INTERNETWORKING Dosen Pengampu : Syariful Ikhwan ST., MT. Slide by Dadiek Pranindito ST, MT,. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM LOGO PURWOKERTO
Tujuan Perkuliahan Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan tentang : Konsep Link State Link State Discovery Link State Flooding Link State Database Algoritma SPF Fungsi Area Link State
Agenda Chapter 1 Konsep Link State 1. Link State - Discovery 2. Link State - Flooding 3. Link State - Database Chapter 2 Algoritma SPF dan Area
Dinamic Routing Protocol Link State Protokol routing link state, kadang disebut juga sebagai protokol shortest path first (SPF) atau protokol database Disebut sebagai protokol database karena algoritma ini memperbaiki informasi database dari informasi topologi Algortima link-state memperbaiki pengetahuan dari jarak router dan bagaimana mereka melakukan inter-koneksi.
Link State Kelebihan dan kekurangan jika menggunakan protokol link state Kelebihan Fast convergence : perubahan topologi yang terjadi akan langsung di informasi ke semua router yang berpartisipasi. Kekurangan Membutuhkan CPU dan memori yang lebih Tahan terhadap resiko routing loops Membutuhkan desain network yang tepat Setiap router mengerti gambaran topologi secara menyeluruh Membutuhkan administrator network yang knowledgeable. Ukuran database link-state dapat dibatasi dengan desain network yang seksama. Proses update pada awal proses dapat mempengaruhi performa network.
Link State Konsep Link State (1) Setiap router menjalin relasi ketetanggaan (adjacency) dengan setiap neighbornya. Setiap router mengirimkan unit data yang disebut Link State Advertisement (LSA) kepada setiap neighbornya. LSA mendaftar setiap link yang dimiliki oleh router, dan untuk setiap link dicantumkan juga informasi link tersebut, status, metric dari interface router pada link, dan setiap neighbor yang terhubung pada link tersebut. Setiap router menyimpan copy dari semua LSA yang diterima dalam satu database. Jika semua berjalan dengan baik, seharusnya database pada semua router adalah identik satu sama lain. Database topologi yang lengkap, disebut juga link state database.
Link State Konsep Link State (2) Fitur fitur link state : LSA ( Link State Advertisement ) Topologi database SPF algorithm Routing Tabel
Link State - Discovery Jaringan Link State Discovery Pencarian router-router tetangga (neighbor discovery) adalah langkah pertama untuk mengoperasikan lingkungan link state. Untuk menjaga status hubungan dengan neighbor, digunakanlah protokol Hello.
Link State - Discovery Jaringan Link State Discovery Link State Hello Hello, aku tetangga kamu, R1. Link State Advertisement (LSA) Hello juga, aku tetangga kamu, R2. Saat mulai, R1 mengirim paket Hello Paket Hello diterima oleh semua tetangganya. R2 menuliskan R1 kedalam tabel neighbor nya dan seterusnya. Paket hello akan berisi router ID (RID) dan address dari network yang akan dikirimi paket hello. Dengan menggunakan paket Hello untuk menjalin adjacency, protokol link state dapat saling bertukar informasi dengan cara yang terkontrol. Selain untuk menjalin adjacency, paket hello juga berfungsi sebagai keepalive untuk memonitor adjacency
Link State - Flooding Setelah status adjacency terjalin, router-router akan mulai saling mengirimkan LSA masing-masing Advertisement akan dikirimkan kepada semua neighbor (flooding) Pada gilirannya, setiap LSA yang diterima oleh router akan di copy dan diforwardkan lagi kepada setiap neighbor masing-masing kecuali neighbor yang mengirimkan LSA tersebut Proses ini adalah salah satu keuntungan protokol link state atas distance vector. Protokol link state membutuhkan waktu convergence yang lebih singkat daripada distance vector. 2 prosedur yang sangat vital pada proses flooding ini adalah : - Sequencing - Aging
Link State Flooding Sequencing Sequence Number Kesulitan yang dialami pada proses flooding adalah ketika semua router telah menerima semua LSA, maka proses flooding harus dihentikan. Sesuai dengan gambar diatas ketika Router A mengirim keluar LSA, Router A akan menyertakan sequence number yang identik untuk setiap duplikat yang dikirim. Ketentuan : Jika LSA dengan sequence number lebih besar maka akan disimpan dalam database Jika LSA dengan sequence number yang sama maka akan diabaikan
Link State Flooding Aging Age advertisement Format LSA harus menyertakan field yang berisi umur (age) advertisement Ketika LSA pertama dibuat, router memberikan nilai 1 pada field. Seiring dengan paket di flood kedalam network, setiap router akan menaikkan nilai age advertisement nya Protokol mendefinisikan nilai maximum age difference (MaxAgeDiff) untuk network Contoh Kasus Sebuah router mungkin saja menerima lebih dari satu duplikat copy dari LSA yang sama dengan sequence number yang sama tetapi memiliki nilai age yang berbeda. Maka : Jika perbedaan nilai age ini lebih kecil dari nilai MaxAgeDiff, maka diasumsikan bahwa perbedaan itu terjadi karena network latency yang normal; LSA yang sudah berada dalam database akan dipertahankan, dan paket tidak di flood Jika perbedaan nilai age ini lebih besar dari nilai MaxAgeDiff, maka diasumsikan telah terjadi anomali/keganjilan dalam network sehingga LSA yang baru akan disimpan, dan paket akan di flood
Link State Database Link State Database atau database topology Setelah neighbor discovery dan flooding LSA, tugas selanjutnya protokol routing link state adalah membangun link state database. Link state database atau database topology menyimpan semua LSA dalam bentuk rangkaian rekaman. Informasi penting dalam proses penentuan jalur (path) terbaik adalah sbb : - advertise router ID - network-network yang terhubung langsung (directly connected) - cost yang berhubungan dengan network-network/ neighbor tersebut
Agenda Chapter 1 Konsep Link State Chapter 2 Algoritma SPF dan Area 1. Penggunaan Algoritma SPF 2. Area Link State
Algoritma SPF Definisi Algoritma SPF Algoritma Dijkstra dikenal pada dunia routing sebagai algoritma shortest path first (SPF) Algoritma Dijkstra adalah salah satu metode untuk memecahkan masalah pencarian rute terpendek. Untuk bisa menerapkan algoritma ini dibutuhkan beberapa data yang harus disiapkan, yaitu : - Beberapa Titik/simpul/daerah, titik/simpul/daerah yang bisa dijangkau secara langsung, dan juga jarak antara mereka (cost) - Titik/simpul/daerah awal. - Titik/simpul/daerah tujuan
Algoritma SPF Contoh Kasus Sebuah router menginisialisasi pohon (tree) database dengan menjadikan dirinya sebagai akar (root). Entri ini menunjukkan router sebagai neighbornya sendiri dengan cost=0. Berikut contoh gambar grafiknya : Titik A adalah titik awal dan titik F adalah titik tujuan. Kemudian kita akan mencari rute manakah yang harus dilewati dan memilik total jarak yang paling dekat
Algoritma SPF Cont d Untuk bisa mendapatkan rute itu, maka grafik diatas ditambahkan beberapa kotak untuk mengisi beberapa label. Seperti ini :
Algoritma SPF Cont d Penjelesannya adalah :
Algoritma SPF Cont d Beberapa langkah yang harus dilakukan, yaitu : 1. Mengisi kotak label pada titik awal dengan label urutan 1 dan label jarak 0. 2. Menetapkan label jarak sementara untuk semua titik yang dapat dihubungi langsung dari awal. 3. Pilih titik dengan label jarak sementara terkecil dan menuliskan nilainya di label jarak, serta tambahkan label urutan-nya. 4. Masukan label jarak sementara pada setiap titik yang belum memiliki label urutan dan label jarak dan dapat dihubungi langsung dari titik yang baru saja ditulis label jarak dan label urutan-nya. nilainya diisi dengan total dari label jarak dari titik sebelumnya dan jarak dari titik tersebut. Jika label jarak sementara di titik tersebut sudah memiliki nilai, maka harus diganti hanya jika nilai yang baru lebih kecil. 5. Pilih titik dengan label jarak sementara terkecil dan menggunakan label jarak sementaranya sebagai label jarak dari titik tersebut, serta tambahkan label urutan-nya. 6. Ulangi langkah 4 dan 5 hingga titik tujuan memiliki label jarak dan label urutan.
Algoritma SPF Cont d Dari gambar diatas maka didapatkan label jarak dan label jarak sementara ke titik tujuannya adalah sebagai berikut :
Algoritma SPF Cara mengetahui rute yang harus dilewati Untuk mengetahui rute manakah yang harus dilewati adalah dengan menelusuri kembali dari titik tujuan ke titik awal. tuliskan label jarak di samping setiap titik.
Algoritma SPF Cara mengetahui rute yang harus dilewati Untuk mengetahui rute manakah yang harus dilewati adalah dengan menelusuri kembali dari titik tujuan ke titik awal. tuliskan label jarak di samping setiap titik. Titik mana sajakah yang dapat dihungi langsung dari titik F?, Yakni titik E dan D. maka, untuk menentukan titik manakah yang seharusnya dilewati adalah dengan cara mengurangkan label jarak titik F dengan jaraknya ke titik tujuan serta label jarak titik tersebut. jika hasilnya kurang dari 0 maka titik tersebut tidak layak untuk dilewati, dan jika hasilnya lebih dari 0 serta lebih mendekati 0 maka titik tersebut yang seharusnya dilewati
Algoritma SPF Cont d Langkah pertama :
Algoritma SPF Cont d Langkah kedua :
Algoritma SPF Cont d Langkah ketiga :
Algoritma SPF Cont d Dengan begitu diketahui rute yang harus dilewati dan memiliki jarak terpendek dari titik A menuju titik F adalah A -> E -> D -> F
Link State Area Area adalah sebuah subset yang terdiri dari beberapa router yang membangun network. Memecah-mecah network menjadi beberapa area adalah solusi dari beberapa isu pada protokol link state berikut : Database yang diperlukan membutuhkan memori yang lebih daripada prokolol distance vector. Algoritma yang kompleks memberikan beban yang lebih pada CPU daripada yang diberikan oleh protokol distance vector. Proses mem-flood paket link state yang kurang baik mempengaruhi bandwidth yang tersedia, terutama pada network yang tidak stabil. Dampak seperti ini dapat dikurangi dengan mengimplementasikan konsep area. Ketika sebuah network dibagi-bagi menjadi beberapa area, router-router yang berada dalam satu area hanya perlu mem-flood LSA dalam satu areanya saja dan dengan begitu hanya perlu memanage link state database untuk area tersebut.
Link State Area Router-router yang menghubungkan 2 area (Area Border Router, dalam istilah OSPF) termasuk pada kedua area dan harus memelihara 2 database topologi terpisah. Sebuah router pada 1 area yang ingin mengirimkan paket pada area lain hanya perlu mengetahui letak Area Border Router nya.
Link State Vs Distance Vector Updates : rutin, periodik Router mendeteksi hanya router tetangganya Distance Vector Mudah di konfigurasi Waktu convergence lambat Beresiko terjadi routing loop Router mendeteksi semua router yang berpartisipasi dalam proses. Konfigurasi lebih rumit Bebas resiko routing loop Updates : event triggered. Link State Waktu convergence lebih cepat
Link State Vs Distance Vector Distance Vector Spesifikasi resource (CPU, Memori) router yang dibutuhkan sederhana. Link State Makan resource router lebih banyak, proses lebih banyak makan CPU dan memori Update informasi routing membutuhkan lebih banyak bandwidth (update dikirim secara rutin) Update informasi routing lebih hemat bandwidth (update hanya dikirim jika terjadi perubahan topologi jaringan) Router tidak memiliki informasi topologi network secara keseluruhan Setiap router mendapatkan gambaran peta topologi network secara lengkap
Penutup Perkuliahan Mahasiswa telah dapat memahami dan menjelaskan tentang : Konsep Link State LSA, Routing Tabel, Algoritma SPF Link State Discovery LSA, Hello, Neighboors Link State Flooding Sequencing dan aging Link State Database SPF / Djikstra Fungsi Area Link State Area 1, area 2, area border routers
Thank You Dadiek Pranindito ST. MT. dadiek@st3telkom.ac.id LOGO dadiekpranindito@gmail.com