Hierarchy Jaringan

Model hirarki dari suatu jaringan memungkinkan kita untuk merancang jaringan sesuai dengan fungsi utamanya, dikombinasikan dengan hirarki dari organisasi yang dimodelkan. Model ini dapat menyederhanakan tugas-tugas yang diperlukan untuk membangun suatu jaringan sesuai dengan kebutuhan saat ini dan kebutuhan yang akan datang. Model hirarki ini memiliki layer (lapisan) yang dibuat untuk menyederhanakan tugas-tugas di dalam hubungan antar jaringan. Setiap lapisan fokus pada fungsinya masing-masing, memungkinkan untuk memilih sistem dan fitur yang tepat pada setiap lapisan. Model ini cocok untuk jaringan Local Area Network (LAN) dan Wide Area Network (WAN).

Keuntungan dari model hirarki :

• Penghematan biaya
• Mudah dipahami
• Jaringan bersifat modular
• Isolasi apabila terjadi kegagalan

Banyak organisasi yang mengakui terjadi penghematan biaya setelah menerapkan model hirarki ini, karena tidak lagi menggunakan semua routing dan switching dalam satu platform saja. Sifat modular dari model ini memungkinkan penggunaan bandwidth yang tepat dalam setiap lapisan tiap hirarki. Desain hirarki memfasilitasi perubahan dalam setiap desain jaringan, karena sifat modularitas memungkinkan mendesain setiap elemen jaringan serta mereplikasinya sesuai perkembangan.

Arsitektur jaringan yang bersifat flat dan besar, jika terjadi perubahan cenderung mempengaruhi sejumlah besar sistem. Penataan jaringan menjadi lebih kecil, akan membuat lebih mudah untuk dipahami dan meningkatkan isolasi dari kegagalan yang terjadi. Manajemen jaringan dapat lebih mudah dilakukan dan dengan cepat dapat mengidentifikasikan penyebab permasalahan. Hal ini dikarenakan jaringan hirarki membagi jaringan menjadi beberapa segmen.

 Gambar 1-1 Hierarchical Network Design

Desain Hirarki memiliki tiga lapisan :

• Core : menyediakan transportasi yang cepat diantara switch distribusi di dalam enterprise campus.
• Distribution : menyediakan konektivitas berdasarkan policy (kebijakan).
• Access : menyediakan workgroup dan user untuk akses ke jaringan.

Setiap lapisan menyediakan fungsionalitas yang diperlukan untuk membangun enterprise campus network. Tidak perlu mengimplementasikan tiap lapisan sebagai entitas fisik yang berbeda. Dapat menerapkan satu atau lebih perangkat dalam setiap lapisan, atau mungkin juga perangkat yang dapat saling bekerjasama dalam satu chassis. 

Core Layer

Lapisan core adalah jaringan berkecepatan tinggi dari switching backbone yang sangat penting dalam komunikasi perusahaan. Lapisan core harus memenuhi kriteria berikut ini :

• Fast transport
• High reliability
• Redundancy
• Fault tolerance
• Low latency and good manageability
• Avoidance of slow packet manipulation caused by filters or other processes
• Limited and consistent diameter
• QoS (Quality of Service)

Distribution Layer

Lapisan distribusi adalah jaringan yang merupakan pemisah antara lapisan core dengan lapisan akses. Lapisan distribusi harus memenuhi kriteria berikut ini :

• Policy-based connectivity
• Redundancy and load balancing
• Aggregation of LAN wiring closets
• Aggregation of WAN connections
• QoS
• Security filtering
• Address or area aggregation or summarization
• Departmental or workgroup access
• Broadcast or multicast domain definition
• Routing between VLANs
• Media translations (for example, between Ethernet and Token Ring)
• Redistribution between routing domains (for example, between two different
  routing protocols)
• Demarcation between static and dynamic routing protocols

Lapisan distribusi menyediakan route aggregation dan route summarization untuk lapisan core. Dalam campus LAN, lapisan ini menyediakan routing antar VLAN (Virtual LAN) yang juga menerapkan keamanan dan kebijakan QoS.

Access Layer

Lapisan akses menyediakan akses pengguna untuk ke segmen lokal dalam jaringan. Lapisan akses harus memenuhi kriteria berikut ini :

• Layer 2 switching
• High availability
• Port security
• Broadcast suppression
• QoS
• Rate limiting
• ARP inspection
• VACLs
• Spanning tree
• Trust classification
• PoE and auxiliary VLANs for VoIP

Contoh Model Hirarki :

Switched Hierarchical Design

Gambar 1-2 Switched Hierarchical Design

Dalam desain ini, lapisan core menyediakan transportasi berkecepatan tinggi antara lapisan distribusi. Lapisan distribusi menyediakan redudansi dan memungkinkan penerapan policy pada lapisan akses. Layer 3 yang berada diantara lapisan core dan distribusi digunakan untuk routing protocol, menangani load-balancing dan fast route redudancy apabila terjadi kegagalan pada link. Komunikasi inter-VLAN dipetakan di lapisan distribusi. Route summarization dikonfigurasi pada interface menuju lapisan core. Kelemahan dari desain ini adalah Spanning Tree Protocol (STP) hanya mengijinkan salah satu dari link redudansi diantara switch akses dan switch distribusi untuk aktif. Jika terjadi kegagalan, link kedua menjadi aktif, tetapi tidak terjadi load-balancing, karena salah satu link pasif dan menjadi aktif apabila salah satu link terjadi kegagalan.

Routed Hierarchical Design

Gambar 1-3 Routed Hierarchical Design

Pada desain ini, batas layer 3 didorong menuju sampai ke lapisan akses. Switching layer 3 terjadi pada lapisan akses, distribusi, dan core. Route filtering dikonfigurasi pada interface menuju lapisan akses, sedangkan route summarization dikonfigurasi pada interface menuju lapisan inti. Keuntungan dari desain ini, bahwa load-balancing dapat terjadi dari link lapisan akses, karena sebelumya sudah dirutekan dari switch distribusi.

Virtual Switching System (VSS)

Virtual Switching System (VSS) adalah solusi dari permasalah looping dari STP dengan cara melakukan konversi sepasang switch distribusi (fisik) menjadi switch tunggal (logical). Ini akan menghilangkan STP,  meniadakan kebutuhan untuk implementasi Hot Standby Router Protocol (HSRP), Virtual Router Redudancy Protocol (VRRP), atau Gateway Load Balancing Protocol (GLBP).

Gambar 1-4 VSS

VSS dikonfigurasi pada switch Cisco 6500. Dengan VSS, topologi fisik sepasang switch distribusi dengan single upstream link berubah menjadi switch tunggal dengan two upstream link. Berikut ini keuntungan penerapan VSS :

• Switching layer 3 dapat digunakan menuju lapisan akses, sehingga terjadi komunikasi yang bersifat nonstop.
• Kemudahan dalam hal manajemen dan konfigurasi dilakukan hanya pada satu switch distribusi yang menerapakan VSS.
• Return on Invesment (ROI) yang lebih baik melalui peningkatan bandwidth antara lapisan akses dan lapisan distribusi.
• Menggunakan switch Catalyst 6500 dan tidak perlu ada chassis tambahan.