IPv6: Dasar Routing Protocol
Bagian ini akan membahas beberapa hal sekitar routing protocol, seperti,
- Dasar routing procotol.
- Routing Protocol Distance Vector.
- Routing Protocol Link State.
- Interior dan Exterior Gateway Protocol.
- Statik atau Dynamic Routing?
Pada bagian sebelumnya menjelaskan apa yang perlu dikenali oleh router untuk mengalihkan paket dengan benar ke tujuan masing-masing, dan bagaimana ituinformasi dimasukkan ke dalam tabel rute secara manual. Pada bagian ini menunjukkan bagaimana router dapat menemukan informasi ini secara otomatis dan berbagi informasi itu dengan router lain melalui protokol routing dinamis. Protokol routing adalah bahasa yang digunakan router untuk berbicara dengan router lain berbagi informasi tentang jangkauan dan status jaringan.
Protokol routing dinamis tidak hanya melakukan fungsi penentuan rute dan fungsi route-table-update, tetapi juga menentukan jalur terbaik berikutnya jika jalur terbaik ke tujuan menjadi tidak dapat digunakan. Kemampuan untuk mengkompensasi perubahan topologi adalah keunggulan paling penting yang ditawarkan routing dinamis dibandingkan routing statis.
Jelas, agar komunikasi bisa terjadi, komunikator harus berbicara bahasa yang sama. Sejak munculnya IP routing, ada delapan protokol IP routing utama yang dapat dipilih; jika satu router berbicara RIP dan yang lain berbicara OSPF, mereka tidak dapat berbagi informasi routing karena mereka tidak berbicara bahasa yang sama. Bab-bab selanjutnya memeriksa semua protokol routing IP yang digunakan saat ini, dan bahkan mempertimbangkan bagaimana membuat router "bilingual," tetapi pertama-tama perlu untuk mengeksplorasi beberapa karakteristik dan masalah yang umum untuk semua protokol routing IP atau sebaliknya.
Dari delapan protokol ini, BGP membuat obsolete EGP, Cisco Systems EIGRP membuat obsolete IGRP, dan RIPv2 dengan menggantikan RIPv1..
Dasar Protocol Routing
Semua protokol routing dinamis dibangun berbasis pada suatu algoritma. Secara umum, algoritma adalah prosedur step-by-step untuk menyelesaikan masalah. Algoritma routing setidaknya harus menentukan beberapa hal berikut:
- Prosedur untuk meneruskan informasi jangkauan jaringan ke router lain
- Prosedur untuk menerima informasi jangkauan dari router lain
- Prosedur untuk menentukan rute optimal berdasarkan informasi jangkauan yang dimilikinya dan untuk merekam informasi ini dalam tabel rute
- Prosedur untuk bereaksi terhadap, kompensasi, dan perubahan topologi yang disebarkan di jaringan
Beberapa masalah umum untuk protokol routing adalah penentuan jalur, metrik, konvergensi, dan load balancing.
Penentuan jalur
Semua subnet dalam jaringan harus terhubung ke router, dan jika router memiliki interface jaringan, interface itu harus memiliki alamat di jaringan. Alamat ini adalah titik awal untuk informasi keterjangkauan.
Banyak point-to-point link dikonfigurasikan sebagai link "unnumbered" yaitu, tidak ada alamat yang ditetapkan untuk interface point-to-point yang terhubung untuk menghemat alamat. Tetapi link yang tidak bernomor tidak melanggar aturan bahwa setiap antarmuka harus memiliki alamat; mereka menggunakan alamat lain di router, biasanya alamat loopback, sebagai alamat proxy.
Gambar 4-1 menunjukkan jaringan tiga-router sederhana. Router A mengenali jaringan 192.168.1.0, 192.168.2.0, dan 192.168.3.0 karena memiliki interface pada jaringan tersebut dengan alamat yang sesuai dan mask alamat yang sesuai. Demikian juga, Router B mengakui 192.168.3.0, 192.168.4.0, 192.168.5.0, dan 192.186.6.0; Router C mengenali 192.168.6.0, 192.168.7.0, dan 198.168.1.0. Setiap interface mengimplementasikan link data dan protokol fisik jaringan dimana dia tersambung, sehingga router juga mengenali keadaan jaringan (up atau down).
Gambar 4-1. Setiap router tahu tentang jaringan yang terhubung langsung dari alamat dan mask yang dikonfigurasikan.
Sepintas lalu, prosedur berbagi informasi tampak sederhana. Lihatlah Router A:
- Router A memeriksa IP address dan mask terkait dan menyimpulkan bahwa ia menempel ke jaringan 192.168.1.0, 192.186.2.0, dan 192.168.3.0.
- Router A memasukan jaringan terkait ke dalam tabel routing, bersama dengan semacam flag yang menunjukkan bahwa jaringan terhubung langsung.
- Router A menyebarkan informasi ke dalam sebuah paket: "Jaringan yang terhubung langsung dengan saya adalah 192.168.1.0, 192.186.2.0, dan 192.168.3.0."
- Router A mengirimkan copy informasi routing ini, atau memperbarui routing, ke Router B dan C.
Router B dan C, setelah melakukan langkah yang sama, telah mengirim pembaruan dengan jaringan yang terhubung langsung ke A. Router A memasukkan informasi yang diterima ke dalam tabel rutenya, bersama dengan alamat sumber router yang mengirim paket pembaruan. Router A sekarang mengenali semua jaringan dan alamat router yang tersambung.
Prosedur ini sepertinya cukup sederhana. Jadi mengapa protokol routing jauh lebih rumit dari ini? Lihat kembali Gambar 4-1:
- Apa yang harus dilakukan Router A dengan pembaruan dari B dan C setelah menyimpan informasi di tabel rute? Haruskah, misalnya, meneruskan informasi routing B ke C dan meneruskan informasi routing C ke B?
- Jika Router A tidak meneruskan pembaruan, sharing informasi mungkin tidak lengkap. Misalnya, jika link antara B dan C tidak ada, kedua router tidak akan mengenali jaringan masing-masing. Router A harus meneruskan informasi pembaruan, tetapi langkah ini membuka serangkaian masalah baru.
- Jika Router A mengetahui tentang jaringan 192.168.4.0 dari Router B dan Router C, router mana yang harus digunakan untuk mencapai jaringan itu? Apakah keduanya valid? Jalur mana yang terbaik?
- Mekanisme apa yang akan digunakan untuk memastikan bahwa semua router menerima semua informasi routing sambil mencegah paket-paket pembaruan bersirkulasi tanpa henti melalui jaringan?
- Router sharing jaringan tertentu yang terhubung langsung (192.168.1.0, 192.168.3.0, dan 192.168.6.0). Haruskah router memberitahukan tentang jaringan tersebut?
Pertanyaan-pertanyaan ini hampir sesederhana penjelasan pendahuluan sebelumnya tentang protokol routing, tetapi mereka memberi kita indikasi akan beberapa masalah yang berkontribusi pada kompleksitas protokol. Setiap protokol routing membahas pertanyaan-pertanyaan ini dengan satu atau lain cara, yang akan menjadi jelas di bagian dan bab berikut.
Metric
Ketika ada beberapa rute ke tujuan yang sama, router harus memiliki mekanisme untuk menghitung jalur terbaik. Metrik adalah variabel yang ditetapkan untuk rute sebagai alat untuk me-ranking dari yang terbaik ke yang terburuk atau dari yang paling disukai hingga yang paling tidak disukai. Pertimbangkan contoh berikut mengapa metrik diperlukan.
Asumsi sharing informasi telah terjadi dengan benar di jaringan Gambar 4-1, Router A mungkin memiliki tabel rute yang mirip.
| Network | Next-Hop Router |
|---|---|
| 192.168.1.0 | Directly connected |
| 192.168.2.0 | Directly connected |
| 192.168.3.0 | Directly connected |
| 192.168.4.0 | B, C |
| 192.168.5.0 | B, C |
| 192.168.6.0 | B, C |
| 192.168.7.0 | B, C |
Tabel rute diatas menyatakan bahwa tiga jaringan pertama terhubung langsung dan bahwa tidak ada routing yang diperlukan dari Router A untuk mencapai mereka, dan ini benar. Empat jaringan terakhir, menurut tabel ini, dapat dicapai melalui Router B atau Router C. Informasi ini juga benar. Tetapi jika jaringan 192.168.7.0 dapat dicapai melalui Router B atau Router C, jalur mana yang lebih disukai? Metrik diperlukan untuk menentukan peringkat alternatif jalur.
Protokol routing yang berbeda menggunakan metrik yang berbeda. Sebagai contoh, RIP mendefinisikan rute "terbaik" sebagai rute dengan jumlah hop router yang paling sedikit; EIGRP mendefinisikan rute "terbaik" berdasarkan kombinasi bandwidth terendah di sepanjang rute dan total delay di rute. Pada bagian berikut memberikan definisi dasar dari ini dan metrik lainnya yang umum digunakan. Kerumitan lebih lanjut seperti bagaimana beberapa protokol routing seperti EIGRP menggunakan beberapa parameter untuk menghitung metrik dan menangani rute yang memiliki nilai metrik yang identik dibahas nanti, dalam bagian khusus.
Hop Count
Metrik hop-count hanya menghitung hop router. Misalnya, dari Router A, membutuhkan satu hop ke jaringan 192.168.5.0 jika paket dikirim melalui interface 192.168.3.1 (melalui Router B) dan dua hop jika paket dikirim melalui 192.168.1.1 (melalui Router C dan B). Dengan asumsi hitungan hop adalah satu-satunya metrik yang diterapkan, rute terbaik adalah yang memiliki hop paling sedikit, dalam hal ini, A-B.
Tetapi apakah link A-B benar-benar jalur yang terbaik? Jika link A-B adalah sambungan DS-0 dan link A-C dan C-B adalah sambungan T-1, rute dua-hop kemungkinan sebenarnya yang terbaik, karena bandwidth memainkan peran dalam seberapa efisien lalu lintas bergerak melalui jaringan.
Bandwidth
Metrik bandwidth akan memilih jalur bandwidth yang lebih tinggi daripada link bandwidth yang lebih rendah. Namun, bandwidth dengan sendirinya kemungkinan bukan metrik yang baik. Bagaimana jika salah satu atau kedua tautan T1 sarat dengan lalu lintas lain dan tautan 56K dimuat dengan ringan? Atau bagaimana jika link dengan bandwidth lebih tinggi juga memiliki delay yang lebih tinggi?
Load
This metric reflects the amount of traffic utilizing the links along the path. The best path is the one with the lowest load.
Unlike hop count and bandwidth, the load on a route changes, and, therefore, the metric will change. Care must be taken here. If the metric changes too frequently, route flapping the frequent change of preferred routes might occur. Route flaps can have adverse effects on the router's CPU, the bandwidth of the data links, and the overall stability of the network.
Delay
Delay is a measure of the time a packet takes to traverse a route. A routing protocol using delay as a metric would choose the path with the least delay as the best path. There might be many ways to measure delay. Delay might take into account not only the delay of the links along the route, but also such factors as router latency and queuing delay. On the other hand, the delay of a route might not be measured at all; it might be a sum of static quantities defined for each interface along the path. Each individual delay quantity would be an estimate based on the type of link to which the interface is connected.
Reliability
Reliability measures the likelihood that the link will fail in some way and can be either variable or fixed. Examples of variable-reliability metrics arethe number of times a link has failed, or the number of errors it has received within a certain time period. Fixed-reliability metrics are based on known qualities of a link as determined by the network administrator. The path with highest reliability would be selected as best.
Cost
This metric is configured by a network administrator to reflect more- or less-preferred routes. Cost might be defined by any policy or link characteristic or might reflect the arbitrary judgment of the network administrator. Therefore, "cost" is a term of convenience describing a dimensionless metric.
The term cost is often used as a generic term when speaking of route choices. For example, "RIP chooses the lowest-cost path based on hop count." Another generic term is shortest, as in "RIP chooses the shortest path based on hop count." When used in this context, either lowest-cost (or highest-cost) and shortest (or longest) merely refer to a routing protocol's view of paths based on its specific metrics.
Convergence
A dynamic routing protocol must include a set of procedures for a router to inform other routers about its directly connected networks, to receive and process the same information from other routers, and to pass along the information it receives from other routers. Further, a routing protocol must define a metric by which best paths might be determined.
A further criterion for routing protocols is that the reachability information in the route tables of all routers in the network must be consistent. If Router A in Figure 4-1 determines that the best path to network 192.168.5.0 is via Router C and if Router C determines that the best path to the same network is through Router A, Router A will send packets destined for 192.168.5.0 to C, C will send them back to A, A will again send them to C, and so on. This continuous circling of traffic between twoor more destinations is referred to as a routing loop.
The process of bringing all route tables to a state of consistency is called convergence. The time it takes to share information across a network and for all routers to calculate best paths is the convergence time. Figure 4-2 shows a network that was converged, but now a topology change has occurred. The link between the two left-most routers has failed; both routers, being directly connected, know about the failure from the data link protocol and proceed to inform their neighbors of the unavailable link. The neighbors update their route tables accordingly and inform their neighbors, and the process continues until all routers know about the change.
Figure 4-2. Reconvergence after a topology change takes time. While the network is in an unconverged state, routers are susceptible to bad routing information.Notice that at time t 2 the three left-most routers recognize the topology change but the three right-most routers have not yet received that information. Those three have old information and will continue to switch packets accordingly. It is during this intermediate time, when the network is in an unconverged state, that routing errors might occur. Therefore, convergence time is an important factor in any routing protocol. The faster a network can reconverge after a topology change, the better.
Load Balancing
Recall from Chapter 3, "Static Routing," that load balancing is the practice of distributing traffic among multiple paths to the same destination, so as to use bandwidth efficiently. As an example of the usefulness of load balancing, consider Figure 4-1 again. All the networks in Figure 4-1 are reachable from two paths. If a device on 192.168.2.0 sends a stream of packets to a device on 192.168.6.0, Router A might send them all via Router B or Router C. In both cases, the network is one hop away. However, sending all packets on a single route probably is not the most efficient use of available bandwidth. Instead, load balancing should be implemented to alternate traffic between the two paths. As noted in Chapter 3, load balancing can be equal cost or unequal cost, and per packet or per destination.