Routing

Routing merupakan proses pencarian jalur dari satu jaringan ke jaringan lainnya, dimana proses pencarian jalur tersebut harus mempertimbangakan faktor efisiensi dalam proses transmisi. Proses pencarian rute tersebut menggunakan sebuah perangkat yang disebut router. Gambar dibawah mengilustrasikan fungsi sebuah router.

Suatu data yang dikirimkan oleh suatu komputer/ stasiun dari sebuah jaringan lokal, akan diteruskan oleh router komputer/ stasiun lain pada jaringan lokal tersebut, jika komputer yang dituju berada dalam satu jaringan lokal yang sama dengan pengirim. Akan tetapi, jika alamat yang dituju berada pada jaringan lain, di luar jaringan lokal pengirim, maka router akan meneruskan paket data tersebut ke jaringan lainnya yang merujuk pada alamat yang dituju. Dalam proses pengiriman paket data tersebut, router akan mencari rute terbaik untuk mencapai alamat yang dituju.

Setidaknya, ada tiga komponen penting dalam proses routing, yakni:

1. Algoritma

Yakni, alur logika dari proses transmisi data, sehingga menghasilkan rute yang paling efisien. Ada beberapa algoritma dalam proses routing.

2. Basis data

Yakni, informasi yang tersimpan di dalam routing table.

3. Protokol

Yakni, cara untuk mendistribusikan dan menyatukan paket data yang dikirim.

Routing Table

Dalam melakukan proses transmisi data, sebuah router menggunakan routing table, yakni sebuah tabel yang berisi informasi mengenai topologi jaringan yang ada di sekitar router tersebut, sehingga router dapat menentukan rute transmisi ke suatu alamat yang dituju.

Ketika suatu paket data ingin dikirimkan dari stasiun A ke stasiun B, maka router C yang terhubung dengan jaringan lokal dimana stasiun A berada akan melakukan pengecekan terhadap paket data yang dikirimkan, sehingga akan diketahui kemana paket data tersebut akan dikirimkan. Apabila destinasi yang ingin dituju, yakni stasiun B terhubung secara langsung dengan router C, maka router akan melakukan pengiriman langsung ke stasiun B. Namun, jika tidak, maka router C akan mencari rute lain yang yang bisa menghubungkan dirinya dengan router lain yang memiliki koneksi dengan alamat yang ingin dituju. Gambar dibawah mengilustrasikan sebuah routing table.

Berdasarkan cara pengelolaan routing table, routing terbagi menjadi dua macam, yakni static routing dan dynamic routing. Static routing merupakan teknik routing yang routing table-nya dikelola secara manual oleh administrator/ user. Administrator harus melakukan update pada routing table jika terjadi perubahan topologi jaringan. Dynamic routing adalah teknik routing yang routing table-nya dikelola sendiri oleh router secara otomatis. Dynamic routing umumnya digunakan untuk jaringan komputer yang luas dan kompleks.

1. Routing Statis

Cara kerja routing statis dapat dibagi menjadi 3 bagian:

1. Administrator jaringan yang mengkonfigurasi router
2. Router melakukan routing berdasarkan informasi dalam tabel routing
3. Routing statis digunakan untuk melewatkan paket data
4. Seorang  administrator  harus  menggunakan  perintah  ip  route  secara  manual  untuk mengkonfigurasi router dengan routing statis.

Langkah-langkah untuk melakukan konfigurtasi routing statis adalah sebagai berikut:

1. Tentukan dahulu prefix jaringan, subnet mask dan address. Address bisa saja interface local atau next hop address yang menuju tujuan.
2. Masuk ke mode global configuration.
3. Ketik  perintah  ip  route  dengan  prefix  dam  mask  yang  diikuti dengan address seperti yang sudah ditentukan di langkah 1. Sedangkan untuk administrative distance bersifat  tambahan, boleh digunakan boleh tidak.
4. Ulangi  langkah  3  untuk  semua  jaringan  yang  dituju  yang  telah ditentukan pada langkah 1.
5. Keluar dai mode global configuration.
6. Gunakan  perintah  copy  running-config  startup-config  untuk menyimpan konfigurasi yang sedang aktif ke NVRAM.

2. Routing Dinamis

Routing  protocol  adalah  berbeda  dengan  routed  protocol.  Routing  protocol  adalah komunikasi  antara  router-router.  Routing  protocol  mengijinkan  router-router  untuk sharing informasi tentang jaringan dan koneksi antar router. Router  menggunakan  informasi  ini  untuk  membangun  dan  memperbaiki  table routingnya. Seperti pada gambar 2. Routed protocol digunakan untuk  trafik user  langsung. Routed protocol menyediakan informasi yang cukup dalam  layer address  jaringannya untuk melewatkan paket yang akan diteruskan dari satu host ke host yang lain berdasarkan alamatnya.

Contoh routed protocol :

1. Internet Protocol (IP)
2. Internetwork Packet Exchange (IPX)

Contoh routing protocol:

1. Routing Information Protocol (RIP)
2. Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
3. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
4. Open Shortest Path First (OSPF)
5. Klasifikasi Routing Protocol

Sebagian besar algoritma routing dapat diklasifikasikan menjadi satu dari dua kategori berikut:

1. Distance Vector

Routing distance vector bertujuan untuk menentukan arah atau vector dan jarak ke link-link lain dalam suatu internetwork. Sedangkan link-state bertujuan untuk menciptakan kembali topologi yang benar pada suatu internetwork.

Algoritma routing distance vector secara periodik menyalin table routing dari router ke router. Perubahan table routing ini di-update antar router yang saling berhubunganpada saat terjadi perubahan topologi. Algoritma distance vector juga disebut dengan algoritma Bellman-Ford. Setiap router menerima table routing dari router tetangga yang terhubung langsung. Pada gambar di bawah ini digambarkan konsep kerja dari distance vector.

Router B menerima informasi dari Router A. Router B menambahkan nomor distance vector, seperti jumlah hop. Jumlah ini menambahkan distance vector. Router B melewatkan table routing baru ini ke router-router tetangganya yang lain, yaitu Router C. Proses ini akan terus berlangsung untuk semua router. Algoritma   ini   mengakumulasi   jarak   jaringan   sehingga   dapat   digunakan   untuk memperbaiki  database            informasi         mengenai        topologi jaringan.

Bagaimanapun, algoritma distance  vector tidak mengijinkan router untuk mengetahui secara pasti topologi internetwork karena hanya melihat router-router tetangganya. Setiap router yang menggunakan distance vector pertama kali mengidentifikasi router- router tetangganya. Interface yang terhubung langsung ke router tetangganya mempunyai distance 0. Router yang menerapkan distance vector dapat menentukan jalur terbaik untuk menuju ke jaringan tujuan berdasarkan informasi yang diterima dari tetangganya. Router A mempelajari jaringan lain berdasarkan informasi yang diterima dari router B. Masing-masing router lain menambahkan dalam table routingnya yang mempunyai akumulasi distance vector untuk melihat sejauh mana jaringan yang akan dituju. Seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah.

Update table routing terjadi ketika terjadi perubahan toplogi jaringan. Sama dengan proses  discovery,  proses  update  perubahan  topologi  step-by-step  dari  router  ke router.  Gambar  6  menunjukkan  algoritma  distance  vector  memanggil  ke  semua router untuk mengirim ke isi table routingnya. Table routing berisi informasi tentang total path  cost  yang ditentukan oleh metric dan alamat logic dari router pertama dalam jaringan yang ada di isi table routing, sperti yang diterangkan oleh gambar di bawah ini.

Analogi distance vector dapat digambarkan dengan jalan tol. Tanda yang menunjukkan titik menuju ke tujuan dan menunjukkan jarak ke tujuan. Dengan adanya tanda-tanda seperti  itu  pengendara  dengan  mudah  mengetahui  perkiraan  jarak  yang  akan ditempuh untuk mencapai tujuan. Dalam hal ini jarak terpendek adalah rute yang terbaik.

2. Link State

Algoritma link-state juga dikenal dengan algoritma Dijkstra atau algoritma shortest path first (SPF). Algoritma ini memperbaiki informasi database dari informasi topologi. Algoritma distance vector memiliki informasi yang tidak spesifik tentang distance network dan tidak mengetahui jarak router.

Sedangkan algortima link-state memperbaiki pengetahuan dari jarak router dan bagaimana mereka inter-koneksi.

Fitur-fitur yang dimiliki oleh routing link-state adalah:

Link-state advertisement (LSA) – adalah paket kecil dari informasi routing yang dikirim antar router

Topological database – adalah kumpulan informasi yang dari LSA-LSA

SPF  algorithm  –  adalah  hasil  perhitungan  pada  database  sebagai  hasil  dari pohon SPF

Routing table – adalah daftar rute dan interface

Proses discovery dari routing link-state

Ketika  router melakukan pertukaran LSA, dimulai  dengan jaringan yang terhubung langsung tentang informasi yang mereka miliki. Masing-masing router membangun database topologi yang berisi pertukaran informasi LSA.

Algoritma SPF menghitung jaringan yang dapat dicapai. Router membangun logical topologi sebagai pohon (tree), dengan router sebagai root. Topologi ini berisi semua rute-rute yang mungkin untuk   mencapai        jaringan dalam protokol link-state internetwork. Router kemudian menggunakan SPF untuk memperpendek rute. Daftar rute-rute terbaik dan interface ke jaringan yang dituju dalam table routing. Link-state juga memperbaiki database topologi yang lain dari elemen-elemen topologi dan status secara detail.

Router   pertama   yang   mempelajari   perubahan   topologi   link-state   melewatkan informasi  sehingga  semua  router  dapat  menggunakannya  untuk  proses  update. Gambar 9 adalah informasi routing dikirim ke semua router dalam internetwork. Untuk mencapai keadaan konvergen, setiap router mempelajari router-router tetangganya. Termasuk nama dari router-router tetangganya, status interface dan cost dari link ke tetangganya. Router membentuk paket LSA yang mendaftar informasi ini dari tetangga-tetangga baru, perubahan cost link dan link-link yang tidak lagi valid. Paket LSA ini kemudian dikirim keluar sehingga semua router-router lain menerima itu.

Pada saat router menerima LSA, ia kemudian meng-update table routing dengan sebagian besar informasi yang terbaru. Data hasil perhitungan digunakan untuk membuat peta internetwork dan lagoritma SPF digunakan untuk menghitung jalur terpendek ke jaringan lain. Setiap waktu paket LSA menyebabkan perubahan ke database link-state, kemudian SPF melakukan perhitungan ulang untuk jalur terbaik dan meng-update table routing.

Titik berat yang berhubungan dengan protokol link-state :

1. Processor overhead
2. Kebutuhan memori
3. Konsumsi bandwidth

Router-router yang menggunakan protokol link-state membutuhkan memori lebih dan proses data yang lebih daripada router-router yang menggunakan protokol distance vector. Router link-state membutuhkan memori yang cukup untuk menangani semua informasi dari database, pohon topologi dan table routing. Gambar 10 menunjukkan inisialisasi paket flooding link-state yang mengkonsumsi bandwidth. Pada proses inisial discovery, semua router yang menggunakan protokol routing link-state mengirimkan paket LSA ke semua router tetangganya. Peristiwa ini menyebabkan pengurangan bandwidth yang tersedia untuk me-routing trafik yang membawa data user. Setelah inisial flooding ini, protokol routing link-state secara umum membutuhkan bandwidth minimal untuk mengirim paket-paket LSA yang menyebabkan perubahan topologi.

Penentuan Jalur

1. Router menggunakan dua fungsi dasar:
2. Fungsi penentuan jalur
3. Fungsi switchinG

Penentuan jalur terjadi pada layer network. Fungsi penentuan jalur menjadikan router untuk mengevaluasi jalur ke tujuan dan membentuk jalan untuk menangani paket. Router menggunakan table routing untuk menentukan jalur terbaik dan kemudian fungsi switching untuk melewatkan paket.

Konsep Link State

Dasar algoritma routing yang lain adalah algoritma link state. Algoritma link state juga bisa disebut sebagai algoritma Dijkstra atau algoritma shortest path first (SPF).

Konfigurasi Routing

Untuk menghidupkan protokol routing pada suatu router, membutuhkan seting parameter global dan routing. Tugas global meliputi pemilihan protokol routing seperti RIP, IGRP, EIGRP atau OSPF. Sedangkan tugas konfigurasi routing untuk menunjukkan jumlah jaringan IP. Routing dinamis menggunakan broadcast dan multicast untuk berkomunikasi dengan router-router lainnya.