13101102 5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 OSI Layer

Open Systems Interconnection (OSI) model, pertama diformalkan

sebagai standar oleh International Organization for Standardization (ISO)

pada tahun 1983 yang terbagi menjadi tujuh macam lapisan (layer) untuk

fungsi komunikasi data. Gagasan tersebut tercipta sebagai modul struktur untuk

memungkinkan komunikasi dari perbedaan standarisasi fungsi sistem

komunikasi.[1]

OSI menggunakan tujuh lapisan atau layer dimana tiap layer berdiri

sendiri tetapi fungsi dari masing-masing layer bergantung dari keberhasilan

operasi layer sebelumnya.[2]

Urutan OSI Layer di terangkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Seven OSI layer

2.1.1 Layer 7 Application

Pada layer ini menjelaskan dimana aplikasi pengguna berkomunikasi.

contohnya adalah web browser sebagai aplikasi pengguna, berkomunikasi

dengan web browser sebagai layanan jaringan. selain itu pada lapisan ini

menyediakan jasa untuk aplikasi pengguna dan bertanggung jawab dalam

pertukaran informasi antar program komputer seperti email dan server printer.

Protokol pada layer ini seperti HTTP, FTP, dan DNS.

13101102 6

2.1.2 Layer 6 Presentation

Pada layer ini untuk menterjemahkan data yang akan ditransmisikan

oleh aplikasi kedalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan. Paket

data dari layer application dirubah formatnya agar bisa diteruskan melalui

jaringan. Protokol pada layer ini seperti Windows NT, VNC, dan MPEG.

2.1.3 Layer 5 Session

Pada layer ini memiliki tanggung jawab untuk membuat, memelihara,

menjaga , menghancurkan koneksi. Selain itu, pada layer ini juga terjadinya

resolusi nama. Protokol yang berjalan pada lapisan ini seperti NetBIOS.

2.1.4 Layer 4 Transport

Pada layer ini berfungsi untuk memecah data ke dalam paket-paket

data dan memberikan nomor urut, sehingga dapat disusun kembali pada sisi

tujuan. Selain itu, pada layer ini juga membuat sebuah tanda bahwa paket

diterima dengan sukses dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yang

hilang di tengah jalan. Protokol pada lapisan ini seperti TCP & UDP.

2.1.5 Layer 3 Network

Pada layer ini mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header pada

paket, dan melalukan funsi routing melalui internetworking dengan

menggunakan router dan switch layer 3. Protokol pada lapisan ini seperti IP,

ICMP, RIP, EIGRP, OSPF, dan IS-IS.

2.1.6 Layer 2 Data Link

Pada layer ini memiliki fungsi bagaimana bit-bit dikelompokan

menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, bertanggung jawab

terhadap koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangakat keras

(MAC Address) dan menentukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan

seperti bridge dan switch bekerja. Protokol pada layer ini seperti PPP, PPTP,

VLAN, dan Token Ring.

2.1.7 Layer 1 Physical

Pada layer ini berkaitan dengan data mentah dalam bentuk sinyal

listrik dan data bit 1 dan 0. Pada lapisan selalu berhubungan dengan perangkat

keras seperti NIC card, media pengkabelan atau radio (nirkabel) bekerja, media

transmisi, metode persinyalan , dan sinkronisasi bit.[3]

13101102 7

2.2 Routing

Proses pemilihan jalur dinamakan dengan istiaah routing dengan

perangkat yang difungsikan untuk melakukann proses routing tersebut adalah

router atau perangkat yang bekerjanya ada di layer 3 (layer network) pada

konsep layer OSI, seperti perangkat switch layer 3. Dalam melakukan fungsi

routing tersebut, perangkat router akan meggunakan informasi alamat IP tujuan

dari paket yang diterima dan mencocokan alamat IP tujuan dengan daftar

informasi rute yang terdapat dalam tabel routing sebuah router. Secara garis

besar informasi yang terdapat dalalm tabel routing adalah berupa alamat

network, baik itu alamat network yang terhubung langsung dengan router yang

bersangkutan ataupun tidak.[4]

Konsep kerja routing dapat diterjemahkan untuk forwarding paket dari

satu network ke network lainya dengan memilih jalur yang terbaik dari routing

table, dengan adanya forwarding paket dari satu network ke network lainya,

routing memungkinkan dua network atau lebih dapat berkomunikasi dengan

network lainya , dan routing table hanya terdiri dari jalur terbaik untuk masing-

masing network tujuan.[5]

Untuk konsep routing dapat diilustrasikan pada

gambar 2.2.

Gambar 2.2 Konsep Routing

2.2.1 Routing Statis

Routing statis adalah sebuah router yang routing statiknya di

konfigurasi secara manual oleh para administrator jaringan berbeda dengan

routing dinamik yang dikonfigurasi secara otomatis. Routing statis akan

13101102 8

berfungsi dengan baik bila tabel routing pada setiap jaringan didalam

internetwork sudah dikonfigurasi secara manual oleh administrator jaringan.

Setiap host pada jaringan harus dikonfigurasi untuk mengarah kepada routing

default atau default gateway agar sesuai dengan alamat IP dari interface pada

router local, router tersebut akan memeriksa tabel routing dan menentukan

route yang mana yang akan digunakan untuk meneruskan paket.

2.2.2 Routing Dinamis

Routing dinamis adalah sebuah router yang melakukan proses

pengisian data routing di tabel routing secara otomatis, dengan mengacu pada

lalu lintas jaringan dan juga dengan saling berhubungan antara router lainnya.

Routing dinamis akan mempelajari sendiri rute yang terbaik yang akan

ditempuhnya untuk meneruskan paket dari sebuah network ke network lainnya.

Sebagai administrator tidak menentukan rute yang yang harus ditempuh oleh

paket-paket tersebut. Administrator hanya menentukan bagaimana cara router

mempelajari paket dan kemudian router mempelajarinya sendiri.[6]

2.3 Protokol Routing

Terdapat bebrapa pilihan protokol routing yang dapat diaktifkan dalam

sebuah router. Pemilihan protokol routing tersebut tergantung dari beberap hal,

diarntarnya adalah wilayah AS (Autonomous System), jumlah router yang

terdapat dalam jaringan, dan kecepatan konvergensi. AS didefinisikan sebagai

wilayah edar dari paket update yang dipertukarkan antar protokol routing yang

telah diaktifkan dalam sebuah router. Berdasarkan pembagian wilayah AS,

protokol routing dibedakan menjadi IGP (Interior Gateway Protocol) dan BGP

(Exterior Gateway Protocol).[4]

2.3.1 Distance Vector

Algoritma routing distance vector secara periodic menyalin tabel

routing dari router ke router. Perubahan tabel routing ini di-update antar router

yang saling berhubungan pada saat terjadi perubahan topologi. Algoritma

distance vector juga disebut dengan algoritma Bellman-Ford. Setiap router

menerima tabel routing dari router tetangga yang terhubung langsung. Contoh

protokolnya: RIP, RIPv2 , RIPng, IGRP.[8]

Beberapa ciri-ciri distance vector

sebagai berikut :

1. Distance

Disctance atau jarak untuk mencapai tujuan akhir. Distance dapat

ditemukan berdasarkan cost yang ditentukan dari jumlah hitungan hop

13101102 9

yang dilalui rute atau jumlah total perhitungan metric pada ruter tersebut.

Informasi diperoleh dari router tetangga yang terhubung langsung

dengannya.

2. Vector

Vector merupakan arah traffic. Ketika data akan di-forward ke tujuan

maka data tersebut pasti akan melalui network interface hingga dapat

mencapai tujuan.

3. Perubahan topologi network biasanya akan direspon oleh protokol secara

lambar. Istilahnya adalah slow converge.

4. Merupakan classful routing protocol, artinya tidak mendukung VLSM (

Variable Length Subnet Mask)

5. Tidak mudah dimplementasikan pada network berskala besar.[7]

2.3.2 Link State

Algoritma ini memperbaiki informasi database dari informasi

topologi. Algortima link-state memperbaiki pengetahuan dan jarak router dan

bagaimana mereka berinter-koneksi. Link-State Advertisement (LSA) adalah

paket kecil dari informasi routing yang dikirim antar router. Perangkat router

yang mendeteksi perubahan link atau toplogi network akan menghasilkan LSA

yang berisi status link, kemudian mengirimkanya ke router-router tetangga.

Titik berat pada pada topologi link-state meliputi, processor overhead,

kebutuhan memory, dan konsumsi bandwidth. Contoh protokolnya : OSPF,

OSPFv2, OSPFv3, IS-IS.[8]

Beberapa ciri-ciri link state sebagai berikut:

1. Link state dapat menentukan status dan tipe koneksi setiap link dan

menghasilkan sebuah perhitungan metric berdasarkan beberapa faktor

termasuk yang ditentukan oleh network administrator.

2. Protokol dapat mengetahui apakah link state sedang up atau down, dan

dapat mengetahui seberapa cepat untuk mencapai kesana. Link state akan

memilih rute tercepat meskipun harus melalui banyak network interface,

dibandingkan rute yang lambat meskipun hanya terdapat sedikit network

interface.

3. Dapat mengetahui perubahan topologu network dengan cepat disebut fast

converge.

4. Merupakan classless routing protocol, artinya mendukung VLSM

5. Cocok diimplementasikan pada network skala besar.[7]

13101102 10

2.4 EIGRP[4]

Enchanced IGRP (EIGRP) merupakan protokol routing dari Cisco

sehingga yang dapat menggunakan routing EIGRP hanya produk Cisco. EIGRP

difungsikan sebagai penyempurna dari protokol routing IGRP (Interior

Gateway Routing Protocol). Kelebihan EIGRP dibandingkan IGRP adalah:

1. Waktu konvergensi lebih cepat, ketika terjadi perubahan topologi

2. Dapat digunakan pada jaringan yang menerapkan VLSM dan

discontiguous.

3. Paket update hanya akan diberikan kepada router yang membutuhkanya

saja

4. Pengiriman paket update dengan pola multicast menggunakan alamat IP

224.0.0.10.

2.5 RIP

Routing Information Protocol (RIP) merupakan protokol routin yang

pertama kali digunakan dalam jaringan yang dikembangkan oleh Xerox sekitar

tahun 1988. RIP bersifat open artinya semua vendor dapat

mengimplementasikan protokol routing RIP. RIP termasuk dalam protokol

routing kategori distance vector. Protokol routing ini menggunakan jarak

(distance) sebagai parameter untuk menentukan nilai metric. Dalam

menghitung nilai jarak digunakan satuan hop count atau berapa banyak router

yang dilewati oleh paket update RIP sampai paket tersebut sampai ke router

penerima. Perbedaan protokol RIP dengan OSPF dapat ditunjukan pada tabel

2.1.

Tabel 2.1 Perbandingan RIP dengan OSPF[9]

Diskripsi RIPv2 OSPF

Protokol Type Distance Vector Link State

Path Metric Hop Count Bandwidth

Hop Count Limit 15 Tidak Terbatas

Convergence Lambat Cepat

Resource Usage Rendah Tinggi

13101102 11

2.6 OSPF

Open Shortest Path First atau yang lebih dikenal dengan OSPF

merupakan sebuah protokol routing link state dan bersifat open standard yang

bisa diimplementasikan oleh berbagai macam vendor. OSPF bekerja dengan

menggunakan algoritma Djikstra, serta OSPF mendukung untuk classless

protokol routing dan VLSM.[9]

OSPF mendistribusikan informasi routingnya di dalam router-router

yang tergabung ke dalam suatu AS (Autonomous System). AS adalah jaringan

yang dikelola oleh administrator jaringan. OSPF menggunakan protokol

routing link state, didesain untuk bekerja dengan sangat efisien dalam proses

pengiriman update informasi rute.[10]

Penggunaan SPF algoritma membuat konvergensi dalam topologi

jarigan OSPF lebih cepat dibandingkan RIP. Karakter lain dari OSPF adalah

menyediakan informasi routing ke bagian IP dari protokol TCP/IP, hanya

mengirim update table saja, dan lebih ekonomis dibandingkan RIP untuk lalu

lintas jaringan.[11]

2.6.1 Konsep Area OSPF

OSPF sangat efisien, proses update dapat dilakukan secara Triggered

update. Artinnya tidak semua informasi yang ada di router akan dikirimkan

seluruhnya ke router-router lain. Hanya informasi yang berubah (bertambah

atau berkurang) saja yang akan dikirimkan ke semua router dalam area tersebut.

Network OSPF harus memiliki sebuah area khusus yang disebut area 0 atau

backbone area. Sedangkan area lainya harus terkoneksi dengan area 0.[7]

Terdapat beberapa pembagian nama router OSPF sebagai berikut :

1. Internal Router

Internal router adalah router OSPF yang semua interfacenya masuk dalam

satu wilayah jaringan OSPF yang sama. Pada R1, R3, R4, R6, dan R7

merupakan internal router.

2. Backbone router

Backbone router adalah router OSPF yang semua interfacenya masuk ke

dalam wilayah OSPF area 0 (backbone area). Pada R1 merupakan

backbone router.

3. ABR (Area Border Router)

ABR adalah router OSPF minimal terdapat dua interface yang masuk ke

dalam wilayah jaringan OSPF yang berbeda. Pada R2 dan R5 merupakan

ABR.

13101102 12

4. ASBR (Autonomous System Boundary Router)

ASBR adalah router OSPF minimal terdapat satu interface yang masuk ke

wilayah jaringan bukan OSPF. Tidak terdapat router yang termasuk dalam

wilayah ASBR.

Gambar 2.3 Arsitektur area OSPF

2.6.2 SPF Algoritma

SPF adalah dasar operasi OSPF, pada saat router yang

dikonfigurasikan dengan OSPF diaktifkan, maka router tersebut akan

menginisialisasi protocol routing dan menunggu respon dari interface yang

aktif dalam keadaan fungsional. Setelah router mendapat respon dari interface

tersebut maka router akan mengirimkan paket hello kepada router tetangga

untuk mendapatkan balasan.[12]

Pada jaringan multi access (jaringan mendukung lebih dari dua

router), paket hello akan memilih beberapa jalur yang ditawarkan oleh router

tetangga. Router tetangga tersebut akan menghasilkan LSA yang tersimpan di

dalam database router sebagai lalu lintas jaringan. untuk membentuk

adjacency jalur tercepat dari LSA yang ditawarkan menjadi database topologi

disinkronkan antara pasangan router berdekatan.[13]

2.6.3 OSPF table[5]

Dalam OSPF, terdapat 3 buah tabel atau database dalam setiap router

sebagai berikut:

13101102 13

1. Neighbor table

Dikenal sebagai adjacency database yang berfungsi untuk menampilkan

informasi directly connected router (neighbors). Perintah command : show

ip ospf neighbor. Neighbor table ditampilkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Neighbor Table

Pada gambar 2.4 diatas menjelaskan tentang router tetangga yang

terhubung pada R1. Pada gambar tersebut router yang terhubung pada R1

adalah router dengan router identitas 172.16.4..4.

2. Database table

Disebut juga sebagai LSDB (link state database) yang berfungsi

menampilkan semua kemungkinan informasi route menuju network dalam

satu area. Perintah command : show ip ospf database. Database table

ditampilkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Database Table

13101102 14

Pada gambar 2.5 diatas menjelaskan informasi menuju network pada area 0

dari R1. R1 memiliki router identitas 172.16.2.2 dan memiliki informasi

network menuju router tetangga dengan identitas 172.16.2.2 dan

172.16.4.4 pada area 0.

3. Routing table

Berfungsi untuk menampilkan best route menuju network destination.

Perintah command : show ip route. Routing table ditampilkan pada gambar

2.6.

Gambar 2.6 Routing Table

Pada gambar 2.6 diatas menjelaskan informasi terbaik menuju network

destination pada R2. Huruf “ O “ menandakan routing protokol yang

sedang digunakan adalah OSPF dengan rute terbaik pada network

172.16.1.1/32 , 172.16.2.2/32, dan 192.168.1.0/24 melalui (via)

12.12.12.1.

2.6.4 Packet Format[13]

Format paket pada OSPF terdapat 24 byte header yang terdiri dari 9

bidang. Terdiri dari Version number, Type, Packet Length, Router ID, Area ID,

Checksum, Authentication type, Authentication dan Data. Diskripsi dari packet

header dari OSPF ditunjukan pada gambar 2.7.

13101102 15

Gambar 2.7 Packet Header OSPF

1. Version number menjelaskan tentang idnetitas OSPF versi yang digunakan

2. Type menjelaskan identitas tipe paket OSPF seperti dibawah ini:

a. Hello

Masing-masing router OSPF saling menukarkan paket hello untuk

membuat pertemanan antar router.

b. Database Description

Router mengirimkan informasi rute melalui pengiriman paket DBD (

Database Description). Router tetangga tidak langsung menerima

paket DBD tersebut.

c. Link-State Request

Router tetangga akan meminta informasi tambahan dengan cara

mengirimkan paket LSR (Link-State Request).

d. Link-State Update

Router sebelumnya akan merespon pengiriman LSR dengna

dikirimkanya paket LSU (Link-State Update). Paket LSU berisikan

informasi rute tambahan yang dimiliki oleh router tetangga.

e. Link- State Acknowledgment

Router tetangga akan memberikan jawaban berupa mengirimkan paket

LSAck (Link-State Acknowledgement) apabila LSU sudah diterima

oleh router tetangga.

3. Paket length menjelaskan spesifikasi panjang paket termasuk OSPF header

dalam byte.

4. Router ID menjelaskan identitas sumber paket

5. Area ID menjelaskan identitas area yang dibawa paket. Semua paket OSPF

dikelompokan dengan satu area.

6. Checksum mengkoreksi keseluruhan isi paket yang mengalami kerusakan

dalam perjalanan.

7. Authentication type menjelaskan tentang isi dari keaslian paket yang

dibawa. Semua protocol yang menggantikan OSPF di cocokan per area.

8. Authentication berisi informasi keaslian paket.

9. Data berisi data yang telah dienkapsulasi dari upper-layer informasi.

13101102 16

2.6.5 Router-ID[4]

Router-id merupakan identitas yang digunakan oleh sebuah router

OSPF. Dengna menggunakan router-id, sebuah router OSPF dapat dikenali oleh

router OSPF yang lain. Pada saat menjalin hubungan (adjacency) dengan router

OSPF tetangga, untuk melihat identitas yang digunakan oleh router tetangga

dapat mengetikan perintah show ip ospf neighbour.

Dalam menentukan router-ID, router OSPF akan menggunakan prinsip

tingkatan prioritas. Terdapat tiga tingkatan dalam menentukan router-ID:

1. Router OSPF akan menggunakan alamat IP dari alamat IP yang diberikan

sesudah perintah router-id. Router (config-router) # router-id {alamat IP}

2. Jika tidak terdapat perintah router-id, router OSPF akan menggunakan

alamat IP dar interface loopback.

3. Jika tidak menggunakan interface loopback, router OSPF akan

menggunakan alamat IP tertinggai dari interface fisik router yang aktif

digunakan.

2.7 Parameter Kinerja Jaringan[15]

Konsep pembangunan jaringan dimulai dari perencanaan,

implementasi, dan pengukuran kinerja jaringan. Apabila pada pengukuran

jaringan kurang sesuai dengan standar atau kualitas yang ditentukan, maka

perlu proses perencanaan ulang untuk mendapatkan standar tersebut. Dalam

mendapatkan pengukuran dari kinerja jaringan, terdapat beberapa parameter

sebagai dasar diantaranya adalah latency dan throughput.

2.7.1 Latency

Istialah latency adalah sebuah ukuran yang menyatakan waktu yang

diperlukan bagi sebuah data untuk berpindah dari perangkat sumber ke

perangkat penerima. Sehingga arti dari latency hampir sama seperti istilah

delay. Konsep latency dapat diilustrasikan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Arah dari Pengukuran Latency

13101102 17

Dari gambar 2.9 diatas menjelaskan bahwa latency adalah ukuran waktu

perjalanan data dari komputer sumber (PC1) ke tujuan (PC2). Kalau dilihat dari

sisi arahnya, pengukuran latency dimulai data keluar interface PC1 lalu sampai

masuk ke interface PC2, dan tidak sebaliknya.

Pada umumnya dalam mengukur nilai latency adalah bolak-balik.

Artinya latency adalah parameter pengukuran perjalanan data dari komputer

sumber ke tujuan dan balik lagi ke komputer sumber. Istilah ini dinamakan

round trip latency, sehingga cara melakukan pengukuran dari round trip

latency biasanya digunakan aplikasi ping. Pada versi TIPHON menyebutkan

untuk standarisasi nilai latency ditunjukan pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Kategori Latency (versi TIPHON)[14]

Kategori Besar Latency

Sangat Bagus < 150 ms

Bagus 150 ms- 300 ms

Sedang 300 ms- 450 ms

Buruk > 450 ms

2.6.2 Throughput[15]

Throughput adalah sebuah ukuran tentang berapa banyak data yang

bisa dialirkan dalam sebuah media yang sebenarnya per-satuan waktu, istilah

throughput berbeda dengan bandwidth. Bandwidth didefiniskan sebagai sebuah

ukuran tentang nilai maksimum jumlah data yang bisa dialirkan dalam sebuah

media. Kesamaan dari kedua istilah tersebut adalah sama-sama menyatakan

besaran jumlah data yang bisa dialirkan dalam sebuah media. Untuk mencari

rumus dari throughput dapat memakai rumus 2.1.

𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 =Ukuran dat a

𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑐𝑦 bolak −balik (detik ) (2.1)

2.7 IPv4[3]

IP Address (Internet Protocol) adalah sebuah alamat atau identitas

sebuah perangkat yang terhubung dengan jaringan. Mekanisme pengalamatan

pada IPv4 terdiri dari 32 bit. Pada IP address memiliki dua bagian yaitu

network ID dan host ID. Pada IPv4 memiliki 5 kelas yaitu A, B, C, D, dan E.

13101102 18

IP kelas A yaitu 0.0.0.0- 127.0.0.0, pada IP kelas A diberikan untuk

jaringan skala besar. 8 bit octet pertama adalah untuk porsi network dan 24 bit

oktet terakhir adalah untuk porsi host. IP kelas B yaitu 128.0.0.0- 191.0.0.0,

pada IP kelas B diberikan untuk jaringan skala menengah hingga skala besar.

16 bit oktet pertama adalah untuk porsi network dan 16 bit oktet terakhir untuk

porsi host. IP kelas C yaitu 192.0.0.0- 223.0.0.0, pada IP kelas C digunakan

untuk jaringan berskala kecil. 24 bit oktet pertama adalah porsi network dan 8

bit oktet terakhir adalah porsi host. IP kelas D yaitu 224.0.0.0- 239.0.0.0, pada

IP kelas D disediakan hanya untuk alamat IP multicast seperti untuk protokol

routing RIP, EIGRP, OSPF. Multicast adalah salah satu metode pengiriman

komunikasi pada IPv4, yang memiliki konsep “ one to many “ yang di desain

agar diproses oleh satu atau beberapa node dalam segmen jaringan yang sama

atau berbeda. Pada kelas ini tidak digunakan untuk komunikasi antar perangkat.

IP kelas E yaitu 240.0.0.0- 255.0.0.0, pada IP kelas E disediakan sebagai alamat

yang bersifat eksperimnetal. Sama halnya dengan IP kelas D, pada I P kelas E

tidak digunakan untuk komunikasi antar perangkat.