OSPF

OSPF merupakan protokol routing dimanis yang mencakup single-area dan multiarea. OSPFv2 digunakan untuk jaringan IPv4. OSPFv3 digunakan untuk jaringan IPv6. Fokus utama dari pembahasan ini adalah OSPFv2 area tunggal. OSPF adalah protokol routing link-state yang dikembangkan sebagai alternatif untuk distance vector Routing Information Protocol (RIP). RIP adalah protokol routing yang dapat diterima pada masa-masa awal jaringan dan internet. Namun ketergantungan RIP pada hop count sebagai satu-satunya metrik untuk menentukan rute terbaik dengan cepat menjadi masalah. Menggunakan hop count tidak dapat digunakan dengan baik di jaringan yang lebih besar dengan banyak jalur dengan kecepatan yang berbeda-beda. OSPF memiliki keuntungan yang signifikan dibandingkan RIP karena OSPF menawarkan konvergensi yang lebih cepat dan skala untuk implementasi jaringan yang jauh lebih besar.

OSPF adalah protokol routing link-state yang menggunakan konsep area. Seorang administrator jaringan dapat membagi domain routing ke dalam area yang berbeda yang membantu mengontrol lalu lintas pembaruan routing. Sebuah link adalah sebuah interface pada Router. Link juga merupakan segmen jaringan yang menghubungkan dua Router, atau jaringan rintisan seperti LAN Ethernet yang terhubung ke Router tunggal. Informasi tentang keadaan sebuah link dikenal sebagai link-state. Semua informasi link-state termasuk awalan jaringan, panjang awalan, dan biaya.

Semua protokol routing memiliki komponen yang sama. Semuanya menggunakan pesan protokol routing untuk bertukar informasi rute. Pesan-pesan tersebut membantu membangun struktur data, yang kemudian diproses menggunakan algoritma routing. Router yang menjalankan OSPF bertukar pesan untuk menyampaikan informasi routing menggunakan lima jenis paket.

  1. Pesan Protokol Routing (Routing Protocol Massages)
    Router yang menjalankan OSPF bertukar pesan untuk menyampaikan informasi perutean menggunakan lima jenis paket, yaitu:
    1. ​​​​​​​Hello packet
    2. Database description packet
    3. Link-state request packet
    4. Link-state update packet
    5. Link-state acknowledgment packet
  2. Struktur Data (Data Structure)
    ​​​​​​​Pesan OSPF digunakan untuk membuat dan memelihara tiga database OSPF, yaitu:
    1. ​​​​​​​Adjacency database, ini menciptakan tabel neighbor.
    2. Link-state database (LSDB), ini menciptakan tabel topologi.
    3. Forwarding database, ini menciptakan tabel routing.

Tabel-tabel ini berisi daftar Router tetangga untuk bertukar informasi routing. Tabel-tabel ini disimpan dan dipelihara dalam RAM. 

Algoritma
Router membangun tabel topologi menggunakan hasil perhitungan berdasarkan algoritma Dijkstra shortest-path first (SPF). Algoritma SPF didasarkan pada biaya kumulatif untuk mencapai tujuan.Algoritma SPF menciptakan pohon SPF dengan menempatkan setiap Router pada akar pohon dan menghitung jalur terpendek ke setiap node. Pohon SPF kemudian digunakan untuk menghitung rute terbaik. OSPF menempatkan rute-rute terbaik ke dalam forwarding database, yang digunakan untuk membuat tabel routing.

Untuk mempertahankan informasi routing, Router OSPF menyelesaikan proses routing link-state generik untuk mencapai keadaan konvergensi. Gambar 15 menunjukkan topologi lima Router. Setiap link di antara Router diberi label dengan nilai cost. Dalam OSPF, biaya digunakan untuk menentukan jalur terbaik ke tujuan. Berikut ini adalah langkah-langkah routing link-state yang diselesaikan oleh Router:

​​​​​​​Membangun Neighbor Adjacencies (Establish Neighbor Adjacencies)
Router-router yang mendukung OSPF harus mengenali satu sama lain di jaringan sebelum mereka dapat berbagi informasi. Router yang mendukung OSPF mengirim paket Hello keluar di semua interface yang mendukung OSPF untuk menentukan apakah ada tetangga yang hadir pada link tersebut. Jika ada tetangga yang hadir, router yang mendukung OSPF mencoba untuk membangun Neighbor Adjacencies dengan tetangganya itu.


Gambar 15 Pertukaran Paket Hello Pada Router

Pertukaran Iklan Link-state  (Exchange Link-state Advertisements)
Setelah adjacencies terbentuk, Router kemudian bertukar link-state advertisements (LSAs). LSAs berisi status dan biaya dari setiap tautan yang terhubung langsung. Router membanjiri LSAs mereka ke tetangga yang berdekatan. Tetangga yang berdekatan yang menerima LSAs segera membanjiri LSAs ke tetangga lain yang terhubung langsung, sampai semua Router di area tersebut memiliki semua LSAs.


Gambar 16 Pertukaran LSAs

Membangun Basis Data Link State (Build the Link State Database)
Setelah LSAs diterima, Router yang mendukung OSPF membangun tabel topologi (LSDB) berdasarkan LSAs yang diterima. Database ini pada akhirnya menyimpan semua informasi tentang topologi area.


Gambar 17 Membuat Topologi Tabel

Menjalankan Algoritma SPF (Execute the SPF Algorithm)
Router kemudian mengeksekusi algoritma SPF. Roda gigi pada gambar 18, langkah ini digunakan untuk menunjukkan eksekusi algoritma SPF. Algoritma SPF menciptakan pohon SPF.


Gambar 18 Membuat SPF Tree

Memilih Rute Terbaik (Choose the Best Route)
Setelah pohon SPF dibangun, jalur terbaik ke setiap jaringan ditawarkan ke tabel routing IP. Rute akan dimasukkan ke dalam tabel routing kecuali ada sumber rute ke jaringan yang sama dengan jarak administratif yang lebih rendah, seperti rute statis. Keputusan routing dibuat berdasarkan entri dalam tabel routing.


Gambar 19 Pemilihan Jalur Terbaik

Untuk membuat OSPF lebih efisien dan terukur, OSPF mendukung routing hierarkis menggunakan area. Area OSPF adalah sekelompok Router yang berbagi informasi link-state yang sama dalam LSDB mereka. OSPF dapat diimplementasikan dengan dua cara berikut ini:

OSPF Area Tunggal, semua Router berada di satu area. Praktik terbaik adalah menggunakan area 0.


Gambar 20 Single Area

Multiarea OSPF, OSPF diimplementasikan dengan menggunakan beberapa area, secara hirarkis. Semua area harus terhubung ke area backbone (area 0). Router yang menghubungkan area-area tersebut disebut sebagai Area Border Routers (ABRs).


Gambar 21 Multi Area

Dengan OSPF multiarea, satu domain routing yang besar dapat dibagi menjadi area-area yang lebih kecil, untuk mendukung routing hierarkis. Routing masih terjadi di antara area-area (interarea routing), sementara banyak operasi routing intensif prosesor, seperti menghitung ulang database, disimpan di dalam area. Misalnya, setiap kali Router menerima informasi baru tentang perubahan topologi di dalam area (termasuk penambahan, penghapusan, atau modifikasi link) Router harus menjalankan kembali algoritma SPF, membuat pohon SPF baru, dan memperbarui tabel routing. Algoritma SPF adalah CPU-intensif dan waktu yang dibutuhkan untuk perhitungan tergantung pada ukuran area. Terlalu banyak Router dalam satu area akan membuat LSDB sangat besar dan meningkatkan beban pada CPU. Oleh karena itu, mengatur Router ke dalam area-area secara efektif mempartisi basis data yang berpotensi besar menjadi basis data yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola.

Opsi desain topologi-hierarkis dengan OSPF multiarea dapat menawarkan keuntungan-keuntungan berikut ini:

  1. Tabel routing yang lebih kecil, tabel lebih kecil karena ada lebih sedikit entri tabel routing. Ini karena alamat jaringan dapat diringkas antar area. Rangkuman rute tidak diaktifkan secara default.
  2. Mengurangi link-state update overhead, merancang OSPF multiarea dengan area yang lebih kecil meminimalkan pemrosesan dan kebutuhan memori.
  3. Mengurangi frekuensi perhitungan SPF, OSPF multiarea melokalisasi dampak perubahan topologi dalam suatu area. Misalnya, OSPF ini meminimalkan dampak pembaruan routing karena flooding LSA berhenti di batas area.

OSPF menggunakan paket-paket link-state (LSP) berikut ini untuk membangun dan memelihara adjacencies tetangga dan bertukar update routing:

  1. Tipe 1: Paket Halo, Ini digunakan untuk membangun dan memelihara kedekatan dengan Router OSPF lainnya.
  2. Tipe 2: Database Description (DBD) packet, Ini berisi daftar singkat LSDB dari Router pengirim dan digunakan oleh Router penerima untuk memeriksa LSDB lokal. LSDB harus identik pada semua Router link-state dalam suatu area untuk membangun pohon SPF yang akurat.
  3. Tipe 3: Link-state Request (LSR) packet, Router penerima kemudian dapat meminta informasi lebih lanjut tentang entri apa pun di DBD dengan mengirimkan LSR.
  4. Tipe 4: Link-state Update (LSU) packet, Ini digunakan untuk membalas LSR dan mengumumkan informasi baru. LSU berisi beberapa jenis LSA yang berbeda.
  5. Tipe 5: Link-state Acknowledgment (LSAck) packet, Ketika LSU diterima, Router mengirimkan LSAck untuk mengonfirmasi penerimaan LSU. Bidang data LSAck kosong.

Ketika Router OSPF pada awalnya terhubung ke jaringan, Router mencoba untuk Membuat adjacencies dengan tetangga, Bertukar informasi routing, Menghitung rute terbaik, Mencapai konvergensi. Status yang dilalui OSPF untuk melakukan ini adalah status down, status init, status dua arah, status ExStart, status Exchange, status loading, dan status penuh. Ketika OSPF diaktifkan pada sebuah interface, router harus menentukan apakah ada tetangga OSPF lain pada link dengan mengirimkan paket Hello yang berisi ID router-nya keluar semua interface yang diaktifkan OSPF. Paket Hello dikirim ke alamat multicast 224.0.0.0.5 yang dicadangkan All OSPF Routers IPv4. Hanya Router OSPFv2 yang akan memproses paket-paket ini. Ketika Router tetangga yang mendukung OSPF menerima paket Hello dengan ID router yang tidak ada dalam daftar tetangganya, router penerima mencoba untuk membangun adjacency dengan Router yang memulai. Setelah keadaan Dua Arah, router bertransisi ke keadaan sinkronisasi database, yang merupakan proses tiga langkah yaitu Putuskan router Pertama, Pertukaran DBD, Kirim LSR.

Jaringan multiakses dapat menciptakan dua tantangan untuk OSPF mengenai flooding LSAs: penciptaan beberapa adjacencies dan flooding LSAs yang ekstensif. Peningkatan dramatis dalam jumlah router juga secara dramatis meningkatkan jumlah LSA yang dipertukarkan antara router. Flooding LSA ini secara signifikan berdampak pada operasi OSPF. Jika setiap router dalam jaringan multiakses harus membanjiri dan mengakui semua LSA yang diterima ke semua router lain pada jaringan multiakses yang sama, lalu lintas jaringan akan menjadi sangat kacau. Inilah sebabnya mengapa pemilihan DR dan BDR diperlukan. Pada jaringan multiakses, OSPF memilih DR untuk menjadi titik pengumpulan dan distribusi untuk LSA yang dikirim dan diterima. Sebuah BDR juga dipilih jika DR gagal.

Konfigurasi OSPF:

Ket:

  • network <Network-ID>: untuk advertise network yang terhubung langsung dengan Router (directly connected network).
  • wildcard-mask: inverse subnet-mask.

 

Last modified: Wednesday, 30 November 2022, 10:47 AM