Virtual Circuit dan Datagram Networks

Seperti yang telah kita ketahui, bahwa lapisan transport dapat melakukan layanan aplikasi connectionless ataupun layanan connection-oriented antara dua proses. Misalnya, lapisan transport internet menyediakan setiap aplikasi pilihan antara 2 layanan: UDP, layanan connectionless; atau TCP,layanan connection-oriented. Begitu juga, lapisan network dapat memberikan layanan connectionless atau layanan connection antara dua host.
Layanan connection-oriented dan connectionless dalam banyak hal layanan connection-oriented paralel(memiliki kesamaan)  dengan layanan connectionless lapisan transport. Misalnya, layanan connection lapisan network dimulai dengan handshaking antara sumber dan tujuan host; dan layanan connectionless lapisan network tidak memiliki handshaking.

Meskipun layanan connection dan connectionless lapisan network connectionless memiliki beberapa Kesamaan dengan layanan connection-oriented dan connectionless lapisan transport,
Ada perbedaan penting:
   • Pada lapisan network, layanan ini adalah layanan host-to-host yang disediakan oleh  lapisan Network untuk lapisan transport. Pada lapisan transport layanan ini merupakan layanan process-to-proses yang disediakan oleh lapisan transport untuk lapisan aplikasi.

   • Dalam semua arsitektur jaringan komputer besar sampai saat ini (Internet, ATM, frame relay,
dan sebagainya), lapisan network menyediakan salah satu antara layanan connectionless host-to-host atau layanan connection host-to-host, tapi tidak keduanya. Jaringan komputer yang memberikan hanya layanan koneksi pada lapisan network disebut jaringan virtual-circuit(VC); jaringan komputer yang menyediakan hanya layanan connectionless pada lapisan network disebut jaringan datagram.

   • Implementasi layanan connection-oriented pada lapisan transport dan
layanan connection di lapisan network secara fundamental berbeda. Kita sudah lihat
dalam bab sebelumnya bahwa layanan connection-oriented lapisan transport diimplementasikan di tepi jaringan(network edge) di sistem akhir; kita akan lihat segera
bahwa layanan connection lapisan network diimplementasikan dalam router di jaringan
inti(network core) serta dalam sistem akhir.

jaringan virtual-circuit dan datagram adalah dua kelas fundamental dalam jaringan komputer.
Keduanya menggunakan informasi yang sangat berbeda dalam membuat keputusan kedepan.
Mari sekarang kita lihat lebih dekat pada implementasi mereka.

1. Virtual Circuit Networks

Sementara Internet adalah jaringan datagram, banyak arsitektur jaringan alternatif termasuk ATM dan frame relay, adalah jaringan virtual-circuit dan, karena itu, penggunaan koneksi pada lapisan network. Koneksi lapisan network ini disebut sirkuit virtual (VC). Mari kita sekarang mempertimbangkan bagaimana layanan VC dapat diimplementasikan dalam sebuah jaringan komputer.
Sebuah VC terdiri dari (1) path (yaitu, serangkaian link dan router) antara komputer sumber dan tujuan, (2) nomor VC, satu nomor untuk setiap link di sepanjang jalur, dan (3) entri dalam forwarding table di setiap router sepanjang jalur. Sebuah paket milik VC akan membawa nomor VC di header. Karena  VC mungkin memiliki nomor VC yang berbeda pada setiap link, setiap router intervensi harus mengganti nomor VC setiap paket yang melintas dengan nomor VC baru. Nomor VC yang baru diperoleh dari tabel forwarding.
Untuk menggambarkan konsep, perhatikan jaringan yang ditunjukkan pada Gambar berikut.

Angka-angka di sebelah link dari R1 pada Gambar 4.3 adalah nomor antarmuka Link. Misalkan sekarang bahwa Host A meminta bahwa jaringan membentuk VC antara Host A dan Host B. Misalkan juga bahwa jaringan memilih jalur A-R1-R2-B dan memberikan nomor VC 12, 22,
dan 32 dengan tiga link di jalur ini untuk rangkaian virtual ini. Dalam kasus ini, ketika sebuah paket di VC ini meninggalkan Host A, nilai dalam bidang nomor VC di dalam header paket adalah 12; ketika meninggalkan R1, nilainya adalah 22; dan ketika ia meninggalkan R2, nilainya adalah 32.
Bagaimana router menentukan pengganti nomor VC untuk paket yang melintasi router? Untuk jaringan VC, masing-masing forwarding table router termasuk VC

Setiap kali VC baru dibangun di router, sebuah entri ditambahkan ke tabel forwarding. Demikian pula, setiap kali VC berakhir, entri yang sesuai di setiap table di sepanjang jalurnya yang dihapus.

Anda mungkin bertanya-tanya mengapa sebuah paket tidak hanya menyimpan nomor VC yang sama pada masing-masing link sepanjang rute. Jawabannya ada dua. Pertama, mengganti nomor dari link ke link akan mengurangi panjang dari  VC field dalam header paket.
Kedua, dan yang lebih penting, VC setup jauh disederhanakan dengan mengizinkan nomor VC yang berbeda pada setiap link di sepanjang jalur VC.
Secara khusus, dengan beberapa nomor VCsetiap link di jalur dapat memilih nomor VC sendiri dari nomor VC yang dipilih pada link lainnya di sepanjang jalur. Jika  nomor VC biasa
di perlukan untuk semua link sepanjang jalur, router harus bertukar dan memproses sejumlah besar pesan untuk menyepakati  nomor VC biasa(misalnya, salah satu yang tidak digunakan oleh VC lain yang ada di ini router) yang akan digunakan untuk koneksi.

Dalam sebuah jaringan VC, jaringan router harus menjaga informasi status koneksi untuk koneksi yang sedang berlangsung. Secara khusus, setiap kali koneksi baru dibangun di router, entri koneksi baru harus ditambahkan ke forwarding table router; dan setiap kali koneksi dilepaskan, sebuah entri harus dihapus dari table. Perhatikan, bahkan jika tidak ada terjemahan nomor VC, terjemahan  masih diperlukan untuk menjaga informasi status koneksi yang mengaitkan nomor VC dengan output  antarmuka nomor. Masalah apakah router mempertahankan atau tidaknya informasi status koneksi untuk setiap koneksi yang sedang berlangsung adalah hal yang sangat penting

Ada tiga fase yang dapat diindentifikasi di sirkuit virtual:
   • VC setup. Selama fase setup, pengiriman lapisan transport kontak dengan  lapisan network, Menentukan alamat penerima, dan menunggu jaringan untuk penyiapan VC.
Lapisan network menentukan jalur antara pengirim dan penerima, yaitu serangkaian link dan router melalui semua paket dari VC akan dikirim. Lapisan network juga menentukan  nomor VC untuk setiap link di sepanjang jalur. Akhirnya, lapisan network menambahkan entri dalam forwarding table di setiap router sepanjang jalur. Selama penyiapan VC, lapisan network juga dapat memesan sumber daya (misalnya, bandwidth) di sepanjang jalur VC.

   • Transfer data. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.4, setelah VC telah ditetapkan, paket
dapat mulai mengalir sepanjang VC.

   • VC teardown. Hal ini dimulai ketika pengirim (atau penerima) menginformasikan lapisan network sesuai keinginan untuk mengakhiri VC. Lapisan network maka biasanya akan menginformasikan sistem akhir di sisi lain jaringan dari terminasi panggilan dan memperbarui tabel forwarding di setiap router paket di jalur untuk menunjukkan bahwa VC
tidak ada lagi.

Ada perbedaan yang halus namun penting antara setup VC pada  lapisan network dan setup koneksi pada lapisan transport (misalnya, TCP three-way handshake yang telah kita pelajari dalam Bab 3). Setup koneksi pada lapisan transport hanya melibatkan dua sistem akhir. Selama setup koneksi lapisan transport, dua sistem akhir saja menentukan parameter (misalnya, awal urut nomor dan jendela aliran-kontrol ukuran) dari koneksi lapisan transport mereka.
Meskipun kedua sistem akhir menyadari koneksi lapisan transport, router dalam jaringan benar-benar menyadari itu. Di sisi lain, dengan lapisan network VC, router sepanjang jalur antara dua sistem akhir yang terlibat dalam pengaturan VC, dan masing-masing router sepenuhnya menyadari semua VC melewatinya.
Pesan yang dikrim sistem akhir ke jaringan untuk memulai atau mengakhiri VC, dan pesan melewati antara router untuk setup VC (yaitu, untuk mengubah status koneksi dalam tabel router) dikenal sebagai messages signaling,

dan protokol digunakan untuk bertukar pesan ini sering disebut sebagai protokol signaling. Setup VC  ditampilkan pictorially pada Gambar 4.4. Kita tidak akan membahas VC signaling protokol dalam buku ini;
melihat [Black 1997] untuk pembahasan umum sinyal di jaringan connection-oriented dan [ITU-T Q.2931 1995] untuk spesifikasi protokol Q.2931 signaling ATM.

2. Datagram Networks

Dalam jaringan datagram, setiap kali sistem akhir ingin mengirim paket, sistem akhir menyertakan paket dengan alamat sistem akhir tujuan dan kemudian memunculkan paket ke jaringan. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.5, tidak ada VC setup dan router yang  tidak menjaga informasi VC state apapun (karena tidak ada VC!).

Sebagai sebuah paket yang dikirimkan dari sumber ke tujuan, pasti melewati serangkaian router. Masing-masing router menggunakan alamat tujuan paket untuk meneruskan
paket. Secara khusus, setiap router memiliki tabel forwarding yang memetakan alamat tujuan untuk menghubungkan antarmuka; ketika sebuah paket tiba di router, router menggunakan alamat tujuan  paket untuk mencari antarmuka link output yang sesuai dalam tabel forwarding. Router kemudian sengaja meneruskan paket ke antarmuka link output tersebut.
Untuk mendapatkan beberapa wawasan lebih lanjut ke dalam operasi pencarian, mari kita lihat contoh yang lebih spesifik. Misalkan semua alamat tujuan adalah 32 bit (yang kebetulan
menjadi panjang alamat tujuannya dalam datagram IP). Implementasi brute-force dari tabel forwarding akan memiliki satu entri untuk setiap tujuan alamat yang mungkin. Karena ada lebih dari 4 miliar alamat yang mungkin, pilihan ini benar-benar keluar dari pertanyaan.

Sekarang mari kita lanjut menganggap bahwa router kami memiliki empat link, bernomor 0 sampai 3, dan bahwa paket harus diteruskan ke antarmuka Link sebagai berikut:

Jelas, untuk contoh ini, tidak perlu untuk memiliki 4 miliar entri dalam forwarding table  router.
Kita bisa, misalnya, memiliki tabel forwarding berikut dengan hanya empat entri:

Dengan gaya forwarding table, router cocok dengan prefix alamat tujuan paket dengan entri dalam tabel; jika ada kecocokan, router meneruskan paketke link yang berhubungan dengan kecocokan. Misalnya, paket tujuan alamat adalah  00010111 11001000 00010110 10100001; karena 21-bit awalan dari alamat ini cocok dengan entri pertama dalam tabel, router meneruskan paket ke link antarmuka 0. Jika awalan tidak cocok dengan tiga entri pertama, maka router meneruskan paket ke antarmuka 3 . Meskipun ini terdengar cukup sederhana,
ada sebuah kehalusan penting di sini. Anda mungkin telah memperhatikan bahwa mungkin untuk alamat tujuan mencocokkan lebih dari satu entri.
Sebagai contoh, 24 bit pertama dari alamat 11001000 00010111 00011000 10101010 cocok dengan entri kedua dalam tabel, dan 21 bit pertama dari alamat sesuai dengan entri ketiga dalam tabel. Ketika ada kecocokan yang ganda, router menggunakan aturan longest prefix matching; yaitu, menemukan entri yang cocok yang  terpanjang di tabel dan meneruskan paket ke  interface link terkait dengan longest prefix match. Kita akan melihat persis mengapa
aturan longest prefix matching ini digunakan ketika kita mempelajari pengalamatan Internet secara lebih rinci dalam Bagian 4.4.

Meskipun router dalam jaringan datagram menjaga tidak ada inforrmasi connection state,
mereka tetap menjaga informasi forwarding state dalam forwarding tabel mereka. Namun, skala waktu perubahan informasi forwarding state  ini relatif lambat.

Memang, dalam jaringan datagram ini tabel forwarding dimodifikasi oleh algoritma routing, yang biasanya memperbarui tabel forwarding setiap satu sampai lima menit atau lebih. Dalam sebuah jaringan VC, forwarding table  di router diubah setiap kali koneksi baru diatur melalui router atau setiap kali koneksi yang sudah ada melalui router ini dirobohkan. Hal ini bisa dengan mudah terjadi dalam skala waktu mikrodetik di backbone, tier-1 router.
Karena forwarding tabel dalam jaringan datagram dapat diubah setiap saat, Serangkaian paket yang dikirim dari satu sistem akhir ke sistem akhir lainnya dapat mengikuti Jalur yang berbeda melalui jaringan dan dapat juga tiba dengan kerusakan.
[Paxson 1997] dan [Jaiswal 2003] present interesting measurement studies of packet reordering and other phenomena
in the public Internet.

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest

Ditulis Oleh : Rise of Kingdom Indonesia

Artikel Virtual Circuit dan Datagram Networks ini ditulis oleh Rise of Kingdom Indonesia pada hari Senin, 20 November 2017 pukul November 20, 2017. Terimakasih atas kunjungan Anda pada blog ini. Kritik dan saran tentang Virtual Circuit dan Datagram Networks dapat Anda sampaikan melalui kotak komentar dibawah ini. Bagi kawan yang ingin mengcopy paste atau menyebar-luaskan artikel ini arahkan kursor ke link berikut lalu tekan ctrl+c http://nandazrahman.blogspot.com/2017/11/virtual-circuit-dan-datagram-networks.html