FRAME RELAY

Bab I

PENDAHULUAN

1.1        Latar Belakang

         Frame Relay merupakan jenis pelayanan yang tepat bagi mereka yang menginginkan bare-bones connection-oriented yang mutlak untuk transfer antar machine dengan kecepatan tinggi dan biaya yang ekonomis. Terbentuknya Frame Relay disebabkan oleh adanya perubahan teknologi selama dua dekade terakhir ini.

         Dua puluh tahun yang lalu, komunikasi dengan menggunakan kabel telepon sangat lamban dan mahal, sehingga diperlukan protokol-protokol yang rumit untuk error handling, serta biaya yang sangat besar untuk mengoperasikannya. Namun, keadaan sekarang ini telah berubah secara radikal.

         Saat ini, saluran telepon sangat cepat dan dapat diandalkan. Pelanggan menyewa sebuah permanent virtual circuit antara dua point dan kemudian dapat mengirim frame-frame sampai 1600 byte. Berkaitan dengan hal ini, Frame Relay menyediakan pelayanan yang seminimal mungkin dalam cara penentuan awal dan akhir dari masing-masing frame, dan error detection pada transmisi.

         Frame Relay yang didesain pertama kali oleh ISDN merupakan pengembangan lebih lanjut dari Packet Switching dan X.25, dan khusus didesain untuk memperbaiki kekurangan dari dua pendahulunya ‘tersebut’. Beberapa feature yang dimiliki oleh Frame Relay adalah :

§  Call Control Signalling: dilakukan pada logical connection yang terpisah dari user data, sehingga intermediate node tidak perlu maintain state tables/process message yang berhubungan dengan call control pada sebuah per-connection basis.

§  Multiplexing dan switching dari logical connection terjadi pada layer 2 bukan layer 3.

§  Tidak ada hop-by-hop flow control dan error control. End-to-end flow control dan error control terdapat pada layer yang lebih tinggi.

1.2        Rumusan Masalah

      Adapun rumusan masalah yang kami kemukakan adalah :

      1.      Apakah   definisi Frame Relay?

            2.      Bagaimanakah cara kerja Frame Relay?

            3.      Apa yang dimaksud dengan Data Discarding?

            4.      Bagaimana prinsip kerja protocol recovery pada higher layer?

            5.      Apa saja keuntungan dan kerugian Frame Relay?

            6.      Bagaimana aplikasi Frame Relay?  

1.3        Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.      Untuk memenuhi tugas mata kuliah Komunikasi Data semester genap tahun 2004.

2.      Mengetahui secara geris besar hal-hal yang berkaitan dengan Frame Relay.

 

Bab  II

ISI

2.1    Definisi Frame Relay

            Frame Relay adalah sebuah protocol yang berorientasi pada packet switching, yang umumnya dipergunakan oleh perusahaan telepon, yang mengandalkan kecepatan tinggi dan biaya ekonomis. Frame Relay pada dasarnya adalah sebuah software yang khusus di-desain untuk menyediakan koneksi digital yang lebih efisien dari suatu point tertentu ke point yang lain. Jadi, Frame Relay merupakan sebuah teknologi yang menawarkan metode yang lebih cepat dan lebih ekonomis dalam menjalankan computer networking.

Frame Relay adalah protokol WAN yang beroperasi pada layer pertama dan kedua dari model OSI, dan dapat diimplementasikan pada beberapa jenis interface jaringan. Frame relay adalah teknologi komunikasi berkecepatan tinggi yang telah digunakan pada ribuan jaringan di seluruh dunia untuk menghubungkan LAN, SNA, Internet dan bahkan aplikasi suara/voice.

Frame relay adalah cara mengirimkan informasi melalui wide area network (WAN) yang membagi informasi menjadi frame atau paket. Masing-masing frame mempunyai alamat yang digunakan oleh jaringan untuk menentukan tujuan. Frame-frame akan melewati switch dalam jaringan frame relay dan dikirimkan melalui virtual circuit sampai tujuan

Top of Fo

Frame Relay merupakan daerah standar teknologi jaringan yang luas yang menentukan lapisan link fisik dan logis saluran telekomunikasi digital menggunakan metodologi packet switching. Awalnya dirancang untuk transportasi di seluruh Integrated Services Digital Network (ISDN) infrastruktur, dapat digunakan saat ini dalam konteks banyak antarmuka jaringan lainnya.

Gambar Frame Relay

Struktur dasar sebuah frame adalah seperti terlihat pada gambar berikut:

GFI = General Format Identifier LCN = Logical Channel Number LGN = Logical Channel Group Number PKT TYPE ID = packet type identification FCS = Frame check sequence DLCI = data link connection Indentifier

C/R = Command/response field bit (application specific-not modified by network) FECN = Forward Explicit Congestion notification BECN = Backward Explicit Congestion notification DE = Discard Eligibility Indicator EA = Address Extension (allow indication of 3 or 4 byte header)

Gambar 1. (a) Struktur dasar frame, (b) Field informasi pada X.25
(c) Struktur frame pada Frame Relay, dan (d) Format header pada Frame Relay

Gambar 1a, sedang Gambar 1b menyatakan uraian isi information field pada paket X.25. Gambar 1c dan  1d masing masing menyatakan struktur frame dan header (kepala paket) pada Frame Relay. Header merupakan data tambahan pada informasi yang dikirimkan, berisi tanda pengenal pengirim maupun penerima serta tanda-tanda lain yang diperlukan untuk menjamin penyampaian yang benar dari seluruh informasinya (lihat Gambar 1b dan 1d).

2.2    Cara Kerja Frame Relay

            Frame Relay merupakan suatu layanan data packaging yang memungkinkan beberapa user menggunakan satu jalur transmisi pada waktu yang bersamaan. Untuk lalu-lintas komunikasi yang padat, Frame Relay jauh lebih efisien daripada leased line yang disediakan khusus hanya untuk satu user, yang umumnya hanya terpakai 10-20% dari kapasitas bandwidth-nya. Dalam teknik telekomunikasi, packet switching dikembangkan untuk memenuhi komunikasi data yang sifatnya cepat dan akurat. Sebuah packet dapat dianalogikan sebagai sebuah amplop yang mempunyai alamat tujuan, alamat pengirim atau alamat kembali apabila kiriman tidak sampai ke tujuan, dan tentu saja isi pesannya sebagai hal yang pokok.

               Dalam packet yang berisi electronic data, dilengkapi dengan error detection serta acknowledgement dari receiver dalam bentuk kode yang dikirim kembali ke sender, apakah packet telah diterima secara utuh. Pada data packaging ini dikenal istilah frame, yakni untuk menyatakan limit dari frame sebuah package. Limit frame ini ditandai dengan flag. Demikianlah sehingga data dibawa sepanjang jalur komunikasi dalam bentuk frame-frame. Standar internasional untuk network access dengan  packet switching yang pertama muncul adalah X.25, yang direkomendasikan oleh CCITT (kini bernama ITU-T) pada tahun 1976. Frame Relay yang muncul setelah X.25 ternyata jauh lebih efektif daripada X.25, karena X.25 mengalami pelambatan proses karena adanya error detection dan error correction. Berbeda dengan Frame Relay  yang mendefinisikan  ulang header-nya pada bagian awal dari suatu frame, sehingga dihasilkan header frame normal 2-byte (satu byte atau octet terdiri dari delapan bit). Header Frame Relay dapat juga di-expand menjadi tiga atau empat byte untuk menambah total address space yang disediakan.

               Header Frame Relay terdiri dari deretan angka sejumlah sepuluh bit, DLCI (Data Link Connection Identifier)-nya merupakan nomor rangkaian virtual Frame Relay yang berkaitan dengan destination dari frame tersebut. Dalam hal hubungan antar kerja LAN-WAN, DLCI ini akan menunjukkan port-port yang merupakan LAN pada sisi destination. Adanya DLCI tersebut memungkinkan data mencapai node Frame Relay yang akan di-transmit melalui network dengan menempuh proses tiga langkah  sederhana yakni:

ü  Integrity check dari frame dengan menggunakan FCS (Frame Check Sequence), jika dalam proses checking ini dideteksi adanya error, maka frame tersebut akan di-discard.

ü  Search DLCI dalam suatu table, jika DLCI tersebut tidak didefinisikan untuk link yang dimaksud, maka frame akan di-discard.

ü  Retransmit frame tersebut menuju ke destination-nya dengan mengirimnya ke luar, ke port atau trunk yang telah dispesifikasikan dalam daftar tabelnya.

                        Dengan demikian, node dari Frame Relay tidak melakukan langkah pemrosesan yang rumit sebagaimana halnya pada protokol-protokol yang mempunyai keistimewaan seperti X.25.

            Frame Relay Network Vs. Packet Switchng Network

                                                                        Intermediate Node

 

 

 

 

 

Gambar 2. Frame Relay Network

         Gambar 1 menunjukkan operasi dari Frame Relay, yang dipergunakan untuk single use. Data frame dikirim dari source ke destination dan acknowledge, yang dihasilkan pada layer yang lebih tinggi, dibawa kembali ke frame.

                                                   Intermediate Node

 

 

 

 

Gambar 3. Packet Switching Network

         Gambar 2 menggambarkan aliran data link frames yang dibutuhkan untuk transmisi dari source end system ke destination end system, dan kembalinya acknowledge. Data link control protocol akan mengatur exchange data dan acknowledge frame, dimana pada tiap intermediate node state tables harus di-maintain dua kali untuk tiap virtual circuit. Dengan metode ini, error possibility dari tiap link di suatu network besar, sehingga tidak cocok untuk fasilitas komunikasi digital modern.

         2.2.2       X.25 Versus Frame Relay

 

                                                                             Implemented not by      

LAPF Control LAPF Core Layer

                                                             End System & Network

Implemented by end                                                        

Physical Layer

System & Network                                             Implemented by end          

                                                                                    System & Network

 

Gambar 4. Perbandingan antara X.25 dan Frame Relay Protocol Stack

2.3       Data Discarding

         Untuk menjaga mekanisme dasar Frame Relay sesederhana mungkin, ada satu aturan dasar, yakni apabila muncul suatu masalah dengan penanganan suatu frame, maka frame tersebut akan langsung di-discard. Dua prinsip yang menyebabkan adanya data discarding ini adalah hasil dari adanya error detection pada data atau adanya overloading pada network. Bagaimana suatu network dapat men-discard frame-frame tanpa menghancurkan integrity dari komunikasi? Jawabannya terletak pada adanya intelegensi pada software di endpoint seperti PC, workstation dan host. Software pada endpoint ini beroperasi dengan protokol-protokol multilevel yang dapat detect dan recovery data yang hilang dalam network.

2.4       Protocol Recovery pada Higher Layer

Sebuah protokol pada layer yang lebih tinggi melakukan sebuah recovery pada sebuah frame dengan menjaga path dari urutan angka-angka berbagai frame yang di-send dan di-receive. Suatu kode balasan atau acknowledgement di-transmit untuk memberitahukan kepada sisi sender, nomor-nomor frame mana yang telah diterima dengan baik. Jika suatu urutan nomor hilang, sesudah menunggu selama periode time out tertentu, sisi receiver akan meminta retransmission. Dengan demikian software di kedua sisi tersebut akan menjamin bahwa semua frame pada akhirnya diterima tanpa kesalahan. Fungsi ini terjadi pada lapisan 4 (Transport layer), dalam protokol-protokol seperti TCP/IP dan Lapisan Transport (level 4) OSI. Sebaliknya, jaringan X.25 membentuk fungsi ini pada lapisan 2 dan 3, dan endpoint tidak perlu menduplikasi fungsi tersebut dalam la pisan 4. Sebuah frame yang hilang akan menyebabkan retransmission dari semua frame yang tidak memiliki sinyal acknowledge. Recovery seperti ini akan memerlukan siklus ekstra dan memori dalam komputer-komputer di masing-masing endpoint, dengan menggunakan bandwidth dari additional network untuk retransmit frame-frame. Akibat terburuk dari kondisi ini adalah menyebabkan suatu delay yang besar bagi periode time out pada layer yang lebih tinggi, yakni waktu yang dipakai untuk menunggu frame tersebut untuk datang sebelum menyatakannya sebagai frame yang hilang, serta waktu yang dipakai untuk melakukan retransmission. Oleh sebab itu, walaupun layer yang lebih tinggi dapat melakukan recovery ketika frame discarding terjadi, faktor terbesar yang menyumbang kinerja keseluruhan dari sebuah network adalah kemampuan dari network tersebut untuk meminimumkan terjadinya frame discarding. Pertanyaan berikutnya yang muncul adalah apa yang menyebabkan frame discarding tersebut? Ada dua sebab yang paling utama, yakni bit error dan congestion.

2.4.1    Frame Discarding yang Disebabkan oleh Error Bit

         Jika error terjadi di dalam frame, maka error tersebut akan terdeteksi melalui FCS setelah frame di-receive. Tidak seperti pada X.25, node yang mendeteksi error tidak meminta sender-nya untuk retransmit frame. Node tersebut langsung discard frame dan melanjutkan untuk menerima next frame. Kondisi ini tergantung pada kecerdasan PC atau workstation tempat data berasal untuk mengenali bahwa error telah terjadi dan me-retransmit datanya. Dikarenakan oleh biaya tinggi, yang disebabkan oleh adanya recovery pada layer-layer yang lebih tinggi, pendekatan ini akan mengundang permasalahan pada efisiensi network, apabila path-nya memiliki derau yang cukup besar dan hal ini jelas akan memicu banyaknya error. Namun demikian, kini semakin banyak network-based-fiber-optic yang mempunyai error flow sangat rendah, yang berdampak pada frekuensi error yang sangat rendah, sehingga bukan merupakan suatu masalah lagi. Dengan demikian, Frame Relay memiliki keunggulan hanya pada jalur-jalur network memiliki tingkat error yang rendah.

            2.4.2    Frame Discarding yang Disebabkan oleh Data Congestion

         Frame discarding yang lebih sering terjadi adalah merupakan akibat dari network congestion. Congestion terjadi disebabkan oleh suatu network node yang menerima lebih banyak frame dibandingkan kemampuan untuk memprosesnya (disebut congestion pada receiver), atau ketika suatu network node dituntut untuk mengirimkan  lebih banyak frame melewati path yang dipilihnya daripada kecepatan yang diijinkan oleh path tersebut (disebut path congestion). Dalam kasus lainnya,  suatu rangkaian node buffer ­ yakni memori yang bersifat temporary untuk frame-frame yang masuk ketika menunggu pemrosesan atau antrian frame-frame yang ke luar ­ menjadi terisi penuh dan node tersebut harus men-discard frame-frame sampai buffer mempunyai space yang cukup.

         Jika lalu lintas LAN menjadi sedemikian padatnya, probabilitas congestion yang terjadi dapat menjadi lebih tinggi, kecuali user membangun banyak path maupun switching, yang berdampak pada cost lebih tinggi untuk membayar network cost. Maka sangatlah penting bahwa network pada Frame Relay harus mempunyai kinerja yang baik untuk menangani congestion maupun meminimumkan frame discarding.

2.5       Keuntungan vs Kerugian Frame Relay

            Keuntungan Frame Relay

-          Proses komunikasi menjadi lebih sederhana

-          Fungsionalitas protocol yang diperlukan di user-inter network dikurangi

-          Transmisi serta fasilitas switching lebih reliable

-          Multi connection dari satu port ke tujuan yang berbeda dapat dilakukan dengan hanya menempatkan satu port. Hal ini akan menghemat dimensi fisik, kabel, serta kompleksitas

            Kerugian Frame Relay

-          Tidak adanya kemampuan link-by-link flow

-          Tidak mempunyai error control

-          Delay yang sangat besar

-          Resiko kehilangan frame (Loss of Frames)

-          Adanya short interruption yang terjadi terus-menerus

2.6       Aplikasi Frame Relay

         Frame Relay umumnya dipergunakan pada aplikasi internet, karena transmission rate yang tinggi dan berbagai kelebihan lain yang dimilikinya. Menurut standar ANSI TI. 606, ada 3 contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari pemanfaatan Frame Relay ini, antara lain:

§    Block  interactive data application

Memiliki tingkat delay rendah dan throughput rendah, contoh: high-resolution, video text, CAD/CAM

§    File transfer

                     Transit delay tidak begitu penting, serta memiliki throughput tinggi

§    Multiplexed low-bit rate

  Memanfaatkan kemampuan multiplexing dari Frame Relay, dengan low-bit source yang memungkinkan untuk di-multiplex ke channel oleh sebuah fungsi NT

 

Bab III

PENUTUP

3.1       Kesimpulan

            Kesimpulan yang dapat diperoleh dari pembahasan adalah sebagai berikut.

            1.      Frame Relay, yang berorientasi pada packet switching adalah sebuah software yang khusus didesain untuk menyediakan koneksi digital yang lebih efisien dari suatu point tertentu ke point yang lain.

            2.      Secara garis besar,  prinsip kerja Frame Relay adalah:

                     -  Data flow pada dasarnya memiliki pengarahan yang berbasis pada header yang memuat DLCI, yang mendeskripsikan destination dari frame-nya. Jika suatu network mempunyai problem dalam menangani sebuah frame, baik yang disebabkan oleh kesalahan pada network atau congestion, secara praktis network tersebut akan men-discard frame tersebut.

                     -  Frame Relay membutuhkan network dengan low-error rate untuk mencapai kinerja yang baik. Dikarenakan tidak adanya kemampuan untuk error correction, maka Frame Relay bergantung pada protokol-protokol pada layer yang lebih tinggi di dalam piranti pengguna yang memiliki kecerdasan untuk melakukan recovery dengan retransmit frame-frame yang hilang.

                     -  Error recovery oleh protokol-protokol pada layer yang lebih tinggi, walaupun itu otomatis dan dapat diandalkan, adalah tidak ekonomis dipandang dari segi process-delay dan bandwidth. Maka mau tidak mau network harus meminimumkan terjadinya frame discarding.

            3.      Data Discarding adalah  suatu cara yang dilakukan apabila muncul suatu masalah dengan penanganan suatu frame -bila frame yang diterima error- yang bertujuan untuk menjaga mekanisme dasar Frame Relay sesederhana mungkin. Yang menyebabkan frame discarding tersebut yakni bit error dan congestion.

            4.      Prinsip kerja Protocol Recovery pada Higher Layer adalah melakukan sebuah recovery pada sebuah frame dengan menjaga path dari urutan angka-angka berbagai frame yang di-send dan di-receive. Acknowledgement ditransmit untuk memberitahukan kepada sisi sender, nomor-nomor frame mana yang telah diterima dengan baik. Jika suatu urutan nomor hilang, sesudah menunggu selama periode time out tertentu, sisi receiver akan meminta retransmission. Dengan demikian software di kedua sisi tersebut akan menjamin bahwa semua frame pada akhirnya diterima tanpa kesalahan.

            5.      Keuntungan Frame Relay antara lain lebih reliable, menghemat dimensi fisik, kabel, serta kompleksitas. Sedangkan kerugiannya antara lain adalah delay yang besar, dan adanya resiko kehilangan frame.

               6.     3 contoh aplikasi Frame Relay:

                     -  Block  interactive data application

         -  File transfer

                     -  Multiplexed low-bit rate

3.2       Saran

            Pengetuahuan tentang Frame Relay sangat baik untuk diketahui oleh masyarakat umum karena kemampuannya untuk menangani lalu lintas komunikasi suara, serta interworking dengan jaringan ATM, suatu hal yang tidak terbayangkan sebelumnya. 

DAFTAR PUSTAKA

Tanenbaum, Andrew S. Jaringan Komputer. 2000. Jakarta: Prenhallindo.

A.G. Waters and K.Ab. Hamid. Congestion Control for Frame Relay Networks.1995.Jakarta:CDROM BPPT.

Darren L. Spohn. Data Network Design. 1993.McDraw-Hill.

Kim-Joan Chen and Kiran M. Rege. A Comparative Performance Study of Various Congestion for ISDN Frame Relay Networks.  1989. IEEE.