Multi Protocol Label Switching (MPLS)

Pada materi ke 6 ini kita akan membahas mengenai MPLS, ini sebenarnya adalah makalah kelompok teman-teman saya yang lain (Kelompok 6) yang sudah saya ringkas sendiri. 

A.    Pengertian MPLS

Multiprotocol Label Switching (MPLS) adalah suatu solusi untuk permasalahan yang dihadapi oleh kecepatan network, rancangan lalu-lintas dan manajemen. MPLS telah muncul sebagai suatu solusi rapi untuk menemui bandwidth-management dan kebutuhan untuk jaringan tulang punggung berasis IP selanjutnya. Pengertian ini memberikan gambaran mendalam pada teknologi MPLS, dengan penekanan pada protokol. Pada masa sekarang, internet meningkatkan layanan kedalam suatu jaringan untuk meningkatkan variasi dari suatu aplikasi bagi komnsumen dan bisnis. Disamping data tradisional yang sekarang disajikan internet, suara baru dan multimedia jasa sedang dikembangkan dan disebarkan..

Multiprotocol Label Switching adalah arsitektur network yang didefinisikan oleh IETF (Internet Engineering Task Force) untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket.

Paket-paket pada MPLS diteruskan dengan protokol routing seperti OSPF, BGP atau EGP. Protokol routing berada pada layer 3 sistem OSI, sedangkan MPLS berada di antara layer 2 dan 3. OSPF (Open Shortest Path First) adalah routing protocol berbasis link state (dilihat dari total jarak) setelah antar router bertukar informasi maka akan terbentuk database pada masing – masing router. BGP (Border Gateway Protocol) adalah router untuk jaringan external yang digunakan untuk menghindari routing loop pada jaringan internet.

B.     Komponen MPLS

Gambar 1. Komponen penyusun MPLS

1.   Label Switched Path (LSP)

LSP merupakan jalur yang melalui satu atau serangkaian LSR dimana paket diteruskan oleh label swapping dari satu MPLS node ke MPLS node yang lain.

2.   Label Switching Router (LSR)

LSR adalah router yang mendukung MPLS forwarding. Maksudnya, MPLS node yang mampu meneruskan paket-paket layer-3. LSR biasa disebut juga dengan P (provider) router.

3.   MPLS Edge Node atau Label Edge Router (LER)

MPLS node yang menghubungkan sebuah MPLS domain dengan node yang berada diluar MPLS domain.

4.   MPLS Egress Node

MPLS node yang mengatur trafik saat paket meninggalkan MPLS domain.

5.   MPLS Ingress Node

MPLS node yang mengatur trafik saat akan memasuki MPLS domain.

6.   MPLS Label

Merupakan label yang ditempatkan sebagai MPLS header. Header tambahan ini diletakkan diantara layer 2 dan IP header.

7.   MPLS Node

Node yang menjalankan MPLS. MPLS node ini sebagai kontrol protokol yang akan meneruskan paket yang diterima berdasarkan label.

C.    Arsitektur MPLS

MPLS didefinisikan untuk memadukan mekanisme label swapping di layer 2 dengan routing di layer 3 untuk mempercepat pengiriman paket. Arsitektur MPLS dipaparkan dalam RFC-3031 [Rosen 2001].

Gambar 2. Mekanisme pada jaringan MPLS

Pada gambar 2 merupakan ilustrasi pemisahan antara routing dan masukan forwarding, yang mana routing merupakan jaringan global yang membutuhkan kerjasama antar router sebagai partisipan. Protokol routing menentukan arah pengiriman paket dengan bertukar info routing. Sedangkan forwarding merupakan hal yang ada pada local router.

Pada proses forwarding, protokol ini menentukan forwarding berdasarkan label pada paket. Label yang pendek dan berukuran tetap mempercepat proses forwarding dan mempertinggi fleksibilitas pemilihan path. Hasil forwarding adalah network datagram yang bersifat lebih connection-oriented yaitu setiap virtual circuit harus disetup dengan protokol persinyalan sebelum transmisi (proses signaling).

Kebijakan kualitas paket (QoS Policy) menentukan paket yang sesuai dengan ketetapan administratif tingkat lalu lintas. Pada proses ini dapat dilakukan mark packet atau packet drop.

Arsitektur MPLS dirancang guna memenuhi karakteristik-karakteristik yang diharuskan dalam sebuah jaringan kelas carrier (pembawa) berskala besar. 

IETF membentuk kelompok kerja dengan tujuan untuk menstandarkan protokol-protokol yang menggunakan teknik pengiriman label swapping (pertukaran label). Penggunaan label swapping ini memiliki banyak keuntungan. Ia dapat memisahkan masalah  routing dari masukan forwarding. Routing merupakan masalah jaringan global yang membutuhkan kerjasama dari semua router sebagai partisipan. Sedangkan forwarding (pengiriman) merupakan masalah setempat (lokal). Router switch mengambil keputusannya sendiri tentang jalur mana yang akan diambil. MPLS juga memiliki kelebihan yang mampu memperkenalkan kembali connection stack ke dalam dataflow IP.

D.    Enkapsulasi Paket

MPLS hanya melakukan enkapsulasi paket IP, dengan memasang header MPLS. Header MPLS terdiri atas 32 bit data, termasuk 20 bit label, 2 bit eksperimen, dan 1 bit identifikasi stack, serta 8 bit TTL. Label adalah bagian dari header, memiliki panjang yang bersifat tetap, dan merupakan satu-satunya tanda identifikasi paket. Label digunakan untuk proses forwarding, termasuk proses traffic engineering.

Gambar 3. Penambahan header MPLS

Setiap LSR (Label Switching Router) memiliki tabel yang disebut label-swiching table. Tabel itu berisi pemetaan label masuk, label keluar, dan link ke LSR berikutnya. Saat LSR menerima paket, label paket akan dibaca, kemudian diganti dengan label keluar, lalu paket dikirimkan ke LSR berikutnya. 

Selain paket IP, paket MPLS juga bisa dienkapsulasikan kembali dalam paket MPLS. Maka sebuah paket bisa memiliki beberapa header. Dan bit stack pada header menunjukkan apakah suatu header sudah terletak di 'dasar' tumpukan header MPLS itu.

E.     Fungsi MPLS

1. Menghubungkan protokol satu dengan lainnya dengan Resource Reservation Protocol (RSVP) dan Open Shortest Path First (OSPF). 
2. Menetapkan mekanisme untuk mengatur arus traffic berbagai jalur, seperti arus antar perangkat keras yang berbeda, mesin, atau untuk arus pada aplikasi yang berbeda. 
3. Digunakan untuk memetakan IP secara sederhana. 
4. Mendukung IP, ATM dan Frame-Relay Layer-2 protokol.

F.     Cara Kerja MPLS

Untuk mengetahui proses switching yang terjadi pada MPLS dapat diketahui dengan gambar berikut,

Gambar 4. Proses switching pada MPLS

•     Prinsip kerja MPLS ialah menggabungkan kecepatan switching pada layer 2 dengan kemampuan routing dan skalabilitas pada layer 3.
•       Cara kerjanya adalah dengan menyelipkan label di antara header layer 2 dan 3 pada paket yang diteruskan.
•     Label dihasilkan oleh Label-Switching Router (LSR) dimana bertindak sebagai penghubung jaringan MPLS dengan jaringan luar.
•     Label berisi informasi tujuan node selanjutnya kemana paket harus dikirim, kemudian paket diteruskan ke node berikutnya, di node ini label paket akan dilepas dan diberi label yang baru yang berisi tujuan berikutnya.
•       Paket-paket diteruskan dalam path yang disebut LSP (Label Switching Path).

G.    Contoh Penggunaan MPLS Pada Jaringan

Gambar 5. Contoh Penggunaan MPLS Pada Jaringan

Keterangan:

Misalnya kita akan menghubungkan antara jaringan di Lokasi A dengan jaringan di Lokasi C maka kita dapat melakukannya dengan beberapa cara misalnya melalui jalur routing protocol ataupun melalui jalur MPLS.

1.  Dengan Jalur Routing Protocol

Jalur dari Lokasi A akan menuju ke R10 (Router 10) lalu menuju ke R1 (Router 1) selanjutnya ke R2 (Router 2) atau ke R4 (Router 4) kemudian jalurnya menuju ke R3 (Router 3) setelah itu ke R7 (Router 7) dan akhirnya langsung ke Lokasi C. Routing Protocol yang bisa digunakan antara lain yaitu OSPF, BGP dan RIP. Jalur internet yang menghubungkan antara Lokasi A dengan Lokasi C apabila menggunakan routing protocol akan memerlukan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan jalur MPLS karena dengan routing protocol jalur yang dilewati lebih banyak.

2.   Dengan VPN MPLS

VPN sama halnya dengan jalur MPLS, bedanya hanya data yang dikirim di enkripsi untuk menjaga keprivasian datanya. Selain itu dengan VPN MPLS dapat lebih singkat jalurnya hanya dengan menghubungkan Router di Lokasi A dengan Lokasi C.

H.    Kelebihan dan kelemahan MPLS

IPSec adalah prasarana jaringan yang memiliki keamanan tingkat tinggi untuk mengirim data berharga melalui jaringan publik, semisal Internet. Jaringan ini memberikan tingkat privasi dan keamanan data melalui mekanisme tunneling dan pengacakan. Caranya dengan menciptakan lorong (tunnel) antara titik-titik yang hendak dihubungkan.

Karena bisa dibangun di atas jaringan Internet, jaringan ini sangat menarik bagi banyak penyedia jasa Internet (Internet service provider/ISP). Mereka dapat menawarkan banyak pilihan dalam membangun struktur jaringan dan aplikasi layanan.

Pada VPN yng berbasis IPSec, modifikasi terhadap aplikasi tidak dibutuhkan sehingga pengguna tidak perlu membuat sistem keamanan untuk setiap aplikasi atau setiap komputer. IPSec merupakan solusi yang baik bagi remote access atau pengguna yang bergerak (mobile).

Namun, dari segi penyedia jasa, prasarana IPSec memiliki sejumlah kelemahan, terutama dari sisi operasional. Persoalannya, prasarana jaringan yang harus dibangun akan sangat kompleks sehingga tingkat skalabilitasnya rendah.

Arsitektur MPLS hadir untuk mengatasi kompleksitas jaringan IPSec. kebalikan dari jaringan IPSec yang bagus untuk hubungan remote access, keunggulan MPLS justru karena ditempatkan di jaringan inti penyedia jasa. Dari sini QoS, penataan lalu lintas dan penggunaan bandwidth dapat dikendalikan sepenuhnya.

Sesuai namanya, arsitektur MPLS menggunakan label untuk membedakan klien yang satu dengan klien yang lainnya. Di atas jaringan yang sama, titik yang memiliki label yang sama terhubung dan menjadi satu VPN, sehingga tidak perlu lagi menciptakan lorong antartitik.

MPLS memiliki tingkat keamanan yang sangat baik, tidak kalah dari keamanan pada jaringan frame relay maupun ATM. Bagi pelanggan yang sangat mengutamakan keamanan, di perbankan misalnya, tingkat keamanan MPLS ini malah masih dapat ditingkatkan lagi dengan menggabungkan MPLS dengan IPSec.

Dalam kaitan ini MPLS digunakan untuk mengamankan jaringan terhadap akses dari VPN lain, dan IPSec digunakan untuk mengamankan jaringan pelanggan terhadap akses yang tidak diinginkan dari penyedia layanan MPLS-nya sendiri.

Dilihat dari sisi penyedia jasa, MPLS merupakan solusi yang baik karena fleksibel dan skalabel. Fleksibel karena seluruh pelanggan dapat menggunakan perangkat dan konfigurasi perangkat lunak yang sejenis untuk bermacam-macam jenis layanan premium seperti VoIP, Internet, Intranet, extranet, dan VPN-dial. Semua layanan dapat diaktifkan hanya dengan perubahan parameter di konfigurasi perangkat lunaknya.

Ia skalabel karena perangkat yang ada di sisi pelanggan hanya perlu melakukan peering ke perangkat akses di sisi penyedia jasa. Klien tidak perlu melakukan site-to-site peering meskipun ada penambahan atau pengurangan jumlah site pada VPN pelanggan tadi. Semua penambahan dan pengurangan site VPN akan dideteksi secara otomatis oleh perangkat akses MPLS yang terdekat dan akan disebarluaskan ke member VPN yang lain.

Layanan VPN berbasiskan MPLS mulai populer di banyak negara termasuk Eropa, Asia, dan Amerika. Di Indonesia sendiri sudah ada beberapa penyedia jasa yang berencana untuk menjual layanan VPN berbasis MPLS ini.