Dasar Routing
Routing Langsung 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.
132.96.11.0
132.96.36.0
Gambar Jaringan TCP/IP
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.
! "
#
! "
Gambar Routing langsung
$
! "
! "
$
! "
! "
Gambar Routing tak langsung
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
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
sendirisendiri. 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 masingmasingnya mempunyai gateway untuk saling berhubungan. Interior routing protocol mempunyai beberapa macam implemantasi protokol, yaitu :
RIP (Routing Information Protocol)
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.
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 :
EGP (Exterior Gateway Protocol)
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.
BGP (Border Gateway Protocol)
BGP sudah mempertimbangkan rute terbaik untuk dipilih. Seperti EGP, BGP juga mepertukarkan reachability information.
IP ROUTING & ROUTING PROTOKOL
Penjelasan
Dalam network sederhana sekali pun, sebuah paket data perlu tahu jalan yang akan dia tempuh untuk sampai ke tujuan. Untuk mengetahuinya paket data tadi sudah disertai alamat tujuan pada headernya. Alamat tersebut apabila memungkinkan untuk dicapai, maka paket tadi akan diteruskan sampai tujuan, jika tidak paket maka akan dikembalikan.
Informasi routing diperlukan untuk mengetahui apakah tujuan bisa dicapai atau tidak. Informasi routing tadi bisa didapatkan dengan bermacam-macam konfigurasi routing. Pemilihan metode konfigurasi tergantung dari banyaknya gateway yang terdapat dalam network tersebut dan kompleksitasnya.
Konsep routing adalah hal yang utama pada lapisan internet di jaringan TCP/IP. Hal ini karena pada lapisan internet terjadi pengalamatan (addressing). Kita coba perhatikan kembali aliran data pada arsitektur TCP/IP. Data dari lapisan aplikasi disampaikan ke lapisan transport dengan diberi header TCP atau UDP tergantung jenis aplikasinya. Setelah itu segmen TCP atau UDP disampaikan ke lapisan IP dan diberi header, termasuk alamat asal dan tujuan datagram. Pada saat ini host harus melakukan routing dengan melihat tabel routing. Setelah melihat tabel routing, datagram diteruskan ke lapisan network interface dan diberi header dengan alamat tujuan yang sesuai.
bit. Setiap card ethernet memiliki alamat ethernet yang unix (MAC address). Agar datagram dapat diterima oleh sebuah host tujuan, datagram harus dimasukan dalam frame dengan alamat ethernet tujuan yang sama dengan alamat card ethernet host tujuan. Proses ini juga bagian dari routing, yaitu pada saat mengirimkan datagram IP bagaimana menentukan alamat Ethernet host tujuan datagram tersebut?
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
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
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 :
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.
Menempatkan datagram IP yang hendak dikirim dalam antrian.
$
! "
! "
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”.
! "
#
! "
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.
Routing Information Protokol
Penjelasan
RIP kepanjangan dari Routing Information protocol. Pada setiap sistem unix secara default sudah mendukung penggunaan RIP. Aplikasi RIP pada unix bernama routed ( routing daemon ).
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
Metrik dalam RIP dapat dibayangkan sebagai jumlah hop untuk mencapat sebuah alamat. Untuk lebih mudah membayangkannya, lihat skema network di bawah ini.
Skema Jaringan
Subnet 10
Subnet 13
Subnet 14
Router 1
Router 4
Router 5
Subnet 15
Router 2
Router 3
Subnet 12
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.
kepada router 2, maka router 2 akan menghapus subnet 10 dari alamt tujuan di KRT. Subnet 10 dianggap tidak dapat dijangkau.
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.
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
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
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.
φ Membutuhkan waktu CPU dan memori yang besar φ Tidak menyebabkan routing loop
φ Dapat membentuk heirarki routing menggunakan konsep area φ
Cepat mengetahui perubahan pada jaringan φ Dapat menggunakan beberapa metrik
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.
Subnet 10 Subnet 13 Subnet 14
Router 1 Router 4 Router 5
Subnet 15
Router 2 Router 3
Subnet 12
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 maka harganya harus ditambahkan 10. Seperti pada contoh router 2 yang bernilai 20 merupakan hasil pertambahan 0 + 10 + 10.
Membentuk Routing Table
Setiap host pada TCP/IP Network harus memiliki tabel routing agar dapat menentukan jalan untuk mencapai tujuan dari paket-paket yang akan dikirimkannya. Tabel routing secara otomatis akan terbentuk pada saat interface dikonfigurasi. Tabel routing pada tahap ini adalah tabel routing minimal. Perhatikan gambar 3-4. Untuk melihat tabel routing pada host dengan IP Address 167.205.20.3 ( Token Ring ) dalam bentuk numerik, dipakai perintah berikut :
$ netstat -nr
Routing tables
Destination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 105 lo0
167.205.20.0 167.205.20.3 U 35 3075 ed0
Bagian pertama dari tabel routing merupakan rute loopback ke localhost. Setiap host TCP/IP akan memiliki rute ini. Bagian kedua merupakan rute ke network 167.205.20.0 melalui interface ed0. Network ini adalah network lokal. Address 167.205.20.3 bukanlah remote gateway, melainkan address yang telah di-assign untuuk interface ed0. Perhatikan bahwa nomor network 167.205.20.0 muncul akibat parameter mask pada waktu konfigurasi interface dengan subnetmask
255.255.255.0. Tanpa adanya subnetmask, network address yang muncul adalah 167.205.0.0 ( Standar kelas B ).
Option pada kolom Flag:
Flag U ( up ) menandakan interface telah siap dipakai.
memiliki satu network, tetapi network tersebut mungkin terdiri dari ratusan host. Mudah dimengerti bahwa jika seluruh IP Address dari host yang ada pada network tujuan dimasukkan dalam routing table, ukurannya akan membengkak dengan cepat. Cukup nomor networknya saja yang dicantumkan karena telah mewakili nomor seluruh host pada network tersebut.
Flag b alamat broadcast Flag C rute sedang digunakan
Flag c sama seperti flag sebelumnya, tapi flag ini menunjuk ke protokol yang spesifik
Flag G rute memerlukan gatway lagi Flag S ditambah secara manual
Untuk akses ke network yang lain, network token ring di atas hanya memiliki satu gateway, yakni yang ber-IP Address 167.205.20.11. Untuk itu, seluruh host yang ada pada network token ring ( kecuali gateway ) dapat menambahkan default routing sbb :
# route -n add default 167.205.20.11 1 add net default: gateway 167.205.20.11
Dengan perintah ini, rute ke seluruh network ( selain network lokal ) akan ditempuh melalui gateway 1 (167.205.20.11). Option -n tidak harus digunakan. Option tersebut hanya untuk menampilkan address secara numerik untuk
$ netstat -nr
Routing tables
Destination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 105 lo0
default 167.205.20.11 UG 0 0 ed0
167.205.20.0 167.205.20.3 U 35 3075 ed0
Pada routing table di atas terlihat adanya entri default routing. Flag G menandakan rute default ini melalui eksternal gateway ( host 167.205.20.11 ). Pada network Ethernet ( 167.205.22.0 ) ada 3 buah gateway. Untuk host-host pada network ini, routing table dapat dibentuk secara statis. Misalkan kita berada pada host 167.205.22.3. Network 167.205.20.0 dapat dicapai melalui gateway 1
(167.205.22.5), network 44.132.1.0 melalui gateway 2 (167.205.22.18) dan akses ke network yang lebih besar, misalkan ke Internet Provider, dicapai melalui gateway 3 (167.205.22.20). Untuk itu, setelah routing minimal dapat ditambahkan perintah routing sbb :
# route -n add 167.205.20.0 167.205.22.5 1
add net 167.205.20.0: gateway 167.205.22.5 # route -n add 44.132.1.0 167.205.22.18 1
add net 44.132.1.0: gateway 167.205.22.18 # route -n add default 167.205.22.20 1
Routing table akan bertambah menjadi :
$ netstat -nr
Routing tables
Destination Gateway Flags Refcnt Use Interface
127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 105 lo0
167.205.22.0 167.205.22.3 U 28 9808 ed0
default 167.205.22.20 UG 0 0 ed0
167.205.20.0 167.205.22.5 UG 0 0 ed0
44.132.1.0 167.205.22.18 UG 0 0 ed0
Agar routing table terbentuk pada saat start up komputer, perlu di set routing statis dengan beberapa modifikasi sbb :
Tambahkan static routing yang diinginkan sesuai konfigurasi network
Non-aktifkan semua perintah dari file startup yang menjalankan protokol routing. Untuk host di atas, edit file rc.local untuk menambahkan statement route sbb: route -n add default 167.205.22.20 1 > /dev/console
route -n add 167.205.20.0 167.205.22.5 1 > /dev/console
route -n add 44.132.1.0 167.205.22.18 1 > /dev/console
