OSPF (Open Shortest Path First)

Pendahuluan

WEB TKJ - Pada setiap jaringan router terdapat sebuah protokol jaringan yang memungkinkan pengiriman paket data antar jaringan secara cepat dan tepat. Protokol tersebut adalah OSPF Routing (Open Shortest Path First). Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang protokol OSPF Router, mulai dari pengertian, keuntungan, cara kerja, jenis area dan tipe router pada sistem OSPF.

Daftar Isi

Apa itu OSPF?

Open Shortest Path First atau OSPF adalah sebuah protokol routing yang dirancang untuk menghitung dan memilih rute terpendek yang optimal dalam jaringan IP. Router yang menjalankan OSPF akan bertukar informasi dengan router lainnya untuk membangun database topologi dan menghitung jalur terpendek menggunakan algoritma Dijkstra. Hal tersebut memungkinkan OSPF untuk mendistribusikan informasi routing dengan cepat dan efisien dalam jaringan yang kompleks.

Keuntungan OSPF Routing

Scalability: OSPF Routing mampu menangani jaringan yang besar dengan ribuan router. Ini karena OSPF menggunakan struktur hierarkis dengan area-area yang memungkinkan pengelompokan router secara logis. Hal ini meminimalkan jumlah informasi routing yang perlu ditransmisikan antara area, sehingga meningkatkan skalabilitas jaringan.

Fast Convergence: OSPF Routing memiliki kemampuan konvergensi yang cepat. Ketika ada perubahan topologi jaringan, OSPF secara otomatis memperbarui database topologi dan menghitung rute terpendek baru. Hal ini memungkinkan pemulihan jaringan yang cepat setelah terjadi kegagalan atau perubahan.

Load Balancing: OSPF Routing mendukung load balancing, di mana trafik dapat dibagi secara merata di antara beberapa jalur terpendek. Ini memungkinkan penggunaan bandwidth yang lebih efisien dan meningkatkan performa jaringan.

Security: OSPF Routing menyediakan mekanisme keamanan melalui autentikasi, sehingga hanya router yang memiliki kredensial yang valid yang dapat berpartisipasi dalam pertukaran informasi OSPF. Ini membantu melindungi jaringan dari ancaman keamanan seperti serangan spoofing.

Cara Kerja OSPF Routing

Pada saat baru pertama ON, OSPF Routing 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

down : router tidak dapat hello packet dari router manapun
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.
Init : router mendapatkan hello packet dari router lain, tetapi belum terbentuk hubungan yang bidirectional (2 way)
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
Exstart : terjadi pemilihan Master dan Slave, master adalah router yang memiliki router id tertinggi
exchange : terjadi pertukaran Database Descriptor (DBD) paket DBD ini digambarkan dari topologi DB router, proses dimulai oleh master
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
Full : masing-masing router sudah membentuk hubungan yang adjancent.

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.

Pemilihan terhadap tipe network multi access (broadcast & non broadcast)
Pemilihan dilakukan berdasarkan nilai ;
Router Priority
Router ID
Router priority diset per interface nilainya 0-255
Router (config-if)# IP OSPF priority [0-255]
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)
Setting nya oleh administratornya, sesuai yang mana dulu routernya UP
By default nilai router priority untuk semua router adalah ;
Apabila priority router sama maka yang digunakan untuk menentukan DR/BDR adalah Router ID

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 à hanya untuk default router
Perintah redistribute static metric 100 – semua static routing akan diredistribusikan

Jenis Area OSPF

OSPF Routing Area: Jenis dan Implementasinya

Gambar: Jenis area OSPF

OSPF Routing Area (Open Shortest Path First) atau OSPF adalah sebuah protokol routing yang digunakan dalam jaringan berbasis IP. OSPF memiliki beberapa area yang digunakan untuk mengatur dan mengelompokkan router dalam sebuah domain OSPF. Berikut ini adalah macam jenis dan implementasi OSPF Routing Area, yaitu:

Backbone Area

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

Implementasi:

Tentukan router yang akan berperan sebagai router ABR (Area Border Router) untuk menghubungkan area backbone dengan area lainnya.
Konfigurasikan OSPF pada semua router internal yang terhubung langsung ke area backbone.
Tetapkan area ID 0 untuk area backbone.
Pastikan semua router internal di area backbone terhubung langsung ke router ABR.

Standar Area

OSPF Routing Area jenis ini merupakan area-area lain selain area 0 dan tanpa disertai dengan konfigurasi apapun. Router di dalam standar area akan saling membentuk adjacent dan bertukar informasi Link State secara langsung. Namun, routing table-nya mungkin berbeda meskipun memiliki topology database yang sama.

Implementasi:

Identifikasi router yang akan berperan sebagai ABR untuk menghubungkan standar area dengan area backbone.
Tentukan area ID yang unik untuk setiap standar area.
Konfigurasikan OSPF pada semua router internal di masing-masing standar area.
Pada router ABR, konfigurasikan area ID untuk masing-masing standar area yang terhubung.
Pastikan semua router internal di standar area terhubung langsung ke router ABR.

Stub Area

Stub area adalah OSPF Routing Area yang tidak memiliki jalan lain untuk mencapai jaringan dengan segmen lain. Area ini tidak menerima LSA tipe 4 dan 5. Router dalam stub area hanya menerima informasi dari router lain dalam area yang sama dan menggunakan default route untuk mengarahkan lalu lintas keluar area.

Implementasi:

Tentukan area yang akan dikonfigurasi sebagai area stub.
Konfigurasikan area stub pada router ABR yang terhubung ke area stub.
Pada router ABR, gunakan perintah stub area untuk mengkonfigurasi area stub.
Pastikan semua router di area stub menggunakan default route untuk mengarahkan lalu lintas keluar area.

Totally Stub Area

Totally stub area adalah varian OSPF Routing stub area yang lebih membatasi perbatasannya. Area ini tidak menerima informasi routing apapun dari jaringan di luar area tersebut. Hanya default route yang digunakan untuk menjangkau dunia luar.

Implementasi:

Tentukan area yang akan dikonfigurasi sebagai area totally stubby.
Konfigurasikan area totally stubby pada router ABR yang terhubung ke area tersebut.
Pada router ABR, gunakan perintah area stub no-summary untuk mengkonfigurasi area totally stubby.
Pastikan semua router di area totally stubby menggunakan default route untuk mengarahkan lalu lintas keluar area.

Not So Stubby Area (NSSA)

NSSA adalah OSPF Routing stub area yang masih mendapatkan informasi routing tertentu. Router dalam NSSA hanya menerima external route dari segmen jaringan di bawahnya yang tidak terkoneksi ke backbone area.

Implementasi:

Tentukan area yang akan dikonfigurasi sebagai NSSA.
Konfigurasikan NSSA pada router ABR yang terhubung ke area NSSA.
Pada router ABR, gunakan perintah area nssa untuk mengkonfigurasi area NSSA.
Konfigurasikan redistribusi antara OSPF dan protokol routing eksternal di router ABR yang terhubung ke NSSA.
Pastikan semua router di area NSSA menggunakan default route untuk mengarahkan lalu lintas keluar area.

Totally NSSA (NSSA Total)

Totally NSSA adalah varian dari NSSA yang tidak menyebarkan rute eksternal tipe 3 dan tipe 4 ke router internal. Hanya default route yang disebarkan ke area lain.

Implementasi:

Tentukan area yang akan dikonfigurasi sebagai Totally NSSA.
Konfigurasikan area Totally NSSA pada router ABR yang terhubung ke area tersebut.
Gunakan perintah "area nssa" di konfigurasi OSPF pada router ABR untuk mengaktifkan Totally NSSA.
Gunakan perintah "default-information originate" di router ABR untuk mengumumkan default route ke area Totally NSSA.
Jika ada protokol routing eksternal, konfigurasikan redistribusi antara OSPF dan protokol tersebut di router ABR.
Pastikan semua router internal di area Totally NSSA terhubung langsung ke router ABR yang dikonfigurasi sebagai NSSA Total.

Tipe Router OSPF

Gambar: Tipe Router OSPF

Router OSPF menggunakan konsep area untuk menjaga kelancaran penyebaran informasi. Terdapat beberapa area dan berbagai tipe router yang memiliki peran serta lokasi yang berbeda-beda. Lokasi router dalam jaringan OSPF sangat mempengaruhi fungsinya. Oleh karena itu, nama-nama tipe router ini tidak hanya menunjukkan lokasinya, tetapi juga fungsinya. Berikut adalah beberapa tipe router OSPF berdasarkan lokasi dan fungsinya:

Internal Router

Internal router merupakan Router OSPF yang berada dalam satu area yang sama. Router-router dalam area yang sama dianggap sebagai internal router. Internal router tidak memiliki koneksi dengan area lain, sehingga fungsinya terbatas pada pertukaran informasi di dalam area tersebut.

Tugas internal router adalah mempertahankan database topologi dan routing table yang akurat untuk setiap subnet di area tersebut. Router jenis ini mengirimkan informasi LSA (Link State Advertisement) hanya kepada router internal lainnya.

Backbone Router

Salah satu aturan dalam protokol routing OSPF adalah setiap area dalam jaringan OSPF harus terhubung dengan sebuah area yang disebut sebagai backbone area. Biasanya, router OSPF backbone area ditandai dengan nomor 0.0.0.0 atau disebut Area 0.

Router-router yang berada sepenuhnya di dalam Area 0 ini disebut backbone router. Backbone router memiliki informasi topologi dan routing lengkap dalam jaringan OSPF tersebut.

Area Border Router (ABR)

Seperti namanya, ABR adalah Router OSPF yang berfungsi sebagai penghubung atau perbatasan antara area. ABR menghubungkan area-area yang ada dalam jaringan OSPF. Namun, karena adanya konsep backbone area dalam OSPF, tugas ABR hanya melakukan integrasi antara Area 0 dan area-area lainnya.

Dalam sebuah router ABR terdapat koneksi ke dua area yang berbeda, satu ke Area 0 dan satu lagi ke area lainnya. ABR menyimpan dan memelihara informasi setiap area yang terhubung dengannya. Tugasnya juga menciptakan distribusi informasi ke area-area terkait. Namun, penyebaran informasi ini dilakukan melalui LSA khusus yang berisi ringkasan dari setiap segmen IP dalam jaringan tersebut.

Dengan adanya pembaruan ringkasan ini, proses pertukaran informasi routing tidak memakan banyak sumber daya pemrosesan router dan tidak membebani bandwidth hanya untuk pembaruan ini.

Autonomous System Boundary Router (ASBR)

ASBR adalah sekelompok Router OSPF yang membentuk jaringan yang berada dalam satu hak administrasi, kepemilikan, dan kepentingan yang sama. Dalam dunia jaringan komunikasi data, sering disebut sebagai Autonomous System (AS).

Biasanya, router-router dalam satu AS dapat berkomunikasi dan bertukar informasi secara bebas. Umumnya, protokol routing yang digunakan untuk pertukaran informasi routing juga sama di semua router dalam AS tersebut. Jika menggunakan OSPF, maka semua router dalam AS tersebut menggunakan OSPF.

Namun, terdapat kasus-kasus di mana suatu segmen jaringan tidak memungkinkan penggunaan OSPF sebagai protokol routing-nya. Misalnya, kemampuan router yang terbatas atau kurangnya sumber daya manusia yang memahami OSPF, dan lain-lain.

Oleh karena itu, OSPF menyediakan tipe router yang dapat menangani kebutuhan tersebut. OSPF mengkategorikan router yang menjalankan dua protokol routing di dalamnya, yaitu OSPF dan protokol routing IGP lain seperti RIP (baca juga: Mengenal Protokol RIP), IGRP, EIGRP, dan IS-IS. Kedua protokol ini dapat saling bertukar informasi routing dan router ini disebut sebagai Autonomous System Border Router (ASBR).

Router ASBR dapat ditempatkan di mana saja dalam jaringan, namun harus menjadi anggota dari Area 0 OSPF. Hal ini karena data yang keluar dari jaringan OSPF juga dianggap meninggalkan satu area. Karena aturan OSPF yang mewajibkan setiap area terhubung ke backbone area, ASBR harus ditempatkan di dalam backbone area.

Kesimpulan

OSPF Routing merupakan salah satu protokol routing yang efisien untuk jaringan IP. Dengan kemampuan skalabilitas, konvergensi cepat, load balancing, dan keamanan yang diberikan, OSPF memungkinkan pengiriman paket data yang efisien dan handal dalam jaringan yang kompleks.

Dalam OSPF Routing Area, terdapat beberapa jenis area yang digunakan untuk mengatur dan mengelompokkan router dalam sebuah domain OSPF. Jenis-jenis area tersebut mencakup Backbone Area, Standar Area, Stub Area, Totally Stub Area, Not So Stubby Area (NSSA), dan Totally NSSA (NSSA Total).

Setiap jenis OSPF Routing Area memiliki karakteristik dan implementasi yang berbeda. Dalam jaringan OSPF, tipe-tipe router memiliki peran dan fungsi yang berbeda berdasarkan letaknya dalam jaringan. Internal router mempertahankan informasi topologi dan routing di dalam satu area, sementara backbone router menjadi pusat informasi topologi dan routing dalam jaringan OSPF. Dengan menggunakan jenis-jenis area yang sesuai, Anda dapat mengoptimalkan routing dan mengurangi beban overhead dalam jaringan.