Penjelasan Konsep Dasar Layer 2 - Switching
Jika berbicara Layer 2, itu berarti kita sedang berbicara perihal Data Link. Kalau sudah berbicara data link, berarti maksud goresan pena saya disini engga jauh-jauh dari frame. Kalau sudah berbicara frame, itu berarti saya sedang menjelaskan perihal switching.
Setelah adanya teknologi switching, performa jaringan komputer kini ini meningkat berkali-kali lipat. Salah satu faktor utama yang mengakibatkan switch layer 2 menjadi efisien yakni switch sama sekali tidak melaksanakan modifikasi paket, melainkan hanya membaca frame dan memforwardnya ke interface yang sesuai.
Switch memakai integrated circuit (IC) yang dinamakan ASICs (Application Specific Integration Circuit) yang bertugas untuk membangun dan me-maintain tabel MAC address (CAM).
Sekali lagi, switch berbeda dengan hub. Switch memecah collision domain, sedangkan hub tidak.
Setiap port, setiap interface, setiap koneksi mempunyai bandwidth mereka sendiri, collision domain sendiri.
hemm heemmm, hemmm. Rasanya kalimat ini sering sekali saya ulang-ulang. Kalau hingga disini kau sudah gundah perihal apa itu frame, data link, collision domain, etc etc etc. Maka dengan berat hati saya mengharuskan kau membaca goresan pena saya sebelumnya:
Di artikel diatas terdapat pembahasan switch dan bridge. Kedua perangkat ini pada umumnya sama, dalam hal collision dan broadcast domain. Bagaimanapun, artikel ini akan lebih menjelaskan lebih detil perihal switch.
Baiklah, sebelum kita masuk ke klarifikasi fungsi-fungsi utama switch, ada beberapa hal yang mengakibatkan switch jauh lebih baik dari bridge.
2. Buffer yang dimiliki switch jauh lebih besar dibanding bridge.
3. Semua port di bridge sama speednya, sedangkan switch sanggup bermacam-macam menyerupai FastEthernet atau GigabitEthernet.
4. Kinerja jauh lebih cepat switch, tentu. ASICs (jangan dibaca aseeek).
• Todd Lammle - CCNA Routing Switching Complete Study Guide 2nd Version
• Wendell Odom - CCENT/CCNA ICND1 100-105 Official Certification Guide
Sumber https://www.fathurhoho.id/
Jika berbicara Layer 2, itu berarti kita sedang berbicara perihal Data Link. Kalau sudah berbicara data link, berarti maksud goresan pena saya disini engga jauh-jauh dari frame. Kalau sudah berbicara frame, itu berarti saya sedang menjelaskan perihal switching.Setelah adanya teknologi switching, performa jaringan komputer kini ini meningkat berkali-kali lipat. Salah satu faktor utama yang mengakibatkan switch layer 2 menjadi efisien yakni switch sama sekali tidak melaksanakan modifikasi paket, melainkan hanya membaca frame dan memforwardnya ke interface yang sesuai.
Switch memakai integrated circuit (IC) yang dinamakan ASICs (Application Specific Integration Circuit) yang bertugas untuk membangun dan me-maintain tabel MAC address (CAM).
Sekali lagi, switch berbeda dengan hub. Switch memecah collision domain, sedangkan hub tidak.
Setiap port, setiap interface, setiap koneksi mempunyai bandwidth mereka sendiri, collision domain sendiri.
hemm heemmm, hemmm. Rasanya kalimat ini sering sekali saya ulang-ulang. Kalau hingga disini kau sudah gundah perihal apa itu frame, data link, collision domain, etc etc etc. Maka dengan berat hati saya mengharuskan kau membaca goresan pena saya sebelumnya:
- Dasar internetwork, klarifikasi dasar jaringan komputer.
- Ethernet networking, korelasi dan perbedaan switch, hub, dan router.
Di artikel diatas terdapat pembahasan switch dan bridge. Kedua perangkat ini pada umumnya sama, dalam hal collision dan broadcast domain. Bagaimanapun, artikel ini akan lebih menjelaskan lebih detil perihal switch.
Baiklah, sebelum kita masuk ke klarifikasi fungsi-fungsi utama switch, ada beberapa hal yang mengakibatkan switch jauh lebih baik dari bridge.
Beberapa kelebihan switch dibanding bridge
1. Switch sanggup mempunyai banyak port.2. Buffer yang dimiliki switch jauh lebih besar dibanding bridge.
3. Semua port di bridge sama speednya, sedangkan switch sanggup bermacam-macam menyerupai FastEthernet atau GigabitEthernet.
4. Kinerja jauh lebih cepat switch, tentu. ASICs (jangan dibaca aseeek).
Secara umum, switching mode ada 3 jenis. Bisa juga disebut internal processing; Store-and-forward, cut-through, dan fragment-free.
Dibagian selesai frame tadi terdapat field FCS (Frame Check Sequence) isinya nanti yakni Cyclic Redundancy Check (CRC). Pengecekan disini cuma mastiin saja kalau frame tadi memang benar sebuah hasil bungkusan dari data-data diatasnya (baca lagi enkapsulasi de-enkapsulasi kalau bingung). Kalau oke, di forward, kalau enggak, discard.
Uniknya, fragment-free menanti frame tersebut diterima niscaya dengan ukuran 64 bytes.
Karena switch kini sudah canggih, port nya dah kenceng-kenceng ampe Giga-an, dan ASICs nya dah dibuat makin cerdas, pada umumnya sudah memakai mode store and forward semua. Cisco Catalyst yang saya ketahui memakai mode store and forward semua, kecuali Nexus. Nexus Switch mengadaptasi mode cut-through, tidak perlu dipikirkan dalam lingkup CCNA.
Teorinya begitu.
Prakteknya sanggup kau lakukan dengan mengamati Ethernet_II frame (yang dipakai ketika ini) dengan memakai GNS3 dan wireshark.
Are you ready to rock?
Kita akan memulai pembahasan switch dengan cara yang tidak membosankan, not full in theory i'm sure.
Mari kita pelajari sembari praktek langsung.
Ada 3 fungsi utama switch
Tunggu apa lagi?
Fire up your packet tracer!
Berikut topologi yang akan saya gunakan.
Okay. Gunakan perintah # show mac address-table
Pertama kali dinyalakan, tabel mac address switch akan kosong. Karena switch belum mempelajari dan menyimpan mac address perangkat manapun.
Nanti, kalau ada frame yang lewat dari port manapun, switch akan menyimpan mac address tersebut ke tabelnya.
Disini saya akan melaksanakan ping dari PC-A ke PC-D..
1. PC-A mengirim frame dengan source mac address 00:20:9E:8E:F8:00 ke PC-D 00:20:9E:D1:77:00.
2. Switch mendapatkan frame melalui port G0/0 kemudian menyimpannya di tabel CAM.
3. Karena mac address PC-D belum terdaftar di tabel, mac address akan memforward frame tersebut ke semua port kecuali G0/0.
4. PC-D merespon dan mengkonfirmasi mac address miliknya, kemudian disimpan oleh switch dengan label G0/3.
5. PC-A dan PC-D sanggup saling berkomunikasi. Mac address kedua PC ini akan disimpan oleh switch dalam rentang waktu tertentu, selama itu pula switch sanggup eksklusif memforward frame ke PC-D kalau ada frame yang bertujuan ke 00:20:9E:D1:77:00, dan sebaliknya.
Namun bagaimana kalau destination address dari frame tersebut belum terdaftar di tabel?
Switch akan melaksanakan flood ke semua port KECUALI port dimana frame itu datang.
Ini disebut dengan frame filtering.
Sampai disini mungkin kau pernah mendengar istilah frame flooding atau frame broadcast. Perbedaannya yang saya ketahui yakni menyerupai ini:
• Ketika frame tersebut hingga ke switch, switch akan membroadcast frame tersebut kesemua port nya terkecuali G0/0.
• Semua perangkat yang terhubung ke switch harus give attention ke pesan broadcast ini dengan membalas alamat mac address mereka. They should give attention, no matter what!
• Sedangkan PC yang lain akan mengabaikan frame tersebut.
Ke port mana frame tersebut akan di forward oleh switch?"
Perhatikan lagi..
Terdapat beberapa mac address, dan terdaftar ke sebuah port yang sama, fa0/1 misalnya.
Hal itu dikarenakan switch terhubung ke switch yang lain, asumsikan Switch-B , dan di Switch-B terhubung beberapa perangkat (yang sudah learned) dengan mac address menyerupai diatas.
Pada kolom kedua (DYNAMIC) berarti: mac address of those devices has been learned dynamically by switch. Selama waktu tertentu. Defaultnya yakni 300 detik (5 menit). Setelah itu switch harus learning their mac address lagi.
Dalam keadaan tertentu kita sanggup mendaftarkan mac address suatu perangkat ke salah satu port secara statis.
Perintahnya menyerupai ini:
Yang ingin saya jelaskan yakni baris VLAN di perintah tersebut, juga di kolom pertama tabel mac address.
Sekali lagi, secanggih apapun sebuah switch, tetap saja dalam sebuah broadcast domain.
Efeknya menyerupai skenario yang telah saya jelaskan diatas, flood, sanggup bisa switchnya mabok. Bisa aja, apalagi kalau disengaja.
Satu broadcast domain = berada dalam VLAN yang sama. Itu kenapa implementasi switching tanpa konfigurasi VLAN sama saja tidak maksimal. 1 broadcast domain, dan ini buruk!
Di packet tracer kau sanggup melaksanakan broadcast (ini paling mudah, tanpa tools). Caranya menyerupai gambar dibawah ini.
Setelah itu create PDU, kemudian amati behavior switch dalam menanggapi pesan broadcast tersebut.
Lakukan skenario menyerupai klarifikasi saya diatas, unknown frame, broadcast frame, flood frame, dan seterusnya.
Jangan lupa simulation mode nya.
Jika kau tidak familiar dengan simulation mode di packet tracer, saya turut bersedih. Ini fitur yang sangat membantu sekali dalam mempelajari dasar jaringan komputer.
Tenang saja, saya sudah menuliskan klarifikasi penggunaan simulation mode di packet tracer. Silakan dibaca.
Setelah kau melaksanakan skenario tersebut atau sudah mempunyai bayangan atas skenario tersebut. Kita akan sepakat bahwa broadcast domain yakni hal serius di jaringan ethernet dan perlu di efisiensikan.
Caranya yakni melaksanakan segmentasi jaringan, memecah broadcast domain, dengan mengkonfigurasi VLAN.
Akan saya jelaskan di lain kesempatan. Karena sebelum hingga ke VLAN kita harus memahami switchport (port pada switch) terlebih dahulu.
Karena fungsi yang vital ini, jaringan switching yang baik yakni yang mempunyai redundant link.
Maksudnya?
Redundant link itu, link yang redundant. (apasih..)
Gitu.
Ada beberapa kabel. kalo yang satu mokad, copot ketendang, digigit tikus atau rusak alasannya faktor-faktor lainnya, masih ada link yang lain, sebagai backup. Sederhananya gitu. Kalo di logic programming orang bilang ini failover. Kalo di jaringan komputer fisik ini disebutnya redundant.
Nah. Fungsi terakhir switch ada disini.
Perhatikan topologi berikut.
Sw1 pertama akan menyebar pesan ARP, alasannya itu pesan broadcast. Switch-switch yang lain ikut membroadcast ke setiap port nya (kecuali port frame tersebut diterima).
Akan terus begitu..... muter-muter.
Ini disebut frame looping. Disinilah kiprah switch sebagai loop avoidance.
Loop avoidance ini berfungsi untuk mencegah terjadinya frame-looping, karenanya nanti dari topologi tersebut akan ada port yang modenya menjadi blocked. Ini dilakukan dengan memakai protokol yang disebut Spanning Tree.
Spanning tree ga saya bahas disini. Karena konsepnya tidak mengecewakan panjang dan harus dipisahkan sendiri.
..yang penting dasarnya sudah paham kalo switch itu bekerja menurut mac address tabel nya, alur-alur kerjanya menyerupai apa, sudah saya jelaskan diatas. Berbeda dengan router, beliau bekerja menurut routing tabel.
Baca juga: Konsep Dasar Routing dan Konfigurasinya
Jika ada yang ingin didiskusikan, silakan mengisi kolom komentar dibawah ini.
Selanjutnya kau sanggup membaca Konfigurasi Dasar Cisco Switch.
Semoga bermanfaat ^ ^
A. Store-and-Forward
Frame yang diterima oleh switch selalu dalam keadaan lengkap, field-field preamble, source mac address, destination mac address, dan seterusnya, hingga disini disebut store.Dibagian selesai frame tadi terdapat field FCS (Frame Check Sequence) isinya nanti yakni Cyclic Redundancy Check (CRC). Pengecekan disini cuma mastiin saja kalau frame tadi memang benar sebuah hasil bungkusan dari data-data diatasnya (baca lagi enkapsulasi de-enkapsulasi kalau bingung). Kalau oke, di forward, kalau enggak, discard.
B. Cut-Through
Berbeda dengan diatas, proses yang ini ga harus menunggu hingga beliau mendapatkan semua frame. Switch eksklusif saja membaca destination mac address, kemudian memforwardnya, secepatnya. Tentu latency disini akan berkurang, forwarding frame jauh lebih cepat, kurangnya tidak ada action untuk frame yang fail di FCS tersebut.C. Fragment-Free
Kerjanya menyerupai dengan cut-through. Bedanya, beliau menanti frame menyerupai store and forward.Uniknya, fragment-free menanti frame tersebut diterima niscaya dengan ukuran 64 bytes.
Karena switch kini sudah canggih, port nya dah kenceng-kenceng ampe Giga-an, dan ASICs nya dah dibuat makin cerdas, pada umumnya sudah memakai mode store and forward semua. Cisco Catalyst yang saya ketahui memakai mode store and forward semua, kecuali Nexus. Nexus Switch mengadaptasi mode cut-through, tidak perlu dipikirkan dalam lingkup CCNA.
Teorinya begitu.
Prakteknya sanggup kau lakukan dengan mengamati Ethernet_II frame (yang dipakai ketika ini) dengan memakai GNS3 dan wireshark.
Are you ready to rock?
Kita akan memulai pembahasan switch dengan cara yang tidak membosankan, not full in theory i'm sure.
Mari kita pelajari sembari praktek langsung.
Fungsi Switch dan Cara Kerja Switch
Sebelum switch tetapkan kearah mana frame tersebut akan dilempar (baca: forward), beliau harus mempunyai database terlebih dahulu. Data ini dimuat dalam sebuah tabel, selanjutnya akan disebut dengan mac address table.Ada 3 fungsi utama switch
- Learning Address
- Forward/Filter Decision
- Loop Avoidance
Tunggu apa lagi?
Fire up your packet tracer!
Berikut topologi yang akan saya gunakan.
#1 Switch is learning the mac address
Yuk agar lebih paham silakan buat simulasi sendiri, gunakan topologi yang menyerupai dengan diatas atau berbeda juga tidak masalah.Okay. Gunakan perintah # show mac address-table
Pertama kali dinyalakan, tabel mac address switch akan kosong. Karena switch belum mempelajari dan menyimpan mac address perangkat manapun.
Nanti, kalau ada frame yang lewat dari port manapun, switch akan menyimpan mac address tersebut ke tabelnya.
Disini saya akan melaksanakan ping dari PC-A ke PC-D..
1. PC-A mengirim frame dengan source mac address 00:20:9E:8E:F8:00 ke PC-D 00:20:9E:D1:77:00.
2. Switch mendapatkan frame melalui port G0/0 kemudian menyimpannya di tabel CAM.
3. Karena mac address PC-D belum terdaftar di tabel, mac address akan memforward frame tersebut ke semua port kecuali G0/0.
4. PC-D merespon dan mengkonfirmasi mac address miliknya, kemudian disimpan oleh switch dengan label G0/3.
5. PC-A dan PC-D sanggup saling berkomunikasi. Mac address kedua PC ini akan disimpan oleh switch dalam rentang waktu tertentu, selama itu pula switch sanggup eksklusif memforward frame ke PC-D kalau ada frame yang bertujuan ke 00:20:9E:D1:77:00, dan sebaliknya.
#2 Making decision, forward/filter it, or drop the frame
Sampai disini kita sepakat kalau switch mendapatkan frame yang akan menuju 00:20:9E:D1:77:00, frame tersebut akan di forward ke G0/3.Namun bagaimana kalau destination address dari frame tersebut belum terdaftar di tabel?
Switch akan melaksanakan flood ke semua port KECUALI port dimana frame itu datang.
Ini disebut dengan frame filtering.
Sampai disini mungkin kau pernah mendengar istilah frame flooding atau frame broadcast. Perbedaannya yang saya ketahui yakni menyerupai ini:
Frame Broadcast
• Anggap PC-A melaksanakan ping broadcast, alamatnya tujuannya 255.255.255.255 atau 192.168.1.255. Destination mac address yang dibuat nanti akan diisi dengan ff:ff:ff:ff:ff:ff.• Ketika frame tersebut hingga ke switch, switch akan membroadcast frame tersebut kesemua port nya terkecuali G0/0.
• Semua perangkat yang terhubung ke switch harus give attention ke pesan broadcast ini dengan membalas alamat mac address mereka. They should give attention, no matter what!
Frame Flooding
• Seperti proses pada learning address, anggap PC-A akan mengirim pesan ke PC-C. Karena mac address PC-C belum terdaftar di tabel, switch akan melaksanakan frame flooding ke semua port kecuali G0/0. • PC-C akan merespon dan membalas pesan dengan alamat mac addressnya.
• Sedangkan PC yang lain akan mengabaikan frame tersebut.
# Pertanyaan
Sebuah tabel mac address yakni sebagai berikut:Switch#sh mac address-table Vlan Mac Address Type Ports ---- ----------- -------- ----- 1 0005.dccb.d74b DYNAMIC Fa0/1 1 000a.f467.9e80 DYNAMIC Fa0/3 1 000a.f467.9e8b DYNAMIC Fa0/4 1 000a.f467.9e8c DYNAMIC Fa0/3 1 0010.7b7f.c2b0 DYNAMIC Fa0/3 1 0030.80dc.460b DYNAMIC Fa0/3 1 0030.9492.a5dd DYNAMIC Fa0/1 1 00d0.58ad.05f4 DYNAMIC Fa0/1"Sebuah frame dengan source: 000a.f467.9e80 dan destination: 000a.f467.9e8b.
Ke port mana frame tersebut akan di forward oleh switch?"
Perhatikan lagi..
Terdapat beberapa mac address, dan terdaftar ke sebuah port yang sama, fa0/1 misalnya.
Hal itu dikarenakan switch terhubung ke switch yang lain, asumsikan Switch-B , dan di Switch-B terhubung beberapa perangkat (yang sudah learned) dengan mac address menyerupai diatas.
Pada kolom kedua (DYNAMIC) berarti: mac address of those devices has been learned dynamically by switch. Selama waktu tertentu. Defaultnya yakni 300 detik (5 menit). Setelah itu switch harus learning their mac address lagi.
Dalam keadaan tertentu kita sanggup mendaftarkan mac address suatu perangkat ke salah satu port secara statis.
Perintahnya menyerupai ini:
Switch(config)#mac address-table static 00:20:9E:8E:F8:00 vlan 1 interface ? GigabitEthernet GigabitEthernet IEEE 802.3z Multilink Multilink-group interface Port-channel Ethernet Channel of interfacesSetelah itu pilih mau ke interface mana mac address tersebut akan didaftarkan. Tidak saya bahas.
Yang ingin saya jelaskan yakni baris VLAN di perintah tersebut, juga di kolom pertama tabel mac address.
Sekali lagi, secanggih apapun sebuah switch, tetap saja dalam sebuah broadcast domain.
Efeknya menyerupai skenario yang telah saya jelaskan diatas, flood, sanggup bisa switchnya mabok. Bisa aja, apalagi kalau disengaja.
Satu broadcast domain = berada dalam VLAN yang sama. Itu kenapa implementasi switching tanpa konfigurasi VLAN sama saja tidak maksimal. 1 broadcast domain, dan ini buruk!
Di packet tracer kau sanggup melaksanakan broadcast (ini paling mudah, tanpa tools). Caranya menyerupai gambar dibawah ini.
Setelah itu create PDU, kemudian amati behavior switch dalam menanggapi pesan broadcast tersebut.
Lakukan skenario menyerupai klarifikasi saya diatas, unknown frame, broadcast frame, flood frame, dan seterusnya.
Jangan lupa simulation mode nya.
Jika kau tidak familiar dengan simulation mode di packet tracer, saya turut bersedih. Ini fitur yang sangat membantu sekali dalam mempelajari dasar jaringan komputer.
Tenang saja, saya sudah menuliskan klarifikasi penggunaan simulation mode di packet tracer. Silakan dibaca.
Setelah kau melaksanakan skenario tersebut atau sudah mempunyai bayangan atas skenario tersebut. Kita akan sepakat bahwa broadcast domain yakni hal serius di jaringan ethernet dan perlu di efisiensikan.
Caranya yakni melaksanakan segmentasi jaringan, memecah broadcast domain, dengan mengkonfigurasi VLAN.
Akan saya jelaskan di lain kesempatan. Karena sebelum hingga ke VLAN kita harus memahami switchport (port pada switch) terlebih dahulu.
#3 Heyaa frame, do not loop my link!
Jadi, cara kerja switch itu bersama-sama simpel dan sangat sederhana sekali. Tidak banyak yang ia lakukan, tapi switch mempunyai tanggung jawab besar di jaringan, alasannya dialah yang bertugas memilih kearah mana frame akan lewat.Karena fungsi yang vital ini, jaringan switching yang baik yakni yang mempunyai redundant link.
Maksudnya?
Redundant link itu, link yang redundant. (apasih..)
Gitu.
Ada beberapa kabel. kalo yang satu mokad, copot ketendang, digigit tikus atau rusak alasannya faktor-faktor lainnya, masih ada link yang lain, sebagai backup. Sederhananya gitu. Kalo di logic programming orang bilang ini failover. Kalo di jaringan komputer fisik ini disebutnya redundant.
Nah. Fungsi terakhir switch ada disini.
Perhatikan topologi berikut.
Sw1 pertama akan menyebar pesan ARP, alasannya itu pesan broadcast. Switch-switch yang lain ikut membroadcast ke setiap port nya (kecuali port frame tersebut diterima).
Akan terus begitu..... muter-muter.
Ini disebut frame looping. Disinilah kiprah switch sebagai loop avoidance.
Loop avoidance ini berfungsi untuk mencegah terjadinya frame-looping, karenanya nanti dari topologi tersebut akan ada port yang modenya menjadi blocked. Ini dilakukan dengan memakai protokol yang disebut Spanning Tree.
Spanning tree ga saya bahas disini. Karena konsepnya tidak mengecewakan panjang dan harus dipisahkan sendiri.
Kesimpulan
Konsep dasar Layer 2 switching hingga disitu saja. Tidak panjang. Jaringan komputer manapun selalu pake switch (biasanya) baik small home office apalagi enterprise. Issue issue di switch ini juga banyak nanti...yang penting dasarnya sudah paham kalo switch itu bekerja menurut mac address tabel nya, alur-alur kerjanya menyerupai apa, sudah saya jelaskan diatas. Berbeda dengan router, beliau bekerja menurut routing tabel.
Baca juga: Konsep Dasar Routing dan Konfigurasinya
Jika ada yang ingin didiskusikan, silakan mengisi kolom komentar dibawah ini.
Selanjutnya kau sanggup membaca Konfigurasi Dasar Cisco Switch.
Semoga bermanfaat ^ ^
Referensi
• Wendell Odom - CCENT/CCNA ICND1 100-105 Official Certification Guide
Sumber https://www.fathurhoho.id/
