Analisis Perbandingan Failover Menggunakan Protokol Routing BGP dan OSPF
Wahyu Lestari1, Henry Rossi Andrian2, Fitri Susanti3
1,2,3
Program Studi Teknik Komputer, Politeknik Telkom
1
ayubayu87@yahoo.com,2rossi@politel.ac.id,3fitri@politel.ac.id
Abstrak
Failover adalah proses perpindahan link dari link primary ke link backup jika terjadi fail link. Failover dapat diterapkan pada berbagai routing protocol. Routing protocol yang akan diujikan
adalah routing protocol BGP dan OSPF. BGP memiliki hold time sehingga pada saat link down akan dipastikan terlebih dahulu apakah link memang putus atau hanya putus sesaat. Jika link tersebut putus melewati waktu hold time maka routing akan langsung terputus. Berbeda dengan OSPF yang tidak memiliki hold time. Link akan langsung berpindah ke link backup walaupun hanya sesaat. Metodologi yang digunakan pada proyek akhir ini adalah menguji failover pada topologi yang sama tetapi dengan routing protocol yang berbeda. Akan digunakan 3 buah router dan 1 buah PC sebagai client. Inti dari topologi yang akan diujikan adalah memiliki source address, link primary, link backup, dan destination address. Hasil yang diharapkan adalah mengetahui masing-masing kelebihan dan kekurangan routing protocol dalam proses failover. Dengan didapatkannya hasil pengujian dapat dijadikan pertimbangan untuk memilih suatu routing
protocol pada network. Routing protocol yang digunakan juga harus disesuaikan dengan network
yang akan dibuat.
Kata Kunci: failover, routing protocol, hold time, BGP, OSPF, link primary, link backup abstract
Failover is the process of moving the link from link to link primary backup in case of link fail. Failover can be applied to a variety of routing protocols. Routing protocol that will be tested is the routing protocol BGP and OSPF. BGP has a hold time so that when the link is down will be ensured in advance whether a link is broken or just broke up shortly. If the link is broken the hold of time past the time the routing will be immediately cut off. In contrast to OSPF that have no hold time. Direct links will be moved to the backup link if only momentarily. The methodology used in this final project was to test the failover on the same topology but with different routing protocols. Will be used 3 pieces of fruit a router and a PC as a client. The core of the topology to be tested is to have a source address, the primary link, the backup link, and the destination address. The expected result is to figure out their respective advantages and disadvantages of routing protocols in the process of failover. With the acquisition of the test results can be taken into consideration for selecting a routing protocol on the network. Routing protocol that is used must also be adapted to the network to be created.
Keywords: failover, routing protocols, hold time, BGP, OSPF, link primary, the backup link
1. Pendahuluan
Kelangsungan koneksi pada suatu jaringan mutlak diperlukan. Oleh karena itu, dibuatlah berbagai metode yang bertujuan meminimalisir terputusnya koneksi antar node. Salah satu cara yang digunakan untuk mempertahankan kelangsungan koneksi tersebut adalah dengan membuat sebuah backup. Salah satu jenis backup yang dapat digunakan adalah failover. Prinsip dasar mekanisme failover ini adalah dimana jika kondisi link pada suatu jaringan terputus, maka link akan diarahkan ke jalur lain secara otomatis. Banyak cara untuk membuat sebuah failover, seperti BGP dan OSPF.
Setiap perusahaan memiliki cara yang berbeda dalam membuat backup untuk networknya. Sistem backup yang digunakan oleh PT. Orion Cyber Internet adalah dengan menggunakan sistem BGP failover. PT. Orion Cyber Internet adalah sebuah perusahaan ISP (Internet Service Provider) sehingga sangat mengutamakan kualitas networknya. Oleh karena itu, hampir setiap node pada network PT. Orion Cyber Internet memiliki backup untuk menghindari terjadinya down total. Suatu link biasanya mengalami down dikarenakan beberapa hal seperti kerusakan perangkat atau kerusakan media transmitter.
Kejadian down pada link dalam network yang ada memang jarang terjadi. Tetapi mengingat sebagai perusahaan jasa, maka kita harus tetap menyediakan backup sehingga pada saat terjadi kerusakan perangkat atau media transmitter, link tetap menyala melalui link backup. Pada saat perpindahan dari link primary menuju link backup, akan terjadi down time sesaat yang biasanya disebut hold time. Masing-masing protokol mempunyai hold time yang berbeda. Semakin kecil hold time maka perpindahan link akan semakin cepat, begitu juga sebaliknya.
Pada penelitian ini bertujuan untuk mencari mencari hold time terkecil antara failover yang menggunakan BGP dan OSPF
2. Teori 2.1 OSPF
OSPF merupakan routing protocol yang menggunakan konsep hirarki routing, artinya OSPF membagi-bagi jaringan menjadi beberapa tingkatan. Tingkatan-tingkatan ini diwujudkan dengan menggunakan system pengelompokan area. Dengan menggunakan konsep hirarki routing ini system penyebaran informasinya menjadi lebih teratur dan tersegmentasi. Cara OSPF membentuk hubungan dengan router lain adalah dengan membentuk komunikasi dengan router lain. Kemudian membentuk hubungan dengan router neighbor router. Router OSPF memiliki sebuah mekanisme untuk dapat menemukan router yang lain dan dapat membentuk suatu hubungan. Mekanisme itu disebut dengan istilah hello protocol. Dalam membentuk hubungan dengan router lain OSPF akan mengirimkan sebuah paket yang memiliki ukuran yang kecil dengan mengirimkan secara berkala kedalam jaringan yang terhubung langsung dengan OSPF. Hello packet merupakan sebutan untuk paket kecil yang dikirim oleh OSPF dan didalam paket tersebut berisikan informasi seputar pernak-pernik yang ada pada router pengirim. Pada kondisi yang standart hello packet akan dikirim 10 detik sekali di dalam media broadcast multi-access dan 30 detik sekali dalam media point to point. Hello packet pada umumnya dikirim dengan menggunakan multicast address untuk menuju ke semua router yang menjalankan OSPF. Semua router yang menjalankan OSPF pasti akan mendengarkan protocol hello ini dan juga akan mengirimkan hello packetnya secara berkala.
2.2 Border Gateway Protocol (BGP)
Border Gateway Protocol (BGP) adalah inti dari protokol routing internet. Protokol ini yang
menjadi backbone dari jaringan internet dunia yang digunakan untuk melakukan pertukaran informasi routing antar jaringan. Tujuan BGP adalah untuk memperkenalkan pada dunia luar alamat-alamat IP apa saja yang ada dalam jaringan tersebut. Setelah dikenal dari luar, server-server, perangkat jaringan, dan perangkat computer lainnya yang ada dalam jaringan tersebut juga dapat dijangkau dari dunia luar.
BGP bekerja dengan cara memetakan sebuah tabel IP network yang menunjuk ke jaringan yang dapat dicapai antar AS. Untuk membentuk dan mempertahankan sebuah sesi BGP dengan router tetangganya, BGP mempunyai mekanisme yang unik. Pembentukan sesi BGP ini mengkitalkan paket-paket pesan yang terdiri dari empat macam. Paket-paket tersebut adalah Open Message, Keepalive Message, Notification Message, Update Message. Salah satu ciri khas dan juga merupakan kekuatan dari routing protocol BGP ada pada atribut-atribut pendukungnya. Atribut-atribut ini yang nantinya digunakan sebagai parameter untuk menentukan jalur terbaik untuk menuju ke suatu situs. Atribut-atribut BGP terdiri dari Origin, AS_Path, Next Hop, Multiple Exit Discriminator (MED), Local Preference, Atomic Aggregate, Aggregator, Community, Originator ID, Cluster List, Weight.
Proses path selection ke sebuah lokasi yang terjadi dalam sebuah sesi BGP hingga menemukan sebuah jalur terbaik adalah sebagai berikut:
a. Jika hanya ada sebuah rute menuju ke lokasi A, maka rute tersebutlah yang pasti dijadikan rute terbaik dan akan langsung digunakan. b. Jika ada dua buah rute menuju ke lokasi A,
maka router BGP akan menggunakan atribut weight untuk memilih rute mana yang paling baik. Rute dengan nilai weight tertinggi akan dipilih sebagai jalur terbaik.
c. Jika nilai weight keduanya sama, maka router akan menggunakan atribut local preference sebagai bahan pembanding. Rute dengan nilai local preference tertinggi adalah rute yang terpilih sebagai rute terbaik.
d. Jika nilai local preference sama, maka sebagai bahan pembanding router BGP akan memeriksa rute mana yang berasal dari dirinya sendiri. Jika rute tersebut berasal dari dirinya sendiri maka rute tersebut yang akan dijadikan rute terbaik.
e. Jika rute menuju A bukan berasal dari dirinya, maka router akan menggunakan atribut AS_Path untuk mencari rute terbaik. Rute dengan atribut AS_Path terpendek akan dipilih sebagai rute terbaik. Apabila atribut AS_Path nya sama, maka atribut selanjutnya yang digunakan untuk memilih rute terbaik
adalah Origin. Atribut origin terdiri dari parameter IGP, EGP, dan Incomplete. Parameter dengan nilai referensi terendah akan dipilih menjadi rute terbaik. IGP memiliki nilai referensi terendah, disusul EGP, dan yang terakhir Incomplete.
f. Jika atribut origin pada rute-rute tersebut sama, maka atribut selanjutnya yang digunakan adalah MED. Jenisnya kurang lebih sama seperti local preference namun bedanya atribut MED ini hanya disebarkan dalam satu AS yang sama saja. Rute dengan nilai MED yang paling rendah adalah yang dipilih sebagai jalur terbaik.
g. Jika nilai MED pada kedua rute tersebut sama, maka router BGP akan melakukan pemilihan berdasarkan jenis sesi BGP dari rute-rute tersebut. Jenis BGP ada dua yaitu IBGP dan EBGP. Sebuah rute yang berasal dari sebuah sesi EBGP memiliki prioritas yang lebih tinggi daripada rute dari sesi IBGP.
h. Jika setelah melalui ketentuan di atas, kedua rute tersebut juga masih identik, maka proses path selection selanjutnya adalah menggunakan parameter jalur terdekat dalam jaringan internal untuk menuju ke next hop. Maksudnya adalah, router BGP akan membaca atribut next hop dari kedua jalur tersebut. Setelah diketahui, router tersebut akan memeriksa jalur mana yang memiliki next hop yang terdekat dari router tersebut. Jalur yang diperiksa ini merupakan jalur yang berasal dari routing protocol internal seperti OSPF, EIGRP, atau bahkan statik. Setelah didapatkan rute mana yang memiliki next hop yang paling dekat dan mudah diakses, maka rute tersebut langsung dipilih menjadi yang terbaik.
i. Jika prosedur ini masih tidak menghasilkan sebuah rute terbaik juga, maka jalan terakhir untuk menemukannya adalah dengan membandingkan BGP router ID dari masing-masing rute. Sebuah rute pasti akan membawa informasi BGP router ID dari router asalnya. Parameter inilah yang menjadi pembanding terakhir untuk proses path selection. Karena BGP router ID tidak mungkin sama, maka sebuah jalan terbaik pastilah dapat terpilih. BGP router ID biasanya adalah alamat IP tertinggi dari sebuah router atau dapat juga berupa IP interface loopback. Router BGP akan memilih rute dengan nilai BGP router ID terendah.
3. Perancangan
PT. Orion Cyber Internet memiliki dua network besar, yaitu network Core dan network POP. Network core meliputi network inti yang akan menghubungkan client-client ke Internet sedangkan network POP meliputi network BTS yang dimiliki oleh Orion. Masing-masing client akan terhubung ke network POP, dari masing-masing POP akan menuju ke network Core. Dari network Core akan diteruskan ke cloud luar agar bisa terkoneksi dengan Internet.
Hampir semua node di network Orion memiliki link backup dengan topologi yang sama. Topologi yang sama disini memiliki arti terdapat sebuah node yang menjadi source, ada juga yang menjadi link primary, link backup, dan destination. Dari hal-hal tersebut maka kita dapat membuat rancangan simulasi network seperti di bawah ini:
Gambar 1 Konfigurasi Network
Link backup sangat diperlukan dalam suatu network terutama network yang cukup besar seperti network Orion Cyber Internet. Hal ini dikarenakan adanya kemungkinan link tersebut down. Jika tidak disiapkan link backup, pada saat down network tersebut tidak akan bisa digunakan dalam waktu yang tidak bisa diprediksikan tergantung dari lamanya penanganan yang harus dilakukan untuk memperbaiki link yang down menjadi up kembali. Proses perpindahan dari link primary ke link backup biasa disebut dengan istilah failover.
Dalam failover kita boleh memilih routing protocol yang akan digunakan sesuai dengan kondisi network. Masing-masing routing protocol memiliki cara yang berbeda saat melakukan failover. BGP memiliki hold time sehingga pada saat melakukan failover terjadi downtime walaupun hanya sesaat. Hold time digunakan untuk memastikan bahwa link tersebut memang benar-benar down. Akan tetapi hal ini membuat network lebih stabil, karena link hanya akan berpindah ke backup jika kondisi link primary benar-benar down. Berbeda dengan OSPF yang tidak memiliki hold time. Link primary akan langsung berpindah ke link backup jika
mendeteksi adanya down. Sedangkan down yang terjadi belum pasti down total tapi bisa juga disebabkan oleh adanya interferensi yang terjadi pada perangkat wireless. Pada saat link kembali normal, dari link backup pun akan kembali pada link primary. Sedangkan jika terjadi interferensi proses downnya hanya sebentar tetapi berkali-kali. Hal ini akan membuat link berpindah-pindah sehingga jika diterapkan pada network yang besar ditakutkan dapat terjadi looping pada routing. Untuk melakukan simulasi network yang akan dilakukan, diperlukan beberapa perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu: 3 buah router RB450G, Notebook, RouterOS Mikrotik, Mikrotik WinBox Loader.
Adapun tahapan-tahapan konfigurasi adalah sebagai berikut:
Tahapan 1 : Pra-Konfigurasi
Pada tahapan ini dilakukan persiapan untuk melakukan perancangan network seperti persiapan kabel UTP, Router RB450G, RouterOS, WinBox Loader, dan notebook. Selain itu pada tahapan ini juga dilakukan instalasi OS pada router dan instalasi WinBox loader pada notebook. Untuk OS menggunakan versi 5.6 sedangkan WinBox menggunakan versi terbaru yaitu versi 2.2.18. Setelah itu kita juga harus menyiapkan IP dengan subnet /30 sebanyak 4 blok yang digunakan untuk Notebook, Router Mabes, Router Rajawali, dan Router Cyber.
Tahapan 2 : Integrasi Sistem
Setelah tahapan pertama sudah selesai dan berstatus standby atau siap digunakan maka pada tahapan kedua ini dihubungkan semua komponen yang ada dalam pengujian diantaranya dengan dihubungkan semua router menggunakan kabel UTP begitu juga dengan notebook yang harus dihubungkan ke router menggunakan kabel UTP pula.
Tahapan 3 : Konfigurasi Router
Pada tahapan ini dilakukan konfigurasi pada router. Kita setting IP address pada router dengan cara menghubungkan router dengan notebook yang sudah diinstall WinBox. Ketika semua sudah selesai barulah kita mengkonfigurasi routing pada router tersebut.
Tahapan 4 : Pengujian
Pada tahapan ini dilakukan pengujian hold time dengan menggunakan routing protocol BGP dan OSPF. Sebelum melakukan pengujian pastikan bahwa routing protocol sudah established. Pengujian dapat dilakukan pada notebook yang dianggap sebagai client. Di notebook tersebut kita buka command prompt dan lakukan tes ping ke IP destination, yaitu IP di sisi Cyber.
4. Analisis
Pada tahap implementasi, akan digunakan 2 routing protocol yang berbeda yaitu BGP dan OSPF tetapi pada topologi network yang sama. Sebelum memulai routing, yang harus dikonfigurasi terlebih dahulu adalah IP. IP dapat dikonfigurasi pada menu WinBox di IP Address.
Gambar 2 Konfigurasi Menu Winbox Setelah semua router sudah diberi IP kita dapat memulai konfigurasi routing. Routing yang pertama dikonfigurasi adalah BGP.
Sebelumnya kita harus membuat filter untuk routing terlebih dahulu. Di filter ini kita dapat menentukan settingan atribut untuk pemilihan best path. Karena algoritma BGP pertama kali membaca weight, maka yang akan disetting adalah bagian weight. Karena link primary nya adalah dari Mabes langsung ke Cyber dan link backup nya adalah Mabes – Rajawali – Cyber maka di sisi Mabes weight ke arah Cyber harus lebih besar daripada weight ke arah Rajawali. Begitu juga di sisi Cyber, weight ke arah Mabes harus lebih besar dibandingkan ke arah Rajawali.
Sedangkan di sisi Rajawali tidak diperlukan adanya filter routing karena router tersebut hanya sebagai backup dan melanjutkan routing ke destination. Setelah filter sudah dibuat kita buka menu Routing BGP. Pertama yang harus dikonfigurasi adalah instance. Sudah tersedia instance default, kita hanya perlu mengganti AS dan routing pendukung lainnya. Untuk AS kita gunakan 64555 sedangkan routing tambahannya adalah redistribute connected, akan tetapi berbeda dengan router Rajawali, routing pendukung yang harus digunakan adalah redistribute connected dan redistribute other BGP. Maksud dari other BGP ini adalah mendistribusikan BGP yang lain (yang ada dibawahnya, yaitu Mabes).
Setelah instance selesai kita buka menu peers. Disini kita tambahkan peers yang akan dibuat. Masing-masing router memiliki 2 peer. Yang harus dikonfigurasi di peer adalah Nama (hanya sebagai identitas), Instance (sesuai dengan instance yang sudah dibuat), Remote address (IP PTP di sisi lawan), hold time, filter in dan out (untuk rajawali tidak perlu filter).
Gambar 3 Konfigurasi Peer, Routing, dan Filter
Jika semua sudah disetting dan sudah terkoneksi dengan benar, maka status akan berubah menjadi established.
Berbeda dengan OSPF, kita harus menetukan terlebih dahulu ada beberapa area. Pada OSPF kali ini digunakan type network point to point. Berikut ini adalah pembagian areanya. 192.19.2.4/30 sebagai area 1, 192.19.2.8/30 sebagai area 2, 192.19.2.12/30 sebagai area 3. Konfigurasi yang pertama adalah Router Mabes. Yang dilakukan pertama kali adalah area. Menu yang dipilih adalah Routing OSPF Area.
Setelah selesai masukkan network sesuai dengan area. Setelah Network disetting, konfigurasikan Instance. Layaknya BGP, disini kita tuliskan apa saja routing pendukung yang dibutuhkan. Untuk Router Mabes dan Router Cyber kita hanya membutuhkan Redistribute Connected dan untuk Redistribute Default Route kita setting if installed yang berarti akan berjalan jika ada yang default route yang dikonfigurasikan. Setelah Instance sudah disetting, pilih menu Interface.
Pada menu tersebut kita mengkonfigurasi interfaces, priority, dan Network Type. Area 1 dan 2 berada pada interface ether 3 dan ether 4. Yang akan diprioritaskan adalah menuju ke Cyber dimana melewati ether 3 sehingga priority ether 3 harus lebih kecil dari priority ether 4. Priority
terkecil yang akan menjadi prioritas. Untuk Network type nya pilih type point to point. Untuk Instance Rajawali, default route disetting always karena jika link Mabes – Cyber down maka akan otomatis pindah ke Rajawali. Disinilah diperlukan adanya default route. Agar prefix yang dibawa oleh Router Mabes bisa dilanjutkan oleh Router Rajawali.
Gambar 4. Konfigurasi OSPF
Ketika semua sudah selesai dikonfigurasi, untuk melihat apakah OSPF tersebut sudah aktif dapat dilihat pada IP Route. DAo berarti Dynamic Active ospf dan berarti OSPF tersebut telah aktif.
Dalam pengujian ini akan dilakukan pengetesan failover BGP dan OSPF dimana akan terlihat perbedaan dalam proses perpindahan link nya. IP destination terdapat pada router Cyber. Yang menjadi link primary adalah router Mabes langsung menuju router Cyber sedangkan link backup adalah router Mabes menuju router Rajawali dan kemudian menuju router Cyber.
Untuk mematikan link primary dilakukan dengan cara mencabut kabel UTP yang menghubungkan router Mabes dengan router Cyber. Untuk memonitoringnya dilakukan dengan cara ping ke IP destination sedangkan untuk mengecek apakah link berpindah dengan benar ke jalur backup dapat dilihat dengan cara traceroute ke IP destination dan melihat perbedaan IP route pada router. Pada saat router dikonfigurasikan menggunakan routing protocol BGP, terdapat loss atau rto (request time out) jika kita memonitoringnya menggunakan cara ping IP destination dan waktu down melebihi hold time. Sedangkan untuk OSPF tidak ditemukan loss sama sekali. Untuk hasil traceroute nya antara OSPF dan BGP memiliki hasil yang sama. 5. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:
1. Dengan adanya hold time pada BGP mengakibatkan routing tidak langsung terputus jika link hanya down sesaat kurang dari hold time yang ditentukan, jika link putus melebihi hold time yang ditentukan
baru akan terjadi Hold Time Expired dan routing terputus.
2. OSPF tidak memiliki hold time sehingga jika link down walaupun hanya sesaat maka link akan langsung berpindah.
3. Routing OSPF baik digunakan jika media transmitter antar link yang digunakan stabil seperti kabel fiber optic sedangkan jika media transmitter yang digunakan masih kurang stabil lebih cocok menggunakan BGP agar network tetap stabil.
Daftar Pustaka
[1] Abdi. (2011). Open Shortest Path First (OSPF).
[Online]. Tersedia:
http://www.abdi10.co.tv/2011/01/open-shortest-path-first-ospf.html [26 Juni 2011]
[2] APJII. (2002). Kebijakan untuk Manajemen Autonomous System Number di Kawasan Asia Pasifik. [Online]. Tersedia: http://www.apjii.or.id/DOC/Standard18/asn-policy.pdf [31 Juli 2011]
[3] Artha, I Wayan Nody. (2008). OSPF (Open Shortest Path First) dan EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). [Online]. Tersedia:
http://nic.unud.ac.id/~lie_jasa/A16 OSPF & EIGRP _Kelompok 16_.pdf [26 Juni 2011]
[4] Beijnum, Iljitsch van. 2002. Building Reliable Networks with the Border Gateway Protocol. United States of America: O’Reilly Media, Inc.
[5] Jogiyanto, Hartono. 2004. Pengenalan Komputer. Jakarta: Andi.
[6] Kuncoro, Dedy. (2010). Twisted Pair Ethernet Cable.
[Online]. Tersedia:
http://apotas.blogspot.com/2010/10/twisted-pair-ethernet-cable.html [26 Juli 2011]
[7] Madcoms. 2004. Dasar Teknis Instalasi Jaringan Komputer. Jakarta: Andi.
[8] Sofana, Iwan. 2011. Teori & Modul Praktikum Jaringan Komputer. Bandung: Modula.
[9] Stiawan, Deris. (2001). Prinsip Dasar Routing. [Online]. Tersedia:
http://deris.unsri.ac.id/materi/deris/routing_deris.pdf [25 Juni 2011]
