Virtualisasi Data Cente

Pengertian Virtualisasi

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, virtual berarti (secara) nyata, sedangkan akhiran –isasi menyatakan makna melakukan, proses, usaha, atau kegiatan. Berarti virtualisasi adalah proses menyatakan atau membuat sesuatu menjadi nyata. Sedangkan dalam ilmu komputer, virtualisasi bisa diartikan sebagai pembuatan suatu bentuk simulasi dari sesuatu yang asalnya bersifat fisik, misalnya sistem operasi, perangkat penyimpanan data atau sumber daya jaringan. Definisi

lainnya adalah "sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya tunggal (seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal; atau dapat juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti beberapa peralatan penyimpanan atau server) terlihat sebagai satu sumber daya logikal.” Pengertian Data Center Pusat data atau yang lebih dikenal Data Center adalah suatu fasilitas yang digunakan untuk menempatkan sistem komputer dan komponen-komponen terkaitnya, seperti sistem telekomunikasi dan penyimpanan data. Fasilitas ini biasanya mencakup juga catu daya redundan atau cadangan, koneksi komunikasi data redundan, pengontrol lingkungan (mis. AC, ventilasi), pencegah bahaya kebakaran, serta piranti keamanan fisik. Salah satu penempatan server untuk website atau database.

Data Center merupakan fasilitas yang digunakan untuk penempatan beberapa kumpulan server atau sistem komputer dan sistem penyimpanan data (storage) yang dikondisikan dengan pengaturan catudaya, pengatur udara, pencegah bahaya kebakaran dan biasanya dilengkapi pula dengan sistem pengamanan fisik. Pengertian Virtualisasi Data Center Virtualisasi data center adalah melakukan konsolidasi dan melakukan pengurangan jumlah server dalam bentuk fisik, caranya dengan menciptakan mesin virtual dalam jumlah banyak yang ditempatkan di beberapa host fisik, menggunakan storage dan jaringan. 

Kelebihan dan Kekurangan Virtualisasi Data Center

Keuntungan

Virtualisasi telah menjadi istilah trend dalam beberapa tahun terakhir di sejumlah kalangan yang bergelut dengan infrastruktur data center. Dengan menerapkan konsep ini, pemilik data center akan

mengambil keuntungan dari berkurangnya beban biaya untuk pembangunan fasilitas gedung, power supply, sistem pendingin ruangan, penyederhanaan administrasi dan pemeliharaan. Namun pendapat pribadi, tidak semua sistem dapat di virtualisasikan. Mungkin sebuah database server dengan beban berat untuk menghandle sekian transaksi per detiknya, memasukkannya ke dalam suatu lingkungan virtual akan menjadi sangat beresiko, terutama menyangkut performansinya. 

Dibalik itu semua, penerapan virtualisasi akan sangat menguntungkan bagi pemiliki data center, berikut beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan implementasi virtualisasi di lingkungan data center:

1. Berkurangnya Biaya (cost)

Dengan menggabungkan beberapa aplikasi yang asalnya dari beberapa server menjadi satu box yang terintegrasi akan menghemat beberapa sumber daya, seperti :

 Space (ruangan) data center, akan mengurangi jumlah biaya untuk pembangunan gedung data center.

 Berkurangnya jumlah hardware (server), akan mengurangi pemakaian power supply dan juga sistem pendingin udara karena heat (panas) yang diproduksi dari operasional server berkurang. Dengan penghematan yang terjadi seperti disebutkan diatas, akan menyebabkan biaya secara keseluruhan operasional data center akan berkurang sehigga dapat digunakan untuk keperluan lain di

perusahaan.

2. Mengurangi Ketergantungan pada satu vendor

Dengan virtualisasi, abstraksi antara hadware dan software (perangka lunak) akan menjadi lebih transparan, dimana aplikasi yang berjalan diatasnya tidak lagi peduli dengan hardware yang dipakai (di layer bawahnya). Dengan demikian keterkaitan antara aplikasi (software) untuk menggunakan hardware tertentu saja bisa diminimalisir. Dengan demikian data center owner akan lebih flexible

dalam menentukan hardware (server) yang akan digunakan di data center-nya.

3. Re-deploy Sistem (Aplikasi) Akan semakin Cepat

Memindahkan suatu sistem (aplikasi) dari satu perangkat ke perangkat lain akan menjadi lebih ber’keringat’ jika dilakukan dengan hardware terpisah. Harus ada sistem backup/restore yang diimplementasikan pada mesin lama dan mesin baru. Dengan adanya virtualisasi memindahkan snapshot dari suatu instance ke instance lain akan lebih cepat lagi. Tentu ini dilakukan dalam satu sistem Virtual machine.

4. Proses Recovery yang Lebih Baik

Proses disaster recovery akan menjadi lebih cepat dilakukan sepanjang snapshot dari suatu virtual machine telah tersedia berkat sistem backup yang telah berjalan. Dengan memiliki snapshot yang upto-date, memindahkan ke suatu lingkungan baru akan menjadi lebih mudah dan cepat.

5. Lingkungan Testing yang Baik

Virtualisasi merupakan lingkungan yang baik untuk melakukan testing sistem aplikasi yang baru, dimana sistem lama masih tetap berjalan. Pada saat testing telah dilakukan dengan sukses, maka memindahkan ke lingkungan operasional akan menjadi lebih mudah. Penggunaan virtual machine di data center akan menghemat resource perusahaan dan menjadikan pekerjaan system administrator

menjadi lebih simpel.

Kelemahan

1. Satu Pusat Masalah.

Virtualisasi bisa dianalogikan dengan menempatkan semua telur didalam 1 keranjang. Ini artinya jika server induk bermasalah, semua sistem virtual machine didalamnya tidak bisa digunakan. Hal ini bisa diantisipasi dengan menyediakan fasilitas backup secara otomatis dan periodik atau dengan menerapkan prinsip fail over/clustering 

2. Spesifikasi Hardware.

 Virtualisasi membutuhkan spesifikasi server yang lebih tinggi untuk menjalankan server induk dan mesin virtual didalamnya

3. Satu Pusat Serangan.

Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan. Jika hacker mampu menerobos masuk kedalam sistem induk, ada kemungkinan ia mampu menyusup kedalam server- server virtual dengan cara menggunakan informasi yang ada pada server induk.

Infrastruktur Virtual Menggunakan VMware® vSphere®

VMWare merupakan salah software virtualisasi yang masih mempin di bidangnya saat ini. Dengan seiringnnya kemajuan teknologi dan kebutuhan banyaknya informasi ataupun tempat penyimpanan data yang aman, maka dengan pelatihan implementasi dan administrasi VMWare ini bisa membantu dalam memenuhi kebutuhan Anda, baik di perusahaan maupun instansi.

Memilih platform virtualisasi yang tepat untuk membangun Data Center Vitual, private maupun cloud infrastructure internal, adalah sesuatu yang sangat penting. Suatu sistem infrastruktur virtualisasi yang meliputi virtualisasi, manajemen, optimisasi sumber daya, ketersediaan aplikasi dan kemampuan otomasi operasional TI. VMware vSphere membentuk sistem virtualisasi diatas fisik hardware dan kumpulan sumber daya TI untuk data center, serta meliputi komponen :

 VMware® ESXi : Platform virtualisasi untuk vSphere.

 VMware® vCenter® Server™ : Perangkat bantu untuk melakukan manajemen virtualisasi, konfigurasi, provisi sumber daya TI.

 VMware® vSphere® Client™ : Antar muka untuk membolehkan pengguna melakukan konfigurasi secara remote terhadap vCenter® Server atau ESXi dari PC bersistem operasi Microsoft® Windows®.

 VMware® vSphere® VMFS : Sistem file yang memiliki kinerja tinggi, digunakan untuk mesin-mesin virtual pada ESXi.

 VMware® vSphere® 

Virtual Symmetric Multiprocessing : Fasilitas yang memungkinkan suatu mesin virtual dapat menggunakan lebih dari satu prosesor fisik secara simultan. vSphere® juga menyediakan beberapa fungsionalitas sebagai berikut :

 Manajemen sumber daya (menggunakan vSphere® Distributed Resource Scheduler).

 Ketersediaan (menggunakan vSphere® High Availability).

 Proteksi data (menggunakan VMware® Consolidated Backup and VMware® Data Recovery)

Pada pembahasan teknis berikut ini, akan diulas secara mendalam, konsep-konsep inti virtualisasi dan produk VMware® vSphere®. Infrastruktur Fisik

Pada infrastruktur fisik, operating system dan software berjalan diatas

komputer atau server fisik. Beberapa tantangan baru meningkat pada saat

menjalankan sejumlah besar server-server fisik di data center, antara lain :

- Model infrastruktur fisik sudah dirasakan tidak fleksibel dan tidak

efisien.

- Perencanaan dan biaya infrastruktur seperti luasan server, luasan

rak server, daya listrik, sistem pendinginan, sistem perkabelan dan

provisi server merupakan masalah yang dihadapi staff TI.

- Umumnya terdapat hubungan antara komputer atau fisik server

dengan software yang berjalan diatasnya. Pada saat utilitas

penggunaan server hanya 5-10%, maka perbandingan pemakaian

sumber daya menjadi 1:1, sehingga biaya untuk luasan server, daya

listrik, sistem pendinginan menjadi sangat tinggi.

- Implementasi server-server fisik merupakan proses yang memakan

waktu. Pada lingkungan fisik, waktu yang ada digunakan untuk

proses pengadaan hardware, penempatan server pada data center,

instalasi operating system dan instalasi serta konfigurasi aplikasi yang

akan dijalankan. Selain itu terdapat aktivitas berupa konfigurasi aturan

firewall, konfigurasi port pada switch dan konfigurasi storage. Semua

aktivitas tersebut membutuhkan waktu dalam hitungan pekan.

Infrastruktur Virtual

Teknologi virtualisasi memungkinkan penambahan beban kerja

komputasi pada server tunggal dengan proses konsolidasi lingkungan dan

sumber daya komputasi. Kelebihan dari konsolidasi tersebut adalah

masing-masing mesin virtual dapat menggunakan sumber daya

penyimpanan redundant dan konektivitas jaringan tanpa penambahan

biaya penyimpanan dan kompleksitas perkabelan jaringan yang sebelumnya

digunakan pada infrastruktur fisik.

Gambar 2. Infrastruktur Virtual dengan tipe storage yang bervariasi

Masing-masing mesin virtual dihubungkan dengan konektivitas yang

bersifat redundant sebagai hasil dari setiap host yang memiliki konektivitas

yang bersifat redundant. Rasio atau perbandingan antara jumlah host atau

mesin virtual dengan jumlah sumber daya, yaitu 1:1 untuk infrastruktur

fisik, meningkat menjadi 6:1 untuk infrastruktur virtual (seperti terlihat pada

gambar 1) menjadi 30:1 untuk infrastruktur virtual (pencapaian jumlah mesin

virtual yang berhasil dibuat untuk penggunaan aplikasi normal).

Peningkatan rasio yang signifikan tersebut ditengarai dapat meningkatkan

penghematan biaya dan penurunan kompleksitas perkabelan. Infrastruktur

virtual diyakini dapat mengurangi jumlah luasan data center yang digunakan,

jumlah penggunaan tempat rak server, daya listrik, sistem pendinginan,

perkabelan jaringan, media penyimpanan serta beberapa komponen jaringan

komputer dengan pengurangan jumlah mesin-mesin fisik.

Penggunaan teknologi virtualisasi juga dapat mengubah cara deployment

server-server yang akan digunakan. Staff Departemen TI tidak perlu

menunggu pengadaan hardware atau instalasi perkabelan (jaringan dan

daya listrik), seperti pada infrastruktur fisik. Deployment mesin virtual

dapat dilakukan dengan menggunakan antar muka grafis yang mudah,

sehingga deployment mesin virtual dapat dilakukan dalam hitungan menit,

berbeda halnya dengan deployment mesin fisik.

Secara manajemen penggunaan sumber daya TI, pengaturan mesin-mesin

virtual yang berjalan diatas host, dilakukan secara terpusat, menggunakan

perangkat bantu vCenter® Management Server. Perangkat bantu tersebut

dapat diinstalasikan pada salah satu mesin virtual, atau juga dapat

diinstalasikan pada hardware fisik yang spesifikasinya lebih rendah daripada

host untuk mesin-mesin virtual. Gambar 2 memperlihatkan manajemen

sumber daya yang dilakukan secara terpusat menggunakan vCenter®

Management Server.

Gambar 3. Manajemen sumber daya terpusat untuk pengaturan

arsitektur virtual.

Arsitektur Fisik vs Arsitektur Virtual

Beberapa perbedaan antara arsitektur fisik dengan arsitektur virtual

berdasarkan aspek-aspek seperti kemudahan pemindahan atau duplikasi,

penggunaan komponen sumber daya, siklus pemanfaatan sumber daya untuk

aplikasi, kemudahan peningkatan spesifikasi sumber daya, dapat kita lihat

sebagai berikut :

Mesin Fisik Mesin Virtual

Staff Departemen TI memerlukan

usaha yang cukup besar untuk

memindahkan atau melakukan

duplikasi mesin fisik.

Staff Departemen TI dimudahkan dalam usaha

memindahkan atau melakukan duplikasi mesin

virtual, dengan cara :

- Proses enkapsulasi mesin virtual kedalam

berkas-berkas.

- Tidak tergantung pada perangkat keras

server secara fisik.

Mesin fisik terikat pada

Komponen-komponen sumber daya

secara spesifik.

Mesin virtual tidak terikat

pada komponen-komponen sumber daya

secara spesifik, dengan cara :

- Adanya proses isolasi antara satu mesin

virtual dengan mesin virtual lainnya.

- Adanya proses insulasi

terhadap perubahan perangkat keras.

Mesin fisik seringkali

memiliki siklus pemanfaatan

sumber daya untuk aplikasi yang

relatif lebih singkat.

Mesin virtual memiliki kemampuan

untuk menyediakan siklus pemanfaatan sumber

daya yang lebih lama, bahkan mesin virtual dapat

digunakan sebagai sumber daya bagi legacy

applications.

Mesin fisik memerlukan

penanganan secara fisik dan

personal untuk peningkatan

spesifikasi sumber daya (processor,

memory, hardisk, storage).

Mesin virtual memungkinkan proses konsolidasi

sumber daya (processor, memory, hardiskk

storage), sehingga tidak memerlukan

penanganan secara fisik dan personal untuk

peningkatan spesifikasi sumber daya.

Pada mesin server fisik, instalasi sistem operasi seperti Microsoft®

Windows®, Linux dan lainnya dilakukan langsung diatas hardware.

Pendekatan instalasi langsung tersebut memerlukan driver untuk perangkat

keras spesifik. Pada saat terjadi peningkatan spesifikasi hardware fisik

dengan perangkat yang baru, maka diperlukan driver perangkat keras yang

baru saja dipasang. Proses peningkatan spesifikasi hardware juga

memerlukan penanganan technical support.

Mesin virtual adalah 100% software, yang tidak lebih dari

sekumpulan file. Kumpulan file ini termasuk file-file yang disebut virtual

disk, menggantikan media penyimpanan hardisk. Semua file untuk sebuah

mesin virtual diletakkan pada satu direktori yang distandarisasi dengan device

driver, sehingga hardware upgrade dapat dilakukan tanpa mengubah mesin

virtual.

Sekumpulan mesin virtual terisolasi antara satu mesin virtual dengan

mesin virtual lainnya, sehingga pada satu host yang sama, dapat dijalankan

server database dan server e-mail tanpa terganggu konflik ketergantungan

software dan konflik peningkatan kinerja server. Fleksibilitas mesin virtual

berupa sekumpulan file memungkinkan seluruh mesin virtual dipindahkan ke

server baru pada saat terjadinya peningkatan kapasitas hardware. Kemudahan

tersebut membuat proses perencanaan pemulihan bencana dan proses testing

menjadi lebih mudah.

Hypervisor

Pengelola virtualisasi biasa disebut sebagai hypervisor, merupakan jenis

piranti lunak yang menciptakan mesin virtual yang beroperasi secara terpisah dari

satu sama lain (terisolasi) pada satu piranti. Dengan kata lain, hypervisor yang

memungkinkan sistem operasi yang berbeda untuk dijalankan secara terpisah dari

satu sama lain meskipun masing-masing sistem ini menggunakan daya komputasi

dan kemampuan penyimpanan pada komputer yang sama. Dalam

perkembangannya hypervisor dibagi dalam 2 jenis yang berbeda yaitu:

1. Hypervisor jenis 1

Hypervisor jenis 1 disebut dengan hypervisor native/bare metal, yaitu

hypervisor yang dapat langsung di install pada piranti keras server yang

kosong (bare metal) yang belum berisi sistem operasi apapun. Artinya

hypervisor ini telah menjadi satu paket dengan sistem operasi.

2. Hypervisor jenis 2

Hypervisor jenis 2 disebut dengan hypervisor host/desktop, yaitu

hypervisor yang berjalan diatas sistem operasi sehingga membutuhkan

sistem operasi untuk dapat menjalankan hypervisor tersebut.

ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE (ATM)

A.    Pengertian Asynchronous Transfer Mode (ATM).

Asynchronous Transfer Mode (ATM) adalah teknologi switching dan multiplexing, dimaksudkan untuk memindahkan berbagai jenis trafik (data, suara, video, audio) dengan cepat dan efisien. Circuit switching umumnya mensyaratkan bahwa paket di set ke posisi dalam frame berulang, misalnya sinkron dalam waktu, langkah, sesuai dengan aplikasi dan / atau jam jaringan. Transmisi Asynchronous memungkinkan sel-sel yang akan diposisikan di mana saja dalam data stream. ATM saat ini memiliki kecepatan 155Mbps (OC-3port), 622Mbps (OC-12 port), 1,2 Gbps dan 2,5 Gbps. Asynchronous Transfer Mode (ATM) merupakan protokol jaringan yang berbasis sel, yaitu paket-paket kecil yang berukuran tetap (48 byte data + 5 byte header) pada sirkuit virtual. Protokol lain yang berbasis paket, seperti IP dan Ethernet, menggunakan satuan data paket yang berukuran tidak tetap.

Kata asynchronous pada ATM berarti transfer data dilakukan secara asinkron, yaitu masing-masing pengirim dan penerima tidak harus memiliki pewaktu (clock) yang tersinkronisasi. Metode lainnya adalah transfer secara sinkron, yang disebut sebagai STM (Synchronous Transfer Mode). Dengan kata lain ATM merupakan sebuah teknologi lapisan 2, yang dapat digunakan oleh siapa saja, namun sekaligus merupakan sebuah jaringan publik sebagaimana halnya Internet, dengan sistem pengalamatan yang dikelola secara rapi, sehingga setiap perangkat di dalam jaringan dapat memiliki sebuah identitas yang unik. Secara teknis, ATM dapat dianggap suatu evolusi dari packet switching. Seperti transfer data pada packet switching ATM mengintegrasikan fungsi multiplexing dan switching. Dengan ukuran sel data yang tetap dan kecil, memungkinkan switching pada kecepatan dengan throughput tinggi. Dengan delay yang sangat kecil dan waktu interval yang tetap antar sel data, memungkinkan aplikasi suara dan video dikirim lewat LAN dan berbagai jenis tipe data yang berbeda digabungkan dalam network yang sama. Walaupun ATM tidak mencapai kecepatan Gigabit di atas network, feature delay dan waktu interval menjadikannya teknologi potensial untuk LAN kecepatan tinggi membawa aplikasi multimedia.

ATM memungkinkan sirkuit dengan bandwidth terjamin dan persyaratan yang berbeda yang akan dibentuk secara bersamaan Layanan. Kualitas (QoS) dapat diatur dan ditetapkan pada tahap koneksi menggunakan parameter seperti delay, jitter delay dan tingkat kesalahan berdasarkan aplikasi dan negara jaringan pada saat koneksi.Dua prioritas untuk lalu lintas didefinisikan; prioritas tinggi dan prioritas rendah. lalu lintas rendah akan diabaikan jika ada masalah kemacetan saklar. ATM Meskipun bukan jenis jaringan broadcast, multicast didukung untuk aplikasi seperti suara dan video conferencing. ATM bekerja pada model topologi Bintang, dengan menggunakan Kabel fiber optic ataupun kabel twisted pair. ATM pada umumnya digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih LAN. dia juga banyak dipakai oleh Internet Service Providers (ISP) untuk meningkatkan kecepatan akses Internet untuk klien mereka.

Teknologi yang dipilih untuk membawa layanan B-ISDN dan Teknologi Asyncronous Transfer Mode (ATM) saat ini memasuki operasional pelayanan secara penuh dan merupakan satu teknologi yang menjadi dasar pembuatan jaringan-jaringan yang baru. ATM menyediakan teknologinya untuk membangun jaringan yang cocok bagi kebutuhan konsumen mereka, kombinasi kemampuan, pengaturan dan kapasitas untuk membawa jalur lain seperti Frame Ralay atau X.25 dan segala protokol seperti Internet Protocol (IP). Ini merupakan berita baik untuk perusahaan besar dengan hubungan fiber yang langsung tetapi kantor cabang atau kantor kecil yang tergantung pada jasa kantor telepon yang selama ini kurang beruntung.

Sekarang dengan perpaduan ATM dengan asymmetric digital subscriber loop (ADSL) menjadi standart yang diakui, perusahaan kecil mempunyai prospek terhadap akses langsung ATM dan merupakan salah satu teknologi yang memberikan pelayanan yang sangat cepat melalui jalur kabel standart. Teknologi ini dapat menghubungkan banyak pelanggan yang berada di berbagai tempat.

A.    Konsep Dasar Asynchronus Transfer Mode (ATM)

ATM adalah suatu mode transfer yang berorientasi pada bentuk paket yang spesifik, dengan panjang tetap, berdasarkan system Asynchronous Time Division Multiplexing (ATDM), menggunakan format dengan ukuran tertentu yang disebut sel. Informasi yang terdapat didalam sel ditransmisikan dalam jaringan setelah Sebelumnya ditambahkan header diawal sel yang berfungsi sebagai routing dan control sel.

ATM bersifat service independence semua service (suara, data serta gambar/citra) dapat ditransmisikan melalui ATM dengan cara penetapan beberapa tipe ATM Adaptation Layer (AAL). AAL berfungsi mengubah format informasi yang asli kedalam format ATM sehingga dapat ditransmisikan. ATM dapat diimplementasikan di jaringan yang ada sekarang dengan tiga cara, diurut dari yang paling mudah ke yang paling sukar adalah Native ATM APIs, Classical IP dan Address Resolution Protocol dan LANE Native ATM APIs.

Classical IP dibatasi untuk jaringan yang menggunakan protocol TCP/IP. Sedangkan LANE dapat menggunakan protokol apa saja. LANE beroperasi di lapisan kedua dari OSI, yaitu lapisan link data. LANE mengizinkan aplikasi dan protokol yang ada saat ini beroperasi tanpa perubahan saat diterapkan ATM. Ini berarti perusahaan tidak perlu membuang/mengganti aplikasi dan infrastruktur jaringan yang telah ada. Sedangkan kebanyakan jaringan memiliki beberapa protokol saat mengimplementasikan ATM. Akibatnya banyak perusahaan di Amerika Serikat yang menggunakan ATM. Pada ATM seluruh informasi yang akan ditransfer akan dibagi menjadi slot-slot dengan ukuran tetap yang disebut cell. Ukuran cell pada ATM adalah 53 octet (1 octet = 8 bits) yang terdiri dari :48 octet untuk filed informasi.5 octet untuk HEADER.

Sel-sel ATM terdiri dari: 5 byte HEADER dan 48 byte INFORMASI UNI cell ATM terdiri dari: GFC, VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi. NNI cell ATM terdiridari: VPI, VCI, PT, CLP, HEC dan informasi.

Cara Kerja ATM

Cara kerja ATM adalah dengan memotong-motong dan menggabungkan kembali berbagai tipe trafik informasi tersebut (voice, video dan data) dalam format sel berukuran 53 byte melalui saluran fisik yang sama. Proses tersebut dinamakan statistical multiplexing. Masing sel terdiri dari 48 byte payload (berisi informasi) dan 5 byte header (berisi alamat dan routing).

A.    Karakteristik ATM

1.    Pada basis link to link tidak menggunakan proteksi error dan flow control.

Pada ATM proteksi error dapat diabaikan karena didasarkan saat ini link-link dalam network memiliki kualitas yang sangat tinggi, sehingga error control cukup dilakukan end to end saja. Flow control juga tidak dilakukan dalam ATM network karena dengan pengaturan alokasi resource dan dimensioning queue yang tepat maka kejadian queue overflow yang menyebabkan hilangnya paket dapat ditekan. Sehingga probabilitas packet loss antara 10-8 sampai dengan 10-12 dapat dicapai.

2.    ATM beroperasi pada connection oriented mode

Sebelum informasi ditransfer dari terminal ke network, sebuah fase setup logical / virtual connection harus dilakukan untuk menyediakan resource diperlukan. Jika resource tersedia tidak mencukupi maka connection dari terminal akan dibatalkan. Jika fase transfer informasi telah selesai, maka resource yang telah digunakan akan dibebabskan kembali. Dengan menggunakan connection-oriented ini akan memungkinkan network untuk menjamin packet loss yang seminim mungkin.

3.    Pengurangan fungsi header

Untuk menjamin pemrosesan yang cepat dalam network, maka ATM header hanya memiliki fungsi yang sangat terbatas. Fungsi utama dari header adalah untuk identifikasi virtual connection (virtual connection identifier =VCI) yang dipilih pada saat dilakukan call setup dan menjamin routing yang tepat untuk setiap paket didalam network serta memungkinkan multiplexing dari virtual connection – virtual connection berbeda melalui satu link tunggal.

Selain fungsi VCI, sejumlah fungsi lain yang sangat terbatas juga dilakukan oleh header, terutama terkait dengan fungsi pemeliharaan. Karena fungsi header diabatasi, maka implementasi header processing dalam ATM node sangat mudah / sederhana dan dapat dilakukan pada kecepatan yang sangat tinggi (150 Mbps sampai 2.5 Gbps) dan hal ini akan menyebabkan processing delay dan queuing delay yang rendah.

4.    Lapisan Protokol ATM

Lapisan tertinggi terdapat aplikasi tertentu seperti TCP di lapisan penghantaran dan IP di lapisan rangkaian. Lapisan ATM Adaptation berfungsi sebagai penyesuai antara paket-paket data di lapisan tertinggi dengan (Higher-layer) dengan lapisan ATM (ATM Layer).  ATM Layer merupakan lapisan digunakan untuk menyambungkan protokol. Lapisan Fisik melibatkan spesifikasi media transmisi dan skema pengkodean sinyal. Rate data yang ditetapkan pada lapisan fisik berkisar mulai dari 25,6 Mbps sampai 622,08 Mbps.

5.    Panjang filed informasi dalam satu cell relatif kecil

Hal ini dilakukan untuk mengurangi ukuran buffer internal dalam switching node, dan untuk membatasi queuing delay yang terjadi pada buffer tersebut. Buffer yang kecil akan menjamin delay dan delay jitter rendah, hal ini diperlukan untuk keperluan service-service real time. 

B.     Proses Kerja ATM Protokol Layer

Blok-blok data dengan berbagai ukuran yang dihantarkan oleh pengguna dari lapisan tertinggi akan dihantar kembali ke ATM Adaptation Layer (AAL), dimana pada proses ini header, trailer, padding octets, dan Cyclic Redundancy Check(CRC) bit bergantung pada syarat-syarat tertentu pada tiap blok-blok data.

Setiap blok data akan dipecahkan ke dalam beberapa blok data yang lebih kecil yang kemudiannya akan dikapsulkan kepada 53 sel oktet di lapisan ATM.Data inilah yang nantinya akan dihantar ke  destinasi yang diinginkan.

Model referensi protokol melibatkan tiga taraf yang berbeda:

1.      Taraf pemakai: tersedia untuk transfer informasi pemakai, bersama-sama dengan kontrol-kontrol yang terkait.

2.      Taraf kontrol: menampilkan fungsi-fungsi kontrol panggilan dan kontrol koneksi

3.      Taraf manajemen: menampilkan fungsi-fungsi manajemen yang berkaitan dengan sistem secara keseluruhan

C.    Keuntungan Asynchronus Transfer Mode (ATM)

ATM mampu menangani semua jenis trafik komunikasi (voice, data, image, video, suara dengan kecepatan tinggi, multimedia dans ebagainya) dalam satu saluran dan dengan kecepatan tinggi). ATM dapat digunakan dalam Local Area Network dan Wide Area Network (WAN).  Dalam pembangunan LAN, penggunaan ATM dapat menghemat biaya karena Pemakai yang akan menghubungkan dirinya dengan system ATM LAN dapat menggunakan adapter untuk menyediakan kecepatan transmisi sesuai dengan bandwidth yang mereka butuhkan.

D.    Teknologi ATM Dan ATM Layer

Pada jaringan ATM, semua informasi diformat ke dalam sel berukuran tetap yang terdiri dari 48 byte (8 bits per byte) berupa muatan/payload dan 5 byte berupa header. Ukuran sel tetap menjamin bahwa kualitas data baik suara atau video tidak terpengaruh oleh data panjang frame atau paket. Header ini disusun untuk efisiensi switching dalam kecepatan tinggi.

ATM layer merupakan layer diatas physical layer yang memiliki karakteristik yang independent terhadap media fisik yang digunakan.

Tumpukan Lapisan protokol ATM terdiri dari 3 lapisan:

1.    Adaptasi layer (AAL)

Berinteraksi dengan lapisan yang lebih tinggi untukmendapatkan informasi pengguna yang dapat dimasukkan/diekstrak kedari byte payload 48.

2.    Lapisan ATM

Menambahkan/menghapus header 5 byte ke payload dan multiplexes semua sel dari berbagai koneksi ke sungai sel tunggal untuklapisan fisik. Ini juga menerjemahkan arah untuk sel untuk memungkinkan mereka beralih melalui hubungan virtual.

3.    Lapisan fisik

Mengubah sel ke format listrik atau optik yang sesuai,sambil mengontrol pengiriman dan penerimaan bit pada medium fisik.Hal ini juga melacak batas-batas sel ATM dan paket ke jenis frame yang sesuai dengan media fisik. Lapisan fisik lebih jauh dibagi lagi menjadi Transmisi Konvergensi dan Fisiksub-lapisan menengah

ATM layer melakukan fungsi-fungsi utama sebagai berikut:

1.    Cell multiplexing/demultiplexing, pada arah kirim cell-cell dari VP (Virtual Path) dan VC (Virtual Channel) individual akan dimultiplexing menghasilkan suatu cell stream. Pada sisi terima fungsi cell demultiplexing akan memisahkan cell stream yang diterima menjadi cell flow individual ke VP dan VC terkait.

2.    Translasi VPI dan VCI. Translasi VPI (VP Identifier) dan VCI dilakukan di ATM switching node. Didalam VP node nilai dari VPI field dari setiap incoming cell akan ditranslasikan ke nilai VPI yang baru untuk outgoing cell. Pada VC switch baik nilai VPI maupun VCI akan ditranslasikan ke nilai VPI dan VCI yang baru.

3.    Pembangkitan / pemisahan cell header, fungsi ini diterapkan pada titik-titik terminasi dari ATM layer. Pada arah kirim, pada field informasi yang telah diterima ditambahkan ATM cell header (kecuali field HEC) dan nilai VPI serta VCI dari cell header dapat diperoleh dengan melakukan translasi dari SAP (Service Access Point) identifier. Pada arah terima, fungsi pemisahan cell header akan memisahkan cell header, dan hanya filed informasi saja yang diteruskan.

4.    Generic Flow Control (GFC). Fungsi GFC hanya digunakan pada ATM UNI (User Network Interface) saja. GFC digunakan untuk mendukung kontrol dari ATM traffic flow dalam satu customer network dan dapat digunakan untuk mengurangi kondisi-kondisi overload pada UNI. Informasi GFC ditumpangkan dalam assigned cell dan unassigned cell.

ATM Adaption Layer:

1.    AAL type 1:

Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh AAL tipe 1 untuk AAL user adalah sebagai berikut:

Ø  Transfer service data unit (SDU) dengan bit rate konstan

Ø  Transfer service informasi timing antara sumber dan tujuan

Ø  Tranfer informasi struktur data

Ø   Indikasi informasi yang hilang atau mengalami error yang tidak dapat diperbaiki oleh AAL sendiri ke layer yang lebih tinggi.

2.    AAL type 2:

Pada tipe ini sumber membangkitkan suatu bit rate yang variabel akan memungkinkan cell-cell yang membawa informasi tersebut tidak terisi penuh dan tingkat pengisian field informasi cell berubah-ubah, untuk itu diperlukan fungsi yang lebih banyak dalam sub-layer SAR.

3.    AAL type 3/4:

Pada AAL3/4 didefenisikan dua mode service yaitu :

Ø  Message mode, dapat digunakan untuk aplikasi framed data transfer (misalnya frame HDLC). Pada message mode satu AAL-SDU dikirimkan dalam satu atau lebih CS-PDU, yang menyusun satu atau lebih SAR_PDU.

Ø  Streaming mode, disediakan untuk transfer data kecepatan rendah dengan persyaratan delay yang rendah.

4.    AAL type 5:

Tujuan dari AAL5 adalah untuk memberikan service dengan overhead yang lebih kecil dan deteksi error yang lebih baik dibawah CPCS layer.Pada layer CPCS, service yang diberikan AAL 5 harus identik dengan service yang disediakan AAL3/4 kecuali fungsi multiplexing tidak support sehingga pada AAL5 tidak ada field MID. AAL5 akan digunakan untuk aplikasi signalling dan frame relay melalui ATM.

ATM Signaling

Ø  Koneksi logik ATM disebut “Virtual Channel Connection” (VVC) atau koneksi melalui saluran maya.

Ø  Virtual Path Connection (VPC) adalah suatu logical group dari beberapa VCC yang memiliki tujuan sama.

IP over ATM

IP over ATM pendekatan menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan solusi Elan menarik. Keuntungan yang paling jelas adalah kemampuannya untuk mendukung interface QoS, overhead rendah (karena tidak memerlukan header MAC), dan kurangnya batas ukuran frame.

A.    ATM Devices dan The Network Environment

ATM adalah teknologi sel switching dan multiplexing yang menggabungkan kelebihan dari circuit switching yang memiliki kapasitas dan delay transmisi konstan dengan packet switching yang memiliki fleksibilitas dan efisiensi untuk lalu lintas yang berselang-seling.

a.       ATM Devices

Jaringan ATM terdiri dari ATM switch dan ATM endpoint. ATM Switch bertanggung jawab untuk transit sel melalui jaringan ATM, atau dapat didevinisikan bertugas menerima sel yang masuk dari ATM endpoint atau switch ATM lain, kemudian membaca dan memperbarui informasi di dalam header sel dan dengan cepat mengarahkan sel ke sebuah interface output ke arah tujuan. ATM endpoint berisi ATM network interface adapter. Contoh dari ATM endpoint adalah workstation, router, Digital Service Unit (DSU), LAN switch, dan Video CODEC.

b.       ATM Network Interfaces

Jaringan ATM terdiri dari set ATM switch yang dihubungkan dengan interface Point-to-Point ATM link. ATM Switch mendukung dua jenis interface yakni UNI (User to Network Interface) dan NNI (Network to Network Interface). UNI menghubungkan end system (seperti host dan router) ke ATM switch sedangkan NNI menghubungkan dua ATM switch.

Tergantung pada apakah sebuah switch terletak di tempat pelanggan atau ditempat umum dan dioperasikan oleh perusahaan telepon, UNI dan NNI dapat dibagi lagi menjadi public dan private. UNI private menghubungkan ATM endpoint dan ATM switch private. NNI private menghubungkan dua switch ATM private di dalam organisasi yang sama sedangkan NNI public menghubungkan dua ATM switch dalam organisasi publik yang sama.

Disamping itu terdapat spesifikasi tambahan yakni Broadband Inter Carrier Interface (B-ICI), dimana B-ICI dapat menghubungkan dua switch public dari penyedia layanan yang berbeda. Gambar berikut mengilustrasikan spesifikasi inteface ATM untuk jaringan public dan private.

H.    Format Header Sel ATM

Terdapat dua format header sel ATM yaitu UNI atau NNI. UNI header digunakan untuk komunikasi antara endpoint dengan ATM switch dalam jaringan Private ATM. NNI header yang digunakan untuk komunikasi antar ATM switch. Gambar berikut mengilustrasikan format dasar sel ATM, format header sel UNI, dan format header sel NNI.

ATM Cell Header Fields

Berikut adalah deskripsi dari beberapa field yang terdapat pada header sel ATM baik NNI maupun UNI:

1.    Generic Flow Control (GFC)

Menyediakan fungsi lokal, seperti mengidentifikasi multiple stations yang menggunakan satu interface ATM. Field ini biasanya tidak digunakan dan diatur ke nilai default-nya 0 (biner 0000).

2.    Virtual Path Identifier (VPI)

Berhubungan dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah sel saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.

3.    Virtual Channel Identifier (VCI)

Berhubungan dengan VCI dan berfungsi mengidentifikasi path tujuan berikutnya dari sebuah sel saat melewati serangkaian switch ATM menuju host tujuan.

4.    Payload Type (PT)

Bit pertama menunjukkan apakah dalam sebuah sel berisi data pengguna atau kontrol data. Jika sel berisi data pengguna, bit diatur ke 0. Jika kontrol berisi data, di set ke 1. Bit kedua menunjukkan kongesti (0 = tidak ada kemacetan, 1 = kemacetan). Bit ketiga menunjukkan apakah sel tersebut merupakan sel terakhir pada sebuah rangkaian sel.

5.    Cell Loss Priority (CLP)

Menunjukkan apakah sel harus dibuang jika menemukan kemacetan yang ekstrem ketika bergerak melalui jaringan. Jika CLP bit sama dengan 1, sel harus dibuang dan sebaliknya

6.    Header Error Control (HEC)

Menghitung checksum pada 4 byte pertama dari header. HEC dapat mengoreksi kesalahan bit tunggal dalam byte, dengan demikian dapat mempertahankan sel daripada membuangnya.