Mengapa Perulangan Switch Berbahaya

Tautan redundan membuat jaringan lebih andal, tetapi pada jaringan berswitch, tautan tersebut dapat menimbulkan masalah mematikan: loop switching. Loop terbentuk ketika terdapat dua jalur atau lebih antara switch dan frame berputar tanpa henti. Tidak seperti koneksi yang lambat, loop dapat melumpuhkan seluruh jaringan dalam hitungan detik. Pelajaran ini menjelaskan cara loop terbentuk dan alasan loop sangat merusak.

Untuk memahami loop, ingat kembali cara switch menangani lalu lintas yang tidak dikenal atau siaran. Ketika switch menerima frame siaran, atau frame untuk tujuan yang belum dipelajarinya, switch membanjiri frame tersebut ke setiap port kecuali port tempat frame masuk. Pembanjiran ini normal dan berguna. Namun, jika terdapat loop dalam topologi, pembanjiran berubah menjadi bencana yang tak terkendali.

Misalkan dua switch terhubung dengan dua kabel sehingga membentuk loop. Sebuah siaran masuk ke Switch A, yang membanjirinya ke Switch B melalui kedua tautan. Switch B membanjirinya kembali ke Switch A melalui kedua tautan. Switch A membanjirinya lagi, dan frame tersebut berlipat ganda serta berputar tanpa ada yang menghentikannya. Tidak ada masa kedaluwarsa bawaan pada frame layer 2 untuk mengakhiri siklus ini.

Hasilnya adalah badai siaran: salinan frame berlipat ganda secara eksplosif hingga memenuhi setiap tautan. Bandwidth dipenuhi lalu lintas yang berputar, CPU switch melonjak karena berusaha memproses pembanjiran, dan lalu lintas yang sah tidak dapat melewatinya. Jaringan pada dasarnya berhenti berfungsi. Satu loop saja dapat melumpuhkan seluruh lokasi dalam hitungan detik, sehingga loop dianggap sebagai keadaan darurat.

Loop menimbulkan masalah kedua: ketidakstabilan tabel alamat MAC. Switch mempelajari port tempat suatu perangkat berada berdasarkan alamat sumber dari frame yang masuk. Ketika frame yang berputar tiba melalui beberapa port, switch terus mengubah keputusannya tentang lokasi perangkat, sehingga entri berpindah-pindah antarport. Kebingungan ini merusak keputusan penerusan dan memperburuk kekacauan.

Router menghindari loop tanpa akhir karena paket IP membawa penghitung TTL (Time To Live) yang berkurang hingga nol lalu membuang paket tersebut. Namun, frame Ethernet layer 2 tidak memiliki bidang TTL. Tidak ada bagian dalam frame yang menghitung mundur atau kedaluwarsa. Jadi, frame yang berputar pada layer 2 dapat beredar selamanya sampai seseorang memutus loop atau suatu protokol mencegahnya.

Loop jarang dibuat dengan sengaja. Loop sering terjadi secara tidak sengaja: seseorang memasang kedua ujung kabel patch ke switch yang sama, menghubungkan dua soket dinding satu sama lain, atau menyusun switch yang tidak dikelola secara berantai dengan keliru. Karena gejalanya muncul tiba-tiba dan memengaruhi semua orang, loop yang tidak disengaja merupakan penyebab klasik seluruh kantor kehilangan konektivitas sekaligus.

Tanda-tanda loop meliputi seluruh jaringan melambat hingga hampir tidak dapat digunakan atau gagal berfungsi, lampu status switch berkedip dengan sangat cepat dan serempak, serta CPU switch yang sangat tinggi. Ping habis waktu di seluruh jaringan. Jika konektivitas runtuh tepat setelah seseorang memindahkan kabel atau menambahkan perangkat, curigai loop dan cari jalur redundan yang baru dibuat.

Perbaikan segera adalah memutus loop dengan melepaskan kabel redundan yang bermasalah. Setelah jalur kedua hilang, pembanjiran tidak lagi memiliki tempat untuk berputar dan badai segera mereda. Karena itu, ketika menghadapi gangguan total yang tiba-tiba, teknisi sering mulai dengan mencabut tautan yang baru ditambahkan untuk melihat apakah jaringan pulih.

Anda tidak boleh mengandalkan manusia untuk menghindari setiap loop, dan redundansi berharga untuk keandalan. Solusi sebenarnya adalah protokol otomatis yang memungkinkan tautan redundan, tetapi memblokir tautan yang akan membentuk loop dan tetap menyiapkannya sebagai cadangan. Protokol itu adalah Protokol Spanning Tree, yang menjadi topik pelajaran berikutnya. Protokol ini merupakan pertahanan standar terhadap loop switching.

Loop switching adalah salah satu kegagalan paling mengganggu yang dapat dialami jaringan, dan topik ini muncul dalam ujian Network+. Pahami rangkaiannya: jalur redundan menyebabkan pembanjiran, pembanjiran menyebabkan badai siaran dan ketidakstabilan tabel MAC, dan tanpa TTL layer 2, badai tersebut tidak berakhir dengan sendirinya. Pemahaman inilah yang menjelaskan alasan pencegahan loop diperlukan.

Uji pengetahuan Anda tentang loop.

Loop switching terbentuk ketika jalur redundan memungkinkan switch membanjiri siaran secara berputar. Karena tidak ada TTL pada frame Ethernet layer 2, loop tidak pernah berakhir dan menghasilkan badai siaran yang memenuhi tautan serta meningkatkan penggunaan CPU switch, ditambah ketidakstabilan tabel MAC ketika entri berpindah-pindah. Loop sering terjadi secara tidak sengaja dan dapat melumpuhkan seluruh lokasi dalam hitungan detik. Perbaikan jangka panjangnya adalah protokol pencegahan loop otomatis: Spanning Tree.