Routing Algorithm* *J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved. Industrial Engineering Faculty System Information Program 2015

(1)

Routing Algorithm*

Industrial Engineering Faculty

System Information Program

(2)

Outline

• Introduction

• Link State

(3)

Introduction

Routing adalah proses dimana suatu router

memforward paket ke jaringan yang dituju. Suatu

router membuat keputusan berdasarkan IP address

yang dituju oleh suatu paket.

Algoritma routing pada suatu jaringan adalah

suatu mekanisme untuk menentukan rute yang harus

dilalui oleh paket yang berasal dari suatu node sumber

ke node tujuan pada jaringan tersebut.

Tujuan

utama dari algoritma routing adalah memilih rute,

yang menghubungkan node awal dengan node akhir,

dengan total delay setiap paket paling minimal.

(4)

Dasar-Dasar Routing

Router menyimpan routing table yang

menggambarkan bagaimana menemukan

network-network remote. Untuk bisa melakukan routing

paket, ada hal-hal yang harus diketahui yaitu:

• Alamat tujuan

• Router-router tetangga dari mana sebuah router bisa

mempelajari tentang network remote

• Route yang mungkin ke semua network remote

(5)

Jenis Konfigurasi Routing

a.

Routing Statis

:

Routing statis terjadi jika Admin secara

manual menambahkan route-route di routing table dari

setiap router.

b.

Routing Default

:

Default routing digunakan untuk merutekan

paket dengan tujuan yang tidak sama dengan routing yang

ada dalam table routing. Secara tipikal router dikonfigurasi

dengan cara routing default ke trafik internet.

c.

Routing Dinamis : Routing dinamis adalah ketika routing

protocol digunakan untuk menemukan network dan

melakukan update routing table pada router. Dan ini lebih

mudah daripada menggunakan routing statis dan default,

yang membedakan dalam hal proses-proses di CPU router

dan penggunaan bandwidth dari link jaringan

(6)

• Dua cara yang dibahas dalam membangun tabel

Routing :

–

Static Routing

• Dibangun berdasarkan definisi dari administrator

• Administrator harus cermat, satu saja tabel routing salah jaringan tidak terkoneksi

–

Dynamic Routing

• Secara otomatis router jalur routingnya, dengan cara bertukar informasi antar router menggunakan protokol tftp

• Kategori algoritma dinamik : – Distance Vector

– Link State

(7)

(8)

Statik Routing

• rute atau jalur spesifik yang ditentukan oleh user untuk

meneruskan paket dari sumber ke tujuan. Rute ini ditentukan

oleh administrator untuk mengontrol perilaku routing dari IP.

• Merupakan sebuah mekanisme pengisian tabel routing yg

dilakukan oleh admin secara manual pd tiap2 router

Keuntungan

• Meringankan kerja prosesor yg ada pd router

• Tidak ada Bandwidth yang digunakan untuk pertukaran informasi isi

tabel routing antar router

• Tingkat keamanan lebih tinggi vs mekanisme lainnya

Kerugian

• Admin harus mengetahui informasi tiap2 router yg terhubung jaringan

• Jika terdapat penambahan/perubahan topologi jaringan admin harus mengubah isi tabel routing

(9)

(10)

(11)

Routing Protokol

• Routing protocol adalah komunikasi antara

router-router. Routing protocol mengijinkan

router-router untuk sharing informasi tentang

jaringan dan koneksi antar router. Router

menggunakan informasi ini untuk

membangun dan memperbaiki table

routingnya

(12)

Administrative Distance



_{Pada umumnya protocol routing mempunyai struktur}

metric dan algoritma yang berbeda dengan protocol

yang lain. Pada jaringan yang memiliki beberapa routing

protocol, pertukaran informasi routing dan kemampuan

untuk memilih jalur terbaik sangatlah penting.



Administrative distance (AD) adalah fitur yang dimiliki

oleh router untuk memilih jalur terbaik ketika terdapat

dua atau lebih jalur menuju tujuan yang sama dari dua

routing protocol yang berbeda. Administrative distance

menyatakan “reliability” dari sebuah routing protocol.

Tiap routing protocol diprioritaskan terhadap yang lain

dengan bantuan besaran/nilai Administrative Distance

(AD).

(13)

Pemilihan Jalur Tebaik [The Best Path]

 Administrative distance adalah kriteria pertama yang digunakan oleh router untuk menentukan routing protocol yang harus dijalankan, jika terdapat dua routing protocol yang menyediakan jalur untuk tujuan yang sama. AD adalah sebuah ukuran “trustworthiness” dari source of routing information. AD hanya mempunyai local significance, dan tidak melakukan advertise dalam routing update.

 Nilai AD yang lebih kecil, lebih dipercaya/reliable. Contoh, Jika sebuah router menerima informasi tentang jalur menuju jaringan tertentu dari Open Shortest Path First (OSPF) (default administrative distance - 110) dan Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) (default administrative distance - 100), Router akan memilih IGRP karena IGRP lebih dipercaya/reliable karena memiliki AD yang lebih kecil dibandingkan OSPF.

 Jika source address untuk IGRP hilang atau tidak dikenal, maka router akan memilih/menjalankan routing OSPF sampai IGRP aktif kembali.

(14)

Tabel Nilai Default Administrative

Distance (AD) pada Router Cisco

(15)

A Link-State Routing Algorithm

Dijkstra’s algorithm

• net topology, link costs known to all nodes

– accomplished via “link state broadcast”

– all nodes have same info

• computes least cost paths from one node (‘source”) to all other nodes

– gives forwarding table for that node

• iterative: after k iterations,

know least cost path to k dest.’s

Notation:

• c(x,y):

link cost from node x to y; = ∞ if not direct

neighbors

• D(v):

current value of cost of path from source to dest. v

• p(v):

predecessor node along path from source to v

• N':

set of nodes whose least cost path definitively known

(16)

Dijkstra’s algorithm: example

Step 0 1 2 3 4 5 N' u ux uxy uxyv uxyvw uxyvwz D(v),p(v) 2,u 2,u 2,u D(w),p(w) 5,u 4,x 3,y 3,y D(x),p(x) 1,u D(y),p(y) ∞ 2,x D(z),p(z) ∞ ∞ 4,y 4,y 4,y u y

x

w v

z

2 2 1 3 1 1 2 5 3 5

(17)

Dijkstra’s algorithm: example (2)

u y

x

w v

z

Resulting shortest-path tree from u:

v x y w z (u,v) (u,x) (u,x) (u,x) (u,x) destination _link

(18)

Distance Vector Algorithm

Bellman-Ford Equation (dynamic programming)

Define

d

_x

(y) := cost of least-cost path from x to y

Then

d

_x

(y) = min {c(x,v) + d

_v

(y) }

where min is taken over all neighbors v of x

(19)

Bellman-Ford example

u y

x

w v

z

2 2 1 3 1 1 2 5 3 5

Clearly, d

_v

(z) = 5, d

_x

(z) = 3, d

_w

(z) = 3

d

_u

(z) = min { c(u,v) + d

_v

(z),

c(u,x) + d

_x

(z),

c(u,w) + d

_w

(z) }

= min {2 + 5,

1 + 3,

5 + 3} = 4

Node that achieves minimum is next

hop in shortest path

➜

forwarding table

(20)

Distance Vector Algorithm

• D

_x

(y)

= estimate of least cost from x to y

• Node x knows cost to each neighbor v:

c(x,v)

• Node x maintains distance vector

D

_x

=

[D

_x

(y): y є N ]

• Node x also maintains its neighbors’

distance vectors

–

For each neighbor v, x maintains

(21)

x y z x y z 0 2 7 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ fr om cost to fr om fr om x y z x y z 0 fr om cost to x y z x y z ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ cost to x y z x y z ∞ ∞ ∞ _{7 1 0} cost to ∞ 2 0 1 ∞ ∞ ∞ 2 0 1 7 1 0 time x

_z

1 2 7 y node x table node y table node z table

D_x(y) = min{c(x,y) + D_y(y), c(x,z) + D_z(y)} = min{2+0 , 7+1} = 2 D_x(z) = min{c(x,y) + D_y(z), c(x,z) + D_z(z)} = min{2+1 , 7+0} = 3 3 2

(22)

x y z x y z 0 2 7 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ fr om cost to fr om fr om x y z x y z 0 2 3 fr om cost to x y z x y z 0 2 3 fr om cost to x y z x y z ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ cost to x y z x y z 0 2 7 fr om cost to x y z x y z 0 2 3 fr om cost to x y z x y z 0 2 3 fr om cost to x y z x y z 0 2 7 fr om cost to x y z x y z ∞ ∞ ∞ _{7 1 0} cost to ∞ 2 0 1 ∞ ∞ ∞ 2 0 1 7 1 0 2 0 1 7 1 0 2 0 1 3 1 0 2 0 1 3 1 0 2 0 1 3 1 0 2 0 1 3 1 0 time x

_z

1 2 7 y node x table node y table node z table

D_x(y) = min{c(x,y) + D_y(y), c(x,z) + D_z(y)} = min{2+0 , 7+1} = 2

D_x(z) = min{c(x,y) + D_y(z), c(x,z) + D_z(z)} = min{2+1 , 7+0} = 3

(23)

Distance Vector: link cost changes

Link cost changes:

 _{node detects local link cost change}  updates routing info, recalculates

distance vector

 if DV changes, notify neighbors

“good

news

travels

fast”

x z 1 4 50 y 1

At time t₀, y detects the link-cost change, updates its DV, and informs its neighbors.

At time t₁, z receives the update from y and updates its table. It computes a new least cost to x and sends its neighbors its DV.

At time t₂, y receives z’s update and updates its distance table.

y’s least costs do not change and hence y does not send any message to z.

(24)

Distance Vector: link cost changes

Link cost changes:

 good news travels fast

 _{bad news travels slow - “count}

to infinity” problem!

 _{44 iterations before algorithm}

stabilizes: see text

Poisoned reverse:

 _{If Z routes through Y to get to X}

:

 _{Z tells Y its (Z’s) distance to X is}

infinite (so Y won’t route to X via Z)

 _{will this completely solve count}

to infinity problem? x z 1 4 50 y 60

(25)

Comparison of LS and DV algorithms

Message complexity

• LS: with n nodes, E links, O(nE) msgs sent

• DV: exchange between neighbors only

– convergence time varies

Speed of Convergence

• LS: O(n2_{) algorithm requires O(nE)}

msgs

– may have oscillations

• DV: convergence time varies

– may be routing loops

– count-to-infinity problem

Robustness:

what happens if

router malfunctions?

LS:

– node can advertise incorrect

link cost

– each node computes only its

own table

DV:

– DV node can advertise incorrect path cost

– each node’s table used by others

• error propagate thru network

(26)

Pengukuran level daya sinyal