Memahami VLAN dan Protokol Trunking (802.1Q) dalam Jaringan Komputer
Virtual LAN (VLAN) dan protokol trunking IEEE 802.1Q adalah dua pilar utama dalam desain jaringan modern. Keduanya memungkinkan organisasi untuk membangun jaringan yang lebih fleksibel, aman, dan mudah dikelola. Artikel ini akan membahas secara mendalam mengenai konsep VLAN, alasan penggunaannya, cara kerja, serta bagaimana protokol trunking 802.1Q berperan dalam menghubungkan beberapa VLAN di lingkungan jaringan yang kompleks.
Pengertian VLAN
VLAN (Virtual Local Area Network) adalah sebuah jaringan logis yang membagi satu jaringan fisik menjadi beberapa segmen terpisah secara logika. Setiap VLAN berfungsi sebagai broadcast domain tersendiri, sehingga perangkat di dalam satu VLAN dapat saling berkomunikasi secara langsung, sementara perangkat di VLAN lain tidak dapat mengaksesnya tanpa bantuan perangkat Layer 3 seperti router.
Secara sederhana, VLAN memungkinkan administrator jaringan untuk mengelompokkan perangkat berdasarkan fungsi, departemen, atau kriteria lain, tanpa memperhatikan lokasi fisik perangkat tersebut. Dengan demikian, perangkat yang secara fisik berjauhan tetap bisa berada dalam satu VLAN yang sama.
Fungsi dan Manfaat VLAN
VLAN memberikan berbagai manfaat yang sangat penting dalam pengelolaan jaringan modern:
- Meningkatkan Kinerja Jaringan
Dengan membagi jaringan menjadi beberapa VLAN, jumlah perangkat dalam satu broadcast domain dapat dikurangi. Ini mengurangi jumlah broadcast yang harus diproses oleh setiap perangkat, sehingga meningkatkan efisiensi jaringan. - Keamanan Lebih Baik
VLAN memisahkan lalu lintas data antar kelompok pengguna. Misalnya, data sensitif dari departemen keuangan tidak dapat diakses langsung oleh perangkat di departemen lain tanpa pengaturan khusus, sehingga meningkatkan keamanan jaringan. - Administrasi yang Mudah dan Fleksibel
Administrator dapat dengan mudah memindahkan perangkat ke VLAN lain tanpa harus mengubah koneksi fisik. Pengelompokan perangkat berdasarkan fungsi juga memudahkan manajemen dan troubleshooting jaringan. - Isolasi Lalu Lintas
VLAN memungkinkan isolasi lalu lintas antar segmen jaringan. Perangkat di satu VLAN tidak dapat melihat lalu lintas di VLAN lain, kecuali jika diizinkan melalui perangkat Layer 3. - Skalabilitas dan Robustness
Dengan VLAN, jaringan dapat diperluas dengan mudah tanpa menambah perangkat keras baru. Selain itu, gangguan pada satu VLAN tidak akan mempengaruhi VLAN lain, sehingga meningkatkan ketahanan jaringan.
Cara Kerja VLAN
Setiap perangkat yang terhubung ke switch akan diberi tag VLAN ID tertentu. Switch akan menambahkan informasi VLAN ID ke setiap frame Ethernet yang dikirimkan perangkat tersebut. Proses ini disebut VLAN tagging dan memungkinkan switch untuk mengetahui dari VLAN mana frame tersebut berasal dan ke VLAN mana frame tersebut harus diteruskan.
Ketika frame diterima oleh switch tujuan, tag VLAN akan dihapus sebelum frame diteruskan ke perangkat akhir. Dengan demikian, perangkat pengguna tidak perlu mengetahui keberadaan VLAN; semua pengelolaan dilakukan di sisi switch.
Jenis VLAN
- Data VLAN
Digunakan untuk memisahkan lalu lintas data pengguna biasa. - Management VLAN
Didedikasikan untuk mengelola perangkat jaringan, sehingga akses ke interface manajemen dapat diisolasi dari lalu lintas biasa3. - Voice VLAN
Digunakan khusus untuk lalu lintas VoIP, sehingga kualitas layanan (QoS) dapat dioptimalkan.
Protokol Trunking dan IEEE 802.1Q
Apa itu Trunking?
Dalam jaringan yang memiliki beberapa switch, seringkali diperlukan agar beberapa VLAN dapat berjalan di atas satu link fisik antar switch. Link ini disebut trunk. Trunk memungkinkan beberapa VLAN untuk berbagi satu koneksi fisik, sehingga efisiensi penggunaan kabel meningkat dan pengelolaan jaringan menjadi lebih sederhana.
Namun, agar switch dapat membedakan frame dari VLAN yang berbeda saat melewati trunk, diperlukan sebuah mekanisme penandaan (tagging). Di sinilah protokol trunking seperti IEEE 802.1Q berperan.
Tag 802.1Q adalah sebuah header tambahan sepanjang 4 byte yang disisipkan ke dalam frame Ethernet untuk menandai keanggotaan frame tersebut dalam sebuah VLAN tertentu pada jaringan Ethernet yang mendukung VLAN (IEEE 802.3 dengan standar IEEE 802.1Q).
Secara rinci, tag 802.1Q terdiri dari beberapa bagian penting:
- TPID (Tag Protocol Identifier): 2 byte dengan nilai tetap 0x8100 yang menandakan bahwa frame tersebut berisi tag VLAN.
- TCI (Tag Control Information): 2 byte yang terdiri dari:
- PCP (Priority Code Point): 3 bit untuk prioritas layanan (QoS).
- DEI (Drop Eligible Indicator): 1 bit untuk menandai frame yang dapat dibuang saat kemacetan.
- VID (VLAN Identifier): 12 bit yang menunjukkan nomor VLAN frame tersebut, memungkinkan hingga 4094 VLAN berbeda.
Tag ini disisipkan tepat setelah alamat MAC sumber dan tujuan dalam frame Ethernet, sehingga switch yang mendukung VLAN-aware dapat mengenali dan memproses frame sesuai VLAN-nya.
Frame yang tidak memiliki tag 802.1Q diasumsikan berada pada VLAN native (default), yang biasanya adalah VLAN 1, dan tidak diberi tag saat melewati trunk port.
Tag 802.1Q memungkinkan satu link fisik (trunk) untuk membawa lalu lintas dari banyak VLAN secara bersamaan dengan membedakan setiap frame berdasarkan tag VLAN-nya, sehingga meningkatkan efisiensi dan fleksibilitas dalam pengelolaan jaringan VLAN.
Angka 802.1Q pada protokol trunking VLAN merujuk pada penomoran standar yang ditetapkan oleh IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) untuk spesifikasi jaringan. Berikut penjelasannya secara rinci:
- “802” adalah seri standar IEEE yang mengatur jaringan area lokal (LAN) dan metropolitan area network (MAN). Seri ini mencakup berbagai standar Ethernet dan protokol jaringan lainnya.
- “1” adalah subkelompok dalam seri 802 yang mengatur manajemen jaringan dan bridging (penghubungan jaringan).
- “Q” adalah kode huruf yang menunjukkan standar khusus untuk VLAN tagging dan trunking pada Ethernet.
Jadi, 802.1Q adalah standar IEEE yang mengatur bagaimana frame Ethernet diberi tag VLAN sehingga dapat melewati trunk link dan dikenali sebagai bagian dari VLAN tertentu. Standar ini mendefinisikan format tag VLAN (4-byte tag) yang disisipkan ke dalam frame Ethernet, termasuk informasi VLAN ID, prioritas, dan lain-lain25.
Singkatnya, angka 802.1Q adalah penamaan standar resmi IEEE yang mengidentifikasi protokol VLAN tagging dan trunking yang digunakan secara luas dalam jaringan Ethernet modern untuk mengelola banyak VLAN melalui satu link fisik.
IEEE 802.1Q: Standar VLAN Tagging
IEEE 802.1Q adalah standar yang mendefinisikan cara menandai (tagging) frame Ethernet dengan informasi VLAN. Standar ini menambahkan header khusus sepanjang 4 byte ke setiap frame Ethernet yang melewati trunk, yang berisi informasi VLAN ID, prioritas, dan lain-lain.
Struktur Tag 802.1Q
- TPID (Tag Protocol Identifier): 2 byte, biasanya bernilai 0x8100 untuk menandai bahwa frame telah diberi tag 802.1Q.
- TCI (Tag Control Information): 2 byte yang terdiri dari:
- PCP (Priority Code Point): 3 bit untuk prioritas frame (QoS).
- DEI (Drop Eligible Indicator): 1 bit untuk menandai apakah frame dapat dibuang saat terjadi kemacetan.
- VID (VLAN ID): 12 bit yang menunjukkan nomor VLAN (1–4094).
Proses Kerja 802.1Q
- Frame Original
Sebelum tagging:[MAC Destination] → [MAC Source] → [Payload] → [CRC Field] - Penambahan Tag
Setelah tagging:[MAC Destination] → [MAC Source] → [TPID] → [TCI (PCP/DEI/VID)] → [Payload] → [CRC Field] - Transmisi Melalui Trunk
Frame bertag ini kemudian dikirim melalui trunk, dan setiap switch yang menerima frame dapat membaca tag tersebut untuk mengetahui dari VLAN mana frame berasal. - Untagging
Saat frame sampai di port tujuan (access port), tag VLAN dihapus sebelum frame diteruskan ke perangkat akhir.
Keunggulan 802.1Q
- Kompatibilitas Luas
802.1Q adalah standar terbuka yang didukung oleh hampir semua vendor switch jaringan. - Efisiensi
Tidak melakukan enkapsulasi penuh seperti ISL (Inter-Switch Link), sehingga overhead lebih kecil dan frame tetap mempertahankan alamat MAC asli. - Mendukung Hingga 4094 VLAN
Dengan 12 bit untuk VLAN ID, 802.1Q memungkinkan hingga 4094 VLAN dalam satu domain switching.
Ilustrasi Implementasi VLAN dan Trunking
Bayangkan sebuah perusahaan dengan tiga departemen: IT, Keuangan, dan HR. Masing-masing departemen ingin agar lalu lintas data mereka terpisah demi keamanan dan efisiensi. Namun, perangkat mereka tersebar di beberapa lantai dan terhubung ke beberapa switch.
- Tanpa VLAN: Semua perangkat berada dalam satu broadcast domain. Broadcast dari satu perangkat akan diterima oleh semua perangkat di jaringan, menyebabkan kemacetan dan risiko keamanan.
- Dengan VLAN: Setiap departemen ditempatkan dalam VLAN berbeda (misal, VLAN 10 untuk IT, VLAN 20 untuk Keuangan, VLAN 30 untuk HR). Switch akan mengelompokkan perangkat berdasarkan VLAN ID.
- Trunking: Untuk menghubungkan beberapa switch, digunakan trunk link dengan 802.1Q. Setiap frame yang melewati trunk akan diberi tag VLAN sesuai asalnya. Switch tujuan akan meneruskan frame hanya ke port yang sesuai dengan VLAN ID tersebut.
Konfigurasi Dasar VLAN dan Trunking (Contoh Cisco IOS)
Bagian konfigurasi VLAN dan trunking pada perangkat Cisco sangat penting untuk memastikan segmentasi jaringan berjalan dengan baik dan lalu lintas antar VLAN dapat melewati beberapa switch. Berikut adalah penjelasan detail setiap langkah konfigurasi dasar VLAN dan trunking, beserta fungsinya:
bash
# Membuat VLAN
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name IT
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name Finance
Switch(config)# vlan 30
Switch(config-vlan)# name HR
# Meng-assign port ke VLAN
Switch(config)# interface fastEthernet 0/1
Switch(config-if)# switchport mode access
Switch(config-if)# switchport access vlan 10
# Mengkonfigurasi trunk pada port antar switch
Switch(config)# interface gigabitEthernet 0/24
Switch(config-if)# switchport mode trunk
Switch(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30
Penjelasan:
- Perintah
vlan 10membuat VLAN dengan ID 10. - Perintah
name ITmemberi nama VLAN 10 menjadi “IT”, sehingga lebih mudah dikenali. - Proses ini diulang untuk VLAN lain sesuai kebutuhan organisasi
interface fastEthernet 0/1memilih port yang akan dikonfigurasi.switchport mode accessmengatur port menjadi access port, artinya hanya menerima satu VLAN.switchport access vlan 10menetapkan port tersebut sebagai anggota VLAN 10.- Langkah ini diulang untuk port lain sesuai kebutuhan, misalnya port untuk VLAN 20 atau 30
interface gigabitEthernet 0/24memilih port yang akan dijadikan trunk (biasanya port dengan bandwidth besar).switchport mode trunkmengaktifkan mode trunk pada port tersebut, sehingga port dapat membawa lalu lintas dari banyak VLAN sekaligus menggunakan protokol 802.1Q.switchport trunk allowed vlan 10,20,30membatasi VLAN mana saja yang boleh lewat di trunk tersebut. Ini penting untuk keamanan dan efisiensi, agar hanya VLAN yang dibutuhkan saja yang lewat
Tantangan dan Best Practice
- Looping dan Spanning Tree
Penggunaan banyak VLAN dan trunk dapat menyebabkan looping. Oleh karena itu, protokol Spanning Tree (STP) digunakan untuk mencegah terjadinya loop di jaringan Layer 21. - Keamanan Trunk
Pastikan hanya VLAN yang diperlukan yang diizinkan lewat trunk. Jangan biarkan semua VLAN lewat trunk tanpa pembatasan. - Manajemen VLAN
Gunakan management VLAN terpisah untuk akses ke perangkat jaringan. Jangan gunakan VLAN default untuk management.
Kesimpulan
VLAN dan protokol trunking 802.1Q adalah solusi efektif untuk membangun jaringan yang scalable, aman, dan mudah dikelola. VLAN memungkinkan segmentasi jaringan secara logis tanpa batasan fisik, sementara 802.1Q memastikan bahwa beberapa VLAN dapat berjalan di atas satu link fisik antar switch dengan aman dan efisien. Dengan memahami konsep, manfaat, dan cara kerja keduanya, administrator jaringan dapat merancang infrastruktur yang handal dan fleksibel untuk kebutuhan bisnis modern.
Referensi
https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/virtual-LAN
https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/en/VLAN.html
https://www.revou.co/kosakata/vlan
https://finditgeek.com/id/read/137/cara-membuat-vlan-trunking-di-cisco-packet-tracer.html
https://www.pintar-network.com/2019/10/konfigurasi-vlan-trunk-cisco-packet-tracer.html
