Mempelajari Single Area OSPF (Cisco Router)

Single Area OSPF (Cisco Router)

 

Introduction to OSPF

Open Shortest Path First adalah Interior Routing Protocol, sama seperti RIP, yang digunakan untuk menghubungkan network-network dalam suatu internal organisasi. Namun OSPF termasuk kategori link state routing protocol, sehingga sebuah router OSPF akan mengetahui semua status (state) atau kondisi dari setiap link yang ada dalam jaringan. Ini dilakukan router OSPF dengan menyebarkan Link State Advertisement (LSA) keseluruh router OSPF lain dalam suatu area OSPF. Dengan LSA ini, router OSPF kemudian akan membangun database jaringan yang merupakan gambaran topologi jaringan tersebut. Dari database inilah router OSPF menyusun tabel routingnya.

Karena memiliki gambaran topologi yang lengkap, maka jaringan yang menerapkan OSPF akan kecil kemungkinan mengakibatkan routing loop. Router OSPF juga akan lebih cepat mengantisipasi perubahan jaringan, sehingga dapat digunakan untuk jaringan-jaringan berskala besar. OSPF juga merupakan classless routing protocol, sehingga dapat diterapkan pada jaringan yang menggunakan Variable Length Subnet Mask (VLSM).

Namun router yang menjalankan OSPF membutuhkan resource yang lebih besar, karena akan membuat LSA, menyerbarkan LSA, menyusun database, menjalankan algoritma routing yang lebih rumit, untuk kemudian menghasilkan tabel routing. Administrator jaringan juga dituntut memiliki kemampuan yang lebih baik untuk menerapak OSPF. Selain itu, karena akan terjadi penyebaran (flooding) LSA, maka desain jaringan akan menentukan efisien tidaknya penerapan OSPF.

OSPF dapat diterapkan dalam dua cara, yaitu Single Area OSPF dan Multi Area OSPF. Dengan Multi Area OSPF, router-router OSPF dikelompokkan secara logika dan fisik, sehingga flooding LSA dapat dikendalikan dengan lebih baik.

Penerapan Single Area OSPF dapat dilihat seperti gambar berikut.

Sedangkan penerapan Multi Area OSPF, dapat dilihat pada gambar berikut.

Basic Configuration

Untuk mengkonfigurasikan OSPF pada router, langkah yang harus dilakukan relatif sama dengan routing protocol yang lain. Administrator jaringan hanya perlu mengaktfikan OSPF, kemudian meng-advertise network yang ingin diperkenalkan kepada router lain. Namun network yang di-advertise harus dimasukan ke dalam salah satu area OSPF. Jika hanya menerapkan Single Area OSPF, maka harus dibuat minimal satu Area yang dinamakan Backbone Area, atau Area 0.

Bila pada routing protocol lain, saat akan meng-advertise sebuah network address harus disertakan subnetmask atau prefix, maka pada Router Cisco advertise dilakukan dengan menyertakan wildcard (kebalikan dari bit subnetmask).

Untuk mengkonfigurasikan OSPF pada Router R1 pada gambar di atas, maka perintah yang dapat digunakan adalah sebagai berikut.
R1#configure terminal
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

Sedangkan pada Router R2, perintah yang dapat digunakan adalah sebagai berikut.
R2#configure terminal
R2(config)#router ospf 1
R2(config-router)#network 172.16.20.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 10.10.10.0 0.0.0.3 area 0

Pada saat kedua router mencapai kondisi convergence, maka tabel routing akan terlihat lengkap seperti pada uraian berikut ini.
R1#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
       D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
       N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
       E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
       i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS   
* – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
Gateway of last resort is not set
 
     10.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnets
C       10.10.10.0 is directly connected, FastEthernet0/1
     172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
O       172.16.20.0 [110/2] via 10.10.10.2, 00:00:51, FastEthernet0/1
C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0


 R2#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS
* – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
P – periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
10.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnets
C       10.10.10.0 is directly connected, FastEthernet0/1
172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       172.16.20.0 is directly connected, FastEthernet0/0
O    192.168.1.0/24 [110/2] via 10.10.10.1, 00:00:30, FastEthernet0/1

Router ID

Setiap router OSPF harus menggunakan identitas (ID) sebagai pengenal satu sama lain. ID juga digunakan sebagai penunjuk dari mana sebuah LSA berasal. Jika tidak dikonfigurasikan, maka router OSPF akan mengambil IP Address dari salah satu interfacenya yang aktif untuk dijadikan Router ID. Dan bila terdapat beberapa IP Address, maka IP Address tertinggi yang akan dipilih.

Untuk melihat IP Address mana yang digunakan sebagai Router ID, maka dapat digunakan perintah seperti berikut ini.
R1#show ip protocols
Routing Protocol is “ospf 1″
  Outgoing update filter list for all interfaces is not set
  Incoming update filter list for all interfaces is not set
Router ID 192.168.1.1
  Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa
  Maximum path: 4
  Routing for Networks:
    192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
    10.10.10.0 0.0.0.3 area 0
  Routing Information Sources:  
    Gateway         Distance      Last Update
    10.10.10.2           110      00:02:41
  Distance: (default is 110)

R2#show ip protocols
Routing Protocol is “ospf 1″
  Outgoing update filter list for all interfaces is not set
  Incoming update filter list for all interfaces is not set
Router ID 172.16.20.1
  Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa
  Maximum path: 4
  Routing for Networks:
    172.16.20.0 0.0.0.255 area 0
    10.10.10.0 0.0.0.3 area 0
  Routing Information Sources:  
    Gateway         Distance      Last Update
    10.10.10.1           110      00:05:12
  Distance: (default is 110)

Interface Loopback merupakan interface yang tidak pernah berada dalam posisi “down”, sehingga IP Address pada interface ini sangat cocok untuk dijadikan Router ID. Adapun contoh penerapan Router ID dapat dilihat pada gambar berikut.


Untuk mengkonfigurasikan Interface Loopback untuk dijadikan Router ID, dapat digunakan perintah berikut ini.
R1#configure terminal
R1(config)#interface loopback 0
R1(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.255
R2#configure terminal
R2(config)#interface loopback 0
R2(config-if)#ip address 10.2.2.2 255.255.255.255

Dengan adanya IP Address pada Interface Loopback yang menjadi Router ID, maka Router ID pada setiap router dapat dilihat seperti berikut ini.
R1#show ip protocols
Routing Protocol is “ospf 1″
  Outgoing update filter list for all interfaces is not set
  Incoming update filter list for all interfaces is not set
Router ID 10.1.1.1
  Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa
  Maximum path: 4
  Routing for Networks:
    192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
    10.10.10.0 0.0.0.3 area 0
  Routing Information Sources:  
    Gateway         Distance      Last Update
    10.10.10.2           110      00:00:25
  Distance: (default is 110)
R2#show ip protocols
Routing Protocol is “ospf 1″
  Outgoing update filter list for all interfaces is not set
  Incoming update filter list for all interfaces is not set
Router ID 10.2.2.2
  Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa
  Maximum path: 4
  Routing for Networks:
    172.16.20.0 0.0.0.255 area 0
    10.10.10.0 0.0.0.3 area 0
  Routing Information Sources:  
    Gateway         Distance      Last Update
    10.10.10.1           110      00:01:01
  Distance: (default is 110)

Multi Access Network

Router OSPF akan membuat LSA dan mengirimkannya ke seluruh router yang lain. Jika network yang digunakan adalah Multi Access Network, maka LSA akan beredar sebanyak-banyaknya, sehingga perlu dipilih sebuah router yang akan mengumpulkan keseluruhan LSA untuk kemudian dikirimkan ke router lain. Router ini disebut Designated Router (DR). Selain DR perlu juga dipilih Backup Designated Router (BDR) yang bertugas sebagai cadangan dari DR.
Router yang memiliki Router ID tertinggi akan menjadi DR, kemudian disusul oleh Router ID terendah berikutnya yang akan menjadi BDR.

Pada gambar di atas, yang akan menjadi DR adalah Router R3 dengan Router ID 10.3.3.3 disusul R2 dengan Router ID 10.2.2.2 yang akan menjadi BDR.
Untuk melihat router mana yang menjadi DR atau BDR dapat digunakan perintah berikut ini.
R1#show ip ospf neighbor
Neighbor ID   Pri   State     Dead Time   Address         Interface
10.2.2.2        1   FULL/BDR  00:00:30    10.10.10.2      FastEthernet0/1
10.3.3.3        1   FULL/DR   00:00:34    10.10.10.3      FastEthernet0/1

R2#show ip ospf neighbor
Neighbor ID  Pri   State         Dead Time   Address     Interface
10.3.3.3       1   FULL/DR       00:00:35    10.10.10.3  FastEthernet0/1
10.1.1.1       1   FULL/DROTHER  00:00:38    10.10.10.1  FastEthernet0/1

R3#show ip ospf neighbor
Neighbor ID  Pri   State         Dead Time   Address     Interface
10.1.1.1       1   FULL/DROTHER  00:00:33    10.10.10.1  FastEthernet0/1
10.2.2.2       1   FULL/BDR      00:00:36    10.10.10.2  FastEthernet0/1

Metric

OSPF menggunakan cost sebagai metric, dimana path dengan akumuliasi nilai cost terendah yang akan dipilih dan dimasukkan ke dalam tabel routing. Router Cisco menggunakan parameter bandwidth untuk menentukan cost, seperti pada tabel berikut ini.

Nilai cost juga dapat ditentukan dengan mengganti parameter cost yang ada pada setiap interface router yang menjalankan OSPF. Untuk melihat nilai yang ada pada setiap interface, dapat digunakan perintah seperti berikut ini.
R1#show ip ospf interface
FastEthernet0/0 is up, line protocol is up
  Internet address is 192.168.1.1/24, Area 0
  Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1
  Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1
  Designated Router (ID) 10.1.1.1, Interface address 192.168.1.1
  No backup designated router on this network
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    Hello due in 00:00:00
  Index 1/1, flood queue length 0
  Next 0×0(0)/0×0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec
  Neighbor Count is 0, Adjacent neighbor count is 0
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

FastEthernet0/1 is up, line protocol is up
  Internet address is 10.10.10.1/30, Area 0
  Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1
  Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 1
  Designated Router (ID) 10.2.2.2, Interface address 10.10.10.2
  Backup Designated Router (ID) 10.1.1.1, Interface address 10.10.10.1
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    Hello due in 00:00:00
  Index 2/2, flood queue length 0
  Next 0×0(0)/0×0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec
  Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1
    Adjacent with neighbor 10.2.2.2  (Designated Router)
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

FastEthernet1/0 is up, line protocol is up
  Internet address is 10.10.10.6/30, Area 0
  Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1
  Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 1
  Designated Router (ID) 10.3.3.3, Interface address 10.10.10.5
  Backup Designated Router (ID) 10.1.1.1, Interface address 10.10.10.6
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    Hello due in 00:00:00
  Index 3/3, flood queue length 0
  Next 0×0(0)/0×0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec
  Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1
    Adjacent with neighbor 10.3.3.3  (Designated Router)
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

Untuk merubah cost pada Interface f0/1 sehingga link 10.10.10.0/30 memiliki cost 10, maka dapat digunakan perintah seperti berikut ini.
R1#configure terminal
R1(config)#interface FastEthernet 0/1
R1(config-if)#ip ospf cost 10

Dengan cost pada link 10.10.10.0/30 yang bernilai 10, maka untuk menuju network 172.16.20.0/24 Router R1 akan memilih link melalui Router R3 yang memiliki akumulasi cost sebesar 3. Ini dapat dilihat pada tabel routing pada Router R1 berikut ini.
R1#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
       D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
       N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
       E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
       i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS
       * – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
       P – periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
     10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C       10.1.1.1/32 is directly connected, Loopback0
C       10.10.10.0/30 is directly connected, FastEthernet0/1
C       10.10.10.4/30 is directly connected, FastEthernet1/0
O       10.10.10.8/30 [110/2] via 10.10.10.5, 00:03:54, FastEthernet1/0
     172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
O       172.16.20.0 [110/3] via 10.10.10.5, 00:00:13, FastEthernet1/0
O       172.16.30.0 [110/2] via 10.10.10.5, 00:03:54, FastEthernet1/0
C    192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0



Adapun cost dari interface f0/1 pada Router R1, dapat dilihat lagi dengan menggunakan perintah berkut ini.
R1#show ip ospf interface f0/1
FastEthernet0/1 is up, line protocol is up
  Internet address is 10.10.10.1/30, Area 0
  Process ID 1, Router ID 10.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 10
  Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 1
  Designated Router (ID) 10.2.2.2, Interface address 10.10.10.2
  Backup Designated Router (ID) 10.1.1.1, Interface address 10.10.10.1
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    Hello due in 00:00:03
  Index 2/2, flood queue length 0
  Next 0×0(0)/0×0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec
  Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1
    Adjacent with neighbor 10.2.2.2  (Designated Router)
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

Redistribute

OSPF juga dapat digunakan untuk menyebarkan (redistribute) konfigurasi statik routing yang ada pada sebuah router. Sehingga entry static routing tersebut akan diketahui oleh router OSPF lainnya. Redistribute ini umumnya diterapkan pada router OSPF yang terhubung ke jaringan luar (outside network), misalnya pada Router yang berfungsi sebagai gateway ke Internet.

Konfigurasi default route (statik) yang perlu dikonfigurasikan pada Router R1 adalah sebagai berikut.

R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 80.1.1.1

Sedangkan perintah yang digunakan untuk melakukan redistribute entry static routing (default route) tersebut adalah sebagai berikut.

R1(config-router)#default-information originate

Sehingga tabel routing pada Router R1 akan terlihat seperti berikut ini.
R1#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
       D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
       N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
       E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
       i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS
       * – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
       P – periodic downloaded static route
Gateway of last resort is 80.1.1.1 to network 0.0.0.0
     10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C       10.1.1.1/32 is directly connected, Loopback0
C       10.10.10.0/30 is directly connected, FastEthernet0/1
C       10.10.10.4/30 is directly connected, FastEthernet1/0
O       10.10.10.8/30 [110/2] via 10.10.10.5, 00:19:54, FastEthernet1/0
                      [110/2] via 10.10.10.2, 00:07:32, FastEthernet0/1
     80.0.0.0/30 is subnetted, 1 subnets
C       80.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
     172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
O       172.16.20.0 [110/2] via 10.10.10.2, 00:07:32, FastEthernet0/1
O       172.16.30.0 [110/2] via 10.10.10.5, 00:19:54, FastEthernet1/0
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 80.1.1.1


Perintah redistribute tadi akan membuat Router R2 dan R3 mengetahui path menuju Internet yang dapat ditempuh melalui Router R1, seperti terlihat pada tabel routing berikut ini.
R2#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
       D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
       N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
       E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
       i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS       
* – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
       P – periodic downloaded static route
Gateway of last resort is 10.10.10.1 to network 0.0.0.0

     10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C       10.2.2.2/32 is directly connected, Loopback0
C       10.10.10.0/30 is directly connected, FastEthernet0/1
O       10.10.10.4/30 [110/2] via 10.10.10.9, 00:20:19, FastEthernet1/0
                      [110/2] via 10.10.10.1, 00:20:09, FastEthernet0/1
C       10.10.10.8/30 is directly connected, FastEthernet1/0
     172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
C       172.16.20.0 is directly connected, FastEthernet0/0
O       172.16.30.0 [110/2] via 10.10.10.9, 00:20:19, FastEthernet1/0
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] via 10.10.10.1, 00:00:38, FastEthernet0/1

R3#show ip route
Codes: C – connected, S – static, I – IGRP, R – RIP, M – mobile, B – BGP
       D – EIGRP, EX – EIGRP external, O – OSPF, IA – OSPF inter area
       N1 – OSPF NSSA external type 1, N2 – OSPF NSSA external type 2
       E1 – OSPF external type 1, E2 – OSPF external type 2, E – EGP
       i – IS-IS, L1 – IS-IS level-1, L2 – IS-IS level-2, ia – IS-IS
       * – candidate default, U – per-user static route, o – ODR
       P – periodic downloaded static route
Gateway of last resort is 10.10.10.6 to network 0.0.0.0
     10.0.0.0/8 is variably subnetted, 4 subnets, 2 masks
C       10.3.3.0/24 is directly connected, Loopback0
O       10.10.10.0/30 [110/2] via 10.10.10.10, 00:20:39, FastEthernet0/0
                      [110/2] via 10.10.10.6, 00:08:12, FastEthernet0/1
C       10.10.10.4/30 is directly connected, FastEthernet0/1
C       10.10.10.8/30 is directly connected, FastEthernet0/0
     172.16.0.0/24 is subnetted, 2 subnets
O       172.16.20.0 [110/2] via 10.10.10.10, 00:20:39, FastEthernet0/0
C       172.16.30.0 is directly connected, FastEthernet1/0
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] via 10.10.10.6, 00:00:58, FastEthernet0/1