Praktukim 7: Spanning Tree Protokol (STP)

Spanning Tree dan Penerapannya

Filed Under: Umum

Pengertian

 

        Spanning Tree Protocol atau yang sering disingkat dengan STP adalah link layer networ protocol yang menjamin tidak adanya loop dalam topologi dari banyak bridge/switch dalam LAN. STP ini berdasarkan pada sebuah algoritma yang ditemukan oleh Radia Perlman sewaktu bekerja untuk Digital Equipment Corporation. Dalam model OSI untuk jaringan komputer, STP ada di layer 2 OSI. Spanning tree memperbolehkan desain jaringan memiliki redundan links untuk membuat jalur backup otomatis jika sebuah link aktif gagal bekerja, tanpa adanya bahaya dari loop pada bridge/switch. Loop pada bridge/switch akan menghasilkan flooding pada network.

       Spanning Tree Protocol (STP) merupakan bagian dari standar 802.1 IEEE yang dinginakan untuk kontrol media akses.  suatu Layer 2 protokol yang berjalan pada bridge dan switch. Spesifikasi untuk STP adalah 802.1d IEEE. Tujuan utama dari STP adalah untuk memastikan bahwa Anda tidak membuat loop bila Anda memiliki jalan berlebihan di jaringan anda. Loop yang mematikan ke jaringan. Ini juga berfungsi sebagai protocol untuk pengaturan koneksi dengan menggunakan algoritma Spanning tree. Spanning Tree Protokol (802.1d). Spanning Tree (802.1d) merupakan sebuah protokol yang berada di jaringan switch yang memungkinkan semua perangkat untuk berkomunikasi antara satu sama lain agar dapat mendeteksi dan mengelola redundant link dalam jaringan.

Prinsip Kerja STP

         Masalah umum yang bisa diatasi oleh Spanning Tree Protocol ini adalah broadcast storm. Broadcast storm menyebabkan banyak broadcast ( atau multicast atau unknown-destination unicast) pada loop yang ada di jaringan secara terus menerus. Hal ini akan menciptakan sebuah link yang tidak berguna (karena adanya link ganda antar bridge/switch) dan secara signifikan akan mempengaruhi performance dari komputer end-user karena terlalu banyak memproses broadcast yang ada.

Secara garis besar, Spanning Tree Protocol bekerja dengan cara :

• Menentukan root bridge.

Root bridge dari spanning tree adalah bridge dengan bridge ID terkecil (terendah). Tiap bridge mempunyai unique identifier (ID) dan sebuah priority number yang bisa dikonfigurasi. Untuki membandingkan dua bridge ID, priority number yang pertama kali dibandingkan. Jika priority number antara kedua bridge tersebut sama, maka yang akan dibandingkan selanjutnya adalah MAC addresses. Sebagai contoh, jika switches A (MAC=0000.0000.1111) dan B (MAC=0000.0000.2222) memiliki priority number yang sama, misalnya 10, maka switch A yanga akan dipilih menjadi root bridge. Jika admin jaringan ingin switch B yang jadi root bridge, maka priority number switch B harus lebih kecil dari 10.

• Menentukan least cost paths ke root bridge.

Spanning tree yang sudah dihitung mempunyai properti yaitu pesan dari semua alat yang terkoneksi ke root bridge dengan pengunjungan (traverse) dengan cost jalur terendah, yaitu path dari alat ke root memiliki cost terendah dari semua paths dari alat ke root.Cost of traversing sebuah path adalah jumlah dari cost-cost dari segmen yang ada dalam path. Beda teknologi mempunya default cost yang berbeda untuk segmen-segmen jaringan. Administrator dapat memodifikasi cost untuk pengunjungan segment jaringan yang dirasa penting.

• Non-aktifkan root path lainnya.

Karena pada langkah diatas kita telah menentukan cost terendah untuk tiap path dari peralatan ke root bride, maka port yang aktif yang bukan root port diset menjadi blocked port. Kenapa di blok? Hal ini dilakukan untuk antisipasi jika root port tidak bisa bekerja dengan baik, maka port yang tadinya di blok akan di aktifkan dan kembali lagi untuk menentukan path baru.

Spanning tree algoritma secara automatis menemukan topology jaringan, dan membentuk suatu jalur tunggal yang yang optimal melalui suatu bridge jaringan dengan menugasi fungsi-2 berikut pada setiap bridge. Fungsi bridge menentukan bagaimana bridge berfungsi dalam hubungannya dengan bridge lainnya, dan apakah bridge meneruskan traffic ke jaringan-2 lainnya atau tidak.

1. Root bridge

    Root bridge merupakan master bridge atau controlling bridge. Root bridge secara periodik mem-broadcast message konfigurasi. Message ini digunakan untuk memilih rute dan re-konfigure fungsi-2 dari bridge-2 lainnya bila perlu. Hanya da satu root bridge per jaringan. Root bridge dipilih oleh administrator. Saat menentukan root bridge, pilih root bridge yang paling dekat dengan pusat jaringan secara fisik.

2. Designated bridge

    Suatu designated bridge adalah bridge-2 lain yang berpartisipasi dalam meneruskan paket melalui jaringan. Mereka dipilih secara automatis dengan cara saling tukar paket konfigurasi bridge. Untuk mencegah terjadinya bridging loop, hanya ada satu designated bridge per segment jaringan

3. Backup bridge

    Semua bridge redundansi dianggap sebagai backup bridge. Backup bridge mendengar traffic jaringan dan membangun database bridge. Akan tetapi mereka tidak meneruska paket. Backup bridge ini akan mengambil alih fungsi jika suatu root bridge atau designated bridge tidak berfungsi.

Semua implementasi Spanning protocol didasarkan pada algoritma IEEE 802.1.d. Dengan bertukar pesan dengan switch lain untuk mendeteksi loop, dan kemudian mengeluarkan loop dengan menutup dipilih antarmuka jembatan, algoritma ini menjamin bahwa ada satu dan hanya satu jalur yang aktif antara dua perangkat jaringan.

Secara sederhana, IEEE 802.1d algoritma spanning tree protocol seperti berikut :

• Menghilangkan loop di-link jaringan berlebihan secara efektif menonaktifkan link.
• Monitor untuk kegagalan link aktif dan mengaktifkan kembali redundant link untuk memulihkan jaringan agar penuh konektivitas (sambil menjaga bebas topologi loop).

Keuntungan dari spanning tree algoritma :

      Spanning tree algoritma sangat penting dalam implementasi bridge pada jaringan anda. Keuntungan nya adalah sebagai berikut:

• Mengeliminir bridging loops
• Memberikan jalur redundansi antara dua piranti
• Recovery secara automatis dari suatu perubahan topology atau kegagalan bridge
• Mengidentifikasikan jalur optimal antara dua piranti jaringan
• Menyediakan system jalur backup menjadi stand by atau diblock. STP hanya membolehkan satu jalur yang active (fungsi pencegahan loop) diantara dua host namun menyiapkan jalur back up bila jalur utama terputus.
• Mencegah loop yang tidak diinginkan pada jaringan yang memiliki beberapa jalur    menuju ke satu tujuan dari satu host. Loop terjadi bila ada route/jalur alternative diantara host-host. 

Tujuan 

• Supaya kita dapat memahami konsep kerja STP dan bagaimana cara kerjanya.
• Agar dapat mengkonfigurasikan STP memakai sowftware  Cisco Packet Tracer.

Langkah Praktikum 

Praktikum kali ini kita akan mengkonfigurasikan STP pada Packet Tracer dengan simulasi jaringan seperti dibawah ini:

 

 Buka aplikasi Cisco packet tracer, lalu pilih 4 devices (PC) dan 3 devices (Switch) dan hubungkan lah masing-masing devices tersebut dengan kabel yang sesuai seperti pada gambar di bawah ini: 

Jika sudah sekarang kita dapt menyetting IP Address untuk masing-masing devices PC tadi. Dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Selanjutnya mengkonfigurasi switch1, switch2 dan switch3. Klik lah 1 kali pada device switch lalu pilih CLI, nah di CLI ini kita ketikkan script di bawah ini:

Switch>enable

Switch#configure terminal

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#hostname S1

S1(config)#enable secret class

S1(config)#no ip domain-lookup

S1(config)#line console 0

S1(config-line)#password cisco

S1(config-line)#login

S1(config-line)#line vty 0 15

S1(config-line)#password cisco

S1(config-line)#login

S1(config-line)#end

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

S1#copy running-config startup-config

Destination filename [startup-config]?

Building configuration...

[OK]

dapat kita lihat pada gambar di bawah ini:

Matikan / shutdown pada semua interface pada switch1, switch2 dan switch3. Ketikkan lagi script di bawah ini pada CLI juga:

Switch 1:

S1(config)#interface range fa0/1-24

S1(config-if-range)#shutdown

S1(config-if-range)#interface range gi0/1-2

S1(config-if-range)#shutdown

Switch 2:

S2(config)#interface range fa0/1-24

S2(config-if-range)#shutdown

S2(config-if-range)#interface range gi0/1-2

S2(config-if-range)#shutdown

Switch 3:

S3(config)#interface range fa0/1-24

S3(config-if-range)#shutdown

S3(config-if-range)#interface range gi0/1-2

S3(config-if-range)#shutdown

Bisa kita lihat contoh konfigurasi pada switch 1 pada gambar di bawah ini:

Mengubah mode pada switch1 dan switch2 menjadi mode access. Ketikkan juga script di bawah ini pada CLI:

S1(config)#interface fa0/3

S1(config-if)#switchport mode access

S1(config-if)#no shutdown

S2(config)#interface range fa0/6, fa0/11, fa0/18

S2(config-if-range)#switchport mode access

S2(config-if-range)#no shutdown

Selanjutnya kita ubah mode pada switch1, switch2 dan switch3 menjadi mode trunk. Ketikkan script di bawah ini pada CLI:

Switch 1:

S1(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2

S1(config-if-range)#switchport mode trunk

S1(config-if-range)#no shutdown

Switch 2:

S2(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2

S2(config-if-range)#switchport mode trunk

S2(config-if-range)#no shutdown

Switch 3:

S3(config-if-range)#interface range fa0/1, fa0/2

S3(config-if-range)#switchport mode trunk

S3(config-if-range)#no shutdown

Dapat kita lihat contoh konfigurasinya pada gambar di bawah ini:

Sekarang kita konfigurasikan interface address pada semua switch. Ketikkan script di bawah ini pada CLI juga:

Switch 1:

S1(config)#interface vlan1
S1(config-if)#ip address 172.17.10.1 255.255.255.0
S1(config-if)#no shutdown
Switch 2:

S2(config)#interface vlan1

S2(config-if)#ip address 172.17.10.2 255.255.255.0

S2(config-if)#no shutdown

Switch 3:

S3(config)#interface vlan1

S3(config-if)#ip address 172.17.10.3 255.255.255.0

S3(config-if)#no shutdown

Untuk melihat spanning tree yang sudah kita buat tadi, ketikkan script di bawah ini pada CLI:

S1#show spanning-tree

S2#show spanning-tree

S3#show spanning-tree

 

Hasil

Untuk melihat hasilnya kita dapat melakukan pengiriman data melalui paket ICMP seperti berikut:

• Klik Gambar Pesan yang berada disisi kanan aplikasi Packet Tracer, lalu klik PC yang ingin mengirim pesan tersebut. Setelah itu klik PC tujuan dikirimkannya pesan tersebut. Setelah itu klik Simulation dibelakang Realtime.

• Lalu klik Edit Filters, hapus tanda centang pada Show All/None, lalu centang ICMP. Setelah itu Klik Auto Capture / Play.

• Selanjutnya lihat disisi kanan bawah aplikasi Packet Tracer. Apabila di kotak tersebut ada tuliasan Successful, berarti Simulasi Jaringan VLAN yang tadi kita dibuat berjalan dengan baik.

Selesai dech!!!!!!!!!!!!!!!!!