Cara Kerja Routing dan Pemahaman

Nama : Randy Bagus Nurrizkianto

NPM : 55415642

Kelas : 4IA09

Tugas 

Assalamualaikum.wr.wb saya ingin membuat sebuah ringkasan materi agar dapat dengan mudah dibaca dan dipelajari teman-teman terutama saya pribadi dengan tujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah Pemrograman Jaringan** yang diajarkan oleh dosen Ibu Arum Tri Iswari Purwanti

Protocol Routing IP

Protocol Routing menurut wikipedia adalah menentukan bagaimana router berkomunikasi satu sama lain, mendistribusikan dua node di jaringan yang mana itu merupakan suatu aturan dalam mempertukarkan informasi routing yang akan membentuk sebuah tabel routing sehingga pengalamatan pada packet data yang akan dikirim menjadi lebih jelas dan routing protocol mencari rute tersingkat untuk mengirim paket data menuju alamat yang dituju.

gini deh biar enak kita pahami terminologi routing dulu ya , soalnya ada beberapa istilah yang harus kita pahami

misalnya :

IP Routing (Aktifitas forwarding IP Packet) yang dilakukan oleh router

IP Packet (Anggaplah seperti surat di analogi kantor pos)

gampangnya IP adalah routed protocol, sedangkan RIP,IGRP, OSPF dan lain-lain adalah Routing Protocol.

Objeknya adalah IP Packet , Pelakunya adalah Router.

Secara pemahaman yang perlu diketahui oleh router dalam routing packet :

-Melihat network dari tujuan sebuah paket ip

-Rute menuju remote network dan memilih rute mana yang terbaik

-Memaintain tabel routing

jadi gini , router itu hanya melihat network addressnya aja , gak peduli mengenai host dan alamat ip address hostnya dan dimana lokasinya. makanya kalo menggunakan routing static yang harus dipahami adalah mau kemana , lewat mana. ngerti ora son ?

selanjutnya , baru memilih rute terbaik. hayo gimana ?

berdasarkan tabel routing dapat kita lihat mau dirouting kemana (Command Cisco: show ip route) nanti akan muncul semua route.

Isi tabel routing :

-Alamat Network

-Rute Menuju Alamat Network

Dah, ini akan kita bahas di lain kesempatan. Sebagai catatan, berikut adalah nilai default administrative distance routing protocol di cisco.

Routing Protocol	AD Value
Connected	0
Static	1
eBGP	20
EIGRP (internal)	90
IGRP	100
OSPF	110
IS-IS	115
RIP	120
EIGRP (external)	170
iBGP	200
EIGRP summary route	5

Memaintain Routing table

ada dua tipe routing nih:

1. Static Routing : admin sendiri yang mengkofigurasi secara manual alamat network,

rute menuju alamat network tersebut, dan metricnya.

2.Dynamic Routing: Router akan saling bertukar informasi routing ke router tetangganya.

ada sedikit catatan nih guys:

-Router tidak tau bentuk topologi, router cuma melihat tabel routingnya.

-Router tidak peduli alamat ip dan lokasi host ada dimana, dia hanya perlu tahu alamat networknya

-Kalau network tersebut terhubung langsung dengannya maka tidak perlu konfigurasi apa-apa, router sudah tau rute menuju network tersebut.

-Sebaliknya, kalau tujuan paketnya adalah di remote network, maka tabel routing perlu dibuat, dengan static atau dynamic routing

Routing Information Protocol

Proses RIP beroperasi dari port 520 UDP; semua pesan RIP di enkapsulasi dalam sebuah segment UDP dengan kedua port source dan destination di set 520. RIP mendefinisikan 2 jenis pesan (message): Request messages dan Response messages. Request message digunakan untuk meminta router neighbor mengirimkan update. Response message membawa update. Metric yang digunakan oleh RIP adalah hop count, dengan 1 menandakan network yang terhubung langsung (directly connected) dan 16 menandakan network unreachable.

Pada saat pertama kali aktif, RIP mem-broadcast keluar sebuah paket yang membawa Request message melalui semua interface yang mengenable RIP. Proses RIP kemudian memasuki fase mendengarkan Request RIP atau mengirimkan Response message. Neighbor yang menerima pesan Request akan mengirimkan Response yang berisi tabel routing mereka.

Ketika router yang merequest menerima Response message, router akan memproses informasi yang ada didalamnya. Jika terdapat entri route tertentu yang belum dikenali, maka router akan memasukkannya kedalam tabel routing beserta address dari router yang meng-advertise paket. Jika terdapat entri route yang ternyata sudah ada didalam tabel routing, maka entri yang sudah ada akan digantikan hanya jika entri route yang baru memiliki hop count yang lebih rendah. Jika hop count yang baru lebih tinggi daripada hop count yang telah tersimpan dan paket update berasal dari router next-hop yang tersimpan dalam tabel, maka entri route akan ditandai sebagai unreachable selama waktu yang terdapat dalam holddown period. Jika holddown period telah berakhir dan neighbor yang sama masih tetap meng-advertise entri dengan hop count yang lebih tinggi tersebut, maka metric yang baru (yang lebih tinggi) akan diterima.

RIP Timers and Fitur-Fitur Kestabilan

Setelah startup, router dengan tanpa sebab akan mengirimkan Response message ke semua interface yang mengaktifkan RIP setiap 30 detik. Response message, disebut juga update, berisi seluruh tabel routing dengan pengecualian entri-entri yang ditolak oleh aturan split horizon. Update timer yang menginisiasi periode update ini menyertakan variabel random untuk mencegah terjadinya sinkronisasi. Hasilnya, waktu antara update individu dari proses RIP yang regular berkisar antara 25 sampai 35 detik. Variabel random spesifik yang digunakan oleh Cisco IOS, RIP_JITTER, mengurangi sampai dengan 15 %(4.5 detik) dari waktu update. Karena itu, update dari route Cisco bervariasi antara 25.5 sampai 30 detik. Address destination untuk update adalah address broadcast (255.255.255.255).

Beberapa timer yang lain juga digunakan dalam RIP. Seperti yang dibahas dalam protokol routing distance vector, sebuah timer yang disebut invalidation timer, yang digunakan oleh protokol distance vector digunakan untuk membatasi seberapa lama sebuah entri route dapat berada pada tabel routing tanpa di update. RIP menamakan timer ini sebagai expiration timeratau timeout. Cisco IOS menyebutnya invalid timer. Expiration timer dimulai dari 180 detik saat sebuah entri route baru dimasukkan dan akan di reset pada nilai awal setiap kali ada update yang didapat untuk entri route tersebut. Jika sebuah update untuk entri route tidak pernah diterima dalam waktu 180 detik (6 kali periode update), maka hop count dari entri route tersebut akan di set menjadi 16, yang berarti akan dianggap unreachable.

Timer yang lain, garbage collection atau flush timer, di set sebesar 240 detik, 60 detik lebih lama dari expiration timer, sebuah entri route akan di advertise dengan metric unreachable sampai flush timer ini berakhir, yang kemudian entri route akan dihapus dari tabel routing. Contoh berikut menunjukkan tabel routing yang didalamnya terdapat entri route yang ditandai sebagai unreachable tetapi belum dihapus dari tabel routing.

Timer ketiga yang dimiliki RIP adalah holddown timer. Sebuah update dengan hop count yang lebih besar daripada metric yang tersimpan dalam tabel routing akan menyebabkan entri route mengalami holddown timer selama 180 detika (6 kali periode update).

Timer-timer ini dapat dimanipulasi dengan perintah berikut:

timers basic update invalid holddown flush

Perintah ini mempengaruhi keseluruhan proses RIP. Jika timing dari salah satu router berubah, maka timing dari semua router dalam domain RIP akan berubah. Karena itu, timer-timer ini tidak seharusnya diubah dari nilai defaultnya tanpa alasan yang spesifik.

RIP mengimplementasikan split horizon with poison reverse dan triggered update. Triggered update akan terjadi setiap kali terjadi perubahan pada metric dari sebuah entri route, dan tidak seperti update regular yang terjadwal, trigered update hanya menyertakan entri-entri yang mengalami perubahan saja. Dan juga triggered update tidak menyebabkan router penerima mereset udpate timer; jika tidak, maka perubahan topologi dapat menyebabkan banyak router harus mereset update timer pada saat bersamaan dan hal itu dapat menyebabkan update regular menjadi sinkron. Untuk menghindari seringnya terjadi trigered update setelah terjadi perubahan topologi, digunakanlah sebuah timer lain. Ketika triggered update dikirimkan, maka timer ini secara random di set antara 1 dan 5 detik, dalam rentang waktu ini, triggered update yang lain tidak boleh dikirimkan.

Beberapa host boleh saja menjalankan RIP dalam mode “silent“. Dinamakan demikian karena host tersebut tidak mengirimkan update RIP, tetapi selalu mendengarkan update-update RIP dan mengupdate tabel routing mereka berdasarkan pesan yang diterima. Misalnya, mesin unix yang menggunakan routed dengan parameter -q berarti mengaktifkan RIP dalam mode silent.

Format RIP Message

Format  RIP message ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Setiap message berisi perintah dan nomor versi dan dapat juga berisi entri-entri sampai dengan 25 entri route. Setiap entri route menyertakan IP address yang dapat dijangkau oleh route, dan hop count untuk entri route tersebut. Jika sebuah router harus mengirimkan update yang berisi lebih dari 25 entri route, maka router tersebut harus membuat RIP message lebih banyak. Ukuran inisial message sebesar 4 octet, dan setiap entri route sebesar 20 octet. Karena itu, ukuran maksimum RIP message adalah 4+(25×20)=504 octet. Jika termasuk 8-byte header UDP maka ukuran message jadi sebesar 512 octet (tidak termasuk IP header).

Command akan selalu di set 1 yang menandakan Request message, atau 2, yang menandakan Response message.

Version akan di set 1 untuk RIP versi 1.

Address Family Identifier di set 2 untuk IP. Satu-satunya pengecualian untuk field ini adalah request untuk tabel routing penuh sebuah router.

IP Address adalah address destination dari sebuah entri route. Entri ini dapat berupa address major network, sebuah subnet, atau host.

Metric adalah hop count yang akan di set antara 1 sampai 16.

Tipe Request Message

Request message RIP dapat merequest keseluruhan tabel routing atau informasi untuk entri route spesifik. Untuk kasus pertama, Request message akan memiliki entri route tunggal yang didalamnya berisi address di set nol, (0.0.0.0) dan metric 16. Mesin yang menerima request seperti ini akan memberikan tanggapan dengan cara mengirimkan pesan unicast yang berisi seluruh tabel routing kepada mesin yang merequest, kecuali entri route yang dibatasi oleh split horizon dan boundary summarization.

Beberapa proses diagnostik bisa saja membutuhkan informasi spesifik tentang sebuah atau beberapa route. Dalam kasus seperti ini, Request message akan dikirimkan dengan entri yang berisi address yang dibutuhkan. Mesin yang menerima request ini akan memproses entri-entri satu persatu, kemudian membuat Response message berdasarkan request. Jika mesin/router memiliki entri pada tabel routing yang bersesuaian dengan address yang di request, maka router akan memasukkan metric untuk entri routenya kedalam field metric. Jika tidak, maka field metric akan di set 16. Response akan memberitahukan apa yang persisnya diketahui oleh router, dengan tanpa mempertimbangkan split horizon ataupun boundary summarization.

Seperti yang telah disebutkan diatas, host/mesin bisa saja menjalankan RIP dalam mode silent. Pendekatan ini memungkinkan mesin tersebut untuk tetap menjaga tabel routing nya tetap up-to-date dengan cara mendengarkan setiap pesan update RIP dari router-router lain tanpa harus mengirimkan Response message kedalam network. Akan tetapi, untuk proses diagnostika, kemungkinan akan dibutuhkan untuk memeriksa tabel routing yang ada pada mesin silent tersebut. Karena itu RFC 1058 menetapkan bahwa jika sebuah mesin silent menerima request dari port UDP yang bukan standard 520, maka host harus memberikan response.

Interior Gateway Routing Protocol

IGRP merupakan suatu penjaluran jarak antara vektor protokol, bahwa masing-masing penjaluran bertugas untuk mengirimkan semua atau sebagian dari isi table penjaluran dalam penjaluran pesan untuk memperbaharui pada waktu tertentu untuk masing-masing penjaluran.

Penjaluran memilih alur yang terbaik antara sumber dan tujuan. Untuk menyediakan fleksibilitas tambahan, IGRP mengijinkan untuk melakukan penjaluran multipath. Bentuk garis equal bandwidth dapat menjalankan arus lalu lintas dalam round robin, dengan melakukan peralihan secara otomatis kepada garis kedua jika sampai garis kesatu turun.

Gambar IGRP

Isi dari informasi routing adalah: 

• Identifikasi tujuan baru,
• Mempelajari apabila terjadi kegagalan. 
• 
  

IGRP mengirimkan update routing setiap interval 90 detik. Update ini advertise semua jaringan dalam AS. Kunci desain jaringan IGRP adalah:

• Secara otomatis dapat menangani topologi yang komplek
• Kemampuan ke segmen dengan bandwidth dan delay yang berbeda
• Skalabilitas, untuk fungsi jaringan yang besar
• 
  

Secara default, IGRP menggunakan bandwidth dan delay sebagai metric. Untuk konfigurasi tambahan, IGRP dapat dikonfigurasi menggunakan kombinasi semua varibel atau yang disebut dengan Composite Metric. Variabel-variabel itu misalnya: bandwidth, delay, load, reliability 

Operasi IGRP

Masing-masing penjaluran secara rutin mengirimkan masing-masing jaringan lokal kepada suatu pesan yang berisi salinan tabel penjaluran dari tabel lainnya. Pesan ini berisi tentang biaya-biaya dan jaringan yang akan dicapai untuk menjangkau masing-masing jaringan tersebut. Penerima pesan penjaluran dapat menjangkau semua jaringan didalam pesan sepanjang penjaluran yang bisa digunakan untuk mengirimkan pesan.

Tujuan dari IGRP

• Penjaluran stabil dijaringan kompleks sangat besar dan tidaka ada pengulangan penjaluran.
• Overhead rendah, IGRP sendiri tidak menggunakan bandwidth yang diperlukan untuk tugasnya.
• Pemisahan lalu lintas antar beberapa rute paralel.
• Kemampuan untuk menangani berbagai jenis layanan dengan informasi tunggal.
• Mempertimbangkan menghitung laju kesalahan dan tingkat lalu lintas pada alur yang berbeda.
• Penjaluran stabil dijaringan kompleks sangat besar dan tidaka ada pengulangan penjaluran
• Overhead rendah, IGRP sendiri tidak menggunakan bandwidth yang diperlukan untuk tugasnya
• 
  

Perubahan IGRP

Kemudian setelah melalui proses pembaharuan IGRP kemudian menjadi EIGRP (Enhanced IGRP), persamaannya adalah IGRP dan EIGRP sama-sama kompatibel dan antara router-router yang menjalankan EIGRP dan IGRP dengan autonomous system yang sama akan langsung otomatis terdistribusi. Selain itu EIGRP juga akan memberikan tagging external route untuk setiap route yang berasal dari:

• Routing protocol non EIGRP.
• Routing protocol IGRP dengan AS number yang sama.

Open Shortest Path First

Open Shortest Path First (OSPF) adalah sebuah protokol routing otomatis (Dynamic Routing) yang mampu menjaga, mengatur dan mendistribusikan informasi routing antar network mengikuti setiap perubahan jaringan secara dinamis. Pada OSPF dikenal sebuah istilah Autonomus System (AS) yaitu sebuah gabungan dari beberapa jaringan yang sifatnya routing dan memiliki kesamaan metode serta policy pengaturan network, yang semuanya dapat dikendalikan oleh network administrator. Dan memang kebanyakan fitur ini diguakan untuk management dalam skala jaringan yang sangat besar. Oleh karena itu untuk mempermudah penambahan informasi routing dan meminimalisir kesalahan distribusi informasi routing, maka OSPF bisa menjadi sebuah solusi.

OSPF termasuk di dalam kategori IGP (Interior Gateway Protocol) yang memiliki kemapuan Link-State dan Alogaritma Djikstra yang jauh lebih efisien dibandingkan protokol IGP yang lain. Dalam operasinya OSPF menggunakan protokol sendiri yaitu protokol 89.

Cara Kerja OSPF

Berikut adalah sedikit gambaran mengenai prinsip kerja dari OSPF: 

• Setiap router membuat Link State Packet (LSP)
• Kemudian LSP didistribusikan ke semua neighbour menggunakan Link State Advertisement (LSA) type 1 dan menentukan DR dan BDR dalam 1 Area.
• Masing-masing router menghitung jalur terpendek (Shortest Path) ke semua neighbour berdasarkan cost routing.
• Jika ada perbedaan atau perubahan tabel routing, router akan mengirimkan LSP ke DR dan BDR melalui alamat multicast 224.0.0.6
• LSP akan didistribusikan oleh DR ke router neighbour lain dalam 1 area sehingga semua router neighbour akan melakukan perhitungan ulang jalur terpendek.

Konfigurasi OSPF - Backbone Area

OPSF merupakan protokol routing yang menggunakan konsep hirarki routing, dengan kata lain OSPF mampu membagi-bagi jaringan menjadi beberpa tingkatan. Tingakatan-tingkatan ini diwujudkan dengan menggunakan sistem pengelompokan yaitu area.

OSPF memiliki beberapa tipe area diantaranya:

• Bakcbone - Area 0 (Area ID 0.0.0.0) -> Bertanggung jawab mendistribusikan informasi routing antara non-backbone area. Semua sub-Area HARUS terhubung dengan backbone secara logikal.
• Standart/Default Area -> Merupakan sub-Area dari Area 0. Area ini menerima LSA intra-area dan inter-area dar ABR yang terhubung dengan area 0 (Backbone area).
• Stub Area -> Area yang paling "ujung". Area ini tidak menerima advertise external route (digantikan default area).
• Not So Stubby Area -> Stub Area yang tidak menerima external route (digantikan default route) dari area lain tetapi masih bisa mendapatkan external route dari router yang masih dalam 1 area.

Algoritma Bellman Ford

Algoritma Bellman-Ford menghitung jarak terpendek (dari satu sumber) pada sebuah graf berbobot. Maksudnya dari satu sumber ialah bahwa ia menghitung semua jarak terpendek yang berawal dari satu titik node. Algoritma Dijkstra dapat lebih cepat mencari hal yang sama dengan syarat tidak ada sisi (edge) yang berbobot negatif. Maka Algoritma Bellman-Ford hanya digunakan jika ada sisi berbobot negatif. Muncul nya Algoritma ini cukup membantu jika bobot dari suatu graf bernilai negatif.

Pengaplikasian algoritma bellman ford dalam routing:

Dalam routing algoritma Bellman-Ford adalah digunakan dalam distance vector routing protocol, misalnya Routing Information Protocol (RIP). Algoritma ini didistribusikan karena melibatkan jumlah node (router) dalam Autonomous system, koleksi jaringan IP biasanya dimiliki oleh ISP. Adapun langkah-langkah nya sebagai berikut:

• Setiap node menghitung jarak antara dirinya dan semua node lain dalam AS dan menyimpan informasi ini sebagai sebuah tabel.

• Setiap node mengirimkan tabel ke semua node tetangga.

• Ketika sebuah node menerima tabel jarak dari tetangganya, ia menghitung rute terpendek ke semua node lainnya dan update tabel sendiri untuk menggambarkan perubahan yang terjadi

Kelemahan utama dari algoritma Bellman-Ford adalah sebagai berikut:

•  Kurang baik untuk jaringan berskala besar

•  Perubahan topologi jaringan tidak berjalan dengan cepat karena update tersebar node-by-node.

• Menghitung sampai tak terhingga (jika link atau node mengalami sebuat kegagalan maka node tidak dapat dicapai dari beberapa set node lain, node yang lain dapat menghabiskan waktu untuk looping sampai tak terhingga secara bertahap meningkatkan perkiraan mereka dari kegagalan itu, dan sementara itu mungkin ada routing loop).

Contoh algoritma bellman ford :

 Langkah Pertama

Langkah Kedua

Langkah Ketiga

 

Langkah Keempat

 

Langkah Kelima

 

Langkah Keenam

 

Langkah Ketujuh

 

Daftar Pustaka

1. Setiawan A. CCNA (Cisco Certified Network Associate) Lab Guide. 1st ed. Bandung: Nixtrain.com; 2015.
2. Garden H, Hardware C. How Routing Algorithms Work [Internet]. HowStuffWorks. 2018 [cited 1 May 2018]. Available from: https://computer.howstuffworks.com/routing-algorithm.htm
3. DiMarzio J. Routing 101: Routing Algorithms | Routing Algorithms Within Routing Protocols | InformIT [Internet]. Informit.com. 2018 [cited 1 May 2018]. Available from: http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=27267
4. Routing Algorithms (Distance Vector, Link State) [Internet]. Gradeup.co. 2018 [cited 1 May 2018]. Available from: https://gradeup.co/routing-algorithms-distance-vector-link-state-i-8dee4488-bdb9-11e5-acbb-5811f018252d
5.  Konfigurasi dasar ospf Mikrotik
6. http://users.informatik.uni-halle.de/~jopsi/dinf503/chap12.shtml