Pada kesempatan kali ini kita akan membahas sekilas mengenai konsep
dasar salah satu protokol routing yang terkenal, yang biasanya digunakan
untuk mengadministrasi jaringan dengan skala menengah ke bawah.
protokol Rotuing yang dimaksdu adalah protokol Routing Open Shortest
Path First atau yang lebih sering disebut dengan nama OSPF.
Mengapa dikatakan terkenal?
Yang menyebabkan OSPF menjadi terkenal adalah karena routing protokol ini notabene adalah yang paling cocok digunakan dalam jaringan lokal berskala sedang hingga enterprise. Misalnya di kantor-kantor yang menggunakan lebih dari 50 komputer beserta perangkat-perangkat lainnya, atau di perusahaan dengan banyak cabang dengan banyak klien komputer, perusahaan multinasional dengan banyak cabang di luar negeri, dan banyak lagi.
Mengapa dikatakan paling cocok?
Karena OSPF memiliki tingkat skalabilitas, reliabilitas, dan kompatibilitas yang tinggi.
Apa Sebenarnya OSPF?
OSPF merupakan sebuah routing protokol berjenis IGP yang hanya dapat
bekerja dalam jaringan internal suatu ogranisasi atau perusahaan.
Jaringan internal maksudnya adalah jaringan di mana Anda masih memiliki
hak untuk menggunakan, mengatur, dan memodifikasinya. Atau dengan kata
lain, Anda masih memiliki hak administrasi terhadap jaringan tersebut.
Jika Anda sudah tidak memiliki hak untuk menggunakan dan mengaturnya,
maka jaringan tersebut dapat dikategorikan sebagai jaringan eksternal.
Selain itu, OSPF juga merupakan routing protokol yang berstandar
terbuka. Maksudnya adalah routing protokol ini bukan ciptaan dari vendor
manapun. Dengan demikian, siapapun dapat menggunakannya, perangkat
manapun dapat kompatibel dengannya, dan di manapun routing protokol ini
dapat diimplementasikan.
OSPF merupakan routing protokol yang menggunakan konsep hirarki routing,
artinya OSPF membagi-bagi jaringan menjadi beberapa tingkatan.
Tingkatan-tingkatan ini diwujudkan dengan menggunakan sistem
pengelompokan area. Dengan menggunakan konsep hirarki routing ini sistem
penyebaran informasinya menjadi lebih teratur dan tersegmentasi, tidak
menyebar ke sana ke mari dengan sembarangan.
Efek dari keteraturan distribusi routing ini adalah jaringan yang
penggunaan bandwidth-nya lebih efisien, lebih cepat mencapai
konvergensi, dan lebih presisi dalam menentukan rute-rute terbaik menuju
ke sebuah lokasi. OSPF merupakan salah satu routing protocol yang
selalu berusaha untuk bekerja layaknya prinsip kerja seperti demikian.
Teknologi yang digunakan oleh routing protokol ini adalah teknologi
link-state yang memang didesain untuk bekerja dengan sangat efisien
dalam proses pengiriman update informasi rute. Hal ini membuat routing
protokol OSPF menjadi sangat cocok untuk terus dikembangkan menjadi
network berskala besar. Pengguna OSPF biasanya adalah para administrator
jaringan berskala sedang sampai besar. Jaringan dengan jumlah router
lebih dari sepuluh buah, dengan banyak lokasi-lokasi remote yang perlu
juga dijangkau dari pusat, dengan jumlah pengguna jaringan lebih dari
lima ratus perangkat komputer, mungkin sudah layak menggunakan routing
protocol ini.
Bagaimana OSPF Membentuk Hubungan dengan Router Lain?
Untuk memulai semua aktivitas OSPF dalam menjalankan pertukaran
informasi routing, hal pertama yang harus dilakukannya adalah membentuk
sebuah komunikasi dengan para router lain. Router lain yang berhubungan
langsung atau yang berada di dalam satu jaringan dengan router OSPF
tersebut disebut dengan neighbour router atau router tetangga.
Langkah pertama yang harus dilakukan sebuah router OSPF adalah harus
membentuk hubungan dengan neighbour router. Router OSPF mempunyai sebuah
mekanisme untuk dapat menemukan router tetangganya dan dapat membuka
hubungan. Mekanisme tersebut disebut dengan istilah Hello protocol.
Dalam membentuk hubungan dengan tetangganya, router OSPF akan
mengirimkan sebuah paket berukuran kecil secara periodik ke dalam
jaringan atau ke sebuah perangkat yang terhubung langsung dengannya.
Paket kecil tersebut dinamai dengan istilah Hello packet. Pada kondisi
standar, Hello packet dikirimkan berkala setiap 10 detik sekali (dalam
media broadcast multiaccess) dan 30 detik sekali dalam media
Point-to-Point.
Hello packet berisikan informasi seputar pernak-pernik yang ada pada
router pengirim. Hello packet pada umumnya dikirim dengan menggunakan
multicast address untuk menuju ke semua router yang menjalankan OSPF (IP
multicast 224.0.0.5). Semua router yang menjalankan OSPF pasti akan
mendengarkan protokol hello ini dan juga akan mengirimkan hello
packet-nya secara berkala. Cara kerja dari Hello protocol dan
pembentukan neighbour router terdiri dari beberapa jenis, tergantung
dari jenis media di mana router OSPF berjalan.
OSPF Bekerja pada Media Apa Saja?
Seperti telah dijelaskan di atas, OSPF harus membentuk hubungan dulu
dengan router tetangganya untuk dapat saling berkomunikasi seputar
informasi routing. Untuk membentuk sebuah hubungan dengan router
tetangganya, OSPF mengandalkan Hello protocol. Namun uniknya cara kerja
Hello protocol pada OSPF berbeda-beda pada setiap jenis media. Ada
beberapa jenis media yang dapat meneruskan informasi OSPF, masing-masing
memiliki karakteristik sendiri, sehingga OSPF pun bekerja mengikuti
karakteristik mereka. Media tersebut adalah sebagai berikut:
- Broadcast Multiaccess
- Media jenis ini adalah media yang banyak terdapat dalam jaringan lokal atau LAN seperti misalnya ethernet, FDDI, dan token ring. Dalam kondisi media seperti ini, OSPF akan mengirimkan traffic multicast dalam pencarian router-router neighbour-nya. Namun ada yang unik dalam proses pada media ini, yaitu akan terpilih dua buah router yang berfungsi sebagai Designated Router (DR) dan Backup Designated Router (BDR). Apa itu DR dan BDR? akan dibahas berikutnya :D.
- Point-to-Point
- Teknologi Point-to-Point digunakan pada kondisi di mana hanya ada satu router lain yang terkoneksi langsung dengan sebuah perangkat router. Contoh dari teknologi ini misalnya link serial. Dalam kondisi Point-to-Point ini, router OSPF tidak perlu membuat Designated Router dan Back-up-nya karena hanya ada satu router yang perlu dijadikan sebagai neighbour. Dalam proses pencarian neighbour ini, router OSPF juga akan melakukan pengiriman Hello packet dan pesan-pesan lainnya menggunakan alamat multicast bernama AllSPFRouters 224.0.0.5.
- Point-to-Multipoint
- Media jenis ini adalah media yang memiliki satu interface yang menghubungkannya dengan banyak tujuan. Jaringan-jaringan yang ada di bawahnya dianggap sebagai serangkaian jaringan Point-to-Point yang saling terkoneksi langsung ke perangkat utamanya. Pesan-pesan routing protocol OSPF akan direplikasikan ke seluruh jaringan Point-to-Point tersebut.
- Pada jaringan jenis ini, traffic OSPF juga dikirimkan menggunakan alamat IP multicast. Tetapi yang membedakannya dengan media berjenis broadcast multi-access adalah tidak adanya pemilihan Designated dan Backup Designated Router karena sifatnya yang tidak meneruskan broadcast.
- Nonbroadcast Multiaccess (NBMA)
- Media berjenis Nonbroadcast multi-access ini secara fisik merupakan sebuah serial line biasa yang sering ditemui pada media jenis Point-to-Point. Namun secara faktanya, media ini dapat menyediakan koneksi ke banyak tujuan, tidak hanya ke satu titik saja. Contoh dari media ini adalah X.25 dan frame relay yang sudah sangat terkenal dalam menyediakan solusi bagi kantor-kantor yang terpencar lokasinya. Di dalam penggunaan media ini pun dikenal dua jenis penggunaan, yaitu jaringan partial mesh dan fully mesh.
- OSPF melihat media jenis ini sebagai media broadcast multiaccess. Namun pada kenyataannya, media ini tidak bisa meneruskan broadcast ke titik-titik yang ada di dalamnya. Maka dari itu untuk penerapan OSPF dalam media ini, dibutuhkan konfigurasi DR dan BDR yang dilakukan secara manual. Setelah DR dan BDR terpilih, router DR akan mengenerate LSA untuk seluruh jaringan.
- Dalam media jenis ini yang menjadi DR dan BDR adalah router yang memiliki koneksi langsung ke seluruh router tetangganya. Semua traffic yang dikirimkan dari router-router neighbour akan direplikasikan oleh DR dan BDR untuk masing-masing router dan dikirim dengan menggunakan alamat unicast atau seperti layaknya proses OSPF pada media Point-to-Point.
Bagaimana Proses OSPF Terjadi?
Secara garis besar, proses yang dilakukan
routing protokol OSPF mulai dari awal hingga dapat saling bertukar informasi
ada lima langkah. Berikut ini adalah langkah-langkahnya:
1. Membentuk
Adjacency Router
Adjacency router arti harafiahnya adalah router yang bersebelahan
atau yang terdekat. Jadi proses pertama dari router OSPF ini adalah
menghubungkan diri dan saling berkomunikasi dengan para router terdekat atau
neighbour router. Untuk dapat membuka komunikasi, Hello protocol akan bekerja
dengan mengirimkan Hello packet.
Misalkan ada dua buah router, Router A dan B yang saling
berkomunikasi OSPF. Ketika OSPF kali pertama bekerja, maka kedua router
tersebut akan saling mengirimkan Hello packet dengan alamat multicast sebagai
tujuannya. Di dalam Hello packet terdapat sebuah field yang berisi Neighbour
ID. Misalkan router B menerima Hello packet lebih dahulu dari router A. Maka
Router B akan mengirimkan kembali Hello packet-nya dengan disertai ID dari
Router A.
Ketika router A menerima hello packet yang berisikan ID dari
dirinya sendiri, maka Router A akan menganggap Router B adalah adjacent router
dan mengirimkan kembali hello packet yang telah berisi ID Router B ke Router B.
Dengan demikian Router B juga akan segera menganggap Router A sebagai adjacent
routernya. Sampai di sini adjacency router telah terbentuk dan siap melakukan
pertukaran informasi routing.
Contoh pembentukan adjacency di atas hanya terjadi pada proses
OSPF yang berlangsung pada media Point-to-Point. Namun, prosesnya akan lain
lagi jika OSPF berlangsung pada media broadcast multiaccess seperti pada
jaringan ethernet. Karena media broadcast akan meneruskan paket-paket hello ke
seluruh router yang ada dalam jaringan, maka adjacency router-nya tidak hanya
satu. Proses pembentukan adjacency akan terus berulang sampai semua router yang
ada di dalam jaringan tersebut menjadi adjacent router.
Namun apa yang akan terjadi jika semua router menjadi adjacent
router? Tentu komunikasi OSPF akan meramaikan jaringan. Bandwidth jaringan Anda
menjadi tidak efisien terpakai karena jatah untuk data yang sesungguhnya ingin
lewat di dalamnya akan berkurang. Untuk itu pada jaringan broadcast multiaccess
akan terjadi lagi sebuah proses pemilihan router yang menjabat sebagai “juru
bicara” bagi router-router lainnya.
Router juru bicara ini sering disebut dengan istilah Designated
Router. Selain router juru bicara, disediakan juga back-up untuk router juru
bicara ini. Router ini disebut dengan istilah Backup Designated Router. Langkah
berikutnya adalah proses pemilihan DR dan BDR, jika memang diperlukan.
2.
Memilih DR dan BDR (jika diperlukan)
Dalam jaringan broadcast multiaccess, DR dan BDR sangatlah
diperlukan. DR dan BDR akan menjadi pusat komunikasi seputar informasi OSPF
dalam jaringan tersebut. Semua paket pesan yang ada dalam proses OSPF akan
disebarkan oleh DR dan BDR. Maka itu, pemilihan DR dan BDR menjadi proses yang
sangat kritikal. Sesuai dengan namanya, BDR merupakan “shadow” dari DR. Artinya
BDR tidak akan digunakan sampai masalah terjadi pada router DR. Ketika router
DR bermasalah, maka posisi juru bicara akan langsung diambil oleh router BDR.
Sehingga perpindahan posisi juru bicara akan berlangsung dengan smooth.
Proses pemilihan DR/BDR tidak lepas dari peran penting Hello
packet. Di dalam Hello packet ada sebuah field berisikan ID dan nilai Priority
dari sebuah router. Semua router yang ada dalam jaringan broadcast multi-access
akan menerima semua Hello dari semua router yang ada dalam jaringan tersebut
pada saat kali pertama OSPF berjalan. Router dengan nilai Priority tertinggi
akan menang dalam pemilihan dan langsung menjadi DR. Router dengan nilai
Priority di urutan kedua akan dipilih menjadi BDR. Status DR dan BDR ini tidak
akan berubah sampai salah satunya tidak dapat berfungsi baik, meskipun ada
router lain yang baru bergabung dalam jaringan dengan nilai Priority-nya lebih
tinggi.
Secara default, semua router OSPF akan memiliki nilai Priority 1.
Range Priority ini adalah mulai dari 0 hingga 255. Nilai 0 akan menjamin router
tersebut tidak akan menjadi DR atau BDR, sedangkan nilai 255 menjamin sebuah
router pasti akan menjadi DR. Router ID biasanya akan menjadi sebuah “tie
breaker” jika nilai Priority-nya sama. Jika dua buah router memiliki nilai
Priority yang sama, maka yang menjadi DR dan BDR adalah router dengan nilai
router ID tertinggi dalam jaringan. Setelah DR dan BDR terpilih, langkah
selanjutnya adalah mengumpulkan seluruh informasi jalur dalam jaringan.
3.
Mengumpulkan State-state dalam Jaringan
Setelah terbentuk hubungan antar router-router OSPF, kini saatnya
untuk bertukar informasi mengenai state-state dan jalur-jalur yang ada dalam
jaringan. Pada jaringan yang menggunakan media broadcast multiaccess, DR-lah
yang akan melayani setiap router yang ingin bertukar informasi OSPF dengannya.
DR akan memulai lebih dulu proses pengiriman ini. Namun yang menjadi pertanyaan
selanjutnya adalah, siapakah yang memulai lebih dulu pengiriman data link-state
OSPF tersebut pada jaringan Point-to-Point?
Untuk itu, ada sebuah fase yang menangani siapa yang lebih dulu
melakukan pengiriman. Fase ini akan memilih siapa yang akan menjadi master dan
siapa yang menjadi slave dalam proses pengiriman. Router yang menjadi master
akan melakukan pengiriman lebih dahulu, sedangkan router slave akan
mendengarkan lebih dulu. Fase ini disebut dengan istilah Exstart State. Router
master dan slave dipilih berdasarkan router ID tertinggi dari salah satu
router. Ketika sebuah router mengirimkan Hello packet, router ID masing-masing
juga dikirimkan ke router neighbour.
Setelah membandingkan dengan miliknya dan ternyata lebih rendah,
maka router tersebut akan segera terpilih menjadi master dan melakukan
pengiriman lebih dulu ke router slave. Setelah fase Exstart lewat, maka router
akan memasuki fase Exchange. Pada fase ini kedua buah router akan saling
mengirimkan Database Description Packet. Isi paket ini adalah ringkasan status
untuk seluruh media yang ada dalam jaringan. Jika router penerimanya belum
memiliki informasi yang ada dalam paket Database Description, maka router
pengirim akan masuk dalam fase loading state. Fase loading state merupakan fase
di mana sebuah router mulai mengirimkan informasi state secara lengkap ke
router tetangganya.
Setelah loading state selesai, maka router-router yang tergabung
dalam OSPF akan memiliki informasi state yang lengkap dan penuh dalam database
statenya. Fase ini disebut dengan istilah Full state. Sampai fase ini proses
awal OSPF sudah selesai, namun database state tidak bisa digunakan untuk proses
forwarding data. Maka dari itu, router akan memasuki langkah selanjutnya, yaitu
memilih rute-rute terbaik menuju ke suatu lokasi yang ada dalam database state
tersebut.
4. Memilih
Rute Terbaik untuk Digunakan
Setelah informasi seluruh jaringan berada dalam database, maka
kini saatnya untuk memilih rute terbaik untuk dimasukkan ke dalam routing
table. Jika sebuah rute telah masuk ke dalam routing table, maka rute tersebut
akan terus digunakan. Untuk memilih rute-rute terbaik, parameter yang digunakan
oleh OSPF adalah Cost. Metrik Cost biasanya akan menggambarkan seberapa dekat
dan cepatnya sebuah rute. Nilai Cost didapat dari perhitungan dengan rumus:
Cost
of the link = 108 /Bandwidth
Router OSPF akan menghitung semua cost yang ada dan akan
menjalankan algoritma Shortest Path First untuk memilih rute terbaiknya.
Setelah selesai, maka rute tersebut langsung dimasukkan dalam routing table dan
siap digunakan untuk forwarding data.
5.
Menjaga Informasi Routing Tetap Upto-date
Ketika sebuah rute sudah masuk ke dalam routing table, router
tersebut harus juga me-maintain state database-nya. Hal ini bertujuan kalau ada
sebuah rute yang sudah tidak valid, maka router harus tahu dan tidak boleh lagi
menggunakannya.
Ketika ada perubahan link-state dalam jaringan, OSPF router akan
melakukan flooding terhadap perubahan ini. Tujuannya adalah agar seluruh router
dalam jaringan mengetahui perubahan tersebut. Sampai di sini semua proses OSPF
akan terus berulang-ulang. Mekanisme seperti ini membuat informasi rute-rute
yang ada dalam jaringan terdistribusi dengan baik, terpilih dengan baik dan
dapat digunakan dengan baik pula.
Jaringan Besar? Gunakan OSPF!
Sampai di sini
proses dasar yang terjadi dalam OSPF sudah lebih dipahami, meskipun masih
sangat dasar dan belum detail. Melihat proses terjadinya pertukaran informasi
di atas, mungkin Anda bisa memprediksi bahwa OSPF merupakan sebuah routing
protokol yang kompleks dan rumit. Namun di balik kerumitannya tersebut ada
sebuah kehebatan yang luar biasa. Seluruh informasi state yang ditampung dapat
membuat rute terbaik pasti terpilih dengan benar. Selain itu dengan konsep
hirarki, Anda dapat membatasi ukuran link-state database-nya, sehingga tidak
terlalu besar. Artinya proses CPU juga menjadi lebih ringan.
Daftar Pustaka
