BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Routing Routing berarti menemukan topologi jaringan dan menyebarkan informasi
mengenai sub jaringan yang terhubung secara langsung ke seluruh router tetangga (Gredler, Hannes, Goralski, Walter 2005). Dengan adanya mekanisme routing maka suatu host pada jaringan yang terpisah dapat saling bertukar informasi. Berikut merupakan penjelasan mengenai arsitektur routing dan jenis algoritma routing. 2.1.1 Arsitektur Routing Arsitektur routing sendiri mengikuti paradigma datagram based, endsystem contolled , unidirectional , destination oriented dan hop-by-hop routing (Gredler, Hannes, Goralski, Walter 2005). 1.
Datagram-based Router hanya berpikir dalam hal datagram, yang berarti paket mengalir antara host tanpa memperdulikan urutan maupun integritas dari konten didalam paket tersebut. Pemasalahannya adalah router tidak mengetahui sessions yang harus dikirimkan antara hosts
2.
End-system controlled End-system membuka suatu session , mengirimkan data dan menutup session. Dalam melakukan transmisi data masih bergantung kepada mekanisme datagram yang dimiliki oleh router.
5
6
3.
Unidirectional Dalam membuat suatu jalur komunikasi antara sumber dan tujuan , router harus memiliki 2 (dua) rute yaitu satu rute kearah sumber dan satu rute ke arah tujuan. Hal ini berbeda dengan arsitektur seperti ATM maupun frame relay yang memiliki asumsi bahwa suatu circuit dari sumber dan tujuan dapat digunakan oleh arah sebaliknya juga (dapat dikatakan hanya terdapat 1 rute).
4.
Destination oriented Router
membuat
keputusan
dalam
mengirimkan
paket
data
berdasarkan IP header yang berisikan alamat dari tujuan paket data tersebut. 5.
Hop-by-hop Arsitektur seperti ATM bergantung terhadap koneksi yang di buat pada awal pengirim menentukan rute ke tujuan. Setelah rute terbentuk maka paket data akan langsung terkirim ke tujuan tanpa adalah keputusan routing yang kompleks. Pada arsitektur IP Routing hal ini sangat berbeda, IP router melakukan perhitungan secara independen dalam menentukan rute terbaik dari A ke B.
2.1.2 Algoritma Routing Tujuan dari algoritma routing adalah untuk memberikan informasi kepada suatu kumpulan router mengenai link yang terhubung pada router tersebut. (Kurose. J & Ross.K, 2012). Algoritma routing akan menentukan jalur terbaik dari sumber ke tujuan paket data yang dikirimkan. Pada gambar
7
2.1, dapat dilihat contoh jaringan sederhana dimana setiap router memiliki link dan setiap link tersebut memiliki cost.
Gambar 2.1 Contoh Jaringan Sederhana
Dalam penentuan jalur terbaik, akan dilakukan perhitungan jalur yang memiliki cost paling rendah. Sebagai contoh yang dapat dilihat pada gambar 2.1, akan dipilih jalur A-B-D-F sebagai jalur terbaik antara node A ke node F. Penentuan jalur terbaik tersebut didasarkan pada berapa banyak node yang ada dan nilai dari setiap link yang terhubung pada jaringan tersebut. Penentuan jalur terbaik dalam suatu algoritma routing dapat dibagi menjadi dua kelompok yang didasarkan informasi yang diperoleh pada setiap router, yaitu: 1. Algoritma routing tersentralisasi Algoritma ini menghitung jalur terbaik dari node awal ke node tujuan dengan menggunakan seluruh informasi pada suatu jaringan. Algoritma ini sering disebut dengan link-state (LS) algoritms. 2. Algoritma routing terdesentralisasi
8
Pada algoritma ini tidak melihat keseluruhan informasi dari pada suatu jaringan, tidak ada node yang memiliki keseluruhan informasi mengenai costs dari seluruh link yang ada. Suatu node pada awalnya hanya memiliki informasi mengenai link yang terhubung pada dirinya saja, dan melalui proses iterasi dari perhitungan dan pertukaran informasi pada setiap node yang terhubung langsung maka akan diketahui jalur terbaik kepada suatu tujuan tertentu. Algoritma ini sering juga disebut dengan distance-vector (DV) algoritms.
2.2
Routing Protokol Dalam suatu jaringan berbasis Internet protocol (IP), tujuan utama dari
routing protokol adalah mengirimkan paket data dari suatu node ke node lainnya. Routing protokol bekerja berdasarkan suatu algoritma routing yang bergantung terhadap beberapa variabel dalam menentukan jalur terbaik (best path) untuk mengirimkan paket data. Beberapa tujuan routing protokol antara lain: 1.
Menemukan network lain yang terhubung
2.
Menjaga informasi routing agar selalu ter-update
3.
Memilih jalur terbaik kepada network tujuan
4.
Memiliki kemampuan untuk menentukan jalur baru ketika jalur lama terputus / tidak tersedia. Secara pengoperasiannya terdapat 2 (tipe) routing protokol yaitu static
routing dan dynamic routing. Static routing memerlukan campur tangan network administrator dalam setiap perubahan rute yang terjadi dalam suatu jaringan ,
9
sedangkan dynamic routing memungkinkan terjadinya perubahan rute secara otomatis berdasarkan algoritma tertentu. Beberapa keuntungan dan kerugian static dan dynamic routing dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2.1 Perbandingan Static dan Dynamic Routing NO Static Routing
Dynamic Routing
1
Hanya memerlukan pengetahuan
Perlu pengetahuan lebih dalam
mendasar mengenai routing
mengenai setiap penerapan protokolnya
2
Memerlukan campur tangan
Secara otomatis dapat beradaptasi
network administrator setiap
jika terjadinya perubahan rute.
adanya perubahan rute 3
Cocok untuk topologi yang
Dapat digunakan untuk topologi
sederhana
sederhana maupun kompleks
4
Lebih secure
Less secure
5
Rute terhadap tujuan selalu sama
Rute selalu berubah otomatis
sesuai konfigurasi awal
tergantung kondisi jaringan
Dynamic routing protokol sendiri berdasarkan areanya dapat dibagi menjadi 2 (dua), yaitu Interior Gateway Protokol (IGP) dan Exterior Gateway Protokol (EGP) (Kurose. J & Ross.K, 2012).
10
2.2.1 Interior Gateway Protocol (IGP) IGP merupakan routing protokol yang biasanya digunakan pada area internal. Area internal yang dimaksud adalah area didalam satu kontrol administratif (contoh : satu Internet Service Provider (ISP) network atau satu jaringan perusahaan) (Kurose. J & Ross.K, 2012). Pada penelitian yang dilakukan oleh Don Xu & Trajkovic, L (2011), dilakukan perbandingan performa antara beberapa routing protokol, yaitu OSPF, EIGRP dan RIP. Pada penelitian ini, didapatkan hasil bahwa EIGRP memiliki performa terbaik dalam ethernet delay, sedangkan OSPF memiliki performa yang lebih baik dalam email upload response time, http response time dan video conferencing end-to-end delay Hasil perbandingannya dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2.2 Perbandingan OSPF , EIGRP dan RIP
Delay(second)
OSPF
EIGRP
RIP
0.00070
0.00068
0.00085
0.0057
0.0049
0.0055
0.0065
0.064
0.066
Email upload response 0.0041 time(second) Http response
0.0050
time(second) Video Conferencing end- 0.030 to-end delay (second)
11
Kombinasi dua routing protokol pun telah dilakukan oleh Bahl, Vasudha (2012) menggunakan media wireless dan memberikan hasil bahwa gabungan dua routing protokol (RIP dan OSPF) meningkatkan performa jaringan untuk trafik http. Hasil perbandingannya dapat dilihat pada tabel berikut
Tabel 2.3 Perbandingan OSPF dan OSPF-RIP OSPF
OSPF-RIP
Wireless Delay(second)
0.036
0.032
Http page response time (second)
0.085
0.065
Http object response time(second)
0.0411
0.0322
Video
Conferencing
end-to-end 0.030
0.064
delay (second)
2.2.1.1 Routing Information Protocol (RIP) RIP merupakan protokol routing pertama yang digunakan pada jaringan berbasis TCP/IP. (Medhi, D & Ramasamy, K, 2007). RIP menggunakan algoritma berbasis distance vector untuk memperoleh informasi dari router tetangganya. RIP juga mengukur cost dari link berdasarkan jumlah hop dan memiliki maksimal hop sebanyak 15. Untuk cara kerja RIP dapat dilihat pada gambar 2.2, dimana terdapat lima unit router dan garis putus-putus yang menandakan router tersebut terhubung dengan beberapa router lainnya. Variable v,w,x,z
12
merupakan network yang terhubung dengan router. Sebagai contoh dapat dilihat pada tabel 2.1 yang menampilkan tabel routing dari router B.
Gambar 2.2 contoh routing RIP
Tabel 2.4 Tabel Routing B (1) Network Tujuan Next Hop Jumlah Hop X A 2 Y 1 V D 8 Dijelaskan pada tabel diatas, bahwa untuk ke network x maka dari router B perlu melalui router A dan memiliki hop sebanyak dua (y,x). Dalam contoh ini tujuan ke network v diasumsikan memiliki hop tertinggi dari router B. Seperti dikatakan sebelumnya, RIP menggunakan distance vector algoritma yang berarti jika terdapat perubahan tabel routing pada tetangganya maka akan terjadi perubahan tabel routing. Diasumsikan terjadi perubahan jaringan yang menyebabkan perubahan tabel routing pada router A yang dapat dilihat pada tabel 2.2 dibawah ini Tabel 2.5 Tabel Routing A Network Tujuan Next Hop Jumlah Hop Z B 2 X 1 Y 1 V C 5
13
Pada tabel diatas, dapat dilihat network v tercapai melalui C dengan jumlah hop lima. Sebelumnya Router B dapat mencapai network v melalui router D dengan jumlah hop delapan. Namun setelah terjadi perubahan tabel routing pada router A, maka jumlah hop ke network v akan menjadi lebih sedikit jika melalui router A yaitu menjadi enam hop. Maka router B akan memperbaharui tabel routingnya menjadi seperti pada tabel dibawah ini Tabel 2.6 Tabel Routing B (2) Network Tujuan Next Hop Jumlah Hop x A 2 y 1 v A 6
Perubahan jalur routing pada RIP hanya ditentukan dengan memperhitungkan jumlah hop yang dilalui namun tidak melihat dari kondisi lainnya seperti network trafik , kapasitas jalur maupun delay yang terjadi pada jalur tersebut.
2.2.1.2 Open Shortest Path First (OSPF) OSPF merupakan routing protokol yang berbasis link-state algoritms dalam menentukan jalur terbaik kepada node tujuan. OSPF memiliki protokol overhead yang besar ketika memperbaharui tabel routing. Namun jika tidak ada perubahan pada jaringan, OSPF menggunakan sedikit bandwidth (Don Xu & Trajkovic, L, 2011).
14
OSPF bekerja dengan mengirimkan broadcast message dari setiap router ke seluruh router yang ada pada satu jaringan. OSPF juga menjaga link dengan mengirimkan paket “HELLO” ke setiap router tetangganya dan mendapatnya keseluruhan informasi tabel routing (Kurose. J & Ross.K, 2012). Beberapa kelebihan dari OSPF antara lain : 1. OSPF bukan protokol propiertary 2. Menggunakan utilisasi bandwidth yang rendah 3. Mendukung VSLM 4. Tidak memiliki batasan jumlah hop 5. Mendukung multiple path 6. Mendukung jaringan dalam skala besar Pembagian area dalam OSPF dapat dilihat pada gambar 2.3. Setiap interface hanya dapat memiliki satu area. Area backbone merupakan area 0.
Area 1
Area 0
Area 2
Gambar 2.3 Contoh pembagian area OSPF
15
2.2.1.3 Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) IS-IS merupakan routing protokol berbasis link-state algoritms berarti IS-IS bekerja berdasarkan keseluruhan informasi dari suatu jaringan. Dijelaskan oleh Singh, Neha (2013) mengenai perbandingan OSPF dan ISIS adalah sebagai berikut :
Tabel 2.7 Perbandingan IS-IS dan OSPF NO IS-IS 1
OSPF
Memiliki 2 level area hierarki , Memiliki 2 Level area hirarki, Pembagian area terdapat pada dimana
pembagian
link dan disimbolkan dengan L1 berdasarkan
interface.
area Area
dan L2 dimana gabungan L2 Backbone merupakan area 0 dan area lain terhubung dengan area 0
merupakan area backbone 2
Bekerja pada layer 2 sehingga Bekerja pada layer 3 dan terletak lebih baik dalam security dan diatas IP. OSPF awal hanya mendukung
langsung
pada mendukung IPv4. OSPFv3 baru
protocol selain TCP/IP 3
mendukung IPv6.
Mengirimkan trafik multicast dari Mengirimkan trafik multicast dan seluruh
router.
Trafik
flood trafik unicast dari Destination
dikirmkan secara konstan tanpa Router (DR) melihat
jumlah
router
yang
terhubung. 4
Link State Packet (LSP) direfresh Link Strate Advertisement (LSA) setiap 15 menit dengan maksimal refresh setiap 30 menit dengan LSP lifetime 20 menit
5
maksimal LSA lifetime 1 Jam
Node database IS-IS merupakan Node kumpulan dari LSP
database
kumpulan dari LSA.
merupakan
16
Pada gambar 2.4 dapat dilihat pembagian area dari IS-IS berdasarkan link. Dimana L2 merupakan area backbone.
L1
L1
L2 L1 L1
L1 L2
L2
L1
L1
Gambar 2.4 Contoh pembagian area IS-IS
2.2.1.4 Enchanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) EIGRP merupakan routing protokol yang dimiliki secara khusus hanya pada perangkat Cisco. EIGRP dikenal juga sebagai hybrid protokol karena menggunakan 2 protokol yaitu menggunakan link state protokol untuk membuat hubungan antara router dan menggunakan distance vector dalam advertise routes. Karakteristik dari EIGRP antara lain : 1. EIGRP menggunakan Diffunsing Update Algoritm (DUAL) dalam menentukan jalur terbaik dari seluruh jalur “feasible” 2. Reliable Transport Protocol (RTP) digunakan untuk memastikan paket EIGRP terkirim
17
3. EIGRP akan membentuk hubungan secara “neighbor” dengan adjacent routers dalam satu Autonomous System (AS) yang sama. 4. EIGRP merupakan suatu classless protocol yang mendukung VLSM 5. EIGRP mendukung IP, IPX dan Appletalk routing 6. EIGRP memiliki distance 90 pada route didalam Autonomous System (AS) 7. EIGRP memiliki maksimal hop sebesar 224 , namun secara default adalah 100.
EIGRP membentuk tiga buah tabel seperti OSPF yaitu : 1. Neighbor table - daftar seluruh router tetangga dalam satu AS 2. Topology table - daftar seluruh rute dalam satu AS 3. Routing table – berisi jalur terbaik untuk setiap network tujuan yang dikenali
Gambar 2.5 Contoh EIGRP routing
18
Pada gambar diatas dapat dilihat sejumlah router yang saling terhubung dan memiliki cost pada setiap linknya. Keseluruhan router dan keseluruhan rute akan ditambahkan pada EIGRP table. Router A memiliki 3 jalur berbeda dalam menuju network setelah router H, maka Feasible Distance terbaik yang dimiliki router A adalah A-B-E-H dengan nilai 10 yang merupak jumlah dari Adversited Distance (AD) dari router B ditambahkan dengan distance A ke B. Untuk mempercepat network convergence EIGR memiliki rute cadangan yang dinamakan Feasible Successors (FS). Suatu route akan menjadi Successor jika nilai AD nya lebih kecil dari pada nilai AD rute utamanya. Dari gambar diatas maka dapat dilihat nilai AD router D adalah 6 yang lebih kecil dari nilai AD router B yang merupakan rute utama dari router A. Dengan adanya rute cadangan maka EIGRP tidak perlu melakukan network convergence jika rute utama terputus. Re-convergence akan terjadi bila tidak adanya rute cadangan dan rute utama tidak dapat ditempuh.
2.2.2 Exterior Gateway Protocol (EGP) EGP merupakan routing protokol yang yang menghubungkan antara Autonomous System (AS) yang berbeda. Suatu AS dimiliki oleh satu entitas komersial yang menerapkan policy mengenai route dari paket kearah internet. Tujuan dari EGP adalah menghilangkan batasan antara setiap ISP yang berbeda. EGP yang umum digunakan adalah Border Gateway Protocol (BGP) (Gundalwar,P.R, Chavan,V.N ,2013).
19
2.3
Routing Protocol Redistribution Redistribute route merupakan suatu cara untuk mengirimkan rute yang
telah dipelajari oleh routing protokol yang berbeda. Penggunaan lebih dari satu jenis routing protokol didalam suatu jaringan biasanya dihadapkan pada beberapa hal seperti company merger, adanya multiple network administrator, ataupun karena penggunaan perangkat dari vendor yang berbeda. Route redistribution menjadi pilihan yang populer dalam memberikan informasi rute antara routing protokol yang berbeda karena mudah dalam konfigurasi dan memiliki fleksibilitas untuk mendukung scenario berbasis policy (Franck, L, Geoffrey G,Xie , Hui, Zhang ,2008) Perbedaan karakteristik dari setiap routing protokol seperti metric , administrative distance harus diperhatikan agar penerapan redistribute routing dapat bekerja.
2.3.1 Metrics Merupakan suatu nilai untuk menentukan prioritas dari pemilihan rute pada suatu routing tabel. Metrics yang digunakan pada setiap routing protokol berbeda seperti RIP menggunakan jumlah hop sebagai metrics nya. Sedangkan pada OSPF ataupun EIGRP metrics didapatkan dari nilai beberapa kondisi seperti delay, bandwidth , load. Berikut merupakan tabel metrics dari setiap routing protokol.
20
Tabel 2.8 Metrics Routing Protokol NO
Tipe Routing Protokol
Metrics
1
RIP
Hop
2
OSPF
Cost
3
EIGRP
Bandwidth, Delay, Load
4
IS-IS
Cost
5
IGRP
Bandwidth, Delay, Load
2.3.2 Administrative Distance Ketika metrics bernilai sama atau tidak digunakan maka akan digunakan administrative distance. Administrative distance menetukan prioritas dari penggunakan rute berdasarkan nilai yang terdapat didalamnya. Semakin rendah administrative distance pada suatu route maka route tersebut akan menjadi jalur utama. Tabel 2.9 Administrative Distance NO
Tipe Routing Protokol
Administrative Distance
1
Directly Connected
0
2
Static
1
3
RIP
120
4
OSPF
110
5
EIGRP
90
6
IS-IS
115
7
EGP
140
21
2.4
Alat Simulasi Simulator jaringan merupakan representasi virtual dari suatu jaringan.
(Mahmood. A, Saleem, M.F, Latif, A, Ahmad,M, 2013). Penggunan simulator jaringan biasanya dalam dua hal yaitu menggambarkan kondisi jaringan yang sudah ada atau menggambarkan desain awal sebelum jaringan tersebut dibangun. Tujuan utama dari suatu simulator jaringan adalah untuk memantau kondisi atau performa dari jaringan menggunakan perhitungan matematika. Pada penelitian yang dilakukan oleh Mahmood. A, Saleem, M.F, Latif, A, Ahmad,M, (2013) membandingkan 4 network simulator yaitu : 1. OPNET (Optimized Network Engineering Tools) OPNET dapat melakukan 3 fungsi utama yaitu pemodelan , simulasi dan analisis. OPNET lebih mudah dalam penggunaannya dikarenakan memiliki user interface, penampil grafik yang mudah , diagram maupun statistic. OPNET software merupakan program berbayar namun terdapat versi akademis yaitu RIVERBED MODELER Academic Edition yang dapat digunakan dalam pembuatan simulasi untuk kepentingan penelitian / pendidikan. 2. NS2 (Network Simulator Version2) Merupakan alat simulai berbasis C++ dan OTcl namun sulit dalam penggunaanya dikarenakan tidak memiliki user interface dan tidak memiliki tampilan grafis untuk penggunanya. Secara dasar dikhususkan untuk para peneliti dalam menguji algortima routing. source yang dijalankan pada LINUX.
NS2 merupakan aplikasi open
22
3. NS3 (Network Simulator Version3) Merupakan pengembangan lanjutan dari NS2, perbedaannya antara lain : -
Ditulis dalam bahasa C++ dan Phyton
-
Protokol dirancang lebih mendekati realitas
-
Mendukung virtualisasi
-
Mendukung software jaringan open source lainnya
4. OMNET++ (Optical Micro-Networks Plus Plus) Serupa dengan NS2 maupun NS3 namun sudah memiliki graphical user interface (GUI). Namun OMNET++ sendiri pada awalnya bukan suatu network simulator untuk diterapkan dalam perancangan jaringan pada industri real, sehingga penggunaan OMNET++ sebagai dasar dari sebuah solusi dirasakan belum tepat. OMNET++ dapat berjalan baik dalam WINDOWS maupun LINUX.
