2 Router Router adalah sebuah komputer. Router bekerja berdasarkan informasi pada lapisan ketiga dari model jaringan Open System Interconnection (OSI) yaitu network. Router bekerja dengan membaca alamat IP tujuan dari sebuah paket (CISCO 2010). Pertama kali digunakan oleh Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) berupa sebuah komputer mini Honeywell 316 pada 30 Agustus 1969. Router memilki perangkat keras dan perangkat lunak seperti: Central Processing Unit (CPU) Random Access Memory (RAM) Read Only Memory (ROM) Internetworking Operating System (IOS) Fungsi utama dari router adalah meneruskan paket yang ditujukan pada jaringan lokal atau remote dengan cara: Menentukan rute (path) terbaik untuk mengirimkan data Meneruskan (forwarding) paket sampai ke tujuannya. Ada beberapa tahapan yang harus dilalui unuk meneruskan sebuah paket (CISCO 2005), yaitu: 1 Menentukkan apakah tujuan dari paket dapat dicapai oleh router (reachable). 2 Menentukkan hop selanjutnya untuk menuju ke jaringan tujuannya dan interface pada hop selanjutnya harus dapat dicapai oleh router. 3 Menulis ulang (rewrite) informasi header dari Media Access Control (MAC) paket agar sampai ke hop selanjutnya. Cisco IOS switching mendefinisikan aliran paket dalam router. Ada 2 metode switching yang digunakan oleh Cisco IOS, yaitu: 1 Process Switching Process switching adalah proses pemilihan rute yang paling dasar dari semua proses switching. Process switching ditentukan oleh dua elemen penting, yaitu: Pemilihan rute dan informasi yang digunakan untuk menulis kembali header MAC dari paket diambil dari tabel routing dan Address Resolution Protocol (ARP) cache. Forwarding decision paket berjalan dalam IOS atau dengan kata lain dijadwalkan melalui scheduler IOS dan berjalan seperti proses lainnya. Proses yang sedang berjalan dalam router tidak diinterupsi untuk memproses paket.
Tahapan-tahapan dalam process switching adalah (Gambar 1): 1 Prosesor dari interface akan mendeteksi paket yang ada dalam media jaringan kemudian memindahkan paket tersebut ke memori input/output dari router. 2 Prosesor dari interface akan mengirimkan interupsi penerimaan (receive interrupt). Selama interupsi ini, prosesor utama akan menentukan jenis paket yang diterima dan meletakkannya dalam antrian (queue) proses input dan menghentikan interupsi. 3 Proses ip_input menunggu antrian proses yang dijalankan oleh scheduler IOS. 4 Saat ip_input dijalankan, ip_input akan berkonsultasi dengan tabel routing untuk menentukan hop selanjutnya dan interface keluaran dari pesan. Kemudian ip_input akan berkonsultasi dengan Address Resolution Protocol (ARP) cache untuk menentukan pengalamatan fisik dari hop selanjutnya. 5 Kemudian ip_input akan menulis ulang header MAC dari paket dan meletakkan paket pada output queue dari interface keluaran yang tepat. 6 Paket disalin dari output queue dari interface keluaran menuju transmit queue dari interface keluaran. 7 Prosesor dari interface keluaran mendeteksi adanya paket dalam transmit queue dan kemudian mengirimkan paket ke dalam media jaringan. 2 Interrupt Contetx Switching Interrupt Contex Switching bekerja dengan menggunakan cache yang menyimpan informasi dari paket yang pertama kali datang. Paket berikutnya dengan informasi yang sama akan mendapatkan informasi switching dari cache terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam prosesor. Tabel Routing Langkah 4 ip_input process Langkah 3 Langkah 5 Processor
Langkah 2 Processor memory
Input/output memory
Langkah 1
Input interface processor
Network media
Langkah 6
Input interface processor
Langkah 7
Network media
Gambar 1 Diagram Interrupt Context Switching (CISCO 2005).
3 Tahapan-tahapan dalam interrupt context switching adalah (Gambar 2): 1 Prosesor dari interface akan mendeteksi paket yang ada dalam media jaringan kemudian memindahkan paket tersebut ke memori input/output dari router. 2 Prosesor dari interface akan mengirimkan interupsi penerimaan (receive interrupt). Selama interupsi ini, prosesor utama akan menentukan jenis paket yang diterima dan langsung melakukan proses switching. 3 Prosesor akan mencari dalam router cache untuk menentukan apakah paket reachable, interface keluaran yang akan digunakan, dan header MAC yang akan digunakan untuk mencapai hop berikutnya. Prosesor menggunakan informasi ini untuk menulis ulang header MAC dari paket. 4 Paket disalin dari output queue dari interface keluaran menuju transmit queue dari interface keluaran. Interupsi dihentikan dan proses yang lain berjalan kembali. 5 Prosesor dari interface keluaran mendeteksi adanya paket dalam transmit queue dan kemudian mengirimkan paket ke dalam media jaringan. Dalam kondisi default kedua metode switching ini diaktifkan oleh Cisco IOS. Interrupt context switching sendiri terbagi menjadi 3 macam yaitu Fast Switching, Optimum Switching, dan Cisco Express Forwarding. Interface Interface dalam sebuah router merujuk pada sebuah konektor fisik yang ada pada router (CISCO 2010). Fungsi interface adalah untuk menerima dan meneruskan paket IP. Router bisa memiliki banyak interface Router Cache ip_input process Langkah 3
yang setiap interface-nya mewakili satu buah jaringan. Setiap interface bisa dihubungkan dengan berbagai macam tipe jaringan dan tipe media yang digunakan. Oleh karena itu, router bisa memilki tipe-tipe konektor yang bemacam-macam dan tidak menutup kemungkinan sebuah router memiliki lebih dari 1 tipe konektor. Sebagai contoh sebuah router yang memiliki interface FastEthernet (Fa) untuk menghubungkan dengan sebuah jaringan LAN dan sebuah interface Serial (Se) untuk menghubungkan dengan jaringan WAN. Routing Dalam RFC 791, routing didefinisikan sebagai proses pemilihan rute untuk melakukan transmisi data. Sedangkan menurut Puzmanova (2002), routing didefinisikan sebagai proses pemilihan rute terbaik (best path) dan meneruskan paket melewati rute tersebut agar sampai ke tujuannya. Dalam melakukan routing, router membaca informasi paket yang masuk ke router terutama pada bagian alamat tujuan dari paket (destination address). Informasi ini kemudian dicocokkan dengan informasi-informasi rute yang ada pada tabel routing. Setelah menemukan rute yang sesuai, paket akan diteruskan melalui interface yang bersesuaian. Router dalam melakukan routing mengikuti 3 prinsip routing dari Alex Zinnin (Zinnin 2001) yaitu: 1 Setiap router mengambil keputusannya sendiri, berdasarkan informasi yang ada pada tabel routing. 2 Apabila sebuah router memiliki sebuah informasi dalam tabel routing-nya, tidak berarti bahwa router lain harus mempunyai informasi yang sama. 3 Informasi routing adalah mengenai rute dari satu jaringan ke jaringan yang lain, tetapi tidak menyediakan informasi rute kembalinya pesan. Tabel Routing
Processor
Langkah 2 Processor memory
Input/output memory
Langkah 1
Input interface processor
Network media
Langkah 4
Input interface processor
Langkah 5
Network media
Gambar 2 Diagram Process (CISCO 2005).
Switching
Tabel routing atau Routing Information Base (RIB), adalah sebuah pangkalan data pada router yang berisi daftar rute ke jaringan-jaringan tertentu (CISCO 2010). Setiap rute juga disertai metrik yaitu jarak atau biaya yang dibutuhkan untuk menggunakan rute tersebut. Setiap rute yang ada dalam tabel routing adalah rute dengan metrik yang terbaik. Informasi rute berupa informasi fisik dari interface (nomor dan tipe konektor) disebut sebagai exit interface atau
4 alamat IP dari router yang akan dilewati berikutnya disebut sebagai next hop. Untuk mengisi tabel routing, ada 2 cara yang bisa dilakukan (Lamlee 2007). Cara pertama adalah menggunakan routing statis. Dalam routing statis, seorang administrator harus mengetikkan secara manual rute menuju jaringan remote dari router tersebut. Apabila terjadi perubahan dalam jaringan, administrator harus melakukan penyesuaian secara manual. Cara kedua adalah menggunakan routing dinamis. Dalam routing dinamis, ada sebuah protokol routing yang mengatur pertukaran informasi antar-router, sehingga router bisa secara otomatis membangun tabel routing-nya masingmasing. Apabila terjadi perubahan dalam jaringan, protokol routing ini akan secara otomatis melakukan penyesuaian terhadap jaringan. Protokol Routing Protokol routing oleh Lamlee (2007), mendefinisikan serangkaian aturan yang digunakan oleh sebuah router saat bertukar informasi routing dengan router yang bertetanggaan. Proses saling mengirimkan informasi routing ini disebut sebagai routing updates. Informasi-informasi routing ini selanjutnya digunakan oleh router untuk mengalkulasikan nilai metrik semua rute yang ada dalam jaringan dengan algoritmealgoritme routing tertentu. Rute dengan nilai metrik paling kecil dianggap sebagai rute terbaik dan dimasukkan ke dalam tabel routing. Protokol routing juga secara dinamis melakukan pemeliharaan terhadap tabel routing (CISCO 2010). Setiap ada perubahan dalam jaringan, misalkan penambahan atau pengurangan rute, protokol routing secara otomatis melakukan penyesuaian terhadap topologi jaringan yang baru. Exterior Gateway Protocol: - BGP (Border Gateway Protocol)
Autonomous System Autonomous System (AS) atau yang biasa disebut sebagai routing domain adalah sekumpulan router yang berada dalam satu administrasi yang sama (CISCO 2010), sehingga bisa diartikan bahwa setiap router dalam satu AS menggunakan protokol routing yang sama. AS membagi protokol routing menjadi 2 macam yaitu: 1. Interior Gateway Protocols (IGP). IGP adalah protokol routing yang bekerja dalam satu AS. Informasi routing yang dikirimkan tidak akan keluar dari satu AS sehingga setiap router akan memiliki tabel routing yang sama. IGP dapat dibagi menjadi 2 kategori yaitu: Protokol routing distance-vector Protokol routing link-state 2. Exterior Gateway Protocols (EGP) EGP adalah protokol yang digunakan untuk komunikasi antar-AS. Sebagi contoh dari protokol ini adalah Border Gateway Protocol (BGP). Gambar 3 menunjukkan sebuah protokol EGP yang menghubungkan dua buah AS. Protokol Routing Distance-vector Protokol routing distance-vector akan mengirimkan semua informasi rute yang dimiliki dalam bentuk vektor jarak (distance) dan arah (direction). Jarak diartikan sebagai metrik dan arah diartikan sebagai next-hop atau exit interface dari rute tersebut (CISCO 2010). Gambar 4 menunjukkan ilustrasi proses update dari protokol distance-vector. Dalam protokol distance-vector, setiap router akan mengirimkan informasi berupa semua rute yang ada dalam tabel routing miliknya. Informasi update dikirimkan ke semua router yang bertetanggaan. Apabila sebuah router mendapatkan informasi rute yang sama dengan rute yang ada dalam tabel routing-nya, router akan memilih rute dengan metrik terbaik. Apabila nilai metriknya tidak lebih baik, router akan mengabaikan informasi rute yang baru. Metode ini biasa disebut routing by rumor. Distance = Jarak/Metrik
Autonomous 200 Interior Gateway Protocol: - RIP (Routing Information Protocol) - EIGRP (Enchanced Interior Gateway Routing Protocol) - OSPF (Open Short Path First)
Gambar 3 Hubungan antara IGP dan EGP (Puzmanova 2007).
Serial0/0/0 172.16.3.0/24
Vector = Arah
Gambar 4 Ilustrasi protokol routing distancevector (CISCO 2010).
5 Algoritme Bellman-Ford digunakan untuk menentukan rute terbaik. Menurut Corman et al. (2010) algoritme ini menghitung jarak terpendek (shortest-path) dari satu sumber (single-source) dalam sebuah digraf berbobot (weighted directed graph). Semua kemungkinan rute dari satu router menuju ke satu jaringan dihitung jaraknya kemudian dibandingkan untuk mencari rute dengan jarak terpendek. Dalam operasinya, ada 5 karakteristik dari distance-vector, yaitu: 1 Informasi update secara berkala walaupun tidak terjadi perubahan dalam jaringan. 2 Definisi router yang bertetanggaan (neighbour) adalah router-router yang berbagi satu link yang sama dan menggunakan protokol routing yang sama. Setiap router hanya akan memiliki informasi mengenai jaringan pada setiap interface-nya dan informasi alamat jaringan yang bisa dicapai melalui semua neighbour. Oleh karena itu, router yang menggunakan protokol distance-vector tidak mempunyai informasi mengenai topologi jaringan secara lengkap. 3 Setiap update informasi routing akan dikirimkan ke alamat 255.255.255.255 (broadcast updates). Setiap neighbour akan memroses routing update sampai ke layer 3 dari OSI. 4 Setiap update informasi routing berisi semua isi dari tabel routing. Semua informasi dalam routing table diproses untuk menemukan informasi yang dibutuhkan dan membuang yang tidak perlu. 5 Melakukan update seketika (triggered updates) apabila terjadi perubahan dalam routing. Hal-hal yang dapat memicu terjadinya update seketika adalah perubahan status dari interface dan sebuah rute tidak dapat dijangkau (unreachable). Routing Information Protocol Protokol Routing Information Protocol (RIP) adalah protokol routing tertua dari protokol distance-vector. RIP pertama kali dikembangkan oleh Xerox yang disebut sebagai Gateway Information Protocol (GWINFO). Seiring dengan berkembangnya Xerox Network System (XNS), GWINFO berkembang menjadi RIP. Ada 4 karakteristik dari RIP (CISCO 2010), yaitu: 1 RIP bekerja berdasarkan algoritme Bellman-Ford.
2 RIP menggunakan hop-count sebagai satusatunya metrik untuk pemilihan rute. Maksimum hop-count dari RIP adalah 15. Rute dengan metrik bernilai lebih dari 15 berarti tidak dapat dijangkau. 3 Informasi update RIP bersifat broadcast yang dikirimkan setiap 30 detik. Infomasi update yang dikirim adalah keseluruhan isi dari tabel routing. 4 Apabila terjadi perubahan dalam jaringan, terutama dalam tabel routing-nya, RIP akan melakukan update seketika (triggered updates). Hal ini dilakukan untuk mendapatkan waktu konvergensi yang lebih cepat. Ada 3 macam protokol dari RIP, yaitu: 1 RIPv1 RIP version 1 (RIPv1) hanya memperbolehkan penggunaan satu subnet mask untuk setiap nomor jaringan (Puzmanova 2002). Hal ini disebabkan RIPv1 tidak menyertakan 32-bit infomasi subnet mask dalam update informasi routing. Informasi mask dari rute yang masuk, ditentukan berdasarkan mask dari interface yang menerima update. RIPv1 tidak memberikan dukungan untuk autentikasi. Update dalam RIPv1 dilakukan secara berkala ke alamat 255.255.255.255 yang dipetakan ke alamat fisik FF-FF-FF-FF-FF-FF. 2 RIPv2 RIP version 2 (RIPv2) menyertakan 32-bit informasi subnet mask dalam update informasi routing (Puzmanova 2002), sehingga RIPv2 mampu mendukung Clasless-Inter Domain Routing (CIDR) dan Variable Length Subnet Mask (VLSM). RIPv2 juga mendukung autentikasi router menggunakan MD5. RIPv2 melakukan update secara berkala dengan cara multicast ke alamat 224.0.0.9 yang dipetakan ke alamat fisik 01-00-5E00-00-09. 3 RIPng RIP next generation (RIPng) adalah protokol RIP yang bekerja pada pengalamatan IPv6 (Puzmanova 2002). Operasi dasar dari RIP tidak berubah pada RIPng. Autentikasi dihilangkan dalam RIPng, karena IPv6 telah memiliki fitur keamanan sendiri yang tidak ada pada IPv4.
6 Enhanced Interior Protocol (EIGRP)
Gateway
Routing
Protokol Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) adalah pengembangan dari Interior Gateway Routing Protocol (IGRP). Dikeluarkan pada tahun 1992 dalam IOS 9.21. IGRP dan EIGRP hanya bekerja pada router-router Cisco. Berbeda dengan IGRP, EIGRP menyertakan informasi subnet mask dalam update informasi routingnya sehingga EIGRP mampu mendukung pengalamatan classless dalam jaringan. EIGRP mempunyai nilai maksimum hop count 255 dengan konfigurasi default-nya adalah 100. Update informasi dikirimkan secara unicast dan multicast. Alamat multicast dari EIGRP adalah 224.0.0.10 yang dipetakan ke alamat fisik 01-00-5E-00-00-0A (Lamlee 2007). EIGRP terkadang disebut sebagai protokol routing hybrid. Hal ini disebabkan EIGRP mempunyai karakteristik dari protokol distance-vector dan link -state (CISCO 2010). EIGRP menggunakan metode update informasi routing dari protokol distancevector. EIGRP mengirimkan informasi mengenai jaringan dan metriknya berdasarkan perspektif dari router yang mengirimkan update. Akan tetapi, EIGRP juga menggunakan paket HELLO layaknya sebuah router dengan protokol link-state. EIGRP tidak menggunakan algoritme tradisional dari distance-vector seperti algoritme Bellman-Ford tetapi menggunakan Difussing Update Algorithm (DUAL). Algoritme ini bekerja dengan membuat sebuah tabel topologi yang berbeda dengan tabel routing. Tabel topologi ini berisi rute terbaik untuk mencapai sebuah jaringan dan rute cadangan (backup) yang mungkin ada dan bebas dari loop (loop-free) (CISCO 2010). Apabila sebuah rute tidak dapat digunakan, algoritme DUAL akan mencari rute cadangan dari tabel topologi. Rute cadangan ini akan langsung masuk ke dalam tabel routing. Apabila tidak ada rute cadangan, DUAL akan melakukan pencarian dalam jaringan untuk mencari rute lainnya yang mungkin ada. Untuk menentukan rute cadangan, router harus mencari rute yang mencapai Feasibility Condition (FC). Sebuah rute cadangan dikatakan feasible apabila metrik router tetangga terdekat (Reported Distance-RD) lebih kecil dibandingkan metrik rute utama (Feasible Distance-FD). Apabila tidak ada
yang mencapai FC, sebuah rute utama tidak akan memiliki rute cadangan. Rute yang mencapai kondisi feasible disebut sebagai Feasible Sucessor (FS). Pada Gambar 5, path menuju 172.17.0.0/24 melalui R4-R3 dapat menjadi FS dikarenakan RD-nya lebih kecil dibandingkan FD melalui R1-R3-R3. EIGRP menentukan metrik menggunakan metrik komposit berdasarkan parameterparameter berikut ini: Bandwidth (bw). Delay (d). Reliability (r). Load (l). Persamaaan yang digunakan adalah: metrik = K1*bw+
K2*bw K5 +K3*d * ... (1) r+K4 256-l
K1 sampai K5 adalah bobot dari metrik EIGRP. Dalam kondisi default, K1 dan K3 bernilai 1 sedangkan K2, K4, dan K5 bernilai 0. Sehingga persamaan default yang digunakan adalah: metrik = K1*bandwidth+K3*delay .......... (2) Karena K1 dan K3 bernilai 1, persamaan disederhanakan menjadi: metrik = bandwidth+delay ....................... (3) dengan perhitungan bandwidth dan delay sebagai berikut: 10.000.000
bandwidth = bandwidth terlambat *256 ..... (4) delay =
delay
10 *256 ................................. (5)
Dalam persamaan (4), bandwidth terlambat adalah bandwidth link dari rute yang dipilih dengan kecepatan paling lambat, sedangkan delay dalam persamaan (5) adalah total delay semua interface yang digunakan dalam rute yang akan dipilih. Paket-paket yang digunakan oleh protokol EIGRP (CISCO 2010) adalah: 1 Paket HELLO yaitu paket yang digunakan untuk membangun adjacencies dengan router yang bertetanggaan. 2 Paket UPDATE yaitu paket yang Path Utama, FD = 2127416
R1
R2
R4
R3
172.17.0.0/24
Path Cadangan, RD = 28160
Gambar 5 Ilustrasi pemilihan path algoritme DUAL (CISCO 2010).
7 digunakan untuk mengirimkan informasi routing protokol EIGRP. Tidak serperti RIP, EIGRP tidak mengirimkan updates dalam periode waktu 30 detik. Informasi dikirimkan hanya pada saat dibutuhkan, tidak mengirimkan keseluruhan isi tabel routing dan hanya dikirimkan kepada router yang membutuhkan. 3 Paket ACK yaitu paket yang digunakan untuk konfirmasi dari pengiriman paket EIGRP melalui komunikasi yang reliable. 4 Paket QUERY yaitu paket yang digunakan oleh algoritme DUAL untuk mencari jaringan dan tugas-tugas lainnya. Paket ini dapat dikirimkan secara unicast atau multicast dan dikirimkan menggunakan komunikasi yang reliable. 5 Paket REPLY yaitu paket yang dikirimkan sebagai balasan dari paket QUERY. Setiap router yang mendapatkan paket QUERY, harus mengirimkan paket REPLY walaupun tidak memiliki informasi yang diminta. Protokol Routing Link-state Protokol Link-state routing dikenal juga dengan nama shortest path first protocols. Protokol ini dikembangkan berdasarkan algoritme Shortest Path First (SPF) dari Djikstra. Setiap router berkontribusi dengan mengirimkan sebagian informasi mengenai jaringan-jaringan aktif yang terhubung langsung dengan router (local environment). Informasi ini disebut sebagai link-state yang berisikan identitas jaringan dan cost dari link tersebut (CISCO 2010). Setiap router akan mengirimkan semua link-state miliknya kepada router-router yang bertetanggaan. Informasi link-state ini selanjutnya akan dikirimkan lagi ke semua router dalam topologi. Proses ini yang disebut sebagai flooding. Hasil akhirnya adalah semua router dalam topologi akan mempunyai pangkalan data link-state yang sama. Pangkalan data ini akan berisikan semua linkstate yang ada dalam jaringan. Dengan menggunakan pangkalan data ini, setiap router akan membangun peta jaringannya masing-masing. Router kemudian akan menjalankan algoritme SPF untuk membuat tree dengan root nya adalah router lokal dan jaringanjaringan yang bisa dicapai sebagai cabangnya. Algoritme SPF menghitung metrik dari sebuah rute dengan menjumlahkan semua cost dari link-state yang digunakan. Kemudian algoritme SPF memilih setiap rute dengan
metrik terbaik untuk diletakkan dalam tabel routing. Ada 5 proses yang dilakukan dalam protokol routing link-state yaitu: 1 Setiap router belajar mengenai setiap link yang dia miliki yaitu setiap jaringan yang terhubung langsung. Caranya dengan mendeteksi setiap interface yang berada dalam kondisi hidup. 2 Setiap router akan menjalin keterhubungan dengan router tetangganya. Semua router link-state akan saling bertukar paket HELLO dengan tetanggatetangganya. 3 Setiap router akan membangun Link -State Packet (LSP). LSP berisi kondisi dari setiap link yang terhubung langsung. Informasi ini berupa neighbour ID, tipe dari link dan bandwidth. 4 Setiap router akan melakukan flooding LSP ke router tetangganya. Router tetangga selanjutnya akan flooding LSP ke router tetangganya lagi sampai semua router dalam area menerima LSP tersebut. Setiap LSP yang diterima akan disimpan dalam sebuah pangkalan data pada masing-masing router. 5 Setiap router akan membangun peta lengkap dari jaringan menggunakan pangkalan data LSP. Kemudian dengan menggunakan algoritme SPF, setiap router akan memilih rute terbaik menuju setiap jaringan. Ada 2 macam protokol routing link-state yaitu: Open Shortest Path First (OSPF) Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) Open Short Path First Open Short Path First (OSPF) adalah protokol routing pertama dari algoritme SPF. OSPF mulai dikembangkan pada tahun 1987 oleh Internet Engineering Task Force (IETF) dan mencapai standar pada OSPFv2 di tahun 1998 melalui RFC 2328. OSPF mengirimkan Link-state Advertisesments (LSAs) ke semua router yang berada pada AS yang sama. LSAs ini berisikan LSP dari router. Apabila terjadi perubahan dalam topologi, router OSPF akan mengirimkan LSAs seketika dan dikirimkan secara multicast ke alamat 224.0.0.5 dan 224.0.0.6 yang dipetakan ke alamat fisik 0100-5E-00-00-05 dan 01-00-5E-00-00-06. OSPF mendukung VLSM dan CIDR serta autentikasi dari LSAs.
8 OSPF menggunakan cost sebagai metriknya. Dalam RFC 2328, cost didefiniskan sebagai keluaran dari setiap interface router. Nilai cost ditentukan oleh seorang administrator. Dalam CISCO Internetwork Operating System (IOS), cost dihitung sebagai akumulasi bandwidth dari interfaces keluaran dari router hingga ke jaringan yang dituju. Dalam perhitungannya, OSPF menggunakan bandwidth referensi yaitu 108 bps atau 100 Mbps. Persamaan yang digunakan adalah: reference bandwidth
bandwidth = interface bandwidth ............. (6) cost =
bandwidth ................................. (7)
Persamaan (6) menghitung bandwidth pada setiap link yang terdapat dalam LSAs. Dengan menggunakan reference bandwidth 108 bps, didapatkan nilai terkecil untuk link dengan interface bandwidth paling besar. Cost dari sebuah rute dihitung dengan menjumlahkan bandwidth dari setiap link yang digunakan dalam rute yang akan digunakan. Rute dengan cost terkecil akan digunakan. Paket-paket data yang digunakan oleh protokol OSPF (Cisco 2010) antara lain: 1 Paket HELLO yaitu paket yang digunakan untuk membangun dan mempertahankan adjacency dengan router OSPF yang lain. 2 Paket The Database Description (DBD). Yaitu paket yang berisikan pangkalan data link-state dari pengirim pesan. Paket data ini nantinya akan digunakan oleh penerima untuk sinkronisasi pangkalan data miliknya. 3 Paket Link-State Request (LSR) yaitu paket yang digunakan untuk mencari informasi mengenai entri dari DBD. 4 Paket Link-State Update (LSU) yaitu paket yang digunakan sebagai balasan dari paket LSR. Paket ini berisi informasi-informasi LSAs yang diminta oleh LSR. 5 Paket LSAck yaitu paket yang dikirimkan oleh router yang menerima paket LSU sebagai konfirmasi telah menerima paket LSU. Protokol OSPF dapat mengatur interval waktu dari operasi algoritme SPF yang satu dengan yang lain. Hal ini dilakukan untuk membatasi banyaknya proses iterasi SPF akibat perubahan dalam jaringan. Proses Dalam IOS versi 12.2 dan 12.4 waktu menunggu default-nya adalah selama 5 detik. Iterasi pertama dari algoritme SPF baru akan
dimulai setelah menunggu 5 detik dari perubahan pangkalan data LSAs. Media Streaming Media streaming adalah teknologi pengiriman konten kepada klien yang dapat diputar langsung setelah diterima. Konten dikirimkan secara real time, satu bagian dalam satu waktu, yang dapat diputar walaupun belum semua bagian diterima oleh klien. Proses ini membutuhkan sebuah server khusus yang disebut sebagai streaming server. Proses streaming berlangsung pada saat sebuah media dikirimkan dari sebuah streaming server menuju sebuah klien. Pada saat yang bersamaan, klien akan memutar konten menggunakan sebuah aplikasi pemutar (player) berdasarkan bagian-bagian yang sudah masuk ke dalam memory buffer dari klien. Setelah sebuah bagian konten selesai diputar, player akan membuang bagian konten tersebut. Hal ini menyebabkan konten yang diterima tidak akan lengkap sehingga tidak akan bisa diputar lagi di waktu lain (Sosinsky 2009). Protokol Streaming Media streaming melibatkan proses dari mulai menciptakan konten, memasangnya dalam server dan mengirimkannya kepada klien. Protokol-protokol streaming dapat digunakan untuk mengatur proses pengiriman konten kepada klien. IETF telah menetapkan beberapa protokol yang menjadi standar dalam proses streaming. Protokol-protokol tersebut antara lain: 1 Real-Time Streaming Protocol Real-Time Streaming Protocol (RTSP) adalah protokol pada lapisan application dari model jaringan OSI. RTSP digunakan oleh sebuah player untuk mengatur aliran data (stream) dari sebuah streaming server (Sosinsky 2009). RTSP dikonfigurasi menggunakan port well-known pada nomor 554. RTSP menyediakan perintah-perintah navigasi yang dikirimkan player ke streaming server yaitu: PLAY. Perintah ini digunakan player untuk memutar sebuah stream. Perintah ini dapat digunakan sebagai posisi awal dari stream. PAUSE. Perintah ini digunakan untuk menghentikan pemutaran sebuah stream. Perintah PLAY digunakan untuk memutar kembali stream dari posisi berhentinya. SETUP. Perintah SETUP digunakan untuk menciptakan koneksi stream dan harus
9 dilakukan sebelum melakukan play. Setup berisikan protokol Uniform Resource Locator (URL), protokol dari lapisan transport OSI seperti port yang digunakan untuk menerima pesan audio, video, dan metadata RTCP lainnya. TEARDOWN. Perintah ini menghentikan proses streaming dan melepas semua sesi data yang ada pada buffer server. DESCRIBE. Pesan ini mencakup URL RTSP (rtsp://..) dan jenis file yang dapat diputar. RECORD. Pesan ini digunakan untuk mengirimkan sebuah stream kepada sebuah server untuk disimpan. 2 Real-Time Transpot Protocol Real-Time Transport Protocol (RTP) dirancang untuk memberikan layanan pengiriman end-to-end dengan karakteristik interaktif seperti audio, secara unicast atau multicast dalam sebuah jaringan komputer (IETF 2003). Protokol RTP berjalan menggunakan User Datagram Protocol (UDP) sebagai media pengiriman. Dalam RTP terdapat mekanisme penomoran urutan paket RTP yang digunakan untuk merekonstruksi ulang paket. Inisialisasi penomoran urutan dilakukan secara acak untuk menjamin keamanannya. RTP menggunakan alamat port UDP 6872 untuk video dan 6870 untuk audio. 3 Real-Time Control Protocol Real-Time Control Protocol (RTCP) bekerja pada lapisan Session dari model OSI. Protokol ini menyediakan feedback untuk kinerja dari aliran data RTP. RTCP memeriksa kedatangan byte dan paket, jumlah paket, delay dalam jaringan, dan statistik lainnya (Sosinsky 2009). Dengan demikian, RTCP bekerja untuk memastikan proses streaming sesuai dengan Quality of Service (QoS). Paket-paket yang ditransmisikan oleh RTCP adalah: Sender Reports (SR), paket yang berisikan jumlah data yang dikirim dan diterima bersama waktu yang diperlukan untuk sinkronisasi paket RTP. Receiver Reports (RR), paket yang dikirimkan oleh klien yang tidak mengirimkan paket RTP berisikan statistik QoS. Application Specific (APP), paket yang digunakan aplikasi untuk mendefinisikan pesan yang mereka gunakan. Source Description (SDES), pesan ini mendefinisikan sumber (source) dari
sebuah stream dan informasi detail mengenai pemiliknya, Goodbye (BYE), pesan yang dikirimkan saat sumber menghentikan stream. Video-on-Demand Video-on-Demand (VOD) atau Audio and Video-on-Demand (AVOD) adalah sistem yang memungkinkan user untuk memilih dan menonton atau mendengarkan konten video dan audio yang tersimpan dalam sebuah server. Klien akan melakukan permintaan (demand) untuk memutar konten menggunakan player. Server kemudian akan mengirimkan stream konten sesuai dengan konten yang diminta oleh klien (Follansbee 2004). Konvergensi Konvergensi diartikan sebagai sebuah keadaan ketika setiap router mempunyai pemahaman yang sama terhadap semua jaringan yang ada dalam topologi. Sebuah jaringan disebut konvergen apabila semua router memiliki tabel routing yang lengkap dan akurat. Waktu konvergensi didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk router berbagi informasi dan mengalkulasikan rute terbaik dan memperbaharui isi dari tabel routing-nya (CISCO 2010). Kehilangan konvergensi bisa diakibatkan perubahan status dari router atau perubahan status dari link (Puzmanova 2002). Waktu konvergensi ulang router haruslah cepat sebelum router meneruskan paket data dengan menggunakan informasi yang salah. Dalam penelitian ini, waktu konvergensi yang dihitung adalah waktu konvergensi ulang yang dibutuhkan router dari jaringan server streaming menuju jaringan klien. Packet Loss Packet loss adalah satu atau lebih paket data yang berhasil dikirim dari sumber namun tidak berhasil mencapai tujuannya (Kurose & Rose 2010). Salah satu penyebabnya adalah perangkat-perangkat jaringan seperti switch dan router terkadang harus membuang (drop) paket-paket data apabila terjadi perubahan dalam topologi jaringan. Paket yang loss harus dikirimkan kembali walaupun harus menambah waktu transmisi (Puzmanova 2007). Untuk protokol User Datagram Protocol (UDP) tidak ada mekanisme untuk mengirim ulang paket yang drop. Hal ini menyebabkan data yang dikirimkan tidak lengkap ataupun rusak. Untuk proses streaming video, packet loss yang masih
10 diperbolehkan tidak boleh lebih dari 5% jumlah paket yang dikirimkan (Szigeti & Hattigh 2004).
METODE PENELITIAN Penelitian ini dibagi menjadi lima tahapan. Kelima tahapan tersebut adalah analisis permasalahan, praproses, perancangan pengujian, implementasi, dan analisis hasil. Metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 6. Analisis Permasalahan Dalam tahapan ini, dilakukan identifikasi masalah yang yang berkaitan dengan protokol routing dan streaming video. Bit rate dalam video yang digunakan tidak melebihi 96 Kbps. Hal ini dikarenakan semua router menggunakan WIC 2A/S untuk WAN interface card-nya dengan bandwidth maksimum adalah 128 Kbps dan bandwidth aktual 96 Kbps. Parameter yang diuji adalah waktu konvergensi ulang dan packet loss. Penelitian ini tidak menguji jitter dan delay dikarenakan jaringan yang digunakan adalah berkabel dan terjadi kegagalan dalam proses NTP untuk klien dan server. Namun untuk perangkat router, protokol NTP dapat berjalan dengan meletakkan NTP master pada router A. Untuk mendapatkan packet loss, jaringan yang dibuat akan diberikan gangguan pada saat melakukan streaming. Cara yang digunakan adalah dengan mematikan satu buah router dalam rute yang digunakan pada saat streaming sedang berlangsung. Sehingga router yang lain akan berusaha mencari rute pengganti. Selama proses mencari rute yang Analisis Permasalahan
Praproses
Perancangan Pengujian
Implementasi
Analisis Hasil Gambar 6 Metode penelitian.
baru, paket RTP dari streaming akan tetap dikirimkan oleh server. Selama belum menemukan rute yang baru, paket RTP ini akan dibuang oleh router. Data paket yang dibuang inilah yang menjadi data packet loss. Untuk mencatat data packet loss ini, digunakan sniffer yang diletakkan satu buah dalam jaringan server dan satu buah dalam jaringan klien. Pada saat router akan mencari rute yang baru, prosesnya dicatat dalam sebuah syslog server. Waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan rute baru dicatat sebagai data waktu konvergensi ulang dari router. Berdasarkan kedua data ini, kinerja setiap protokol routing dibandingkan. Untuk protokol OSPF, selang waktu antara proses iterasi SPF dikonfigurasi seminimum mungkin. Hal ini bertujuan supaya proses SPF langsung berjalan begitu ada perubahan pada pangkalan data LSAs. Praproses Kegiatan yang dilakukan dalam tahap ini adalah persiapan perangkat-perangkat yang digunakan untuk pengambilan data. Perangkat lunak yang digunakan adalah: 1 Router Perangkat router yang digunakan ada 2 macam yaitu: 1 buah Cisco Router 1841. 8 buah Cisco Router 2620XM. 2 Switch Perangkat switch yang digunakan adalah Cisco Catalyst 2950 sebanyak 2 buah. 3 Streaming Server Perangkat yang digunakan adalah sebuah komputer dengan spesifikasi: Perangkat keras AMD Athlon TM II X2 255 3.1 GHz dengan RAM 2.96 GB. Sistem operasi Ubuntu 11.04 Natty Narwhal. Darwin Streaming Server (DSS) 6.0. 4 Syslog Server Perangkat yang digunakan adalah sebuah komputer dengan spesifikasi: Perangkat keras AMD Athlon TM II X2 255 3.1 GHz dengan RAM 2.96 GB. Sistem operasi Microsoft WindowsTM XP Profesional Service Pack 2. Kiwi Syslog Server 9.2.0 dengan mode trial. 5 Klien Streaming Klien yang digunakan untuk streaming adalah sebuah netbook dengan spesifikasi:
