit : ketika user meminta (me-request) suatu virtual circuit, rute melalui jaringan dibentuk. Semua paket akan mengikuti rute yang sama itu.

  • Eksternal virtual circuit, internal datagram : jaringan memegang tiap paket yang terpisah. Oleh karena itu paket yang berbeda untuk virtual circuit yang sama akan mengambil rute yang berbeda. Bagaimanapun juga, jaringan berusaha untuk mengirim paket-paket ke tujuan. Secara tipikal, jaringan akan menyimpan paket-paket pada node tujuan sehingga mereka mungkin diminta untuk pengiriman.

  • Eksternal datagram, internal datagram : tiap paket diperlakukan sendiri-sendiri dari kedua-duanya baik user maupun jaringan.

  • Eksternal datagram, internal virtual circuit : kombinasi ini membuat sedikit perbedaan, karena satu terkena biaya implementasi virtual circuit tetapi tanpa memperoleh manfaat.

Perbandingan 4 contoh jaringan dalam kombinasinya.



Operasi internal

Datagram

Virtual circuit


Operasi

Eksternal

Datagram

ARPANET

(packet)

-----

Virtual circuit

ARPANET

(message,paket)

TYMNET (packet multiplexing)

SNA (rute virtual dan eksplisit)


ARPANET

Secara eksternal, ARPANET memakai keduanya, baik datagram maupun virtual circuit. Secara internal, ARPANET sebagai jaringan datagram dengan struktur 2 level yang tidak seperti biasanya.

TYMNET

Memakai virtual circuit baik secara eksternal dan internal, yang berdasarkan pada teknik yang disebut packet multiplexing.

SNA

Dimana :

  • Jaringan komunikasi dibentuk oleh subarea node.

  • Peripheral node, seperti terminal-terminal dan konsentrasi terminal, berhubungan ke subarea node.

  • Link antara subarea node terdiri dari satu atau lebih transmission group, yang merupakan link fisik tunggal atau multiple link yang dipakai untuk transmisi pararel.

  • Antara tiap pasang subarea node, didefinisikan sejumlah rute-rute eksplisit.

  • Rute virtual merupakan cadangan node sumber-tujuan yang sederhana yang diperuntukkan untuk rute eksplisit.

D. Routing

Karakteristik

Sejumlah atribut dari fungsi routing menurut [TANE88] :

  • Correctness (kebenaran)

  • Slimplicity (kesederhanaan)

  • Robustness (kekuatan), harus dilakukan dengan kemampuan dari jaringan untuk mengirim paket-paket melalui beberapa rute yang berhadapan dengan kegagalan dan kelebihan beban.

  • Stability (kestabilan), perancang yang menginginkan robustness, harus menempuh dengan berhasil tuntutan perlawanan untuk stabilitas.

  • Fairness (keindahan)

  • Optimality (optimalitas)


Berikut ini ditunjukkan elemen-elemen atau dimensi-dimensi dari tugas routing :

  • Kriteria performa, yaitu memilih rute terpendek melalui jaringan sehingga dapat menekan biaya routing. Untuk contoh, gambar 8.8 mengilustrasikan suatu jaringan dimana 2 arah panah antara sepasang node mewakili suatu link antara node-node tersebut; nomor-nomor pada line mewakili biaya link dalam tiap arah. Sehingga untuk path terpendek dari node 1 ke node 6 adalah 1-3-6, tetapi biaya path paling rendah adalah 1-4-5-6.

Gambar 8.8

Kriteria performa meliputi :

  1. Jumlah dari loncatan

  2. Biaya

  3. Delay

  4. Peletakan (throughput).

  • Waktu keputusan, meliputi:

  1. Paket (datagram)

  2. Session (virtual circuit)

Dimana secara internal jaringan menggunakan datagram tetapi menyediakan eksternal virtual circuit.

  • Tempat keputusan, yang meliputi :

  1. Tiap node (penyebaran), tiap node mempunyai tanggung jawab memilih link output untuk me-routing paket-paket setibanya (distributed routing).

  2. Node pusat (pemusatan), keputusan routing dibuat oleh node pusat seperti pusat kontrol jaringan (centralized routing).

  3. Pengumpulan node, pendekatan distribusi mungkin lebih komplex, sehingga sebagai alternatif adalah pengumpulan node untuk memilih rute (source node routing).

  • Sumber informasi jaringan, yang tergantung pada kriteria performa, tempat keputusan dan strategi routing. Informasinya tentang topologi dari jaringan, beban lalu lintas dan biaya.

Sumber informasi jaringan meliputi :

  • Tidak ada

  • Lokal

  • Node-node yang berdekatan

  • Node-node sepanjang rute

  • Semua node.

  • Strategi routing, yang meliputi :

  • Tetap

  • Penyebaran (flooding)

  • Random

  • Adaptif

  • Waktu update dari routing adaptif, yang meliputi :

  • Kontinu

  • Periodik

  • Mengubah beban yang lebih besar

  • Mengubah topologi.

Algoritma Dengan Biaya Terkecil

Diberikan suatu jaringan node-node yang dihubungkan oleh link-link dua arah, dimana tiap link mempunyai serangkaian biaya dalam tiap arahnya, tentukan biaya dari suatu path antara 2 node sebagai penjumlahan biaya-biaya dari link-link yang saling berseberangan. Untuk tiap pasang node temukan path dengan biaya terkecil.

Kebanyakan algoritma routing dengan biaya terkecil dalam pemakaian dalam jaringan packet switched adalah variasi dari 2 algoritma umum, yaitu :

  • Algoritma Djikstra

Ada 3 langkah :

  1. Insialisasi

M = {S} misal, kumpulan node-node yang digolongkan hanya sumber node.

Dn = dsn untuk n <> S misal, biaya path mula-mula terhadap node-node tetangga adalah biaya-biaya link yang sederhana.

  1. Temukan node tetangga yang tidak dalam M yang mempunyai path dengan biaya terkecil dari node S dan satukan node tersebut ke dalam M :

Temukan w M sedemikian sehingga Dw = min Dj

jM

Tambahkan w ke M

  1. Perbaharui path-path dengan biaya terkecil :

Dn = min [Dn, Dw + dwn] untuk semua nM

Jika hasilnya minimum, path dari S ke n sekarang adalah path dari S ke w yang bertalian dengan link dari w ke n.

Dimana : N= kumpulan node-node dalam jaringan

S = sumber node

M = kumpulan node-node yang digolongkan oleh algoritma

aij = Biaya link dari node i ke node j ; dii = 0, dan dij = ~ jika 2 node tidak dihubungkan secara langsung; dij 0 jika 2 node dihubungkan secara langsung.

Dn = Biaya dari path dengan biaya terkecil dari node S ke node n yang diketahui pada algoritma.

  • Algoritma Bellman – Ford

Ada 2 langkah :

  1. Insialisasi

Dn(0) = ~ , untuk semua n S

Ds(h) = 0, untuk semua h

  1. Untuk tiap h 0 :

Dn(n+1) = min [Dj(n) + djn]

Path dari S ke i membatasi dengan link dari j ke i .

Dimana : S = sumber node

h = jumlah link maksimum dalam suatu path pada tingkatan dari algoritma

Dn(h) = Biaya dari path dengan biaya terkecil dari node S ke node n dibawah tekanan dari tidak lebih h links.

Strategi routing :

1. Routing yang tetap (fixed routing)

Suatu rute dipilih untuk tiap pasang node-node sumber-tujuan dalam jaringan. Rute-rute tersebut tetap, atau paling sedikit hanya berubah ketika ada perubahan dalam topologi jaringan.

Directory routing pusat dibuat, untuk menyimpan pada jaringan kontrol pusat.

Dengan fixed routing, tidak ada perubahan antara routing untuk datagram dan virtual circuit. Semua paket dari sumber yang diberikan ke tujuan , mengikuti rute yang sama.

Keuntungan :

  • Sederhana.

  • Bekerja reliabel dengan beban tetap.

Kerugian :

  • Kurang fleksibel.

  • Tidak bereaksi untuk kegagalan jaringan

2. Flooding (penyebaran)

Sebuah paket dikirim oleh sebuah sumber node ke setiap satu node tetangganya. Pada tiap node, paket yang masuk ditransmisi ulang pada semua link-link keluar kecuali untuk link dimana paket tersebut berasal.

Teknik flooding mempunyai 2 sifat :

  • Semua kemungkinan rute antara sumber dan tujuan dicoba.

  • Karena semua rute dicoba, paling sedikit satu duplikat dari paket yang tiba ke tujuan akan menggunakan rute hop minimum.

Karena sifat ke 2 ini maka flooding dipakai untuk mengeset rute untuk virtual circuit.

Kerugian :

  • Total beban lalu lintas yang dibangkitkan, yang secara langsung proporsional terhadap hubungan jaringan.

  • Peningkatan beban akan meningkatkan delay.


3. Random Routing

Suatu node hanya memilih satu path keluar untuk mentransmisi ulang sebuah paket yang masuk. Link keluar dipilih secara random, yang secara umum tidak termasuk link dimana paket tiba.

Random routing tidak memerlukan pemakaian dari informasi jaringan. Karena delay yang tidak dapat diprediksikan dalam pengiriman paket-paket dan peningkatan beban lalu lintas, maka random routing tidak umum dipakai.


4. Adaptive Routing

Digunakan untuk 2 alasan :

  • Strategi routing adaptif dapat membuktikan performa seperti yang dilihat oleh pengguna jaringan.

  • Strategi adaptif dapat menolong kontrol lalu lintas.


Berdasarkan parameter-parameter yaitu tempat keputusan dan sumber informasi jaringan, semua strategi adalah dalam satu kombinasi dari kategori :

  • Isolated adaptive (adaptif terisolasi) : informasi lokal, kontrol terdistribusi.

  • Distributed adaptive (adaptif terdistribusi) : informasi dari node-node yang berdekatan, kontrol terdistribusi. Tiap node mempertukarkan informasi delay dengan node-node yang lain. Berdasarkan informasi yang masuk ini, sebuah node mencoba untuk menafsir situasi delay melalui jaringan.

  • Centralized adaptive (adaptif terpusat) : informasi dari semua nodem kontrol terpusat. Tiap node melaporkan informasinya ke node pusat, yang merancang rute berdasarkan pada informasi yang masuk dan mengirim informasi rute tersebut kembali ke node-node.


Contoh Sistem:

1.ARPANET

Memakai algoritma distributed adaptive dan algoritma versi Bellman-Ford.

2. TYMNET Routing

Ada 2 versi : TYMNET I dan TYMNET II.

Teknik TYMNET I mempunyai manfaat yaitu dibawah pembebanan yang ringan, link dengan kapasitas tinggi lebih diharapkan. Dengan beban yang meningkat, algoritma condong untuk menyebarkan lalu lintas secara bagus. Juga, proses yang membebani tiap node adalah minimal.

TYMNET I dapat mengendalikan lalu lintas dengan line kecepatan rendah (sampai 9600 bps). TYMNET II juga mengendalikan lalu lintas komputer ke komputer dengan link kecepatan lebih tinggi, termasuk link-link satelit.

Biaya link TYMNET II berdasarkan pada :

  • Data rate

  • Faktor beban

  • Satelit Vs link pada daratan

  • Tipe lalu lintas.

TYMNET memakai rute-rute virtual circuit dan algoritma versi Djikstra.

3. SNA Routing

Untuk mengerti SNA routing, maka diperlukan 4 konsep, yaitu :

  • Group transmisi : suatu kumpulan dari satu atau lebih link-link langsung dengan karakteristik transmisi yang mana antara node-node yang berdekatan mungkin ada lebih dari satu group transmisi antara pasangan-pasangan dari node-node.

  • Rute eksplisit : suatu path tetap antara 2 node-node dalam suatu jaringan SNA.

  • Rute virtual : sautu koneksi logika antara 2 node, yang didefinisikan oleh identitas 2 node.

  • Session : suatu hubungan logika antara dua jaringan endpoint yang mendukung pengguna atau aplikasi jaringan.

Keunggulan antara rute-rute virtual dan rute-rute eksplisit menyediakan fleksibilitas dan kesederhanaan. Kemampuan untuk membagi rute virtual ke rute eksplisit yang sesuai dan untuk membagi multiple rute-rute virtual ke rute eksplisit tunggal, menyediakan flesibilitas yang diperlukan untuk bereaksi pada perubahan kondisi jaringan dan untuk mengkhususkan keperluan pengguna.

Hubungan SNA mempunyai beberapa kemiripan dengan hubungan TYMNET II. Pada TYMNET, pengawas mengkonstruksi suatu rute baru. Dalam SNA, tugas ini dilakukan oleh sumber node.


E. Kontrol Lalu Lintas (traffic control)

Elemen-elemen atau karakteristik dari kontrol lalu lintas dalam jaringan packet-switched adalah :

1. Tipe :

  • Flow control

  • Congestion control

  • Deadlock avoidance

2. Scope :

  • Packet (datagram)

  • Stream (virtual circuit)

3. Level :

  • Hop

  • Network access

  • Entry to exit

Tipe Dari Kontrol Lalu Lintas

1. Flow Control

  • Berhubungan dengan kecepatan transmisi data antara 2 point.

  • Tujuan dasarnya untuk mengaktifkan receiver untuk mengontrol kecepatan dimana receiver menerima data, sehingga tidak menindih.

  • Dipakai dengan teknik sliding-window.

  • Dapat dipakai antara 2 device yang tidak berhubungan secara langsung, seperti 2 node dalam jaringan packet-switched yang merupakan endpoint dari internal virtual circuit.

  • Dapat dipakai pada koneksi logika antar 2 host sistim yang dibutuhkan ke suatu jaringan.


2. Congestion Control

  • Untuk mengatur sejumlah paket di dalam jaringan yang berada di bawah level dimana performanya turun secara drastis.

  • Menggunakan teori Queueing (penungguan berderet). Apabila keadaan penuh sesak (congestion) pada suatu point dalam jaringan dapat menyebar cepat melalui suatu daerah atau semuanya dari jaringan.

  • Gambar 8.20 menunjukkan efek dari keadaan penuh sesak. Gambar 8.20a, jumlah paket-paket yang dikirim ke stasiun tujuan Vs jumlah paket-paket yang ditransmisi oleh stasiun sumber. Gambar 8.20b menunjukkan bahwa teknik apapun yang dipakai, delay rata-rata yang dialami oleh paket-paket berkembang tanpa batas sehingga beban yang mendekati kapasitas dari sistim.

Gambar 8.20

  • Sejumlah mekanisme kontrol untuk kontrol dari congestion control ini adalah sebagai berikut :

  1. Kirim suatu paket kontrol dari node yang penuh ke beberapa atau semua node sumber. Paket terdesak ini akan memberi efek berhenti atau penurunan kecepatan transmisi dari sumber-sumber dan disini membatasi jumlah total paket-paket dalam jaringan. Hubungan ini memerlukan lalu lintas tambahan pada jaringan selama periode dari congestion.

  2. Tergantung pada informasi routing. Algoritma routing, seperti ARPANET menyediakan link informasi delay ke node-node lain, yang mempengaruhi keputusan routing. Informasi ini dapat juga dipakai untuk mempengaruhi kecepatan dimana paket-paket baru dihasilkan karena delay-delay ini dipengaruhi oleh keputusan routing, maka delay-delay ini mungkin berubah sangat cepat untuk digunakan secara efektif untuk congestion control.

  3. Gunakan paket end to end. Paket sedemikian yang dapat menjadi waktu acuan untuk mengukur delay antara 2 endpoint.

  4. Biarkan node-node packet switching untuk menambah informasi congestion ke paket-paket sementara mereka berangkat.


3. Deadlock Avoidance

  • Dipakai untuk merancang jaringan dimana tidak dapat terjadi deadlock. Deadlock merupakan suatu kondisi dimana suatu kumpulan node-node tidak dapat memajukan paket-paket karena tidak ada buffer yang tersedia.

  • Terdapat 3 tipe dari deadlock, yaitu :

  • Direct store-and-forward deadlock, terjadi bila suatu node memakai suatu pool buffer yang berasal dari buffer-buffer yang diperuntukkan untuk paket-paket permintaan.

  • Indirect store-and-forward deadlock, dimana untuk tiap node, penungguan giliran untuk node-node yang berdekatan dalam satu arah adalah penuh dengan paket-paket tujuan untuk node berikutnya.

  • Reassembly deadlock, dimana khusus untuk ARPANET dan jaringan-jaringan sejenisnya.

Scope berhubungan dengan :

  • Teknik paket yang berhubungan dengan pengontrollan flow dari paket-paket individu. Hal ini dimungkinkan dalam jaringan datagram dan kadang-kadang dipakai dalam jaringan virtual circuit.

  • Teknik stream, harus bekerja dengan pengontrollan stream dari flow paket-paket melalui virtual circuit.

Level dari kontrol lalu lintas meliputi :

  • Level hop, berhubungan dengan kontrol-kontrol yang dipergunakan antara node-node yang berdekatan. Hal ini secara tipikal harus bekerja dengan congestion control atau deadlock avoidance.

  • Network access control, membatasi jumlah paket-paket baru yang masuk jaringan. Hal ini secara tipikal digunakan dalam congestion control.

  • Kontrol-kontrol entry to exit, berhubungan dengan flow dari paket-paket antara 2 end point.

Contoh-contoh jaringan untuk teknik kontrol lalu lintas :

Scope

Hop

Network access

Entry to exit

Packet

-----

-------

-------

Stream

TYMNET (quota)

SNA (pacing)

TYMNET (quota)


ARPANET (RFNM)

ARPANET (window, mengumpulkan alokasi buffer)

SNA (pacing)


Contoh Sistem

1. ARPANET

Menyediakan 2 level kontrol lalu lintas :

  • Entry to exit, virtual circuit dipakai untuk mengirim serangkaian message antara host-host. ARPANET mendesak keterbatasan dari 8 message dalam transit antara pasangan manapun dari host-host. Mekanisme window ini dengan ukuran window 8, dipakai untuk mencegah host manapun dari kebanjiran jaringan.

  • Network access, dalam kondisi reassembly deadlock maka solusi dari ARPANET yaitu bahwa sebuah node sumber menyimpan tempat untuk tiap message dalam kelanjutan dengan sebuah paket “request for buffer space” (permintaan akan tempat buffer). Ketika node tujuan menerima permintaan ini, dan tersedia 8 buffer untuk 8 paket dimana dikandung oleh message tersebut, maka akan mengembalikan sebuah alokasi paket. Setelah seluruh message diterima dan dikumpulkan, node penerima mengirim kembali suatu acknowledge yang dikenal sebagai ready for next message (RFNM). Jika node mempunyai tempat buffer untuk message tambahan, maka akan dikembalikan sebuah alokasi paket dengan RFNM tersebut. Dengan demikian, selama aliran transmisi, node sumber tidak perlu mengirim paket-paket permintaan.

Bila sumber tidak mempunyai message untuk dikirim tetapi mempunyai satu kumpulan atau lebih alokasi yang diizinkan, maka node sumber kemudian wajig mengirim sebuah paket yang dikirim kembali (giveback packet) ke tempat buffer yang bebas di tujuan.

2. TYMNET

Keunggulan dari mekanisme kontrol lalu lintas TYMNET :

  • Sederhana

  • Memerlukan sedikit sekali overhead.

  • Deadlock tidak dapat terjadi dan maka dari itu tidak ada mekanisme yang diperlukan untuk mencegahnya.

  • Dibawah kondisi beban berat, virtual circuit yang memerlukan data rate yang rendah memperoleh semua kapasitas yang diperlukan; circuit yang memerlukan data rate yang tinggi memperoleh paling sedikit beberapa dari yang diperlukannya. Oleh karena itu tidak ada circuit yang aktif yang meniadakan pelayanannya.

  • Berbasis virtual circuit

  • Menyediakan 2 level kontrol lalu lintas :

  • Network access, berdasarkan pada penentuan dari virtual circuit. Ketika pengawas mengeset virtual circuit, maka menyerahkan sebuah quota dari tempat buffer untuk tiap channel yang dipakai sepanjang circuit. Quota ini berdasarkan pada throughput class.

  • Hop-level.

Kerugiannya : paket-paket dipecah dan dibentuk ulang pada tiap node, yang mana akan meningkatkan keperluan-keperluan pemrosesan.

3. SNA

  • Berbasis virtual circuit.

  • Menyediakan 2 level kontrol lalu lintas :

    1. Hop, menggunakan teknik pacing yang merupakan versi kompleks dari teknik sliding window dan beroperasi pada level rute virtual.

    2. Entry to exit


F. X.25

X.25 Merupakan standar yang mengkhususkan interface antara sebuah sistim host dan jaringan packet-switched secara universal.

Standar ini kebanyakan dipakai secara universal untuk interfacing ke jaringan packet switched dan dipergunakan untuk packet switching dalam ISDN.


Gambar 8.27


Standar ini mempunyai 3 layer (gambar 8.27) :

  • Physical layer, berhubungan dengan interface fisik antara stasiun yang berhubungan (komputer, terminal) dan link yang menghubungkan stasiun tersebut ke node packet-switching.

Standar yang dipakai yaitu X.21, tetapi dalam banyak kasus dipakai standar-standar lain, seperti EIA-232.

  • Link layer, menyediakan transfer data yang lebih reliabel melalui link fisikal dengan transmisi data sebagai serangkaian frame-frame.

Standarnya dinyatakan sebagai LAP-B (Link Access Protocol – Balanced).

  • Packet layer, merupakan hubungan antara level-level dari X.25 data user digabungkan ke X.25 level 3, yang mengandung informasi kontrol sebagai sebuah header, yang membentuk sebuah paket.

Kontrol informasi ini dipakai dalam operasi dari protokol. Seluruh X.25 packet kemudian digabungkan ke entity LAP-B, yang mengandung informasi kontrol di depan dan belakang dari paket tersebut, yang membentuk frame LAP-B. Sekali lagi, informasi kontrol tersebut dalam frame diperlukan untuk operasi dari protokol LAP-B.


Virtual Circuit Service

Virtual Circuit Service dari X.25 menyediakan untuk 2 tipe virtual circuit :

  • Virtual call, adalah suatu perwujudan virtual circuit secara dinamis yang menggunakan suatu setup panggilan (call) dan prosedur panggilan yang jelas. Serangkaian kejadian dalam virtual call, sebagai berikut :

  1. A meminta virtual circuit ke B dengan mengirim paket call request (permintaan panggilan) ke DCE dari A. Paket tersebut termasuk alamat sumber dan tujuan, sebaik nomor virtual circuit yang dipakai untuk virtual circuit yang baru ini. Pada masa yang mendatang, transfer yang masuk dan keluar akan diidentifikasi oleh nomor virtual circuit ini.

  2. Jaringan mengarahkan permintaan panggilan ini ke DCE dari B.

  3. DCE dari B menerima permintaan panggilan dan mengirim paket panggilan yang masuk ke B. Paket ini mempunyai format yang sama dengan paket call request tetapi berbeda dengan nomor virtual circuit, yang dipilih oleh DCE milik B dari kumpulan nomor-nomor yang tidak dipakai.

  4. B mengindikasikan penerimaan dari panggilan tersebut dengan mengirim paket call accepted (penerimaan panggilan) yang mengkhususkan nomor virtual-circuit sama dengan paket panggilan yang masuk.

  5. Menerima paket call connected (koneksi panggilan) dengan nomor virtual circuit sama seperti paket permintaan panggilan (call request).

  6. A dan B mengirim paket-paket data dan kontrol ke satu sama lain yang menggunakan nomor-nomor virtual circuit masing-masing.

  7. A (atau B) mengirim paket clear request untuk membatalkan virtual circuit dan menerima paket clear confirmation.

  8. B (atau A) menerima paket clear indication dan mentransmit paket clear confirmation.

  • Permanent Virtual Circuit, tidak dibutuhkan call setup dan clearing prosedur. Terdapat asosiasi permanen, yang dianalogikan dengan point to point line privat.

  • Fast Select Call, Disediakan untuk pertukaranlebih dari 128 bytes data sementara panggilan di steup dan dibersihkan. Menggunakan pesan kecil dan perintah yang sederhana.


Format Paket

Untuk data pengguna, data tersebut dipecah menjadi blok-blok dengan ukuran maksimum, dan header 24 bit atau 32 bit ditambahkan ke tiap blok untuk membentuk suatu paket data. Daerah P(S) dan P(R) mendukung fungsi dari flow control dan error control pada baris virtual circuit. Bit Q tidak dinyatakan dalam standar, tetapi mengizinkan pengguna untuk membedakan 2 tipe data.

Informasi kontrol ditransmisi dalam suatu paket kontrol. Tiap paket kontrol termasuk nomor virtual circuit; tipe paket yang mengidentifikasi fungsi kontrol; dan informasi kontrol tambahan berhubungan terhadap fungsi tersebut.


Multiplexing

Sebuah DTE dibiarkan untuk mewujudkan sampai 4095 virtual circuit secara simultan dengan DTE lainnya melalui link fisik tunggal DTE-DCE. Link DTE-DCE menyediakan proses multiplexing full-duplex.


Untuk memilih paket-paket mana yang merupakan kepunyaan virtual circuit tersebut, maka tiap paket mengandung 12 bit nomor virtual circuit.

Nomor nol selalu disimpan untuk diagnosa paket-paket pada semua virtual circuit. Kemudian range nomor selanjutnya dibagi dalam 4 kategori dari virtual circuit S, yaitu:

  • permanent virtual circuit, dimulai dari nomor 1.

  • One-way incoming virtual circuit, hal ini berarti hanya panggilan-panggilan yang masuk dari jaringan dapat diserahkan nomor-nomor ini;

  • Two-way virtual call, menyediakan overflow untuk alokasi yang dibagi oleh DTE dan DCE.

  • One-way outgoing call, yang diinisialisasi oleh DTE. Dalam hal ini, DTE memilih sebuah nomor yang tidak terpakai dari antara alokasi-alokasi untuk panggilan-panggilan ini.


Flow dan Error Control

- Menggunakan protokol sliding-window.

  • Bentuk dasar dari error control adalah go-back-N ARQ.


Rangkaian-rangkaian Paket

X.25 menyediakan kemampuan untuk mengindentifikasi rangkaian kontinu dari paket-paket data, yang dinamakan complete packet sequece (rangkaian paket yang lengkap).

Satu penggunaan yang penting adalah oleh protokol internetworking, yang mengizinkan blok data yang lebih panjang untuk dikirim melalui jaringan dengan pembatasan ukuran paket yang lebih kecil tanpa kehilangan integritas dari blok tersebut.

Untuk merinci mekanisme ini, X.25 mendefinisikan 2 tipe paket :

  • paket-paket A, adalah satu dimana M bit diset ke 1, D bit diset ke 0 dan paket tersebut penuh (sama dengan panjang maksimum paket yang diizinkan).

  • Paket-paket B, adalah paket apapun yang bukan merupakan paket A.


Rangkaian paket A yang lengkap terdiri dari nol atau lebih paket-paket A yang diikuti oleh sebuah paket B. Jaringan juga dapat membagi paket B menjadi paket-paket yang lebih kecil untuk menghasilkan suatu rangkaian paket yang lengkap.











































Daftar Pustaka


  1. Stallings, William. Data and Computer Communications, 5th edition. Prentice Hall, 1997.

  2. http://faculty.petra.ac.id/resmana/komdat

  3. www.rad.com/networks/1998/packet/ps.htm

  4. www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/intro-pages/ps.html

  5. http://www.cs.panam.edu/~meng/Course/CS6345/Notes/chpt-2/node13.html

  6. http://www.samhassan.com/PacketSwitching.htm

  7. www.murray.newcastle.edu.au/users//staff/jkhan/OPNET-Packet.pdf





0 komentar:

Poskan Komentar