ROUTING

Routing Lansung dan Tidak Langsung

Seperti telah disebutkansebelumnya, proses pengiriman datagram IP selalu menggunakan tabel routing. Tabel routing berisi informasi yang diperlukan untuk menentukan ke mana datagram harus di kirim. Datagram dapat dikirim langsung ke host tujuan atau harus melalui host lain terlebih dahulu tergantung pada tabel routing.

Gambar Jaringan TCP/IP

Gambar diatas memperlihatkan jaringan TCP/IP yang menggunakan teknologi Ethernet. Pada jaringan tersebut host osiris mengirimkan data ke host seth, alamat tujuan datagram adalah seth dan alamat sumber datagram adalah osiris. Frame yang dikirimkan oleh host osiris juga memiliki alamat tujuan frame seth dan alamat sumbernya adalah osiris. Pada saat osiris mengirimkan frame, seth membaca bahwa frame tersebut ditujukan kepada alamat ethernetnya. Setelah melepas header frame, seth kemudian mengetahui bahwa IP address tujuan datagram tersebut juga adalah IP addressnya. Dengan demikian set meneruskan datagram ke lapisan transport untuk diproses lebih lanjut. Komunikasi model seperti ini disebut sebagai routing langsung. 

Pada gambar diatas terlihat bahwa osiris dan anubis terletak pada jaringan Ethernet yang berbeda. Kedua jaringan tersebut dihubungkan oleh khensu. Khensu memiliki lebih dari satu interface dan dapat melewatkan datagram daari satu interface ke intreface lain (atau bertindak sebagai router). Ketika mengirimkan data ke anubis, osiris memeriksa tabel routing dan mengetahui bahwa data tersebut harus melewati khensu terlebih dahulu. Dengan kondisi seperti ini datagram yang dikirim osiris ke anubis memiliki alamat tujuan anubis dan alamat sumber osiris tetapi frame ethernet yang dikirimnya diberi alamat tujuan khensu dan alamat sumber osiris.

Gambar Routing tak langsung

Ketika osiris mengirimkan frame ke jaringan, khensu membaca bahwa alamat ethernet yang dituju frame tersebut adalah alamat ethernetnya. Ketika khensu melepas header frame, diketahui bahwa host yang dituju oleh datagram adalah host anubis. Khensu kemudian memeriksa tabel routing yang dimilikinya untuk meneruskan datagram tersebut. Dari hasil pemeriksaan tabel routing, khensu mengetahui bahwa anubis terletak dalam satu jaringan ethernet dengannya. Dengan demikian datagram tersebut dapat langsung disampaikan oleh  khensu ke anubis. Pada pengiriman data tersebut, alamat tujuan dan sumber datagram tetap anubis dan osiris tetapi  alamat tujuan dan sumber frame Ethernet menjadi anubis dan khensu. Komunikasi seperti ini disebut sebagai routing tak langsung karena untuk mencapai host tujuan, datagram harus melewati host lain yang bertidak sebagai router.

Pada dua kasus diatas terlihat proses yang terjadi pada lapisan internet ketika mengirimkan dan menerima datagram. Pada saat mengirimkan datagram, host harus memeriksa apakah alamat tujuan datagram terletak pada jaringan yang sama atau tidak.  Jika lamat tujuan datagram terletak pada jaringan yang sama , datagram dapat langsung disampaikan. Jika ternyata alamat tujuan datagram tidak terletak pada jaringan yang sama, datagram tersebut harus disampaikan melalui host lain yang bertindak sebagai router. Pada saat menerima datagram host harus memeriksa apakah ia merukapakan tujuan dari datagram tersebut. Jika memang demikian maka data diteruskan ke lapisan transport. Jika ia bukan tujuan dari datagram tersebut, maka datagram tersebut dibuang. Jika host yang menerima datagram tersebut sebuah router, maka ia meneruskan datagram ke interface yang menuju alamat tujuan datagram.

Jenis Konfigurasi Routing

 Konfigurasi routing secara umum terdiri dari 3 macam yaitu :

Minimal Routing

Dari namanya dapat diketahui bahwa ini adalah konfigurasi yang paling sederhana tapi mutlak diperlukan. Biasanya minimal routing dipasang pada network yang terisolasi dari network lain atau dengan kata lain hanya pemakaian lokal saja.

Static Routing

Konfigurasi routing jenis ini biasanya dibangun dalam network yang hanya mempunyai beberapa gateway, umumnya tidak lebih dari 2 atau 3. Static routing dibuat secara manual pada masing-masing gateway. Jenis ini masih memungkinkan untuk jaringan kecil dan stabil. Stabil dalam arti kata jarang down. Jaringan yang tidak stabil yang dipasang static routing dapat membuat kacau seluruh routing, karena tabel routing yang diberikan oleh gateway tidak benar sehingga paket data yang seharusnya tidak bisa diteruskan masih saja dicoba sehingga menghabiskan bandwith. Terlebih menyusahkan lagi apabila network semakin berkembang. Setiap penambahan sebuah router, maka router yang telah ada sebelumnya harus diberikan tabel routing tambahan secara manual. Jadi jelas, static routing tidak mungkin dipakai untuk jaringan besar, karena membutuh effort yang besar untuk mengupdatenya.

Dynamic Routing

Dalam sebuah network dimana terdapat jalur routing lebih dari satu rute untuk mencapat tujuan yang sama biasanya menggunakan dynamic routing. Dan juga selain itu network besar yang terdapat lebih dari 3 gateway. Dengan dynamic routing, tinggal menjalankan routing protokol yang dipilih dan biarkan bekerja. Secara otomatis tabel routing yang terbaru akan didapatkan.

Seperti dua sisi uang, dynamic routing selain menguntungkan juga sedikit merugikan. Dynamic routing memerlukan routing protokol untuk membuat tabel routing dan routing protokol ini bisa memakan resource komputer.

 Routing Protocol

Protokol routing merupakan aturan yang mempertukarkan informasi routing yang nantinya akan membentuk tabel routing sedangkan routing adalah aksi pengiriman-pengiriman paket data berdasarkan tabel routing tadi.

Semua routing protokol bertujuan mencari rute tersingkat untuk mencapai tujuan. Dan masing-masing protokol mempunyai cara dan metodenya sendiri-sendiri. Secara garis besar, routing protokol dibagi menjadi Interior Routing Protocol dan Exterior Routing Protocol. Keduanya akan diterangkan sebagai berikut :

Interior Routing Protocol

Sesuai namanya, interior berarti bagian dalam. Dan interior routing protocol digunakan dalam sebuah network yang dinamakan autonomus systems (AS) . AS dapat diartikan sebagai sebuah network (bisa besar atau pun kecil) yang berada dalam satu kendali teknik. AS bisa terdiri dari beberapa sub network yang masing-masingnya mempunyai gateway untuk saling berhubungan. Interior routing protocol mempunyai beberapa macam implemantasi protokol, yaitu :

1.   RIP (Routing Information Protocol)

Merupakan protokol routing yang paling umum dijumpai karena biasanya sudah included dalam sebuah sistem operasi, biasanya unix atau novell. RIP memakai metode distance-vector algoritma. Algoritma ini bekerja dengan menambahkan satu angka metrik kepada ruting apabila melewati satu gateway. Satu kali data melewati satu gateway maka angka metriknya bertambah satu ( atau dengan kata lain naik satu hop ). RIP hanya bisa menangani 15 hop, jika lebih maka host tujuan dianggap tidak dapat dijangkau.

Oleh karena alasan tadi maka RIP tidak mungkin untuk diterapkan di sebuah AS yang besar. Selain itu RIP juga mempunyai kekurangan dalam hal network masking. Namun kabar baiknya, implementasi RIP tidak terlalu sulit ika dibandingkan dengan OSPF yang akan diterangkan berikut ini.

2.   OSPF (Open Shortest Path First)

Merupakan protokol routing yang kompleks dan memakan resource komputer. Dengan protokol ini, route dapat dapat dibagi menjadi beberapa jalan. Maksudnya untuk mencapai host tujuan dimungkinkan untuk mecapainya melalui dua atau lebih rute secara paralel.

Lebih jauh tentang RIP dan OSPF akan diterangkan lebih lanjut.

Exterior Protocol

AS merupakan sebuah network dengan sistem policy yang pegang dalam satu pusat kendali. Internet terdiri dari ribuan AS yang saling terhubung. Untuk bisa saling berhubungan antara AS, maka tiap-tiap AS menggunakan exterior protocol untuk pertukaran informasi routingnya. Informasi routing yang dipertukarkan bernama reachability information (informasi keterjangkauan). Tidak banyak router yang menjalankan routing protokol ini. Hanya router utama dari sebuah AS yang menjalankannya. Dan untuk terhubung ke internet setaip AS harus mempunyai nomor sendiri.  Protokol yang mengimplementasikan exterior :

1.   EGP (Exterior Gateway Protocol)

Protokol ini mengumumkan ke AS lainnya tentang network yang berada di bawahnya. Pengumumannya kira-kira berbunyi : " Kalau hendak pergi ke AS nomor sekian dengan nomor network sekian, maka silahkan melewati saya" .

Router utama menerima routing dari router-router AS yang lain tanpa mengevaluasinya. Maksudnya, rute untuk ke sebuah AS bisa jadi lebih dari satu rute dan EGP menerima semuanya tanpa mempertimbangkan rute terbaik. 

2.   BGP (Border Gateway Protocol)

BGP sudah mempertimbangkan rute terbaik untuk dipilih. Seperti EGP, BGP juga mepertukarkan reachability information.

Tingkat Lanjut …

ARP

Untuk keperluan mapping IP address ke Alamat Ethernet  maka di buat protokol ARP (Address Resolution Protocol). Proses mapping ini dilakukan hanya untuk datagram yaang dikirim host karena pada saat inilah host menambahkan header Ethernet pada datagram. Penerjemahan dari IP address ke alamat Ethernet dilakukan dengan melihat sebuah tabel yang disebut sebagai cache ARP, lihat tabel 1. Entri cache ARP berisi IP address host beserta alamat Ethernet untuk host tersebut. Tabel ini diperlukan karena tidak ada hubungan sama sekali antara IP address dengan alamat Ethernet. IP address suatu host bergantung pada IP address jaringan tempat host tersebut berada, sementara alamat Ethernet sebuah card bergantung pada alamat yang diberikan oleh pembuatnya.

Tabel  Cache ARP

IP address	Alamat Ethernet
132.96.11.1	0:80:48:e3:d2:69
132.96.11.2	0:80:ad:17:96:34
132.96.11.3	0:20:4c:30:29:29

          Mekanisme penterjemahan oleh ARP dapat dijelaskan sebagai berikut. Misal suatu host A dengan IP address  132.96.11.1 baru dinyalakan, lihat Gambar 1. Pada saat awal, host ini hanya mengetahui informasi mengenai interface-nya sendiri, yaitu IP address, alamat network, alamat broadcast dan alamat ethernet. Dari informasi awal ini, host A tidak mengetahui alamat ethernet host lain yang terletak satu network dengannya (cache ARP hanya berisi satu entri, yaitu host A). Jika host memiliki route default, maka entri yang pertama kali dicari oleh ARP adalah router default tersebut.

            Misalkan terdapat datagram IP dari host A yang ditujukan kepada host B yanng memiliki IP 132.96.11.2 (host B ini terletak satu subnet dengan host A). Saat ini yang diketahui oleh host A adalah IP address host B tetapi alamat ethernet B belum diketahui.

Gambar cache ARP awal

 Agar dapat mengirimkan datagram ke host B, host A perlu mengisi cache ARP dengan entri host B. Karena cache ARP tidak dapat digunakan untuk menerjemahkan IP address host BB menjadi alamat Ethernet, maka host A harus melakukan dua hal yaitu :

Ø  Mengirimkan paket ARP request pada seluruh host di network menggunakan alamat broadcast Ethernet (FF:FF:FF:FF:FF:FF) untuk meminta jawaban ARP dari host B, lihat gambar 2.

Ø  Menempatkan datagram IP yang hendak dikirim dalam antrian.

Paket ARP request yang dikirim host A kira-kira berbunyi “Jika IP address-mu adalah 132.96.11.2, mohon beritahu alamat Ethernet-mu”. Karena paket ARP request dikirim ke alamat broadcast Ethernet, setiap interface Ethernet komputer yang ada dalam satu subnet (jaringan) dapat mendengarnya. Setiap host dalam jaringan tersebut kemudian memeriksa apakah IP addressnya sama dengan IP address yang diminta oleh host A. 

Gambar  Paket ARP request

Host B yang mengetahui bahwa yang diminta oleh host A adalah IP address yang dimilikinya langsung memberikan jawaban dengan mengirimkan paket ARP response langsung ke alamat ethernet pengirim (host A), seperti terlihat pada gambar 3. Paket ARP request tersebut kira-kira berbunyi “IP address 132.96.11.2 adalah milik saya, sekarang saya berikan alamat ethernet saya”.

Gambar Paket ARP response

 Paket ARP request dari host B tersebut diterima oleh host A dan host A kemudian menambahkan entri IP addresss host B beserta alamat Ethernet-nya ke dalam cache ARP, lihat gambar 4.

Gambar  Cache ARP setelah penambahan entri host B

Saat ini host A telah memiliki entri untuk host B di tabel cache ARP, dengan demikian datagram IP yang semula dimasukkan ke dalam antrian dapat diberi header Ethernet dan dikirim ke host B.

Secara ringkas proses ARP adalah:

1.     Host mengirimkan paker ARP request dengan alamat broadcast Etehrnet.

2.     Datagram IP  yang dikirim dimasukkan ke dalam antrian.

3.     Paket ARP respon diterima host dan host mengisi tabel ARP dengan entri baru.

4.     Datagram IP yang terletak dalam antrian diberi header Ethernet.

5.     Host mengirimkan frame Ethernet ke jaringan.

Setiap data ARP yang diperoleh disimpan dalam tabel cache ARP dan cache ini diburi umur. Setiap umur entri tersebut terlampaui, entri ARP dihapus dari tabel dan untuk mengisi tabel. Jika host akan mengirimkan datagram ke host yang sudah dihapus dari cache ARP, host kembali perlu melakukan langkah-langkah diatas. Dengan cara ini dimungkinkan terjadinya perubahan isi cache ARP yang dapat menunjukkan dinamika jaringan. Jika sebuat host di jaringan dimatikan, maka selang beberapa saat kemudian entri ARP untuk host tersebut dihapus karena kadaluarsa. Jika card ethernetnya diganti, maka beberapa saat kemudian entri ARP host berubah dengan informasi alamat ethernet yang baru.

Routing Information Protokol

1. Pendahuluan

RIP kepanjangan dari Routing Information protocol. Pada setiap sistem unix secara default sudah mendukung penggunaan RIP. Aplikasi RIP pada unix bernama routed ( routing daemon ).

2. Cara Kerja

RIP bekerja dengan nilai metrik. Setiap router yang menjalankan RIP membuat permintaan untuk update routing dari router atau host lainnya yang berada satu network dengannya. Router yang mendengar adanya permintaan tadi akan memberikan tabel routingnya kepada yang meminta. Update tabel routing tadi memuat informasi alamat tujuan beserta metriknya. Sebagai contoh, untuk melihat tabel routing pada unix , tinggal ketik perintah :

[radar] # netstat -nr

Routing tables

Internet:

Destination            Gateway                      Flags     Refs     Use        Netif Expire

default                         167.205.48.33                          UGSc        1           734     ed0

127.0.0.1                      127.0.0.1                                   UH           1           734      lo0

167.205.48.32/27         link#1                                      UC           0            0        ed0

167.205.48.33              0:80:ad:b7:9c:87                      UHLW     2                      2       ed0

 167.205.48.57      0:80:48:af:d5:e3                             UHLW      1      10052  lo0

Routed secara periodik meminta request update routing. Hasil respon tadi, sebelum dimasukkan ke dalam kernel table routing ( KRT ) diperiksa terlebih dahulu. Apabila ada routing untuk ke alamat yang baru , yang belum ada sebelumnya, maka routing tadi dimasukkan ke dalam KRT. Apabila ternyata tidak ada yang baru, maka update tadi tidak dimasukkan. Lain halnya jika alamat  yang sudah ada berubah metriknya menjadi lebih kecil. Mengecilnya metrik membuat jalur rute yang lebih pendek dan oleh karena itu diputuskan untuk dimasukkan ke dalam KRT.

Metrik dalam RIP dapat dibayangkan sebagai jumlah hop untuk mencapat sebuah alamat.  Untuk lebih mudah membayangkannya, lihat skema network di bawah ini.

Skema Jaringan

Router 1 memerlukan 1 hop untuk mencapat router 2 dalam artian router 1 dapat menjangkau

router 2 secara lansung karena berada pada satu network yang  sama. Hal ini juga berlaku untuk router 2 dan 3.

Sedangkan untuk menuju router 3, router 1 memerlukan 2 hop. Pertama melewati router 2 lalu sampai di tujuan, router 3. Demikian seterusnya. Jumlah hop ini dapat dianalogikan dengan metrik.

Selain mengupdate KRT dengan routing yang baru, routed juga menghapus tabel routing. Tabel yang dihapus karena dua sebab, yaitu :

·         mempunyai metrik lebih dari 15. metrik yang berharga 16 dianggap infinity, tidak dapat dijangkau.

·         Tidak mendapatkan update yang semestinya dikirimkan secara periodik. Secara deafult routed meminta update routing setaip 30 detik. Apabila waktu tersebut terlampaui, maka alamat yang tadinya ada, namun tidak terupdate, akan dihapus dari KRT. Seperti pada contoh di atas, apabila router 1 tidak memberikan respon kepada router 2, maka router 2 akan menghapus subnet 10 dari alamt tujuan di KRT. Subnet 10 dianggap tidak dapat dijangkau.

3. Implementasi routed

Untuk menjalankan routed sederhana saja, tinggal ketik :

# routed

Option yang ada pada routed, seperti :

-s        

memaksa routed untuk memberikan informasi routing. Routed secara otomatis menjalankan option ini sewaktu ditemukan adanya 2 network interface atau lebih. Dengan demikian, host ini menjadi router dengan di enable nya fungsi forwarding pada kernel.

-q     

Dengan option ini, host tidak memberikan informasi routing, melainkan hanya menerima update saja. Host yang demikian bukanlah sebuah router.

4. Kelemahan RIP

Dalam implementasi RIP memang mudah untuk digunakan, namun RIP mempunyai masalah serius pada Autonomous System yang besar, yaitu :

4.1 Terbatasnya diameter network

Telah disebutkan sedikit di atas bahwa RIP hanya bisa menerima metrik sampai 15. Lebih dari itu tujuan dianggap tidak terjangkau. Hal ini bisa menjadi masalah pada network yang besar.

4.2 Konvergensi yang lambat

Untuk menghapus entry tabel routing yang bermasalah, RIP mempunyai metode yang tidak efesien. Seperti pada contoh skema network di atas, misalkan subnet 10 bernilai 1 hop dari router 2 dan bernilai 2 hop dari router 3. Ini pada kondisi bagus, namun apabila router 1 crash, maka subnet 3 akan dihapus dari tabel routing kepunyaan router 2 sampai batas waktu 180 detik. Sementara itu, router 3 belum mengetahui bahwa subnet 3 tidak terjangkau, ia masih mempunyai tabel routing yang lama yang menyatakan subnet 3 sejauh 2 hop ( yang melalui router 2 ). Waktu subnet 3 dihapus dari router 2, router 3 memberikan informasi ini kepada router 2 dan router 2 melihat bahwa subnet 3 bisa dijangkau lewat router 3 dengan 3 hop ( 2 + 1 ).Karena ini adalah routing baru maka ia akan memasukkannya ke dalam KRT. Berikutnya, router 2 akan mengupdate routing table dan memberikannya kepada router 3 bahwa subnet 3 bernilai 3 hop. Router 3 menerima  dan menambahkan 1 hop lagi menjadi 4. Lalu tabel routing diupdate lagi dan router 2 meneriman informasi jalan menuju subnet 3 menjadi 5 hop. Demikian seterusnya sampai nilainya lebih dari 30. Routing atas terus menerus looping sampai nilainya lebih dari 30 hop.

4.3  Tidak bisa membedakan network masking lebih dari /24

RIP membaca ip address berdasarkan kepada kelas A, B dan C. Seperti kita ketahui bahwa kelas C mempunyai masking 24 bit. Dan masking ini masih bisa diperpanjang menjadi 25 bit, 26 bit  dan seterusnya. RIP tidak dapat membacanya bila lebih dari 24 bit. Ini adalah masalah besar, mengingat masking yang lebih dari 24 bit banyak dipakai. Hal ini sudah dapat di atasi pada RIPv2.

 

OPEN SHORTEST PATH FIRST

1. Pendahuluan

OSPF merupakan interior routing protocol yang kepanjangan dari Open Shortest Path First. OSPF di desain olrh IETF ( Internet Engineering Task Force ) yang pada mulanya dikembangkan dari algoritma SPF ( shortest path first ). Hampir tidak berbeda dengan IGRP ( Interior Gateway Routing Protocol ) pada tahun 80-an. Pada awalnya RIP adalah routing protokol yang umum dipakai, namun ternyata untuk AS yang besar, RIP sudah tidak memadai lagi.

OSPF diturunkan dari beberapa periset seperti Bolt, Beranek, Newmans. Protokol ini bersifat open yang berarti dapat diadopsi oleh siapa pun. OSPF dipublikasikan pada RFC nomor 1247.

Karakteristik Open Shortest Path First (OSPF):

¨       Menggunakan Algoritma link-state

¨       Membutuhkan waktu CPU dan memori yang besar

¨       Tidak menyebabkan routing loop

¨       Dapat membentuk heirarki routing menggunakan konsep area

¨       Cepat mengetahui perubahan pada jaringan

¨       Dapat menggunakan beberapa metrik

2. Cara Kerja OSPF

OSPF bekerja dengan link-state protocol yang memungkinkan untuk membentuk tabel routing secara hirarki. Sebelum berlanjut ke dalamnya, perlu dijelaskan sedikit istilah-istilah umum dalam OSPF, yaitu :

·         Area

Area yaitu letak dimana berada sebuah kumpulan network, router dan host biasa. Area di sini bukan berarti area fisik.

·         Backbone

Backbone adalah area yang khusus dimana area-area saling terhubungkan. Seluruh area yang ada, harus terhubung ke backbone.

·         Stub Area

Adalah area dimana hanya terdapat satu buah gateway / router, tidak ada alternatif lainnya.

OSPF bekerja dengan membentuk sebuah peta network yang dipelajari berdasarkan informasi dari router-router yang berada dalam neighbour. Peta tersebut akan berpusat pada local host. Dari localhost host tersebut akan ada cost untuk menuju network lain yang ditentukan dari hasil perhitungan.

Untuk memudahkan penggambarannya, mari kita bangun sebuah network imaginer  demikian :

Gambar Skema Jaringan

Keterangan

Router 1 terhubung ke subnet 10 dan 11

Router 2 terhubung ke subnet 11 dan 12

Router 3 terhubung ke subnet 12 dan 15

Router 4 terhubung ke subnet 13 dan 15

Router 5 terhubung ke subnet 14 dan 15

Pertama-tama network diatas akan dibagi menjadi beberapa area, yaitu :

Area 1 : 10 ( stub area karena hanya mempunyai 1 router )

Area 2 : 11 dan 12

Area 3 : 13 , 14 dan 15

Dan masing-masing router mempunyai neighbour :

Router 1 mempunyai neighbour router 2

Router 2 mempunyai neighbour router 1 dan 3

Router 3 mempunyai neighbour router 2, 4 dan 5

Router 4 mempunyai neighbour router 3 dan 5

Router 5 mempunyai neighbour router 3 dan 4

Router 1 menggambarkan peta network seperti demikian :

Gambar Peta Jaringan

Sebagai localhost, router 1 bernilai 0. Lalu router 2 yang behubungan secara direct dengan router 1 diberikan cost 10 ( 0 + 10 ). Lalu dari router 2 berhubungan dengan router 3 yang bernilai 20 ( 0 + 10 + 10 ) dan pada akhirnya router 4 dan 5 bernilai 30.

Masing-masing link bernilai 10, yang berarti apabila link tersebut dilewati, maka harganya harus ditambahkan 10. Seperti pada contoh router 2 yang bernilai 20 merupakan hasil pertambahan 0 + 10 + 10.

Lalu pada bagian paling bawah dari gambar, ada router 4 dan 5 yang bernilai 40. Hal ini disebabkan  router 4 bisa berhubungan lansung dengan 5 tanpa melalui router 3 dan itu akan menambah cost sebanyak 10 lagi. Demikian juga yang terjadi pada router 5 yang bisa dicapai melalui router 4, tanpa router 3. Namun pada akhirnya, cost terrendahlah yang dipilih dalam tabel routing. Yaitu yang bernilai 30 sedangkan 40 dibuang.

*Sumber : Team Training SMK-TI