Single Area-OSPFv2 Concepts

Dalam jaringan, paket tidak perlu mengambil rute yang indah. Rute tercepat yang tersedia selalu yang terbaik. Open Shortest Path First (OSPF) dirancang untuk menemukan jalur tercepat yang tersedia untuk paket dari sumber ke tujuan. Modul ini mencakup konsep dasar OSPFv2 area tunggal. Mari kita mulai!

1. OSPF Features and Characteristics

OSPF adalah protokol routing link-state yang dikembangkan sebagai alternatif untuk vektor jarak Routing Information Protocol (RIP). RIP adalah protokol routing yang dapat diterima pada hari-hari awal jaringan dan internet. OSPF juga termasuk dalam routing link-state yang menggunakan konsep area. Administrator jaringan dapat membagi domain perutean menjadi area berbeda yang membantu mengontrol lalu lintas pembaruan perutean. OSPF memiliki keunggulan signifikan dibandingkan RIP karena menawarkan konvergensi dan skala yang lebih cepat ke implementasi jaringan yang jauh lebih besar, OSPFv2 digunakan untuk jaringan IPv4, OSPFv3 digunakan untuk jaringan IPv6.

Komponen OSPF

Routing Protocol Message
Struktur Data
Algorithm

Langkah-langkah Perutean link-state

Estabilish Neighbour Adjacencies
Exchange Link-State Advertisements
Build the Link State Database
Execute the SPF Algorithm
Choose the Best Router

Single-Area and Multiarea OSPF

Area OSPF adalah sekelompok router yang berbagi informasi link-state yang sama di LSDB mereka. OSPF dapat diimplementasikan dengan salah satu dari dua cara, sebagai berikut:

Single-Area OSPF
Multiarea OSPF

Multiarea OSPF

Dengan OSPF multiarea, satu domain routing besar dapat dibagi menjadi area yang lebih kecil, untuk mendukung routing hierarkis. Perutean masih terjadi di antara area (perutean antararea), sementara banyak operasi perutean intensif prosesor, seperti menghitung ulang database, disimpan dalam suatu 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 secara efektif mempartisi database yang berpotensi besar menjadi database yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Opsi desain topologi hierarkis dengan OSPF multiarea dapat menawarkan keuntungan sebagai berikut.

Smaller Routing Tables
Reduce link-state update overhead
Reduce frequency of SPF Calculations

Catatan: Router di area lain menerima pembaruan terkait perubahan topologi, tetapi router ini hanya memperbarui tabel perutean, bukan menjalankan kembali algoritme SPF.

OSPFv3

OSPFv3 adalah OSPFv2 yang setara untuk bertukar awalan IPv6. Ingat bahwa di IPv6, alamat jaringan disebut sebagai awalan dan subnet mask disebut awalan-panjang. Mirip dengan mitra IPv4-nya, OSPFv3 bertukar informasi perutean untuk mengisi tabel perutean IPv6 dengan awalan jarak jauh. OSPFv3 memiliki fungsi yang sama dengan OSPFv2, tetapi menggunakan IPv6 sebagai transportasi lapisan jaringan, berkomunikasi dengan rekan-rekan OSPFv3 dan mengiklankan rute IPv6. OSPFv3 juga menggunakan algoritma SPF sebagai mesin komputasi untuk menentukan jalur terbaik di seluruh domain routing.

2. Packet OSPF

Types of OSPF Packets

Tipe 1: Paket Halo - Ini digunakan untuk membangun dan mempertahankan kedekatan dengan router OSPF lainnya.

Tipe 2: Paket Deskripsi Database (DBD) - 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.

Tipe 3: Paket Link-State Request (LSR) - Router penerima kemudian dapat meminta informasi lebih lanjut tentang entri apa pun di DBD dengan mengirimkan LSR.

Tipe 4: Paket Link-State Update (LSU) - Ini digunakan untuk membalas LSR dan mengumumkan informasi baru. LSU berisi beberapa jenis LSA yang berbeda.

Tipe 5: Paket Link-State Acknowledgment (LSAck) - Ketika LSU diterima, router mengirimkan LSAck untuk mengkonfirmasi penerimaan LSU. Bidang data LSAck kosong

Link-States Update

Paket LSR Tipe 3 digunakan oleh router penerima untuk meminta informasi lebih lanjut tentang entri dalam DBD. Paket LSU Tipe 4 digunakan untuk membalas paket LSR, Paket Tipe 5 digunakan untuk mengakui penerimaan LSU Tipe 4.

Catatan: Perbedaan antara istilah LSU dan LSA terkadang dapat membingungkan karena istilah ini sering digunakan secara bergantian. Namun, LSU berisi satu atau lebih LSA

Hello Packet

Paket OSPF Tipe 1 adalah paket Hello. Paket Hello digunakan untuk melakukan hal berikut:

Temukan tetangga OSPF dan bangun kedekatan tetangga.
Iklankan parameter di mana dua router harus setuju untuk menjadi tetangga.
Pilih Designated Router (DR) dan Backup Designated Router (BDR) pada jaringan multiaccess seperti Ethernet. Tautan point-to-point tidak memerlukan DR atau BDR.

3. Operasi OSPF

Status Operasional

Keterangan tabel
Negara	Deskripsi
Negara Bagian Bawah	Tidak ada paket Hello yang diterima = Down. Router mengirimkan paket Hello. Transisi ke status Init.
Negara Bagian Init	Paket halo diterima dari tetangga. Mereka berisi ID Router dari router pengirim. Transisi ke status Dua Arah.
Status Dua Arah	Dalam keadaan ini, komunikasi antara dua router bersifat dua arah. Pada tautan multiakses, router memilih DR dan BDR. Transisi ke status ExStart.
Status ExStart	Pada jaringan point-to-point, kedua router memutuskan router mana yang akan memulai pertukaran paket DBD dan memutuskan nomor urut paket DBD awal.
Status Pertukaran	Router bertukar paket DBD. Jika informasi router tambahan diperlukan maka transisi ke Memuat; jika tidak, transisi ke status Penuh.
Status Pemuatan	LSR dan LSU digunakan untuk mendapatkan informasi rute tambahan. Rute diproses menggunakan algoritma SPF. Transisi ke status Penuh.
Status Penuh	Database link-state router sepenuhnya disinkronkan.

2. Estabilish Neighbour Adjacencies

Ketika OSPF diaktifkan pada antarmuka, router harus menentukan apakah ada tetangga OSPF lain pada tautan. Untuk mencapai hal ini, router mengirimkan paket Hello yang berisi ID routernya dari semua antarmuka yang mendukung OSPF. Paket Hello dikirim ke alamat multicast IPv4 Semua Router OSPF 224.0.0.5 yang dicadangkan. Hanya router OSPFv2 yang akan memproses paket-paket ini. ID router OSPF digunakan oleh proses OSPF untuk mengidentifikasi secara unik setiap router di area OSPF. ID router adalah nomor 32-bit yang diformat seperti alamat IPv4 dan ditetapkan untuk mengidentifikasi router secara unik di antara rekan-rekan OSPF

3. Synchronizing OSPF Database

Sementara paket Hello digunakan untuk membangun kedekatan tetangga, empat jenis paket OSPF lainnya digunakan selama proses pertukaran dan sinkronisasi LSDB. Ini adalah proses tiga langkah, sebagai berikut:

Tentukan router pertama
DBD Exchange
Kirim LSR

4. The Need for a DR

Jaringan multiakses dapat menciptakan dua tantangan bagi OSPF terkait banjir LSA, sebagai berikut:

Penciptaan beberapa kedekatan - Jaringan Ethernet berpotensi menghubungkan banyak router OSPF melalui tautan umum. Membuat kedekatan dengan setiap router tidak perlu dan tidak diinginkan. Ini akan menyebabkan terlalu banyak LSA yang dipertukarkan antara router di jaringan yang sama.
Flooding LSA yang luas - Router link-state membanjiri LSA mereka setiap kali OSPF diinisialisasi, atau ketika ada perubahan dalam topologi. Banjir ini bisa menjadi berlebihan.

5. LSA Flooding With a DR

LSA Flooding

Untuk memahami masalah banjir LSA yang luas, putar animasi pada gambar. Dalam animasi, R2 mengirimkan LSA. Peristiwa ini memicu setiap router lain untuk juga mengirimkan LSA. Tidak ditampilkan dalam animasi adalah pengakuan yang diperlukan yang dikirim untuk setiap LSA yang diterima. Jika setiap router dalam jaringan multiaccess harus membanjiri dan mengakui semua LSA yang diterima ke semua router lain di jaringan multiaccess yang sama, lalu lintas jaringan akan menjadi sangat kacau

LSA dan DR

Solusi untuk mengelola jumlah kedekatan dan banjir LSA pada jaringan multiaccess adalah DR. Pada jaringan multiakses, OSPF memilih DR untuk menjadi titik pengumpulan dan distribusi untuk LSA yang dikirim dan diterima. BDR juga dipilih jika DR gagal. Semua router lain menjadi DROTHERs. DROTHER adalah router yang bukan DR atau BDR.

Catatan: DR hanya digunakan untuk penyebaran LSA. Router masih akan menggunakan router next-hop terbaik yang ditunjukkan dalam tabel routing untuk penerusan semua paket lainnya.

Konfigurasi OSPFV2 Area Tunggal

OSPF dirancang untuk tidak hanya menemukan rute tercepat yang tersedia, tetapi juga dirancang untuk membuat rute yang cepat dan tersedia. Jika Anda lebih suka sedikit lebih banyak kontrol atas beberapa area jaringan Anda, OSPF memberi Anda beberapa cara untuk secara manual mengganti proses pemilihan DR dan membuat rute pilihan Anda sendiri. Dengan OSPF, jaringan Anda dapat menggabungkan proses otomatis dengan pilihan Anda sendiri untuk membuat jaringan yang dapat Anda pecahkan dalam tidur Anda! Anda tahu Anda ingin belajar bagaimana melakukan ini!

1. OSPF Router ID

Topologi Referennsi OSPF

Catatan: Dalam topologi ini antarmuka loopback digunakan untuk mensimulasikan tautan WAN ke Internet dan LAN yang terhubung ke setiap router. Hal ini dilakukan untuk memungkinkan topologi ini diduplikasi untuk tujuan demonstrasi pada router yang hanya memiliki dua antarmuka Gigabit Ethernet.

Mode Konfigurasi OSPF

OSPFv2 diaktifkan menggunakan perintah mode konfigurasi global id proses ospf router, seperti yang ditunjukkan pada jendela perintah untuk R1. Nilai id proses mewakili angka antara 1 dan 65.535 dan dipilih oleh administrator jaringan. Nilai process-id signifikan secara lokal, yang berarti bahwa itu tidak harus menjadi nilai yang sama pada router OSPF lain untuk membangun kedekatan dengan tetangga tersebut. Hal ini dianggap praktik terbaik untuk menggunakan process-id yang sama pada semua router OSPF.

Setelah memasukkan perintah id proses ospf router, router memasuki mode konfigurasi router, seperti yang ditunjukkan oleh prompt R1 (config-router) #. Masukkan tanda tanya (?), untuk melihat semua perintah yang tersedia dalam mode ini

ID Router

Berpartisipasi dalam sinkronisasi database OSPF – Selama Exchange State, router dengan ID router tertinggi akan mengirim paket deskriptor database (DBD) mereka terlebih dahulu.
Berpartisipasi dalam pemilihan router yang ditunjuk (DR) - Dalam lingkungan LAN multiaccess, router dengan ID router tertinggi dipilih sebagai DR. Perangkat perutean dengan ID router tertinggi kedua dipilih sebagai router cadangan yang ditunjuk (BDR)

2. Jaringan OSPF Point

Salah satu jenis jaringan yang diklasifikasikan oleh OSPF adalah jaringan point-to-point. Anda dapat menentukan antarmuka milik jaringan point-to-point dengan mengkonfigurasi perintah jaringan. Anda juga dapat mengkonfigurasi OSPF langsung pada antarmuka dengan perintah ip ospf, seperti yang akan kita lihat nanti.

Kedua perintah digunakan untuk menentukan antarmuka mana yang berpartisipasi dalam proses perutean untuk area OSPFv2. Sintaks dasar untuk perintah jaringan adalah sebagai berikut:

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

Sintaks wildcard-mask alamat jaringan digunakan untuk mengaktifkan OSPF pada antarmuka. Setiap antarmuka pada router yang cocok dengan alamat jaringan dalam perintah jaringan diaktifkan untuk mengirim dan menerima paket OSPF.
Sintaks area-id area mengacu pada area OSPF. Saat mengonfigurasi OSPFv2 area tunggal, perintah jaringan harus dikonfigurasi dengan nilai id area yang sama pada semua router. Meskipun ID area apa pun dapat digunakan, adalah praktik yang baik untuk menggunakan ID area 0 dengan OSPFv2 area tunggal. Konvensi ini memudahkan jika jaringan kemudian diubah untuk mendukung OSPFv2 multiarea.

3. Jaringan OSPF Multitaskses

Jenis jaringan lain yang menggunakan OSPF adalah jaringan OSPF multiakses. Jaringan OSPF multiaccess unik karena satu router mengontrol distribusi LSA. Router yang dipilih untuk peran ini harus ditentukan oleh administrator jaringan melalui konfigurasi yang tepat.

OSPF dapat mencakup proses tambahan tergantung pada jenis jaringan. Topologi sebelumnya menggunakan tautan point-to-point antara router. Namun, router dapat dihubungkan ke switch yang sama untuk membentuk jaringan multiaccess, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Ethernet LAN adalah contoh paling umum dari jaringan multiaccess siaran. Dalam jaringan siaran, semua perangkat di jaringan melihat semua bingkai siaran dan multicast.

4. Ubah OSPFv2 Area Tunggal

Ingat bahwa protokol routing menggunakan metrik untuk menentukan jalur terbaik dari paket di seluruh jaringan. Metrik memberikan indikasi overhead yang diperlukan untuk mengirim paket melalui antarmuka tertentu. OSPF menggunakan biaya sebagai metrik. Biaya yang lebih rendah menunjukkan jalur yang lebih baik daripada biaya yang lebih tinggi.

Biaya Cisco antarmuka berbanding terbalik dengan bandwidth antarmuka. Oleh karena itu, bandwidth yang lebih tinggi menunjukkan biaya yang lebih rendah. Rumus yang digunakan untuk menghitung biaya OSPF adalah:

Biaya = bandwidth referensi / bandwidth antarmuka

Bandwidth referensi default adalah 10⁸ (100.000.000); Oleh karena itu, rumusnya adalah:

Biaya = 100.000.000 bps / bandwidth antarmuka dalam bps

Lihat tabel untuk rincian perhitungan biaya. Karena nilai biaya OSPF harus berupa bilangan bulat, antarmuka FastEthernet, Gigabit Ethernet, dan 10 Gigabit Ethernet (10 GigE) berbagi biaya yang sama. Untuk memperbaiki situasi ini, Anda dapat:

Sesuaikan bandwidth referensi dengan perintah bandwidth referensi biaya otomatis pada setiap router OSPF.
Atur nilai biaya OSPF secara manual dengan perintah ip ospf cost pada antarmuka yang diperlukan.

5. Propagasi Rute Default

Pengguna jaringan Anda perlu mengirim paket dari jaringan Anda ke jaringan non-OSPF, seperti internet. Di sinilah Anda harus memiliki rute statis default yang dapat mereka gunakan. Dalam topologi pada gambar, R2 terhubung ke internet dan harus menyebarkan rute default ke R1 dan R3. Router yang terhubung ke internet kadang-kadang disebut router tepi atau router gateway. Namun, dalam terminologi OSPF, router yang terletak di antara domain routing OSPF dan jaringan non-OSPF disebut autonomous system boundary router (ASBR).

Catatan: Dalam contoh ini, antarmuka loopback dengan alamat IPv4 64.100.0.1 digunakan untuk mensimulasikan koneksi ke penyedia layanan.

6. Memverifikasi OSPv2 Area Tunggal

Seperti yang Anda ketahui, dua perintah berikut sangat berguna untuk memverifikasi perutean:

tampilkan uraian singkat antarmuka ip - Ini memverifikasi bahwa antarmuka yang diinginkan aktif dengan pengalamatan IP yang benar.
show ip route- Ini memverifikasi bahwa tabel perutean berisi semua rute yang diharapkan.

Singe Area-OSPFv2