Memiliki informasi topologi jaringan yang lengkap dan pengiriman informasi routing hanya untuk link

Jaringan (jaringan komputer) merupakan sebuah alat telekomunikasi yang memungkinkan antar komputer untuk saling berkomunikasi dengan bertukar data. Pada jaringan tersebut banyak sekali rute yang digunakan untuk menyambungkan satu jaringan dengan yang lainnya agar bisa tersambung atau berkomunikasi. Salah satu metode untuk meyambungkan jaringan satu dengan yang lainnya adalah Protokol Routing (Routing Protocol).

Baca Juga: Sekilas Materi Tentang Jaringan Komputer

Pengertian Routing

Routing adalah suatu protokol yang digunakan untuk mendapatkan rute dari satu jaringan ke jaringan yang lain. Rute ini disebut dengan ‘route’ dan informasi route bisa diberikan secara dinamis ke router yang lain maupun diberikan dengan cara statis ke router lain.

Seorang administrator memilih suatu protokol routing dinamis berdasarkan keadaan topologi jaringannya. Misalnya berapa ukuran dari jaringan, bandwidth yang tersedia, proses power dalam router, merek dan model dari router, dan protokol yang digunakan dalam jaringan.

Routing adalah proses dimana suatu router mem-forward paket ke jaringan yang dituju. Suatu router membuat keputusan berdasarkan IP address yang dituju oleh paket. Semua router menggunakan IP address tujuan untuk mengirim paket. Agar keputusan routing tersebut benar, router harus belajar bagaimana untuk mencapai tujuan. Ketika router menggunakan routing dinamis, informasi ini dipelajari dari router yang lain. Ketika menggunakan routing statis, seorang network administrator mengkonfigurasi informasi tentang jaringan yang ingin dituju secara manual.

Jika routing yang digunakan adalah statis, maka konfigurasinya harus dilakukan secara manual, administrator jaringan harus memasukkan atau menghapus rute statis jika terjadi perubahan topologi. Pada jaringan skala besar, jika tetap menggunakan routing statis, maka akan sangat membuang waktu administrator jaringan untuk melakukan update table routing. Karena itu routing statis hanya mungkin dilakukan untuk jaringan skala kecil. Sedangkan routing dinamis bias diterapkan di jaringan skala besar dan membutuhkan kemampuan lebih dari administrator.

Tujuan Protokol routing

• Tujuan utama dari routing protokol adalah untuk membangun dan memperbaiki table routing.
• Tabel ini berisi jaringan-jaringan dan interface yang berhungan dengan jaringan tersebut.
• Router menggunakan protokol routing untuk mengatur informasi yang diterima dari router – router lain dan interfacenya masing-masing, sebagaimana yang terjadi di konfigurasi routing secara manual.
• Routing protokol mempelajari semua router yang ada, menempatkan rute yang terbaik ke table routing, dan juga menghapus rute ketika rute tersebut sudah tidak valid lagi.
• Router menggunakan informasi dalam table routing untuk melewatkan paket -paket routed prokol paket routed prokol.
• Algoritma routing adalah dasar dari routing dinamis.
• Kapanpun topologi jaringan berubah karena perkembangan jaringan, konfigurasi ulang atau terdapat masalah di jaringan, maka router akan mengetahui perubahan tersebut.
• Pada saat semua router dalam jaringan pengetahuannya sudah sama semua berarti dapat dikatakan internetwork dalam keadaan konvergen (converged).
• Keadaan konvergen yang cepat sangat diharapkan karena dapat menekan waktu pada saat router meneruskan untuk mengambil keputusan routing yang tidak benar.

Autonomous System

Definisi dari Autonomous System (AS) merupakan bagian dari memahami Routing Protocol. AS merupakan bagian logical dari Jaringan IP yang besar. AS biasanya dimiliki oleh sebuah organisasi jaringan. AS di administrasi oleh sebuah managemen resmi. AS dapat dikoneksikan dengan AS lainnya, baik public maupun private. Ilustrasi tentang AS dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Beberapa routing protocol digunakan untuk menentukan jalur pada sistem AS. Yang lainnya digunakan untuk interkoneksi pada suatu set autonoumous system, yaitu:

• Interior Gateway Protocol (IGP): dengan IGP router dapat saling tukar informasi routing antar AS. Contoh protokol ini antara lain Open Shortest Path First (OSPF) dan Routing Information Protocol (RIP).
• External Gateway Protocol (EGP): dengan EGP router dapat saling tukar hasil akhir (summary) antar AS. Contoh protokol ini antara lain Border Gateway Protocol (BGP)

Tipe IP Routing dan Algoritma IP Routing

Algoritma routing digunakan untuk membangun dan mengatur table routing pada perangkat. Terdapat 2 cara untuk membangun table routing, yaitu:

• Static Routing : routing ini dibangun berdasarkan definisi dari adminstrator. Dengan demikian Administrator harus cermat, satu saja tabel routing salah jariingan tidak terkoneksi
• Dynamic Routing : algoritma ini dapat membuat perangkat router untuk dapat menentukan jalur routingnya secara otomatis, dengan cara menjelajah jaringan tersebut dan bertukar informari routing antar router. Terdapat 3 kategori tentang algoritma dinamik, yaitu:
  • Distance Vector
  • Link State
  • Hybrid

Routing statis (Static Routing)

Routing static adalah entri suatu route yang dilakukan oleh seorang administrator untuk mengatur jalur dari sebuah paket data. Entri routing table bisa dilakukan dengan program yang terdapat pada perangkat tersebut.

Cara kerja routing statis dapat dibagi menjadi 3 bagian:

• Administrator jaringan yang mengkonfigurasi router
• Router melakukan routing berdasarkan informasi dalam tabel routing
• Routing statis digunakan untuk melewatkan paket data Seorang administrator harus menggunakan perintah ip route secara manual untuk mengkonfiguras router dengan routing statis.

Kelebihan dan kekurangan Routing Statis

Kelebihan:

• Meringankan kerja prosesor yang ada pada router
• Tidak ada BW yg digunakan utk pertukaran informasi isi tabel routing antar router
• Tingkat keamanan lebih tinggi vs mekanisme lainnya

Kekurangan:

• Admin harus mengetahui informasi tiap-tiap router yg terhubung jaringan
• Jika terdapat penambahan/perubahan topologi jaringan admin harus mengubah isi tabel routing
• Tidak cocok untuk jaringan yang besar

Distance Vector Routing

Routing ini menggunakan algoritma Bellman-Ford. Dimana tiap router pada jaringan memiliki informasi jalur mana yang terpendek untuk menghubungi segmen berikutnya. Kemudian antar router akan saling mengirimkan informasi tersebut, dan akhirnya jalur yang lebih pendek akan lebih sering dipilih untuk menjadi jalur menuju ke host tujuan. Protokol yang menggunakan algoritma ini yaitu RIP.

Router B menerima informasi dari Router A. Router B menambahkan nomor distance vector, seperti jumlah hop. Jumlah ini menambahkan distance vector. Router B melewatkan table routing baru ini ke router-router tetangganya yang lain, yaitu Router C. Proses ini akan terus berlangsung untuk semua router.

Algoritma ini mengakumulasi jarak jaringan sehingga dapat digunakan untuk memperbaiki database informasi mengenai topologi jaringan. Bagaimanapun, algoritma distance vector tidak mengijinkan router untuk mengetahui secara pasti topologi internetwork karena hanya melihat router-router tetangganya.

Proses Discovery

Setiap router yang menggunakan distance vector pertama kali mengidentifikasi router-router tetangganya. Interface yang terhubung langsung ke router tetangganya mempunyai distance 0. Router yang menerapkan distance vector dapat menentukan jalur terbaik untuk menuju ke jaringan tujuan berdasarkan informasi yang diterima dari tetangganya. Router A mempelajari jaringan lain berdasarkan informasi yang diterima dari router B. Masing-masing router lain menambahkan dalam table routingnya yang mempunyai akumulasi distance vector untuk melihat sejauh mana jaringan yang akan dituju. Seperti yang dijelakan oleh gambar berikut ini.

Update table routing terjadi ketika terjadi perubahan toplogi jaringan. Sama dengan proses discovery, proses update perubahan topologi step-by-step dari router ke router. Gambar 9.3 menunjukkan algoritma distance vector memanggil ke semua router untuk mengirim ke isi table routingnya. Table routing berisi informasi tentang total path cost yang ditentukan oleh metric dan alamat logic dari router pertama dalam jaringan yang ada di isi table routing, sperti yang diterangkan oleh gambar di bawah ini.

Analogi distance vector dapat digambarkan dengan jalan tol. Tanda yang menunjukkan titik menuju ke tujuan dan menunjukkan jarak ke tujuan. Dengan adanya tanda-tanda seperti itu pengendara dengan mudah mengetahui perkiraan jarak yang akan ditempuh untuk mencapai tujuan. Dalam hal ini jarak terpendek adalah rute yang terbaik.

Algoritma link-state juga dikenal dengan algoritma Dijkstra atau algoritma shortest path first (SPF). Algoritma ini memperbaiki informasi database dari informasi topologi. Algoritma distance vector memiliki informasi yang tidak spesifik tentang distance network dan tidak mengetahui jarak router. Sedangkan algortima link-state memperbaiki pengetahuan dari jarak router dan bagaimana mereka inter-koneksi. Fitur-fitur yang dimiliki oleh routing link-state adalah:

• Link-state advertisement (LSA) – adalah paket kecil dari informasi routing yang dikirim antar router
• Topological database – adalah kumpulan informasi yang dari LSA-LSA
• SPF algorithm – adalah hasil perhitungan pada database sebagai hasil dari pohon SPF
• Routing table – adalah daftar rute dan interface

Dengan menggunakan algoritma pengambilan keputusan Shortest Path First (SPF), informasi LSA tersebut akan diatur sedemikian rupa hingga membentu suatu jalur routing. Ilustrasi SPF dapat dilihat pada Gambar berikut ini.

Ketika router melakukan pertukaran LSA, dimulai dengan jaringan yang terhubung langsung tentang informasi yang mereka miliki. Masing-masing router membangun database topologi yang berisi pertukaran informasi LSA.

Algoritma SPF menghitung jaringan yang dapat dicapai. Router membangun logical topologi sebagai pohon (tree), dengan router sebagai root. Topologi ini berisi semua rute-rute yang mungkin untuk mencapai jaringan dalam protokol link-state internetwork. Router kemudian menggunakan SPF untuk memperpendek rute. Daftar rute-rute terbaik dan interface ke jaringan yang dituju dalam table routing. Link-state juga memperbaiki database topologi yang lain dari elemen-elemen topologi dan status secara detail.

Router pertama yang mempelajari perubahan topologi link-state melewatkan informasi sehingga semua router dapat menggunakannya untuk proses update. Gambar 10.3 adalah informasi routing dikirim ke semua router dalam internetwork. Untuk mencapai keadaan konvergen, setiap router mempelajari router-router tetangganya. Termasuk nama dari router-router tetangganya, status interface dan cost dari link ke tetangganya. Router membentuk paket LSA yang mendaftar informasi ini dari tetangga-tetangga baru, perubahan cost link dan link-link yang tidak lagi valid. Paket LSA ini kemudian dikirim keluar sehinggan semua router-router lain menerima itu.

Pada saat router menerima LSA, ia kemudian meng-update table routing dengan sebagian besar informasi yang terbaru. Data hasil perhitungan digunakan untuk membuat peta internetwork dan lagoritma SPF digunakan untuk menghitung jalur terpendek ke jaringan lain. Setiap waktu paket LSA menyebabkan perubahan ke database link-state, kemudian SPF melakukan perhitungan ulang untuk jalur terbaik dan meng-update table routing. Ada beberapa titik berat yang berhubungan dengan protokol link-state:

• Processor overhead
• Kebutuhan memori
• Konsumsi bandwidth

Router-router yang menggunakan protokol link-state membutuhkan memori lebih dan proses data yang lebih daripada router-router yang menggunakan protokol distance vector. Router link-state membutuhkan memori yang cukup untuk menangani semua informasi dari database, pohon topologi dan table routing. Gambar 10.4 menunjukkan inisialisasi paket flooding link-state yang mengkonsumsi bandwidth. Pada proses inisial discovery, semua router yang menggunakan protokol routing link-state mengirimkan paket LSA ke semua router tetangganya. Peristiwa ini menyebabkan pengurangan bandwidth yang tersedia untuk me-routing trafik yang membawa data user. Setelah inisial flooding ini, protokol routing link-state secara umum membutuhkan bandwidth minimal untuk mengirim paket-paket LSA yang menyebabkan perubahan topologi.

Hybrid Routing

Routing merupakan gabungan dari Distance Vector dan Link State routing. Contoh penggunaan algoritma ini adalah EIGRP.

Routing protokol yang menggunakan algoritma distance vector, yaitu algortima BellmanFord. Pertama kali dikenalkan pada tahun 1969 dan merupakan algoritma routing yang pertama pada ARPANET.

Versi awal dari routing protokol ini dibuat oleh Xerox Parc’s PARC Universal Packet Internetworking dengan nama Gateway Internet Protocol. Kemudian diganti nama menjadi Router Information Protocol (RIP) yang merupakan bagian Xerox network Services.

Versi dari RIP yang mendukung teknologi IP dimasukkan dalam BSD system sebagai routed daemon.

Spesifikasi RIP dapat dilihat di RFC 1058.

RIP yang merupakan routing protokol dengan algoritma distance vector, yang menghitung jumlah hop (count hop) sebagai routing metric. Jumlah maksimum dari hop yang diperbolehkan adalah 15 hop. Tiap RIP router saling tukar informasi routing tiap 30 detik, melalui UDP port 520. Untuk menghindari loop routing, digunakan teknik split horizon with poison reverse. RIP merupakan routing protocol yang paling mudah untuk di konfigurasi.

Untuk memperepat proses dikenal juga trigger update. Jika terjadi perubahan info routing, router tidak perlu menunggu waktu selang normal untuk mengirimkan perubahan informasi routing tapi sesegera mungkin

RIP memiliki 3 versi yaitu RIPv1, RIPv2, RIPng

• RIPv1 didefinisikan pada RFC 1058, dimana menggunakan classful routing, tidak menggunakan subnet. Tidak mendukung Variable Length Subnet Mask (VLSM).
• RIPv2 hadir sekitar tahun 1994, dengan memperbaiki kemampuan akan Classless Inter-Domain Routing. Didefinisikan pada RFC 2453.
• RIPng merupakan protokol RIP untuk IPv6. Didefinisikan pada RFC 2080.

Open Shortest Path First (OSPF)

OSPF merupakan routing protocol berbasis link state, termasuk dalam interior Gateway Protocol (IGP). Menggunakan algoritma Dijkstra untuk menghitung shortest path first (SPF). Menggunakan cost sebagai routing metric. Setelah antar router bertukar informasi maka akan terbentuk database link state pada masing-masing router.

OSPF mungkin merupakan IGP yang paling banyak digunakan. Menggunakan metode MD5 untuk autentikasi antar router sebelum menerima Link-state Advertisement (LSA). Dari awak OSPF sudah mendukung CIDR dan VLSM, berbeda dengan RIP. Bahkan untuk OSPFv3 sudah mendukung untuk IPv6.

Router dalam broadcast domain yang sama akan melakukan adjacencies untuk mendeteksi satu sama lainnya. Pendeteksian dilakukan dengan mendengarkan “Hello Packet”. Hal ini disebut 2 way state. Router OSPF mengirimkan “Hello Packet” dengan cara unicast dan multicast. Alamat multicast 224.0.0.5 dan 224.0.0.6 digunakan OSPF, sehingga OSPF tidak menggunakan TCP atau UDP melainkan IP protocol 89.

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)

EIGRP merupakan routing protocol yang dibuat CISCO. EIGRP termasuk routing protocol dengan algoritma hybrid. EIGRP menggunakan beberapa terminologi, yaitu:

• Successor : istilah yang digunakan untuk jalur yang digunakan untuk meneruskan paket data.
• Feasible Successor : istilah yang digunakan untuk jalur yang akan digunakan untuk meneruskan data apabila successor mengalami kerusakan.
• Neighbor table : istilah yang digunakan untuk tabel yang berisi alamat dan interface untuk mengakses ke router sebelah
• Topology table : istilah yang digunakan untuk tabel yang berisi semua tujuan dari router sekitarnya.
• Reliable transport protocol : EIGRP dapat menjamin urutan pengiriman data

Perangkat EIGRP bertukar informasi hello packet untuk memastikan daerah sekitar. Pada bandwidth yang besar router saling bertukar informasi setiap 5 detik, dan 60 detik pada bandwidth yang lebih rendah.

Border Gateway Protocol (BGP)

BGP adalah router untuk jaringan external. BGP digunakan untuk menghidari routing loop pada jaringan internet. Standar BGP menggunakan RFC 1771 yang berisi tentang BGP versi 4.

Konsep dan terminologi BGP

Konsep dan terminologi dapat dilihat pada Gambar berikut ini.

• BGP Speaker : Router yang mendukung BGP
• BGP Neighbor (pasangan) : Sepasang router BGP yang saling tukar informasi. Ada 2 jenis tipe tetangga (neighbor):
  • Internal (IBGP) neighbor : pasangan BGP yang menggunakan AS yang sama.
  • External (EBGP) neighbor : pasangan BGP yang menggunakan AS yang berbeda.
• BGP session : sesi dari 2 BGP yang sedang terkoneksi
• Tipe traffik:
  • Lokal : trafik lokal ke AS
  • Transit : semua trafik yang bukan local
• Tipe AS:
  • Stub : bagian AS yang terkoneksi hanya 1 koneksi dengan AS.
  • Multihomed : bagian ini terkoneksi dengan 2 atau lebih AS, tetapi tidak meneruskan trafik transit.
  • Transit : bagian ini terkoneksi dengan 2 atau lebih AS, dan meneruskan paket lokal dan transit
• Nomer AS : 16 bit nomer yang unik
• AS path : jalur yang dilalui oleh routing dengan nomer AS
• Routing Policy : aturan yang harus dipatuhi tentang bagaimana meneruskan paket.
• Network Layer Reachability Information (NLRI) : digunakan untuk advertise router.
• Routes dan Path : entri tabel routing

Operasional BGP

BGP neighbor, peer, melakukan koneksi sesuai dengan konfigurasi manual pada perangkat router dan membuat jalur TCP dengan port 179. BGP speaker akan mengirimkan 19 byte pesan keepalive untuk menjaga konektivitas (dilakukan tiap 60 detik).

Pada waktu BGP berjalan pada dalam sistem AS, melakukan pengolahan informasi routing IBGP hingga mencapai administrative distance 200. Ketika BGP berjalan diantara sistem AS, maka akan melakukan pengolahan informasi routing EBGP hingga mencapai administrative distance 20. BGP router yang mengolah trafik IBGP disebut transit router. Router yang berada pada sisi luar dari sistem AS dan menggunakan EBGP akan saling tukar informasi dengan router ISP.

Semakin bertambahnya jaringan akan mengakibatkan jumlah table routing yang semakin banyak pada router BGP. Untuk mengatasi hal tersebut dapat dilakukan : route reflector (RFC 2796) dan Confederation (RFC 3065).

Router reflector akan mengurangi jumlah koneksi yang dibutuhkan AS. Dengan sebuah router ( atau dua router untuk redundansi) dapat dijadikan sebagai router reflector (duplikasi router), sehingga router yang lainnya dapat digunakan sebagai peer.

Confederation digunakan untuk jaringan AS dengan skala besar, dan dapat membuat jalan potong sehingga internal routing pada AS akan mudah di manaj. Confederation dapat dijalankan bersamaan dengan router reflector

Proses Routing di sistem UNIX

Selain dengan menggunakan mesin Router. Routing protocol juga dapat dijalankan pada sistem UNIX dengan bantuan beberapa aplikasi antara lain :

• RouteD : mendukung interior routing dengan mengimplementasikan RIP
• GateD : mendukung interior dan eksterior routing dengan mengimplementasikan OSPF, RIPv2, BGP-4
• Quagga : mendukung interior dan ekterior routing dengan mengimplementasikan OSPFv3, RIPv1, RIPv2, RIPng, BGP4

Referensi

Hadi M. Z. S. Protokol Routing. Surabaya: Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS)

Sukaridhoto S. 2014. Buku Jaringan Komputer I. Surabaya: Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS)

Syamsu S. Modul Jaringan Komputer. STMIK AKBA