Routing IP

Konsep Routing

Pengiriman Datagram IP Pada Layer Data Link: Internetwork merupakan kumpulan LAN atau link point-to-point atau switched networks yang dihubungkan oleh router IP

Pengiriman Datagram IP Pada Layer IP: IP

Ada 2 perbedaan proses dalam pengiriman datagram IP : 1. Forwarding: Bagaimana melewatkan suatu paket dari interface input ke interface output. 2. Routing: Bagaimana menemukan dan setup routing table (Keputusan jalur mana yang akan diambil). Perbedaan Utama: “IP forwarding” enable di router dan disable di host

Proses IP Forwarding Proses Forwarding Tabel IP Forwarding Router 1. Pindah paket dari antrian input 2. Periksa kebijakan, kurangi TTL 4. Tempatkan paket pada antrian output yg tepat Proses Forwarding 3. Cocokkan tujuan paket pada data tabel See RFC 1264 “Internet Engineering Task Force Internet Routing Protocol Standardization Criteria.” 1991 Tabel IP Forwarding Router

Tabel IP Forwarding Tujuan Next Hop Interface Net A Router 1 INT 7 Net B Direct INT 4 Net C, Host 3 Router 2 INT 3 Router 1 INT 7 Default Often called routing table Tujuan dapat berupa jaringan, host, atau “gateway persinggahan terakhir” Next hop dapat berupa Jaringan yang terhubung langsung atau Router pada jaringan yang terhubung langsung Interface Fisik

Bagaimana Tabel Forwarding Didapat? Statis Dinamis Administrator Mengonfigurasi manual data tabel Router bertukar informasi menggunakan ROUTING PROTOCOL yang menghitung jalur “terbaik” + Lebih terkendali + Mengijinkan utk forwarding berbasis tujuan Lambat utk beradaptasi pada jaringan yg jelek + Dapat secara cepat beradaptasi pada perubahan topologi jaringan - Algoritma terdistribusi komplek - Memakan CPU, Bandwidth, Memori - Sulit Debugging - Protocol saat ini berbasis tujuan The “routing problem” arises in ALL networking technologies. Solutions vary depending on the specific technologies and how they are employed. I would like to do study of the techniques used in telegraphy networking. Since “datagrams” get their name from “telegrams” it would be fun to compare the different routing techniques used. Anyone want to join me on this? Note that some texts on Data Networking (especially those that are ATM centric?) use the term “Static routing” to mean what we are calling Dynamic routing. “Adaptive routing” is used to describe protocols that route around network congestion.

Routing = Implementasi jalur End-to-End dengan Tabel Next Hop Forwarding C D R1 R2 R3 R4 R5 E Dest. Nxt Hop Direct default Default ke upstream router Assume tables populated by magic. If we assume all forwarding tables are populated in a consistent way, then there is no real danger in confusing “end to end route” with a “next hop route.” Of course, the study of routing techniques explores ways to ensure that this is a safe assumption.

Hal BURUK dapat terjadi: Looping Dest. Nxt Hop Looping merupakan masalah Routing, bukan masalah forwarding A : R1 : R1 R2 Dest. Nxt Hop A : R2 :

Apakah Proses Routing? Proses Routing Tabel IP Forwarding Router Konfigurasi Manual import informasi dari Router lain Proses Routing export informasi ke Router lain Protocol-Specific Routing Table See RFC 1264 “Internet Engineering Task Force Internet Routing Protocol Standardization Criteria.” 1991 “Other routers” is usually a routers immediate neighbors. Why? To talk to more distant routers requires routing! We will see that BGP uses TCP connections within an autonomous system, but it can do this because it assumes that the autonomous system has a local routing system. Tabel IP Forwarding Router

Routing Jalur “bagus”: Routing protocol Tujuan: menetapkan jalur yg “bagus” (dari serangkaian router) melewati jaringan dari sumber ke tujuan. 5 3 B C 2 5 A 2 1 F 3 Abstraksi dengan Graph untuk algoritma routing: Titik di graph adalah router. Garis di graph adalah link fisik. Biaya link: delay, harga biaya, atau tingkat kepadatan. 1 2 D E 1 Jalur “bagus”: Biasanya berarti biaya minimum dari suatu jalur

Routing Untuk dapat memforward paket dengan tepat, router harus mempelajari arah/jalan ke jaringan lainnya. Ada dua jenis Routing: Dynamic routing - informasi dipelajari dari router lainnya, dan routing protocol secara otomatis menyesuaikan. Static routing - network administrator mengonfigurasi secara manual informasi tentang jaringan lainnya. Hal ini dilakukan untuk mengurangi biaya dan untuk keamanan. Pada kebanyakan jaringan, static routing sering dikombinasikan dengan dynamic routing.

Kelebihan Routing Statis Beban kerja router terbilang lebih ringan dibandingkan dengan routing dinamis. Karena pada saat konfigurasi router hanya mengupdate sekali saja ip table yang ada Pengiriman paket data lebih cepat karena jalur atau rute sudah di ketahui terlebih dahulu Deteksi dan isolasi kesalahan pada topologi jaringan lebih mudah

Kekurangan Routing Statis Harus tahu semua alamat network yang akan dituju beserta subnet mask dan next hoopnya (gateway nya)

Kelebihan Routing Dinamis Hanya mengenalkan alamat network yang terhubung langsung dengan routernya Tidak perlu mengetahui semua alamat network yang ada Bila terjadi penambahan suatu network baru tidak perlu semua router mengkonfigurasi. Hanya router-router yang berkaitan

Kekurangan Routing Dinamis Beban kerja router lebih berat karena selalu memperbarui ip table pada tiap waktu tertentu Kecepatan pengenalan network terbilang lama karena router membroadcast ke semua router hingga ada yang cocok Setelah konfigurasi harus menunggu beberapa saat agar setiap router mendapat semua Alamat IP yang ada Susah melacak permasalahan pada suatu topologi jaringan lingkup besar

Pengiriman paket data dengan tabel routing to: 20.2.1.2

Routing Protokol

Routing Protokol

Routing Protocol yg Umum BGP RIP Cisco proprietary TCP UDP OSPF IS-IS EIGRP IP (and ICMP) This slide illustrates the Routing Protocol Encapsulation BGP : TCP port number 179. RIP : UDP port number 520. OSPF : IP protocol number 89. One reason why routing protocols are not more well-known is that they run on routers and do not provide services directly to end-user applications. These protocols are however VERY familiar to network administrators. They keep the network connected! LANS generally deal with OSPF or RIP. ISPs and backbone network providers deal with BGP. In fact, they devote considerable resources to the care and feeding of BGP. Routing protocol saling bertukar informasi ttg jaringan yang dapat dijangkau antar Router

Model Basic : Menemukan Jalur terpendek Temukan jalur dari titik awal ke semua titik yang ada yang mempunyai jumlah panjang jalur yang minimal B 50 100 20 100 20 80 C A Source 30 80 20 10 10 20 10 10 10 20 30 10 D E

Routing Protocol dan Algoritmanya Menentukan jalur (route) Router tujuan Router first-hop default router Host tujuan 5 2 1 3 B A C E D F Host sumber Jalur biaya terkecil Router sumber

Technology : Distance Vector vs. Link State Protocol Solusi untuk masalah jalur terpendek Bagaimana penghitungan jalur terpendek dapat di desentralisasi dan dilaksanakan oleh banyak router yang saling bekerja sama = Data struktur Graf jalur, titik, bobot jalur Distance Vector Link State Penghitungan jalur terdistribusi. Hanya menyimpan link data lokal. Mendistribusikan semua link data. Melakukan penghitungan jalur Secara lokal While RIP is bases on a distributed processing algorithm (routers send results of intermediate computations to neighbors, keeping link data local) OSPF is bases on local processing and data distribution (Links states are made public and redistributed --- best path computations are done locally ate each router). Can use ANY algorithm --- bust most common is Dijkstra’s Shortest Path First (a “greedy” algorithm used to solve the “single source shortest path” problem in directed graphs with non-negative edge weights.) + Algoritma Dijkstra atau Bellman-Ford RIP, EIGRP, BGP OSPF, IS-IS, IDPR

Autonomous Systems Autonomous System adalah suatu daerah di Internet yang di administrasi/diatur oleh entitas tunggal. Contoh daerah Autonomous: Jaringan kampus Jaringan backbone Telkom Internet Service Provider daerah Routing dikerjakan dengan cara yang berbeda-beda dala suatu Autonomous System (intradomain routing) dan antar Autonomous System (interdomain routing).

Autonomous Systems (AS)

Interdomain and Intradomain Routing Routing di dalan suatu AS Mengabaikan Internet di luar AS Protocol untuk Intradomain routing disebut dengan Interior Gateway Protocol atau IGP. Protocol yang populer adalah RIP (sederhana, tua) OSPF (lebih baik) Interdomain Routing Routing antar AS Diasumsikan Internet merupkan kumpulan AS yang saling terhubung Normalnya, ada satu router dedicated di setiap AS yang mengangani traffic interdomain. Protocol untuk interdomain routing disebut dengan Exterior Gateway Protocols atau EGP. Routing protocol: EGP BGP (akhir-akhir ini)

Shortest Path Routing Ada dua dasar algoritma routing yang ditemukan di Internet. 1. Distance Vector Routing Setiap node mengetahui jarak/distance (=cost) ke tetangga-tetangganya yang secara langsung terhubung. Suatu node mengirim secara periodik suatu uodate daftar routing ke tetangganya. Jika semua node meng-update jaraknya, tabel routing akhirnya akan konvergen. Node baru mengumumkan dirinya sendiri ke tetangganya. 2. Link State Routing Setiap node mengetahui jarak/distance ke tetangga-tetangganya. Informasi jarak/distance (=link state) di-broadcast ke semua node dalam jaringan. Setiap node menghitung tabel routing secara independen

Algoritma Routing di Internet Distance Vector Routing Information Protocol (RIP) Gateway-to-Gateway Protocol (GGP) Exterior Gateway Protocol (EGP) Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) Link State Intermediate System - Intermediate System (IS-IS) Open Shortest Path First (OSPF)

Jaringan adalah Graph Jaringan digambarkan sebagai suatu Graph: Node terhubung dengan networks Jaringan dapat suatu link atau LAN Interface jaringan punya cost Jaringan merupakan tujuan Net(v,w) merupakan IP address suatu jaringan Untuk memudahkan notasi, terkadang awan antar node diganti dengan link sederhana.

Algoritma Distance Vector: Tabel Routing c(v,w): cost untuk transmit pada interface di jarinan Net(v,w) Net(v,w): alamat jaringan dari jaringan antara v dan w Jaringan dapat berupa link, tapi dapat juga berupa LAN

Algoritma Distance Vector: Pesan Node mengirim pesan ke tetangga2 nya yang berisi entri table routing. Format pesan: [Net , D(v,Net)] berarti“Biayaku untuk pergi ke Net adalah D (v,Net)” [Net , D(v,Net)] v n

Algoritma Distance Vector: Mengirim Update Secara periodik, setiap node v mengirim isi tabel routingnya ke para tetangganya :

Inisialisasi Tabel Routing I Andaikan node baru v aktif. Biaya/cost untuk mengakses jaringan yang terhubung secara langsung adalah nol: D (v, Net(v,m)) = 0 D (v, Net(v,w)) = 0 D (v, Net(v,n)) = 0

Inisialisasi Tabel Routing II Node baru v mengirim isi tabel routing ke semua tetangganya:

Inisialisasi Tabel Routing III Node v menerima tabel routing dari node lain dan membuat tabel routing nya

Update Tabel Routing I Andaikan node v menerima pesan dari node m: [Net,D(m,Net)] Node v meng-update tabel routing nya dan mengirim pesan selanjutnya jika pesan mengurangi biaya route: if ( D(m,Net) + c (v,m) < D (v,Net) ) { Dnew (v,Net) := D (m,Net) + c (v,m); Update tabel routing; Kirim pesan [Net, Dnew (v,Net)] ke semua tetangga }

Update Tabel Routing II Sebelum menerima pesan: Andaikan D (m,Net) + c (v,m) < D (v,Net):

Asumsi : - link cost 1, mis. , c(v,w) = 1 Asumsi : - link cost 1, mis., c(v,w) = 1 - semua update berjalan simultan - awalnya, setiap router hanya tahu cost dari interface yang terhubung Contoh 10.0.1.0/24 10.0.2.0/24 10.0.3.0/24 10.0.4.0/24 10.0.5.0/24 .2 .1 .2 .1 .2 .1 .2 .1 Router A Router B Router C Router D cost cost cost cost Net via Net via Net via Net via t=0: 10.0.1.0 - 0 10.0.2.0 - 0 t=0: 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 - 0 t=0: 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 - 0 t=0: 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 - 0 t=1: 10.0.1.0 - 0 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 10.0.2.2 1 t=1: 10.0.1.0 10.0.2.1 1 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 10.0.3.2 1 t=1: 10.0.2.0 10.0.3.1 1 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 10.0.4.2 1 t=1: 10.0.3.0 10.0.4.1 1 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 - 0 t=2: 10.0.1.0 - 0 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 10.0.2.2 1 10.0.4.0 10.0.2.2 2 t=2: 10.0.1.0 10.0.2.1 1 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 10.0.3.2 1 10.0.5.0 10.0.3.2 2 t=2: 10.0.1.0 10.0.3.1 2 10.0.2.0 10.0.3.1 1 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 10.0.4.2 1 t=2: 10.0.2.0 10.0.4.1 2 10.0.3.0 10.0.4.1 1 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 - 0

Contoh Sekarang tabel routing menjadi konvergen ! Router A Router B 10.0.1.0/24 10.0.2.0/24 10.0.3.0/24 10.0.4.0/24 10.0.5.0/24 .2 .1 .2 .1 .2 .1 .2 .1 Router A Router B Router C Router D cost cost cost cost Net via Net via Net via Net via t=2: 10.0.1.0 - 0 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 10.0.2.2 1 10.0.4.0 10.0.2.2 2 t=2: 10.0.1.0 10.0.2.1 1 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 10.0.3.2 1 10.0.5.0 10.0.3.2 2 t=2: 10.0.1.0 10.0.3.1 2 10.0.2.0 10.0.3.1 1 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 10.0.4.2 1 t=2: 10.0.2.0 10.0.4.1 2 10.0.3.0 10.0.4.1 1 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 - 0 t=3: 10.0.1.0 - 0 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 10.0.2.2 1 10.0.4.0 10.0.2.2 2 10.0.5.0 10.0.2.2 3 t=3: 10.0.1.0 10.0.2.1 1 10.0.2.0 - 0 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 10.0.3.2 1 10.0.5.0 10.0.3.2 2 t=3: 10.0.1.0 10.0.3.1 2 10.0.2.0 10.0.3.1 1 10.0.3.0 - 0 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 10.0.4.2 1 t=3: 10.0.1.0 10.0.4.1 3 10.0.2.0 10.0.4.1 2 10.0.3.0 10.0.4.1 1 10.0.4.0 - 0 10.0.5.0 - 0 Sekarang tabel routing menjadi konvergen !

Karakteristik Distance Vector Routing Periodic Updates: Update tabel routing dikirim pada akhir periode waktu tertentu, biasanya 90 detik. Triggered Updates: Jika suatu ukuran berubah pada suatu link, router segera mengirim suatu update tanpa menunggu berakhirnya suatu periode update. Full Routing Table Update: Sebagian besar protokol distance vector routing mengirim tetangganya semua tabel routing (tidak hanya entry yang berubah). Route invalidation timers: Isi tabel routing menjadi invalid jika tidak di-refresh. Biasanya nilai untuk invalidate suatu entry adalah jika tidak ada update yang diterima setelah 3-6 periode update.

RIP - Routing Information Protocol Protokol intradomain yang sederhana Implementasi langsung dari Distance Vector Routing Setiap router mengumumkan distance vector nya setiap 30 detik (atau ketika tabel routing berubah) ke semua tetangganya RIP selalu menggunakan 1 sebagai ukuran link Perhitungan maximum hop adalah 15, dengan “16” adalah “” Route akan timeout (diset ke 16) setelah 3 menit jika tidak diupdate

Masalah pada RIP RIP membutuhkan waktu lama untuk stabil Bahkan untuk jaringan kecil, RIP membutuhkan beberapa menit sampai tabel routing tetap/settle setelah perubahan RIP mempunyai semua masalah yang ada pada algoritma distance vector Maximum path pada RIP adalah 15 hop

Contoh RIP

Konfigurasi Router0>en Router0#conf t Router0(config)#<interface> Router0(config-if)#<ip address> <subnet mask> Router0(config-if)#exit Router0(config)#router rip Router0(config-router)#network <network ID> 5/15/2018 by Kustanto,S.T.,M.Eng.

Dynamic Routing Router0(config)#router rip Router0(config-router)#network <network ID> 5/15/2018 by Kustanto,S.T.,M.Eng.

IP Network