Link State Routing

Pada artikel sebelumnya telah dibahas mengenai konsep IP routing dan juga tentang konsep distance vector routing. Penerapan distance vector routing cukup memadai untuk diterapkan pada jaringan berskala kecil dan menengah. Akan tetapi untuk jaringan berskala Enterprise maka diperlukan suatu methoda routing yang sangat handal. Methoda Link state routing protocols menawarkan banyak keuntungan dibanding distance vector routing.

Pada dasarnya baik distance vector dan link state routing mempunyai tujuan yang sama yaitu mengisi routing tables dengan route terbaik dan terkini. Akan tetapi perbedaanya terletak pada bagaimana keduanya melakukan tugasnya mengisi routing tables. Perbedaan terbesar antara kedua methoda adalah bahwa distance vector melakukan advertise informasi hanya sedikit. Pada dasarnya distance vector routing protocols mengetahui router-router lain ada hanya jika router-router tersebut melakukan broadcast update routing kepadanya.
Jika distance vector protocol dalam suatu router menerima suatu routing update, update routing tersebut tidak mengatakan banyak hal tentang router-router lain diluar router sekitarnya dari yang mengirim update route tersebut. Jadi hanya neighboring router disekitarnya saja yang ia kirimkan informasinya. Sebaliknya link state routing protocols melakukan advertise sejumlah data yang besar tentang topology jaringan dan router melakukan computasi dengan memakan power CPU yang besar untuk memahami data topology jaringan tersebut. Bahkan mereka mengenal router tetangganya sebelum melakukan pertukaran routing informasi. Lihat juga topology untuk jaringan LAN.
Gambar berikut adalah diagram yang menyajikan secara grafis bagaimana router melakukan advertise dengan link state routing protocol. Router B mengatakan kepada router A metric dari masing-2 link yang bersangkutan yang ada pada jaringan, ketimbang router B mengatakan berapa metric atau cost dari suatu route seharusnya, jadi terserah router yang menerima bagaimana dia mengelolah data topology jaringan dengan masing-2 metric atau cost di setiap link. Disamping itu juga router B mengatakan kepada router A semua router yang ada pada jaringan termasuk subnet yang menempel pada masing-2 router dan juga statusnya. Jadi semacam peta model matematis tentang topology jaringan yang ada.
Link state routing protocol pada router A kemudian melakukan kalkulasi route dengan cost terendah dari semua subnet berdasarkan informasi topology yang dia terima termasuk route pada subnet 10.1.1.0 dengan mask 255.255.255.0. Jika ada lebih dari satu route ke suatu subnet tertentu maka router akan memilih metric terendah. Packet data menuju subnet 10.1.1.0 akan menjelajah melalui router C dengan cost terendah ketimbang harus melalui router D dengan metric yang lebih tinggi.(i-more)

Tidak seperti pada distance vector protocol, link state routing protocol harus melakukan kalkulasi cost metric sendiri ketimbang sekedar diberitahu cost metric dari hasil informasi routing update yang dia terima. Misal, pada distance vector routing protocol, router B mengatakan pada router A semacam “subnet 10.1.1.0, metric 3”. Dengan link state protocol dia mempelajari informasi topology dari routing update termasuk cost metric yang berhubungan dengan setiap link dalam jaringan. Router A melakukan kalkulasi total cost dengan setiap link di setiap route untuk mendapatkan metric yang berhubungan terhadap suatu route.
Misal, router A menemukan bahwa ada dua jalur menuju ke subnet 10.1.1.0 dengan masing-masing metric 220 (dari A>B>C>E total 220) dan 310 (dari A>B>D>E total 310). Pada routing di router A, dia meletakkan router B interface IP address sebagai hop berikutnya untuk menuju ke subnet 10.1.1.0. Router B juga melakukan kalkulasi route ke subnet 10.1.1.0 melalui router C dan router D dan meletakkan route terbaik (router C) kedalam routing tablenya.
Algoritma yang dipakai untuk melakukan kalkulasi route dengan link state routing adalah Shortest Path First (SPF) algorithm atau disebut Dijkstra SPF algorithm sesuai dengan nama penemunya Dijkstra.
Link-state protocols tidak hanya sekedar memulai broadcast informasi topology keluar setiap interface saat router pertama kali boot. Akan tetapi Link-state protocols pertama menggunakan suatu process dengan cara menemukan para neighbors. Neighbour bisa saja didefinisikan secara statis ketimbang harus di ketemukan (discover). Neighbours adalah router-2 yang juga menggunakan Link-state protocols yang share subnet yang sama. Segera setelah router-2 mengetahui bahwa dia adalah neighbor, mereka bisa bertukar copy informasi topology (disebut informasi database topology) dan kemudian menjalankan SPF untuk melakukan kalkulasi route baru.(i-more)

Setelah sebuah router mengidentifikasi sebuah neighbor, mereka saling bertukar informasi dalam database topology mereka. Routing update yang dikirim oleh router OSPF disebut sebagai link-state updates (LSUs), dan item-2 yang dikirimkan dalam LSU meliputi individual link-state advertisements (LSAs). Misal, sebuah link LSA menjelaskan sebuah subnet number dan juga mask, cost (metric), dan juga informasi lainnya tentang subnet. Juga, OSPF menggunakan suatu protocol yang handal untuk memastikan pertukaran informasi routing dan menjamin bahwa paket LSU yang hilang akan di transmit ulang.
Berikut adalah point-point yang perlu diketahui mengenai Link state routing protocol:

• Router melakukan broadcast LSP ke semua router yang umum disebut sebagai Flooding
• Router mengirim informasi hanya mengenai link mereka sendiri
• LSP dikirim dengan interfal regular dan juga jika salah satu kondisi berikut terjadi:
  • Datang neighbor baru
  • Neighbor telah pergi / mati
  • Cost ke neighbor berubah
  • Router menggunakan LSP untuk membangun routing table mereka dan melakukan kalkulasi route terbaik
  • Router memilih route berdasarkan route terpendek dengan menggunakan suatu algoritma yang disebut sebagai shortest path first (SPF)
  • Network administrator mempunyai fleksibilitas yang besar dalam men-setting metric untuk digunakan kalkulasi route

Link state routing bersifat kurang rentan terhadap routing loops, akan tetapi membutuhkan routines yang complex dan rumit untuk menemukan route dan meng-kalkulasi paths.
Problem dan Solusi Mengenai Link State
Walaupun lebih stabil dibandingkan distance vector, metoda link state mempunyai masalah berikut:

• Membutuhkan resource router yang tinggi baik power dan memori
• Menghasilkan traffic yang sangat tinggi saat pertama kali LSP membanjiri jaringan (Flooded). Akan tetapi jika konfigurasi inisialisasi ini sudah stabil, maka traffic dari link state ini sangat kecil dibandingkan dari distance vector
• Memungkinkan delay atau bahkan lost, menyebabkan jaringan yang inkonsistant. Hal ini umumnya menjadi masalah pada jaringan yang besar jika bagian-2 jaringan datang on line pada saat yang berbeda atau jika link bandwidth antar link berbeda (misal pada jaringan ISP yang lebar akan berbeda dengan jaringan lainnya). Masalah ini lah yang biasanya jadi yang terbesar

Berikut adalah solusi yang sering di implementasikan untuk mengatasi beberapa effect mengenai informasi LSP yang inkonsisten.

• Rate dari LSP update dikurangi untuk menjaga informasi tetap konsisten
• Router bisa dikelompokkan kedalam area. Router-2 berbagi informasi dalam satu area, sementara router-2 yang ada pada area border saling bertukar informasi antar area.
• LSP bisa diidentifikasi dengan suatu stempel waktu, sequence atau ID number, atau aging timer untuk menjamin proper synchronization.
• Satu router dalam masing-2 area di serahi tugas sebagai sumber authoritative dari routing informasi (yang disebut sebagai designated router). setiap area router menerima update dari designated router.

Keuntungan dan Kerugian dari Link State
Link State mempunyai beberapa keuntungan dibanding distance vector:

• Waktu convergence lebih cepat karena update diforward segera
• Tidak rentan terhadap routing loops
• Tidak rentan terhadap informasi yang salah karena hanya informasi tangan pertama saja yang di broadcast

Kerugian dari Link State

• Algoritma Link State memerlukan power CPU dan memory yang tinggi untuk melakukan kalkulasi topology jaringan dan memilih route
• Menaikkan traffic jika terjadi perubahan topology

Link State sangat handal dan banyak diterapkan pada jaringan Enterprise dan ISP.