A5. Protokol Routing

Materi 5

Lapis Jaringan

Lapis Jaringan (Network Layer)

Node

Link

Terminal Jaringan

Fungsi lapis 3



Memilih jalan (routing)



Default: dipilih jalan yang terpendek (Shortest Path Algorithm) , saat ini terpendek = terkecil costnya

Elemen Teknik Routing:

Performansi: Hop, jarak, kecepatan, delay,

cost

Decision Time : paket, sesi

Decision Place : terdistribusi, sentralisasi Informasi sumber : tidak ada, lokal,

bertetangga, sepanjang rute, semua node

Strategi : tetap, adaptif, acak, flooding Waktu update routing adaptif : kontinu,

Bellman-Ford

 Mencari jalur terpendek antara 1 source

node ke titik-titik lainnya didalam jaringan

 Jarak dapat positif atau negatif

 Diasumsikan tidak ada cycle dengan jarak

negatif

 d_i,j = ∞, jika (i,j) bukan arc dari graph

 Didalam algoritma B-F, yang dicari

mula-mula adalah

1. Jarak terpendek dengan maksimum 1 arc

2. Jarak terpendek dengan maksimum 2 arc, dst

Bellman-Ford



D

_i(h)

adalah jalur terpendek (≤h) dari node

1 (source node) ke node I



= 0, untuk semua h



Start : D

_i(0)

= ∞, untuk semua I ≠ 1.



Untuk setiap successive h ≥ 0,

D

_i(h+1)

_{= min}

j

[D

j(h)

+ d

ji

], untuk semua I ≠ 1

d_ij = jarak dari source i ke destination j

Contoh Soal Bellman-Ford:

Mencari jalur terpendek dari Node(1)

Source ke node-node lainnya di dalam

Algoritma Dijkstra

Complexity algoritma Dijkstra = Φ(N2)

Semua jarak d/p arc harus positif Terdapat 1 set node P

Mencari jalur terpendek dari node 1 (source

node) ke setiap node lainnya didalam graph

Estimasi jalur terpendek di update setiap

kali, dan jika estimasi sudah mencapai

Kondisi mula:

P = {1}, D₁ = 0, D_j = d_ij, j ≠ 1

Step 1: Untuk setiap i* € P,

dimana: D_i* = min D_j ; j € P

Set P = P U{i*}; jika P = N  stop, else

Step 2: Update D_j untuk j € P

D_j = min[D_j, D_i* + d_i*j] Kembali ke step 1

Contoh soal:

Inisialisasi: P = {1}

D1=0,D2=1,D3=4,D4=D5=∞ Iterasi 1:

Step1: i* = 2, P={1,2}

Step2: D3 = min(D3,D2+d23)

= min(4,1+1) = 2

D4 = min(∞,1+8)= 9

D5 = ∞ = min(D5,D2+d25)

= min(∞, ∞)

Iterasi 2:

Step 1: i* = 3, P = {1,2,3}

D₃ = 2, D₂ = 1, D₄ = 9, D₅ = ∞ Step 2: D₄ = min (D₄,D₃+d₃₄)

= min (9,2+∞) = 9 D₅ = min (D₅,D₃+d₃₅) = min (∞,2+2) = 4

Iterasi 3:

Step 1: i* = 5, P = {1,2,3,5}, D₅ = 4

Step 2: Update

D₄ = min (9,D₅+d₅₄) = min (9,4+4) = 8

Iterasi berakhir, karena jumlah node hanya 5. Hasil akhir :

D1 = 0

D2 = 1

D3 = 2

D4 = 8

Algoritma Floyd-Warshall

Mencari jalur terpendek diantara semua pasangan

node secara bersama-sama

Jarak arc dapat positif atau negatif, tetapi tidak ada cycle dengan jarak negatif

Algoritma F-W melakukan iterasi pada set node, yang diperbolehkan sebagai intermediate nodes (titik-titik antara) didalam graph

Start dengan arc tunggal (tanpa intermediate nodes) Selanjutnya jarak terpendek dihitung dengan batasan

hanya node 1 (asumsi sebagai souce node) yang dapat digunakan sebagai intermediate node,

Definisi : D_ij(n) = jalur terpendek antara node i dan

node j dengan batasan (ketentuan) bahwa hanya node 1,2,…..,n yang dapat digunakan sebagai intermediate nodes

Step (1): Start  D_ij(0) = d_ij, untuk semua i,j; i≠j Step (2): Untuk n=0,1,…,N-1

D_ij(n+1) = min [D

ij(n),Di(n+1)(n) + D(n+1)j(n)] untuk semua i≠j

dst.

Algoritma stop setelah n = N – 1, dimana N = jumlah node dalam jaringan

Kompleksitas algoritma F-W adalah Φ(N3) karena N

Distance Vector Algorithm

DX(Y,Z) = jarak dari X ke Y, melalui Z

sebagai hop selanjutnya

Algoritma Distance Vector

Pada semua node,X:

1. Inisialisasi

2. Untuk semua node bersebelahan v

3. DX(*,v) = ∞ {* berarti untuk semua baris}

4. DX(v,v) = c(X,v)

5. Untuk semua tujuan, y

6. Kirim minwXD (y,w) kesetiap tetangga

c(X,V) + nilai baru

Segmentation And

Reassembly

Tidak setiap data (pdu) dari suatu lapis bisa

dibawa utuh oleh lapis berikutnya

Perlu ada layanan untuk membagi data

tersebut kedalam ukuran yang bisa diterima oleh lapis berikutnya disisi pengirim

Dan perlu ada layanan untuk menyatukan

kembali data tersebut menjadi data utuh pada sisi penerima

Proses ini dinamakan : fragmentation (atau

Jaringan Komputer I

IP

Internet Protocol

Protokol paling populer dijagatraya Kelebihan:

Mempunyai alamat sedunia/global (tidak ada

alamat yang sama, unik) = 4 G = 2^32

Mendukung banyak aplikasi (protokol lapis 7: FTP,

HTTP, SMNP, dll)

De facto standar protokol lapis 3 (mulai

Format paket IP

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Priority (0-7) low high high  “1”

Version Header length Precedence D T R unused

Total length Identification

D M Fragment offset

Time to live (seconds) Protocol Header checksum

Source IP address (4 Byte)

Destination IP address (4 Byte)

Option (0 word atau lebih)

Data

Fungsi-fungsi Header IP

Version Header length Precedence D T R X X

Total length

Identification

Version (4 bit) menyatakan versi IP yang digunakan : 0100 (4) =

IPv4, memungkinkan evolusi protokol

Header length (4 bit) menyatakan panjang header IP dalam dword :

0101 (5) = 20 byte

Precedence (3 bit) =service type

Delay : D=1  low delay ; segera dikirim Throughput : T=1  high throughput ;

Reliability : R=1  high reliability ; paket tidak boleh di drop X = future used ; default = 0

Total length = panjang total datagram dalam ukuran byte

Identification

D M Fragment offset

Identification = identifikasi nomor paket IP secara unik

(berurut, dimulai random oleh protokol IP)

Flag (3bit) yang dipakai hanya 2 bit, yaitu:

1. Don’t Fragment : D = 1  tidak boleh dilakukan framentasi untuk paket ini

2. More Fragment : M = 1  masih ada paket berikutnya,

M = 0  potongan paket terakhir

Fragment Offset : berisi nomor byte awal dari

potongan paket ini, contoh : FO= 20 berarti paket ini dimulai dari byte ke 20 paket asal (paket sebelum

Time to live (seconds) Protocol

Time to live : Membatasi lamanya paket berada

dijaringan, dalam detik atau hop, contoh : TTL=128  paket hanya boleh ada dijaringan selama maksimum 128 detik atau hop

Protokol : indikasi protokol lapis 4 yang akan menerima

isi data dari paket IP, contoh :

TCP : 06

Alamat IP

Ada 2 jenis IP : IP standar atau IP versi 4

(sejak 1970) dan IPv6 (mulai 199x)

IPv4 : 32 bit ≈ 4G alamat

202.134.21.3 = CA.22.15.03

IPv6 : 128 bit ≈ 256 exa2

FF:01:07::::::::::CA:22:15:03

2^32 bit = 1m  2^128 bit = lebar galaxy

Jaringan Komputer I

31

IPv4

Punya 32 bit alamat = 4G alamat Format DDD.DDD.DDD.DDD

Dibagi menjadi kelas-kelas (kelompok):

A anggota : 2G ciri

0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx 0.0.0.0 sd 127.255.255.255

B anggota : 1G ciri

10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx 128.0.0.0 sd 191.255.255.255

C anggota : 0.5 G ciri

Grouping IP

Grup A anggota 2G terbagi menjadi:

Mask :

11111111.000000000.00000000.00000000

128 subnetwork dengan 16M host

Grup B anggota 1G terbagi menjadi:

mask : 11111111.11111111.00000000.00000000 16k subnetwork dengan 64k host

Grup C anggota 512M terbagi menjadi:

IP reserved

# 10.0.0.0 - 10.255.255.255

- reserved for intranet local networks

# 127.0.0.0 - 127.255.255.255

- reserved for local loop on each computer

# 172.16.0.0 - 172.31.255.255

- reserved for intranet local networks

# 192.168.0.0 - 192.168.255.255

- reserved for intranet local networks

# 224.0.0.0 - 239.255.255.255

Alokasi Alamat Kelas C

Alamat kelas C Alokasi

194.0.0.0 s/d

195.255.255.255 Eropa 198.0.0.0 s/d

199.255.255.255 Amerika Utara 200.0.0.0 s/d

201.255.255.255

Amerika Tengah dan Selatan

202.0.0.0 s/d

PR 30-4-7 dibahas 2-5-7

Suatu jaringan dengan IP 10.14.15.xxx

mask 255.255.255.240

Pertanyaan:

Berapa subnet di jaringan tersebut?

Jika ingin mengirim semua anggota subnet

Subnet

 Teknik peminjaman bagian host untuk dijadikan bagian network

sehingga memperbanyak jumlah network dan mengurangi jumlah host

 _{Alasan :}

 Mengurangi trafik jaringan

 _{Meyederhanakan managemen, lebih mudah mengidentifikasi dan}

mengisolasi masalah dalam jaringan, kemudahan pengelolaan dan pengaturan routing

 Meningkatkan performansi jaringan akibat berkurangnya trafik

 10.14.64.255 mask 255.255.255.128 

00001010.00001110.01000000.11111111

11111111.11111111.11111111.10000000  mask Hasil operasi and  10.14.64.128

Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask)  127

 _{10.14.64.255/25 : subnet 10.14.64.128 dengan host 127}

 10.14.64.64 mask 255.255.255.128 

00001010.00001110.01000000.01000000

11111111.11111111.11111111.10000000  mask Hasil operasi and  10.14.64.0

Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask)  64

 _{10.14.64.64/25 : subnet 10.14.64.0 dengan host 64}

Subnet

10.14.64.xxx/25 akan membagi menjadi 2

kelompok:

10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast

10.14.64.127)

10.14.64.128  (lokal 10.14.64.128, broadcast

10.14.64.255)

10.14.64.xxx/26 akan membagi menjadi 4

kelompok:

10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast

10.14.64.63)

10.14.64.64  (lokal 10.14.64.64, broadcast

10.14.64.127)

10.14.64.128 (lokal 10.14.64.128, broadcast

10.14.64.191)

10.14.64.192  (lokal 10.14.64.192, broadcast

IP Subnet mask Network number Host Broadcast

10.14.201.3 255.255.255.0 _{10.14.201.0 3 10.14.201.255} 10.14.201.3 255.255.240.0 _{10.14.192.0 9.3 10.14.207.255} 10.14.201.3 255.255.128.0 10.14.128.0.0 _{0.0.73.3 10.14.255.255}

10.14.201.3 _{255.255.224.0 10.14.192.0 9.3} 10.14.223.255 10.14.201.3 Ada 3 10.14.192.0 9.3 _{Ada 3}

IP Routing Protocol

RIP (Routing Information Protocol)

Berbasis algoritma distant vector (vektor

jarak ke tujuan)

Dibatasi maksimum 15 hop

Bertukar jarak vektor setiap 30 detik

melalui Response Message yang biasa juga disebut dengan istilah advertisement

Setiap advertisement bisa membawa

Contoh : Isi Tabel Router A

Network

Tujuan Router Selanjutnya Jumlah Hop ke tujuan

W - 1

S D 2

Y D 3

Z D >3

Protokol Routing Lainnya



RIP2



Exterior Gateway Protocol (EGP)



Border Gateway Protocol (BGP)



BGP4



Protocol Independent Multicast (PIM)



Intermediate System – Intermediate

System (IS-IS)