Materi OSPF dan Implementasinya

Open Shortest Path First (OSPF)

Definisi OSPF

OSPF merupakan sebuah routing protokol berjenis IGP yang hanya dapat bekerja dalam jaringan internal suatu ogranisasi atau perusahaan. Jaringan internal maksudnya adalah jaringan dimana user masih memiliki hak untuk menggunakan, mengatur, dan memodifikasinya. Atau dengan kata lain, user masih memiliki hak administrasi terhadap jaringan tersebut. Jika user 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 dimanapun 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 kemari 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 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.

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.

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).

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.

Protocol Hello OSPF

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.

Setiap router yang baru bergabung ke jaringan, pertama sekali yang ia lakukan adalah mencari tahu siapa tetangganya. Hal ini diperolehnya dengan mendengarkan pesan Hello. Setiap router yang aktif dijaringan secara periodik akan melakukan multicast pesan Hello pada sebuah jaringan multi akses (misalnya, sebuah LAN Ethemet atau LAN Token-Ring) untuk members tahu kepada router-router yang lain bahwa ia sedang aktif. la mengirimkan pesan Hello ke mitra-mitra nya yang dihubungkan oleh link-link titik ke titik untuk memeriksa apakah tetangga tetangganya ini berada dalam keadaan aktif Pesan Hello ini berisi daftar dari tetangga-tetangga yang Hello-nya telah didengar oleh pengirim pesan tersebut. Cara ini Juga dapat dipergunakan oleh setiap router yang telah mengirimkan pesan Hello ke jaringan untuk mengetahui apakah pesannya telah didengar dengan baik oleh router lain. Pada jaringan multi akses, pesan Hello ini juga digunakan untuk memilih sebuah designated router, yang bertanggung jawab untuk memperbaharui informasi masing-masing tetangganya dengan informasi topologi jaringan yang terbaru.

Tahapan OSPF pada saat dijalankan

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.

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.

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.

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.

Mengumpulkan State-state dalam Jaringan

Setelah memilih DR dan BDR, 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.

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. 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.

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.

Untuk Apa Konsep Area dalam OSPF?

OSPF dibuat dan dirancang untuk melayani jaringan lokal berskala besar. Artinya OSPF haruslah memiliki nilai skalabilitas yang tinggi, tidak mudah habis atau mentok karena jaringan yang semakin diperbesar. Namun nyatanya pada penerapan OSPF biasa, beberapa kejadian juga dapat membuat router OSPF kewalahan dalam menangani jaringan yang semakin membesar. Router OSPF akan mencapai titik kewalahan ketika:

• Semakin membesarnya area jaringan yang dilayaninya akan semakin banyak informasi yang saling dipertukarkan. Semakin banyak router yang perlu dilayani untuk menjadi neighbour dan adjacence. Dan semakin banyak pula proses pertukaran informasi routing terjadi. Hal ini akan membuat router OSPF membutuhkan lebih banyak sumber memory dan processor. Jika router tersebut tidak dilengkapi dengan memory dan processor yang tinggi, maka masalah akan terjadi pada router ini.

• Topology table akan semakin membesar dengan semakin besarnya jaringan. Topology table memang harus ada dalam OSPF karena OSPF termasuk routing protocol jenis Link State. Topology table menrupakan tabel kumpulan informasi state seluruh link yang ada dalam jaringan tersebut. Dengan semakin membesarnya jaringan, maka topology table juga semakin membengkak besarnya. Pembengkakan ini akan mengakibatkan router menjadi lama dalam menentukan sebuah jalur terbaik yang akan dimasukkan ke routing table. Dengan demikian, performa forwarding data juga menjadi lamban.

• Topology table yang semakin membesar akan mengakibatkan routing table semakin membesar pula. Routing table merupakan kumpulan informasi rute menuju ke suatu lokasi tertentu. Namun, rute-rute yang ada di dalamnya sudah merupakan rute terbaik yang dipilih menggunakan algoritma Djikstra. Routing table yang panjang dan besar akan mengakibatkan pencarian sebuah jalan ketika ingin digunakan menjadi lambat, sehingga proses forwarding data juga semakin lambat dan menguras tenaga processor dan memory. Performa router menjadi berkurang.

Melihat titik-titik kelemahan OSPF dalam melayani jaringan yang berkembang pesat, maka para pencipta routing protokol ini juga tidak membiarkannya saja. Untuk itu, routing protokol ini dilengkapi dengan sistem hirarki yang berupa pengelompokan router-router OSPF dalam area. Dengan membagi-bagi router dalam jaringan menjadi tersegmen, maka akan banyak keuntungan yang akan didapat, khususnya untuk menangani masalah ketika jaringan semakin membesar dan perangkatnya semakin kehabisan tenaga. Untuk tujuan inilah konsep area diciptakan dalam routing protokol OSPF.

Bagaimana Konsep Area Dapat Mengurangi Masalah?

Ketika sebuah jaringan semakin membesar dan membesar terus, routing protokol OSPF tidak efektif lagi jika dijalankan dengan hanya menggunakan satu area saja. Seperti telah Anda ketahui, OSPF merupakan routing protokol berjenis Link State. Maksudnya, routing protokol ini akan mengumpulkan data dari status-status setiap link yang ada dalam jaringan OSPF tersebut.

Apa jadinya jika jaringan OSPF tersebut terdiri dari ratusan bahkan ribuan link di dalamnya? Tentu proses pengumpulannya saja akan memakan waktu lama dan resource processor yang banyak. Setelah itu, proses penentuan jalur terbaik yang dilakukan OSPF juga menjadi sangat lambat.

Berdasarkan limitasi inilah konsep area dibuat dalam OSPF. Tujuannya adalah untuk mengurangi jumlah link-link yang dipantau dan dimonitor statusnya agar penyebaran informasinya menjadi cepat dan efisien serta tidak menjadi rakus akan tenaga processing dari perangkat router yang menjalankannya.

Bagaimana Informasi Link State Disebarkan?

Untuk menyebarkan informasi Link State ke seluruh router dalam jaringan, OSPF memiliki sebuah sistem khusus untuk itu. Sistem ini sering disebut dengan istilah Link State Advertisement (LSA). Dalam menyebarkan informasi ini, sistem LSA menggunakan paket-paket khusus yang membawa informasi berupa status-status link yang ada dalam sebuah router. Paket ini kemudian dapat tersebar ke seluruh jaringan OSPF. Semua informasi link yang ada dalam router dikumpulkan oleh proses OSPF, kemudian dibungkus dengan paket LSA ini dan kemudian dikirimkan ke seluruh jaringan OSPF.

Kesederhanaan vs. Kemampuan

Kita sudah lihat sepintas bagaimana RIP dan OSPF bekerja. Setiap protokol routing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Protokol RIP sangat sederhana dan mudah diimplementasikan tetapi dapat menimbulkan routing loop. Protokol OSPF merupakan protokol yang lebih rumit dan lebih baik daripada RIP tetapi membutuhkan memori dan waktu CPU yang besar.

Di berbagai tempat juga terdapat yang menggunakan gabungan antara routing statik, RIP, RIP-v2, dan OSPF. Hasilnya di jaringan ini menunjukkan bahwa administrasi routing statik jauh lebih memakan waktu dibanding routing dinamik. Pengamatan pada protokol routing dinamik juga menunjukkan bahwa RIP menggunakan bandwidth yang lebih besar daripada OSPF dan semakin besar jaringan, bandwidth yang digunakan RIP bertambah lebih besar pula. Jadi, jika Anda sedang mendesain jaringan TCP/IP yang besar tentu OSPF merupakan pilihan protokol routing yang tepat.

Tahapan Dalam Membentuk Adjacency

Pada saat baru pertama ON, router OSPF tidak tahu apapun tentang tetangganya, router akan mulai mengirimkan paket Hello ke seluruh interface jaringan untuk memperkenalkan dirinya. Jika router yang baru ON ini menerima paket hello yang menyimpan informasi tentang dirinya maka router ini dapat saling berhubungan dua arah dengan router pengirim hello, Default nilai hello pada broadcast multi-access adalah 10 detik dan 40 detik jika tidak ada respon akan mati, dan pada NBMA hello 30 detik dan akan mati pada 120 detik jika tidak terdapat respon.

1. Down: router tidak dapat hello packet dari router manapun.
2. Attempt: router mengirimkan hello packet tetapi belum mendapat respon, hanya ada pada tipe NT non broadcast multi-access (NBMA) dan tidak ada respon dari router lain.
3. Init: router mendapatkan hello packet dari router lain, tetapi belum terbentuk hubungan yang bidirectional (2 way).
4. 2 way: pada tahap ini hubungan antar router sudah bi-directional, untuk NT broadcast DR & BDR nya akan melanjutkan ke tahap full, router non DR & BDR akan melanjutkan Full hanya dengan DR & BDR saja.
5. Exstart: terjadi pemilihan Master dan Slave, master adalah router yang memiliki router id tertinggi.
6. Exchange: terjadi pertukaran Database Descriptor (DBD) paket DBD ini digambarkan dari topologi DB router, proses dimulai oleh master.
7. Loading: router akan memeriksa DBD dari router lain dan apabila ada entry yang tidak diketahui maka router akan mengira link state request (LSR) , LSR akan dibales dengan link state state ACK dan link state reply, diakhir tahap ini semua router yang di adjacent memiliki topologi DB yang sama.
8. Full: masing-masing router sudah membentuk hubungan yang adjancent.
9. Pemilihan DR & BDR.

Dalam jaringan multi akses router-router akan memilih DR (designated router) dan BDR(Backup designated router) dan berusaha adjencent dengan kedua router tersebut.

Ø Pemilihan terhadap tipe network multi access (broadcast & non broadcast)
Ø Pemilihan dilakukan berdasarkan nilai ;

Ø Router Priority.

Ø Router ID.

Ø Router priority diset per interface nilainya 0-255.

Ø Router (config-if)# IP OSPF priority [0-255].

Ø Router mempunyai priority 0 tidak akan menjadi DR/BDR, statusnya DROTHER, semakin besar priority semakin besar kemungkinan dipilih menjadi BR (Priority paling tinggi) dan BDR (kedua paling tinggi / slave).

Ø Setting nya oleh administratornya, sesuai yang mana dulu routernya UP.

Ø By default nilai router priority untuk semua router adalah ;

Ø Apabila priority router sama maka yang digunakan untuk menentukan DR/BDR adalah Router ID.

Ø Pada tiap NT non broadcast (ex : Frame Relay) router yang menjadi DR adalah router yang memiliki link ke semua router yang lain (mutipoint) Jika terjadi DR & BDR mati maka router-router akan mengadakan pemilihan untuk menggantikan router yang mati tersebut.

Proses floading adalah router dengan paket LSA harus meneruskan paket ke semua jaringan, dan memasukkan informasi LSA dalam databasenya , jika paket data yang diterima tidak baru maka akan di drop, disebut floading karena seolah-olah membanjiri jaringan dengan LSA (link state advertisement) Setiap kali BD linkstate router berubah, router kembali perlu menghitung rute terbaik dan membentuk table routing terbaru, dengan biaya terendah dan shortest path terpendek.

Router (config) #router OSPF 1

Router (Config-router) # default-information originate hanya untuk default router
Perintah redistribute static metric 100 – semua static routing akan diredistribusikan.

OSPF Routing Protocol Untuk Jaringan Lokal

Kekuatan dari OSPF ada pada sistem hirarkinya yang diterapkan dalam sistem area. Penyebaran informasi routing menjadi lebih teratur dan juga mudah untuk di-troubleshooting.

Langkah pertama yang harus dilakukan oleh OSPF adalah membentuk komunikasi dengan para router tetangganya. Tujuannya adalah agar informasi apa yang belum diketahui oleh router tersebut dapat diberi tahu oleh router tetangganya.

Begitu pula router tetangga tersebut juga akan menerima informasi dari router lain yang bertindak sebagai tetangganya. Sehingga pada akhirnya seluruh informasi yang ada dalam sebuah jaringan dapat diketahui oleh semua router yang ada dalam jaringan tersebut. Kejadian ini sering disebut dengan istilah Convergence.

Setelah router membentuk komunikasi dengan para tetangganya, maka proses pertukaran informasi routing berlangsung dengan menggunakan bantuan beberapa paket khusus yang bertugas membawa informasi routing tersebut. Paket-paket tersebut sering disebut dengan istilah Link State Advertisement packet (LSA packet). Selain dari hello packet, routing protokol OSPF juga sangat bergantung kepada paket jenis ini untuk dapat bekerja.

OSPF memang memiliki sistem update informasi routing yang cukup teratur dengan rapi. Teknologinya menentukan jalur terpendek dengan algoritma Shortest Path First (SPF) juga sangat hebat. Meskipun terbentang banyak jalan menuju ke sebuah lokasi, namun OSPF dapat menentukan jalan mana yang paling baik dengan sangat tepat. Sehingga komunikasi data Anda menjadi lancar dan efisien.

Namun ada satu lagi keunggulan OSPF, yaitu konsep jaringan hirarki yang membuat proses update informasinya lebih termanajemen dengan baik. Dalam menerapkan konsep hirarki ini, OSPF menggunakan pembagian jaringan berdasarkan konsep area-area. Pembagian berdasarkan area ini yang juga merupakan salah satu kelebihan OSPF.

Apa Sih Paket LSA?

Seperti telah dijelaskan di atas, paket LSA di dalamnya akan berisi informasi seputar link-link yang ada dalam sebuah router dan statusnya masing-masing. Paket LSA ini kemudian disebarkan ke router-router lain yang menjadi neighbour dari router tersebut. Setelah informasi sampai ke router lain, maka router tersebut juga akan menyebarkan LSA miliknya ke router pengirim dan ke router lain.

Pertukaran paket LSA ini tidak terjadi hanya pada saat awal terbentuknya sebuah jaringan OSPF, melainkan terus menerus jika ada perubahan link status dalam sebuah jaringan OSPF. Namun, LSA yang disebarkan kali pertama tentu berbeda dengan yang disebarkan berikutnya. Karena LSA yang pertama merupakan informasi yang terlengkap seputar status dari link-link dalam jaringan, sedangkan LSA berikutnya hanyalah merupakan update dari perubahan status yang terjadi.

Paket-paket LSA juga dibagi menjadi beberapa jenis. Pembagian ini dibuat berdasarkan informasi yang terkandung di dalamnya dan untuk siapa LSA ini ditujukan. Untuk membedakan jenisjenisnya ini, OSPF membagi paket LSA nya menjadi tujuh tipe. Masing-masing tipe memiliki kegunaannya masing-masing dalam membawa informasi Link State. Anda dapat melihat kegunaan masing-masing paket pada tabel “Tipe-tipe LSA packet”.

Tipe-Tipe Router OSPF

Seperti telah Anda ketahui, OSPF menggunakan konsep area dalam menjamin agar penyebaran informasi tetap teratur baik. Dengan adanya sistem area-area ini, OSPF membedakan lagi tipe-tipe router yang berada di dalam jaringannya. Tipe-tipe router ini dikategorikan berdasarkan letak dan perannya dalam jaringan OSPF yang terdiri dari lebih dari satu area. Di mana letak sebuah router dalam jaringan OSPF juga sangat berpengaruh terhadap fungsinya. Jadi dengan demikian, selain menunjukkan lokasi di mana router tersebut berada, nama-nama tipe router ini juga akan menunjukkan fungsinya. Berikut ini adalah beberapa tipe router OSPF berdasarkan letaknya dan juga sekaligus fungsinya:

Ø Internal Router

Router yang digolongkan sebagai internal router adalah router-router yang berada dalam satu area yang sama. Router-router dalam area yang sama akan menanggap router lain yang ada dalam area tersebut adalah internal router. Internal router tidak memiliki koneksi-koneksi dengan area lain, sehingga fungsinya hanya memberikan dan menerima informasi dari dan ke dalam area tersebut. Tugas internal router adalah me-maintain database topologi dan routing table yang akurat untuk setiap subnet yang ada dalam areanya. Router jenis ini melakukan flooding LSA informasi yang dimilikinya ini hanya kepada router lain yang dianggapnya sebagai internal router.

Ø Backbone Router

Salah satu peraturan yang diterapkan dalam routing protokol OSPF adalah setiap area yang ada dalam jaringan OSPF harus terkoneksi dengan sebuah area yang dianggap sebagai backbone area. Backbone area biasanya ditandai dengan penomoran 0.0.0.0 atau sering disebut dengan istilah Area 0. Router-router yang sepenuhnya berada di dalam Area 0 ini dinamai dengan istilah backbone router. Backbone router memiliki semua informasi topologi dan routing yang ada dalam jaringan OSPF tersebut.

Ø Area Border Router (ABR)

Sesuai dengan istilah yang ada di dalam namanya “Border”, router yang tergolong dalam jenis ini adalah router yang bertindak sebagai penghubung atau perbatasan. Yang dihubungkan oleh router jenis ini adalah area-area yang ada dalam jaringan OSPF. Namun karena adanya konsep backbone area dalam OSPF, maka tugas ABR hanyalah melakukan penyatuan antara Area 0 dengan area-area lainnya. Jadi di dalam sebuah router ABR terdapat koneksi ke dua area berbeda, satu koneksi ke area 0 dan satu lagi ke area lain. Router ABR menyimpan dan menjaga informasi setiap area yang terkoneksi dengannya. Tugasnya juga adalah menyebarkan informasi tersebut ke masing-masing areanya. Namun, penyebaran informasi ini dilakukan dengan menggunakan LSA khusus yang isinya adalah summarization dari setiap segment IP yang ada dalam jaringan tersebut. Dengan adanya summary update ini, maka proses pertukaran informasi routing ini tidak terlalu memakan banyak resource processing dari router dan juga tidak memakan banyak bandwidth hanya untuk update ini.

Ø Autonomous System Boundary Router (ASBR)

Sekelompok router yang membentuk jaringan yang masih berada dalam satu hak administrasi, satu kepemilikan, satu kepentingan, dan dikonfigurasi menggunakan policy yang sama, dalam dunia jaringan komunikasi data sering disebut dengan istilah Autonomous System (AS). Biasanya dalam satu AS, router-router di dalamnya dapat bebas berkomunikasi dan memberikan informasi. Umumnya, routing protocol yang digunakan untuk bertukar informasi routing adalah sama pada semua router di dalamnya. Jika menggunakan OSPF, maka semuanya tentu juga menggunakan OSPF.

Namun, ada kasus-kasus di mana sebuah segmen jaringan tidak memungkinkan untuk menggunakan OSPF sebagai routing protokolnya. Misalkan kemampuan router yang tidak memadai, atau kekurangan sumber daya manusia yang paham akan OSPF, dan banyak lagi. Oleh sebab itu, untuk segmen ini digunakanlah routing protocol IGP (Interior Gateway Protocol) lain seperti misalnya RIP. Karena menggunakan routing protocol lain, maka oleh jaringan OSPF segmen jaringan ini dianggap sebagai AS lain.

Untuk melayani kepentingan ini, OSPF sudah menyiapkan satu tipe router yang memiliki kemampuan ini. OSPF mengategorikan router yang menjalankan dua routing protokol di dalamnya, yaitu OSPF dengan routing protokol IGP lainnya seperti misalnya RIP, IGRP, EIGRP, dan IS-IS, kemudian keduanya dapat saling bertukar informasi routing, disebut sebagai Autonomous System Border Router (ASBR).

Router ASBR dapat diletakkan di mana saja dalam jaringan, namun yang pasti router tersebut haruslah menjadi anggota dari Area 0-nya OSPF. Hal ini dikarenakan data yang meninggalkan jaringan OSPF juga dianggap sebagai meninggalkan sebuah area. Karena adanya peraturan OSPF yang mengharuskan setiap area terkoneksi ke backbone area, maka ASBR harus diletakkan di dalam backbone area.

Ada Berapa Jenis Area dalam OSPF?

Setelah membagi-bagi jaringan menjadi bersistem area dan membagi router-router di dalamnya menjadi beberapa jenis berdasarkan posisinya dalam sebuah area, OSPF masih membagi lagi jenis-jenis area yang ada di dalamnya. Jenis-jenis area OSPF ini menunjukkan di mana area tersebut berada dan bagaimana karakteristik area tersebut dalam jaringan. Berikut ini adalah jenis-jenis area dalam OSPF:

Ø Backbone Area

Backbone area adalah area tempat bertemunya seluruh area-area lain yang ada dalam jaringan OSPF. Area ini sering ditandai dengan angka 0 atau disebut Area 0. Area ini dapat dilewati oleh semua tipe LSA kecuali LSA tipe 7 yang sudah pasti akan ditransfer menjadi LSA tipe 5 oleh ABR.

Ø Standar Area

Area jenis ini merupakan area-area lain selain area 0 dan tanpa disertai dengan konfigurasi apapun. Maksudnya area ini tidak dimodifikasi macam-macam. Semua router yang ada dalam area ini akan mengetahui informasi Link State yang sama karena mereka semua akan saling membentuk adjacent dan saling bertukar informasi secara langsung. Dengan demikian, semua router yang ada dalam area ini akan memiliki topology database yang sama, namun routing table-nya mungkin saja berbeda.

Ø Stub Area

Stub dalam arti harafiahnya adalah ujung atau sisi paling akhir. Istilah ini memang digunakan dalam jaringan OSPF untuk menjuluki sebuah area atau lebih yang letaknya berada paling ujung dan tidak ada cabang-cabangnya lagi. Stub area merupakan area tanpa jalan lain lagi untuk dapat menuju ke jaringan dengan segmen lain. Area jenis ini memiliki karakteristik tidak menerima LSA tipe 4 dan 5. Artinya adalah area jenis ini tidak menerima paket LSA yang berasal dari area lain yang dihantarkan oleh router ABR dan tidak menerima paket LSA yang berasal dari routing protokol lain yang keluar dari router ASBR (LSA tipe 4 dan 5). Jadi dengan kata lain, router ini hanya menerima informasi dari router-router lain yang berada dalam satu area, tidak ada informasi routing baru di router. Namun, yang menjadi pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana area jenis ini dapat berkomunikasi dengan dunia luar kalau tidak ada informasi routing yang dapat diterimanya dari dunia luar. Jawabannya adalah dengan menggunakan default route yang akan bertugas menerima dan meneruskan semua informasi yang ingin keluar dari area tersebut. Dengan default route, maka seluruh traffic tidak akan dibuang ke mana-mana kecuali ke segmen jaringan di mana IP default route tersebut berada.

Ø Totally Stub Area

Mendengar namanya saja, mungkin Anda sudah bisa menangkap artinya bahwa area jenis ini adalah stub area yang lebih diperketat lagi perbatasannya. Totally stub area tidak akan pernah menerima informasi routing apapun dari jaringan di luar jaringan mereka. Area ini akan memblokir LSA tipe 3, 4, dan 5 sehingga tidak ada informasi yang dapat masuk ke area ini. Area jenis ini juga sama dengan stub area, yaitu mengandalkan default route untuk dapat menjangkau dunia luar.

Ø Not So Stubby Area (NSSA)

Stub tetapi tidak terlalu stub, itu adalah arti harafiahnya dari area jenis ini. Maksudnya adalah sebuah stub area yang masih memiliki kemampuan spesial, tidak seperti stub area biasa. Kemampuan spesial ini adalah router ini masih tetap mendapatkan informasi routing namun tidak semuanya. Informasi routing yang didapat oleh area jenis ini adalah hanya external route yang diterimanya bukan dari backbone area. Maksudnya adalah router ini masih dapat menerima informasi yang berasal dari segmen jaringan lain di bawahnya yang tidak terkoneksi ke backbone area. Misalnya Anda memiliki sebuah area yang terdiri dari tiga buah router. Salah satu router terkoneksi dengan backbone area dan koneksinya hanya berjumlah satu buah saja. Area ini sudah dapat disebut sebagai stub area. Namun nyatanya, area ini memiliki satu segmen jaringan lain yang menjalankan routing protokol RIP misalnya. Jika Anda masih mengonfigurasi area ini sebagai Stub area, maka area ini tidak menerima informasi routing yang berasal dari jaringan RIP. Namun konfigurasilah dengan NSSA, maka area ini bisa mengenali segmen jaringan yang dilayani RIP.

Keuntungan utama OSPF dibandingkan RIP adalah OSPF dapat melakukan konvergensi yang cepat dan skalabilitas lebih luas untuk implementasi jaringan yang lebih besar.

Tipe-Tipe LSA Packet:

TIPE Paket OSPF

1. Hello – Paket hello digunakan untuk membangun dan memelihara adjacency dengan router OSPF lainnya.

2. DBD – Database Description (DBD) berisi daftar-daftar dari database link state router pengirim dan digunakan oleh router penerima untuk memeriksa dan dibandingkan dengan database link state local.

3. LSR – Receiving Routers kemudian bisa meminta informasi lebih lanjut tentang isi di dalam DBD dengan mengirim Link-State Request (LSR)

4. LSU – Link State Update (LSU) paket digunakan untuk mereply ke LSRs serta mengumumkan informasi baru. LSUs berisi tujuh jenis Link-State Advertisements (LSAs) yang berbeda.

5. LSAck – Ketika sebuah LSU diterima, router mengirim sebuah Link-state Acknowledgement(LSAck) sebagai konfirmasi penerimaan LSU.

Neighbor Establishment.

Sebelum sebuah router OSPF bisa menyebarkan link-state ke router yang lain, pertama kali router ini harus memastikan apakah ada OSPF neighbor lain pada setiap link di router ini. OSPF router mengirimkan paket Hello pada semua interface OSPF yang enabled untuk memeriksa apakah ada neighbor di link tersebut.

Informasi dalam OSPF Hello mencakup OSPF Router ID dari router yang mengirimkan paket Hello tersebut. Penerima OSPF Hello paket kemudian mereply bahwa ada router OSPF lain pada link ini. OSPF kemudian membentuk adjacency dengan neighbor ini. Sebagai contoh, dalam gambar berikut , R1 akan mendirikan adjacencies dengan R2 dan R3.

OSPF Hello dan Dead Intervals

Sebelum dua router dapat membentuk OSPF neighbor adjacency , mereka harus setuju pada tiga nilai: Halo interval, dead interval, dan tipe jaringan. Halo OSPF Interval yang menunjukkan seberapa sering sebuah router OSPF mengirimkan paket Hello. Secara default, paket OSPF Halo dikirimkan setiap 10 detik pada segment multiaccess dan point-to-point dan setiap 30 detik untuk segmen non-broadcast multiaccess (NBMA) (Frame Relay, X.25, ATM).

Dalam kebanyakan kasus, OSPF Halo paket akan dikirim sebagai multicast ke reserved address untuk semua OSPFRouters di 224.0.0.5. Menggunakan alamat multicast memungkinkan sebuah perangkat untuk mengabaikan paket OSPF jika interfacenya tidak diaktifkan. Ini menghemat waktu proses CPU untuk device yang non-OSPF.

Periode Dead Interval, yang dinyatakan dalam detik, bahwa router akan menunggu untuk menerima paket Halo sebelum menyatakan bahwa neighbor “down”. Cisco menggunakan default empat kali Hello interval. Untuk multiaccess dan point-to-point segmen, periode ini adalah 40 detik. Untuk NBMA jaringan, Dead Interval adalah 120 detik.

Jika Dead interval berakhir sebelum router menerima paket Hello, OSPF akan menghapus neighbor ini dari link-state database. Router kemudian menyebarkan informasi link-state tentang neighbor yang “down” melalui semua OSPF interface yang aktif.

Pemilihan DR (Designated Router) dan BDR

Untuk mengurangi jumlah lalu lintas di multi-access jaringan OSPF, OSPF memilih sebuah Designated Router (DR) dan Backup Designated Router (BDR). DR bertanggung jawab untuk memperbarui semua router OSPF yang lain (disebut DROthers) ketika terjadi perubahan pada jaringan multiaccess. BDR akan memonitor DR dan mengambil alih sebagai DR jika terjadi kegagalan pada DR.

Algoritma OSPF

Setiap router OSPF menjaga sebuat link-state database berisi LSAs ( Link-state advertisement ) yang diterima dari semua router yang lain. Satu kali router menerima semua LSAs dan membuat local link-state databasenya, OSPF menggunakan algoritma Dijkstra shortest path first (SPF) untuk membuat pohon SPF. Pohon SPF kemudian digunakan untuk membuat tabel IP routing yang berisi daftar jalan yang terbaik menuju setiap jaringan.

Hal-Hal Dasar Yang Perlu Di Ketahui Tentang Link-State

- Link-state menggunakan hello packet untuk mengetahui keadaan router tetangganya (bukan keseluruhan), apakah masih hidup ataukah sudah mati.

- Menggunakan hello information dan LSAs (Link-state advertisement) yang diterima oleh router lain utk membuat database (topological database) ttg networknya di masing2 router.

- Menggunakan algoritma SPF utk mengkalkulasi jarak terpendek utk ke setiap network.

- Support CIDR dan VLSM.

Hal-Hal Dasar Yang Perlu Di Ketahui Tentang OSPF

OSPF dalam menentukan Best Path (Jalur terbaiknya) berdasarkan :

- Cost yang berdasarkan speed dari link (bandwidth).

- Speed dari linknya (bandwidth).

- Cost yang paling kecil dari link OSPF.

OSPF mempunyai empat tipe dari network :

- Broadcast Multi-access, ini seperti ethernet.

- NonBroadcast Multi-access (NBMA), ini seperti penggunaan pada Frame Relay.

- Point-to-point networks.

- Point-to-multipoint networks.

Untuk mengurangi angka pertukaran informasi antara router2 tetangga dalam satu network (area), OSPF memilih/membuat DR (Designated Router) dan BDR (Backup Designated Router) untuk mengurangi beban dari router2 yg ada. Bila ada perubahan.. maka router yg terdapat perubahan tersebut akan mengirimkan updatenya ke DR terlebih dahulu, lalu DR akan membagi-bagikan update terbarunya ke router2 lainnya secara multicast dengan alamat 224.0.0.5 ke seluruh router OSPF.

Lalu, kenapa ada DR dan BDR??  pada umumnya dengan rumus ini n*(n-1)/2 akan memberikan adjecency router yang terjadi. Coba bayangkan bila ada 10-15 router.. berarti adjecency relationship yg dikirim setiap router akan banyak sekali kan?!?! berarti traffic akan meningkat dan performa link akan menurun, oleh karena itu dibutuhkan DR dan BDR. Dalam pemilihan DR dan BDR hanya dapat dilakukan bila tipe networknya adalah Broadcast Multi-access dan NonBroadcast Mulit-access.

- Hello packet dikirim ke router tetangga pada Broadcast Multi-access dan point-to-point itu standarnya adalah 10 detik.

- Hello packet dikirim ke router tetangga pada NonBroadcast Multi-access (NBMA) itu standarnya adalah 30 detik.

Pada OSPF memiliki 3 table di dalam router :

1. Routing table.
2. Adjecency database.
3. Topological database.

Penjelasan :
1. Routing table : Routing table biasa juga dipanggil sebagai Forwarding database. Database ini berisi the lowest cost utk mencapai router2/network2 lainnya. Setiap router mempunyai Routing table yang berbeda-beda.

2. Adjecency database : Database ini berisi semua router tetangganya. Setiap router mempunyai Adjecency database yang berbeda-beda.

3. Topological database : Database ini berisi seluruh informasi tentang router yang berada dalam satu networknya/areanya.

Cara Menggunakan OSPF

Router(config)#router ospf process-id

Router(config-router)#network address wildcard-mask area area-id

Penjelasan sedikit tentang command diatas. process-id itu bisa digunakan antara nomor 1 dan 65,535. Nah yang wildcard-mask itu caranya adalah membalikkan subnet-mask. ex: subnet-mask = 255.255.255.0 lalu wildcard-mask = 0.0.0.255. area-id itu dapat digunakan dari angka 0 to 65,535. Dalam OSPF setidaknya kita harus punya area 0. area 0 sering disebut sebagai backbone.. dan setiap area2 lainnya yang ingin dibuat harus terkoneksi ke area 0. Bila router tersebut dalam ruang lingkup backbone, maka area-idnya harus 0.

Cara Setting OSPF Priority di Interface

Router(config)#interface fastethernet 0/0

Router(config-if)#ip ospf priority 0-255

Cara tersebut utk membuat interface dipilih menjadi DR, tapi ingat.. priority terbesar lah yang akan dipilih menjadi DR dan priorty ke 2 yg akan dipilih menjadi BDR. Klo interface tidak di setting priority, berarti interface memiliki priority yg default atau priority = 1.

Verifying OSPF Configuration

Router#show ip protocol

Router#show ip route

Router#show ip ospf interface

Router#show ip ospf

Router#show ip ospf neighbor detail

Router#show ip ospf database

Keuntungan menggunakan OSPF

• Speed of convergence
• Support for Variable Length Subnet Mask (VLSM)
• Network size
• Path selection
• Grouping of members

Menggunakan routing OSPF sebagai pengendali informasi – informasi routing suatu network sangat menguntungkan untuk diterapkan. pemakaian ospf dapat dimanage sehingga membentuk beberapa area kerja routing, hal ini akan sangat membantu dalam hal penanganan informasi yang diterima oleh masing – masing router dalam area kerja tersebut.

Penyebaran packet – packet informasi routing akan teratur karena tiap – tiap area ospf memiliki sistem managemen tersendiri agar informasi yang ada tidak keluar ataupun masuk ke area lain begitu saja. Area ospf dapat dikategorikan menjadi dua bagian yakni single area network dan multiple area.

Sebelum penjelasan mengenai single dan multiple area saya memberikan sedikit penjelasan tentangan area backbone pada ospf. Area backbone sering disebut sebagai area 0 merupakan inti area routing pada ospf. Untuk area ini harus dimiliki oleh suatu network yang mana menerapkan sistem area routing ospf. Area 0 ini akan menjadi pusat koneksi antara router – router yang akan memperkenalkan informasi tabel routing kepada router – router tetangga (neighbor).

Dengan area 0 tesebut akan mengkomunikasikan area – area yang ada pada network ospf yang disebut nonzero area yakni area – area yang terdapat disekitar area 0 dan terkoneksi dengan area 0.

Kembali pada pembahasan single dan multiple area network. Single area network merupakan routing ospf yang hanya memiliki satu area network saja dan biasanya digunakan untuk area yang kecil  hal ini diisebabkan karena jumlah router yang ada pada area network tersebut terbatas atau sedikit. Ketika menggunakan single area ini maka seluruh informasi routing akan disebar / flooded ke tiap – tiap router pada area tersebut.

Single area ini dapat diidentifikasi denga angka antara 0 sampai 4,294,967,295
hal ini dimaksutkan untuk memudahkan pengenalan terhadap suatu area.

Gambar 2.1 Single Area OSPF Network

Biasanya untuk pemakaian area routing ospf normalnya menggunakan multiple area. Ketika memakai single area tidak memakai sistem summarization. Akan tetapi dengan multiple area akan mengijinkan sistem hirarki dan scalable suatu network design.

Menerapkan multiple area network ini area 0 harus diterapkan pada area tersebut serta harus terkoneksi. Area 0 akan berperan sebagai jembatan penyeberangan informasi – informasi routing ke area – area lainnya (nonzero area).

Gambar 2.2 Multiple Area OSPF Network

Masing – masing router pada gambar 2.2 saling terhubung ke area 0 dan terkoneksi dengan baik, sehingga area – area lainnya dapat bertukar informasi. Router – router tersebut tidak dikonfigurasikan menjadi paling utama, akan tetapi interface – interface router akan yang diutamakan dalam konfigurasi area – area network. Hal ini akan membuat area – area disekitar area 0 akan terkoneksi melalui salah satu interface pada router yang ada pada area 0.

Seperti pada gambar diatas salah satu router memiliki
interface yang terkoneksi ke area 51 dan interface lain terhubung ke area 0 maka akan terjadi koneksi antara 51 dengan area 0 melalui interface – interface tersebut.