AToM (Any Transport over MPLS)
Monday, 21 February 2011 Written By Admin
Sejarah AToM
Teknologi AToM dikembangkan setelah melihat sukses besar yang pada teknologi MPLS–VPN yang memberikan solusi pengiriman data yang aman dan cepat. Aman karena jaringan yang digunakan adalah jaringan pribadi (VPN), dan cepat karena menggunakan jaringan MPLS sebagai backbone. Walaupun begitu, teknologi layer–2 seperti leased line, ATM, dan frame relay masih merupakan penyumbang pendapatan terbesar untuk para penyedia layanan. Teknologi ini tetap dipilih oleh para pelanggan karena mereka menginginkan kontrol menyeluruh atas jaringan yang mereka pakai, dan kebanyakan perusahaan memakai produk yang menggunakan protokol yang tidak dapat dibawa oleh IP (contoh: IBM FEP).

Saat ini para penyedia layanan memiliki jaringan tersendiri yang khusus digunakan untuk membawa trafik layer–2 kepada pelanggan. Sehingga dengan telah dibangunnya teknologi MPLS–VPN yang menggunakan layer–3 untuk transportnya maka para penyedia layanan memiliki dua jaringan yang berbeda untuk keperluan yang sama, jelas hal ini merupakan suatu pemborosan. Jika dilihat dari sisi penyedia layanan maka biaya investasi yang dibutuhkan menjadi besar, sedangkan jika dilihat dari sisi pelanggan maka biaya sewa jaringan menjadi dua kali lipat.

Atas dasar inilah kemudian teknologi AToM dikembangkan. Dengan AToM maka para penyedia jaringan dapat melewatkan trafik layer–2 seperti ATM, Frame Relay, dsb. melalui jaringan MPLS. Sehingga hanya dengan memiliki satu jaringan tetapi dapat menawarkan dua layanan besar, yaitu MPLS–VPN dan AToM maka besarnya investasi yang harus dikeluarkan dapat ditekan.

Walaupun sama–sama menggunakan backbone MPLS, tetapi MPLS–VPN memiliki perbedaan dengan AToM dalam hal pembentukan layanan VPN. Pada MPLS–VPN proses pembentukan layanan VPN dlakukan pada layer–3, sedangkan pada AToM dilakukan pada layer–2, sehingga sering juga disebut sebagai teknologi L2VPN.


Arsitektur AToM
Pada dasarnya, arsitektur AToM menggunakan metode pseudowire untuk membawa trafik layer–2 melalui jaringan paket, dalam hal ini MPLS. Pseudowire merupakan hubungan antar router PE (Provider Edge) dan mengemulasikan suatu penghubung untuk membawa trafik layer–2. pseudowire menggunakan proses tunneling serta mengenkapsulasikan frame–frame layer–2 menjadi paket yang akan diberi label.

Dalam jaringan yang mengaplikasikan AToM, semua router pada jaringan backbone harus mampu melewatkan protokol MPLS, dan router PE (Provider Edge) memiliki AC (Attachment Circuit) yang terhubung dengan router CE (Costumer Edge). Sedangkan tunneling yang dimaksudkan tak lain dan tak bukan adalah LSP antara PE. Label yang digunakan ada 2 jenis, yang pertama disebut label VC (Virtual Circuit) atau PW (PseudoWire), dan yang kedua adalah tunnel label untuk digunakan meneruskan paket yang diterima.


Gambar 1. Forwarding paket pada AToM




Proses Forwading pada AToM
Pada proses forwarding paket, setiap ingress LSR dan egress LSR harus sudah menentukan LDP yang akan menghasilkan label VC yang terletak di lapisan paling bawah dari label stack yang akan digunakan untuk mengidentifikasi AC pada egress LSR. Sedangkan tunnel label terletak pada lapisan paling atas dari label stack yang akan digunakan untuk memberitahu semua intermediate LSR agar dapat meneruskan paket ke egress LSR secara tepat.


Gambar 2. Forwarding paket pada AToM



Data Plane ATOM
Saat PE menerima frame dari CE yang kemudian diteruskan ke LSR melalui jaringan MPLS tidaklah sama persis seperti penerusan paket biasanya, tetapi menggunakan 2 label: tunnel label dan VC label.

Selain itu setiap pasang PE harus saling mensinkronkan LDP terlebih dahulu. Proses tersebut bertujuan untuk mendapatkan karakteristik dari pseudowire yang akan digunakan dan yang paling penting untuk menentukan VC label. VC label yang berfungsi untuk mengidentifikasi AC pada PE selalu terletak di bagian paling bawah dari label stack. Sedangkan tunnel label yang berfungsi untuk memberitahu semua intermediate LSR agar mengarahkan kemana frame yang ada harus diteruskan terletak dibagian paling atas dari label stack.

Ingress PE (PE1) pertama kali melekatkan VC label (label 33) kepada frame, kemudian diikuti dengan penempelan tunnel label. Kemudian paket ini diteruskan berdasarkan tunnel label hingga mencapai egress PE (PE2), dimana pada PE2 tunnel label telah dilepaskan. Ini terjadi karena adanya karakteristik antara router P terakhir dengan egress PE yaitu PHP (Penultimate Hop Popping).

Kemudian egress PE mencocokkan VC label yang ada dengan melihat pada LFIB (Label Forwarding Information Base) yang berisi database AC, untuk kemudian meneruskan frame kepada AC yang sesuai.

Disini router P tidak perlu melihat VC label karena router P tidak memiliki keperluan dengan VC label, sehingga dapat dikatakan bahwa router P tidak mengetahui dan tidak perlu tahu apakah paket yang diteruskannya itu merupakan paket biasa atau AToM. Ini dikarenakan tunnel label hanyalah label MPLS biasa yang menggunakan LDP atau RSVP, sehingga tidak ada penyettingan khusus untuk AToM di router P.


Pensinyalan Pada Pseudowires
Pensinyalan LDP diperlukan untuk menentukan pseudowire antar router PE, seperti yang dijelaskan oleh gambar dibawah ini.


Gambar 3. Proses pensinyalan pada Pseudowire


LDP yang ada ditambah bit–bit TLV (Type Length Value) untuk melakukan fungsi ini. Dengan begitu tujuan utama dari sesi LDP adalah untuk menghasilkan VC label yang akan digunakan sebagai dasar pseudowire dapat tercapai.
TLV yang ditambahkan pada LDP itu sendiri terdiri dari:
Pseudowire Identifier (PW ID) FEC TLV
Berfungsi mengidentifikasi pseudowire mana yang akan digunakan.
Label TLV
Berfungsi untuk menghasilkan label yang akan digunakan pada jaringan MPLS.

PW ID FEC TLV sendiri terdiri dari beberapa elemen, yaitu:
C-bit
PW Type
Group ID
PW ID
Parameter Interface



Gambar 4. Format PW ID FEC TLV


PW TLV selalu bernilai 128 yang menjelaskan bahwa ini merupakan PW ID FEC TLV.
C–bit
Bernilai 1 jika Control Word aktif.
PW Type
Merupakan field yang terdiri dari 15 bit yang menunjukkan tipe dari pseudowire.


Tabel 1.PW Type



DLCI = data–link connection identifier
SDU = service data unit
VCC = virtual channel connection
CEM = Circuit Emulation Service over MPLS
PDU = protocol data unit
CEP = Circuit Emulation over Packet
CESoPSN = Circuit Emulation Service over Packet Switched Network
TDMoIP = time-division multiplexing over IP
TDM = time–division multiplexing
CAS = channel associated signaling

Group ID
Berfungsi mengidentifikasi grup dari pseudowire. Pada Cisco IOS, Group ID yang sama digunakan untuk semua AC pada interface yang sama.
PW ID
PW ID adalah 32 bit identifikasi yang bekerjasama dengan PW Type mengidentifikasi pseudowire. PW ID dapat di tentukan secara manual di setiap router PE dengan menggunakan perintah xconnect peer–router–id vcid. Pada perintah di Cisco IOS, PW ID di kenal dengan VC ID.
Parameter interface
Parameter interface menjelaskan secara spesifik beberapa parameter interface seperti MTU (Maximum Transfer Unit) di tiap interface ke router CE. Jika parameter MTU tidak sinkron di kedua sisinya, maka pseudowire tidak dapat digunakan.

Control Word
Control Word (CW) terdiri dari 32 bit yang diletakkan diantara VC label dan protokol layer–2. CW membawa informasi tambahan seperti protokol kontrol informasi dan nomor sekuensial dalam format yang telah dikompres. Informasi ini diperlukan untuk mengoreksi dan mengefisiensikan protokol layer–2 untuk melewati jaringan MPLS. Ingress PE menambahkan CW dan Egress PE menghapusnya setelah selesai digunakan.


Gambar 5. Format Control Word





Gambar 6. Posisi Control Word pada AToM


Fungsi Control Word
CW memiliki 5 fungsi penting:
Pad Small Packet
Membawa bit kontrol dari header layer–2 protokol transport.
Menentukan urutan dari frame transport.
Memfasilitasi load balancing dari paket AToM pada jaringan MPLS.
Memfasilitasi fragmentasi dan reassembly.
Pad Small Packets
Ada saat ketika paket AToM yang dikirimkan lebih kecil dari minimum panjang paket yang diharuskan. Sebagai contoh adalah Ethernet yang mengharuskan panjang minimum paket adalah 64 byte, jika paket AToM lebih kecil dari 64 byte maka frame akan dipenuhi hingga bats minimum dari ethernet. Jika paket AtoM yang diterima oleh router PE memiliki CW selain 0, maka router menganggap paket tersebut lebih kecil dari panjang minimum, sehingga akan dihilangkan terlebih dahulu tambahan-tambahan tersebut untuk selanjutnya diteruskan.
Membawa bit kontrol dari header layer–2 protokol transport
Fungsi CW lainnya adalah sebagai pembawa bit–bit kontrol yang terdiri dari flag-flag layer–2. flag–flag tersebut dikopikan ke CW berdasarkan dari protokol pembawanya sendiri.
Menentukan urutan dari frame transport
Alasan selanjutnya mengapa CW begitu penting adalah sebagai pembawa sequence number. Dengan sequence number, maka penerima dapat mendeteksi nomor dari paket yang diteruskan. Paket pertama dikirim melalui pseudowire dengan nomor 1, begitu seterusnya hingga 65.535, dan akan kembali lagi ke nomor 1 setelah itu.
Memfasilitasi load balancing dari paket AToM pada jaringan MPLS
Alasan keempat dari pentingnya CW adalah untuk mrenangani proses load balancing dari AToM pada jaringan MPLS. Router dapat menentukkan bagaimana langkah load balancing yang seharusnya digunakan dengan melihat payload dari paket MPLS yang dikirim.
Memfasilitasi Fragmentasi dan Reassembly
Alasan kelima adalah CW dapat berfungsi untuk melakukan fragmentsi dan reassembly frame–frame. Router PE dapat membantu proses fragmentasi dangan mengirimkan sinyal fragmentasi bersamaan dengan penempelan VC label, atau dapat ditentukan secara manual. Pada CW, proses fragmentasi ditunjukkan oleh bit B (Begining) dan E (Ending). Fragmentasi dan reassembly menggunakan sequence number pada CW untuk mengetahui grup dari fragmen tersebut.
Jika kombinasi dari label stack, AToM payload, dan header pseudowire menghasilkan paket AtoM dengan MTU yang lebih besar dari MTU jaringan MPLS, maka paket akan dibuang. Dengan kata lain, paket AToM dapat diteruskan jika telah dilakukan fragmentasi dan reassembly terlebih dahulu yang hanay dapat dilakukan oleh PE.


Tabel 2.Nilai B dan E



Proses fragmentasi dapat mempengaruhi performa dalam jaringan, oleh karena itu hindarilah sebisa mungkin proses fragmentasi itu. Fragmentasi dapat dihindari dengan memilih secara tepat MTU pada jaringan MPLS.


Gambar 7. enkapsulasi Ethernet over MPLS / VPLS


Sumber : http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article&id=759:atom-any-transport-over-mpls&catid=6:internet&Itemid=14