A5. Protokol Routing

Jaringan Komputer I
Materi 5
Lapis Jaringan

Lapis Jaringan (Network Layer)

Node

Link
Terminal
Jaringan

Lingkup Kerja Lapis Jaringan

Fungsi lapis 3



Memilih jalan (routing)


Default: dipilih jalan yang terpendek (Shortest Path Algorithm) , saat ini terpendek
= terkecil costnya







RIP

Bellman-Ford
Prim-Dijkstra
Floyd-Warshall

Elemen Teknik Routing:
Performansi: Hop, jarak, kecepatan, delay,

cost
Decision Time : paket, sesi

Decision Place : terdistribusi, sentralisasi
Informasi sumber : tidak ada, lokal,
bertetangga, sepanjang rute, semua node
Strategi : tetap, adaptif, acak, flooding
Waktu update routing adaptif : kontinu,
periodik, perubahan topologi, perubahan
beban utama

Bellman-Ford
Mencari jalur terpendek antara 1 source
node ke titik-titik lainnya didalam jaringan
 Jarak dapat positif atau negatif
 Diasumsikan tidak ada cycle dengan jarak
negatif
 di,j = ∞, jika (i,j) bukan arc dari graph




Didalam algoritma B-F, yang dicari mulamula adalah

1. Jarak terpendek dengan maksimum 1 arc
2. Jarak terpendek dengan maksimum 2 arc, dst
3. Jarak terpendek dengan maksimum h arc

 SHORTEST (≤ h) path

Bellman-Ford
Di(h) adalah jalur terpendek (≤h) dari node

1 (source node) ke node I
= 0, untuk semua h
Start : Di(0) = ∞, untuk semua I ≠ 1.
Untuk setiap successive h ≥ 0,

Di(h+1) = minj[Dj(h) + dji], untuk semua I ≠ 1
jumlah step maks = |N| - 1

dij = jarak dari source i ke destination j
dij = 0  i=j
dij = ~  i ≠ j

dij = 0  i=j

Contoh Soal Bellman-Ford:

Mencari jalur terpendek dari Node(1)
Source ke node-node lainnya di dalam
graph

3

Complexity (jumlah iterasi) algoritma B-F = Φ(N )

Algoritma Dijkstra
Complexity algoritma Dijkstra = Φ(N2)
Semua jarak d/p arc harus positif
Terdapat 1 set node P
Mencari jalur terpendek dari node 1 (source

node) ke setiap node lainnya didalam graph
Estimasi jalur terpendek di update setiap

kali, dan jika estimasi sudah mencapai
actual distance, masukkan node dalam set
P

Kondisi mula:

P = {1}, D1 = 0, Dj = dij, j ≠ 1
jalur terpendek dari node 1

Jika tidak ada hubungan, maka Dj = ∞

Step 1: Untuk setiap i* € P,

dimana: Di* = min Dj ; j € P
Set P = P U{i*}; jika P = N  stop, else
Step 2: Update Dj untuk j € P
Dj = min[Dj, Di* + di*j]
Kembali ke step 1

Contoh soal:

 Inisialisasi:

P = {1}
D1=0,D2=1,D3=4,D4=D5=∞
 Iterasi 1:
Step1:
i* = 2, P={1,2}
Step2:
D3 = min(D3,D2+d23)
= min(4,1+1) = 2
D4 = min(∞,1+8)= 9
D5 = ∞ = min(D5,D2+d25)
= min(∞, ∞)
Pilih min D  D3=2, untuk iterasi selanjutnya

 Iterasi 2:

Step 1:
i* = 3, P = {1,2,3}
D3 = 2, D2 = 1, D4 = 9, D5 = ∞

Step 2:

D4 = min (D4,D3+d34)

= min (9,2+∞) = 9
D5 = min (D5,D3+d35)
= min (∞,2+2)
=4
Pilih D5 untuk iterasi selanjutnya

 Iterasi 3:

Step 1:

i* = 5, P = {1,2,3,5}, D5 = 4

Step 2:
Update
D4 = min (9,D5+d54)
= min (9,4+4) = 8

Iterasi berakhir, karena jumlah node hanya 5.
Hasil akhir :
D1 = 0
D2 = 1
D3 = 2
D4 = 8
D5 = 4

Algoritma Floyd-Warshall
 Mencari jalur terpendek diantara semua pasangan

node secara bersama-sama
 Jarak arc dapat positif atau negatif, tetapi tidak ada
cycle dengan jarak negatif
 Algoritma F-W melakukan iterasi pada set node, yang
diperbolehkan sebagai intermediate nodes (titik-titik
antara) didalam graph
 Start dengan arc tunggal (tanpa intermediate nodes)
 Selanjutnya jarak terpendek dihitung dengan batasan
hanya node 1 (asumsi sebagai souce node) yang

dapat digunakan sebagai intermediate node,
diteruskan dengan batasan bahwa hanya node 1 dan
node 2 yang dapat digunakan sebagai intermediate
node, dst

 Definisi : Dij(n) = jalur terpendek antara node i dan

node j dengan batasan (ketentuan) bahwa hanya node
1,2,…..,n yang dapat digunakan sebagai intermediate
nodes
 Step (1): Start  Dij(0) = dij, untuk semua i,j; i≠j
 Step (2): Untuk n=0,1,…,N-1

Dij(n+1) = min [Dij(n),Di(n+1)(n) + D(n+1)j(n)] untuk semua i≠j
dst.
Algoritma stop setelah n = N – 1, dimana N = jumlah
node dalam jaringan
 Kompleksitas algoritma F-W adalah Φ(N3) karena N
step dalam algoritma F-W harus dieksekusi untuk
setiap node. = jika algoritma Dijkstra diulang untuk

setiap pilihan yang mungkin untuk source node.

Distance Vector Algorithm
DX(Y,Z) = jarak dari X ke Y, melalui Z

sebagai hop selanjutnya
= c(X,Z) + minwZ{D (Y,w)}

Algoritma Distance Vector
Pada semua node,X:
1.
Inisialisasi
2.
Untuk semua node bersebelahan v
3.
DX(*,v) = ∞ {* berarti untuk semua baris}
4.
DX(v,v) = c(X,v)
5.
Untuk semua tujuan, y

6.
Kirim minwXD (y,w) kesetiap tetangga
7.
loop
8.
tunggu (sampai ada perubahan cost link ke tetangga V
atau diterima update dari tetangga V)
9.
If (c(X,V) berubah dengan d)
10.
then untuk semua tujuan y: DX(y,V) = DX(y,V) + d
11.
Else if (diterima update dari V dengan tujuan Y)
12.
then untuk tujuan tunggal y:
c(X,V) + nilai baru
13.
IF ada nilai baru minwDX(Y,w) untuk semua tujuan Y
14.
then kirim nilai baru minwDX(Y,w) ke semua tetangga
15. terus menerus

DX(Y,V) =

Segmentation And
Reassembly
Tidak setiap data (pdu) dari suatu lapis bisa

dibawa utuh oleh lapis berikutnya
Perlu ada layanan untuk membagi data
tersebut kedalam ukuran yang bisa
diterima oleh lapis berikutnya disisi
pengirim
Dan perlu ada layanan untuk menyatukan
kembali data tersebut menjadi data utuh
pada sisi penerima
Proses ini dinamakan : fragmentation (atau
segmentation) & reassembly

Fragmentasi
dan
Reassembly
 Header IP

harus
memuat field
berikut:
 Penanda
unit data
(ID)
 Panjang
data
 Offset
 More

22

Jaringan Komputer I

=1480

=1480

IP
Internet Protocol
Protokol paling populer dijagatraya
Kelebihan:
Mempunyai alamat sedunia/global (tidak ada

alamat yang sama, unik) = 4 G = 2^32
Mendukung banyak aplikasi (protokol lapis 7: FTP,
HTTP, SMNP, dll)
De facto standar protokol lapis 3 (mulai
digunakan tanpa protokol aplikasi standar: XoIP )

Format paket IP
1

2

3

Version

4

5

6

7

8

Header length

9

10

11

12

13

14

Priority (0-7)

low

high

high

 “1”

Precedence

D

T

R

unused

Total length

Identification
D

M

Fragment offset
Time to live (seconds)

Protocol
Header checksum

Source IP address (4 Byte)
Destination IP address (4 Byte)

Option (0 word atau lebih)
Data
 64 kBData

15

16

Fungsi-fungsi Header IP
Version

Header length

Precedence

D T

R

X X

Total length

Identification

 Version (4 bit) menyatakan versi IP yang digunakan : 0100 (4) =

IPv4, memungkinkan evolusi protokol
 Header length (4 bit) menyatakan panjang header IP dalam dword :
0101 (5) = 20 byte
 Precedence (3 bit) =service type
 Delay : D=1  low delay ; segera dikirim
 Throughput : T=1  high throughput ;
 Reliability : R=1  high reliability ; paket tidak boleh di drop
 X = future used ; default = 0
 Total length = panjang total datagram dalam ukuran byte
(datagram=paket IP)

Identification

D

M

Fragment offset

 Identification = identifikasi nomor paket IP secara unik

(berurut, dimulai random oleh protokol IP)
 Flag (3bit) yang dipakai hanya 2 bit, yaitu:
1. Don’t Fragment : D = 1  tidak boleh dilakukan
framentasi untuk paket ini
2. More Fragment : M = 1  masih ada paket
berikutnya,
M = 0  potongan paket terakhir
 Fragment Offset : berisi nomor byte awal dari
potongan paket ini, contoh : FO= 20 berarti paket ini
dimulai dari byte ke 20 paket asal (paket sebelum
difragmentasi/disegmentasi)

Time to live (seconds)

Protocol

 Time to live : Membatasi lamanya paket berada

dijaringan, dalam detik atau hop, contoh : TTL=128 
paket hanya boleh ada dijaringan selama maksimum
128 detik atau hop
 Protokol : indikasi protokol lapis 4 yang akan menerima
isi data dari paket IP,
contoh :
 TCP : 06
 UDP : 17

Alamat IP
Ada 2 jenis IP : IP standar atau IP versi 4

(sejak 1970) dan IPv6 (mulai 199x)
IPv4 : 32 bit ≈ 4G alamat
202.134.21.3 = CA.22.15.03
IPv6 : 128 bit ≈ 256 exa2
FF:01:07::::::::::CA:22:15:03
2^32 bit = 1m  2^128 bit = lebar galaxy
bimasakti

Alamat IP

31

Jaringan Komputer I

IPv4
Punya 32 bit alamat = 4G alamat
Format DDD.DDD.DDD.DDD
Dibagi menjadi kelas-kelas (kelompok):
A anggota : 2G ciri

0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
0.0.0.0 sd 127.255.255.255
B anggota : 1G ciri
10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
128.0.0.0 sd 191.255.255.255
C anggota : 0.5 G ciri
110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
192.0.0.0 sd 223.255.255.255

Grouping IP
Grup A anggota 2G terbagi menjadi:
Mask :
11111111.000000000.00000000.00000000
128 subnetwork dengan 16M host
Grup B anggota 1G terbagi menjadi:
mask : 11111111.11111111.00000000.00000000
16k subnetwork dengan 64k host

Grup C anggota 512M terbagi menjadi:
Mask : 11111111.11111111.11111111.00000000
2M subnetwork dengan 256 host

IP reserved
#

10.0.0.0 - 10.255.255.255
- reserved for intranet local networks
# 127.0.0.0 - 127.255.255.255
- reserved for local loop on each computer
# 172.16.0.0 - 172.31.255.255
- reserved for intranet local networks
# 192.168.0.0 - 192.168.255.255
- reserved for intranet local networks
# 224.0.0.0 - 239.255.255.255
- used for multicast routing

Alokasi Alamat Kelas C
Alamat kelas C

Alokasi

194.0.0.0 s/d
195.255.255.255

Eropa

198.0.0.0 s/d
199.255.255.255

Amerika Utara

200.0.0.0 s/d
201.255.255.255

Amerika Tengah dan
Selatan

202.0.0.0 s/d
203.255.255.255

Asia Pasifik

PR 30-4-7 dibahas 2-5-7
Suatu jaringan dengan IP 10.14.15.xxx

mask 255.255.255.240
Pertanyaan:
Berapa subnet di jaringan tersebut?
Jika ingin mengirim semua anggota subnet

ke 4, berapakah alamat IP yang harus dituju?

Subnet
 Teknik peminjaman bagian host untuk dijadikan bagian network

sehingga memperbanyak jumlah network dan mengurangi jumlah host
 Alasan :
 Mengurangi trafik jaringan
 Meyederhanakan managemen, lebih mudah mengidentifikasi dan
mengisolasi masalah dalam jaringan, kemudahan pengelolaan dan
pengaturan routing
 Meningkatkan performansi jaringan akibat berkurangnya trafik
 10.14.64.255 mask 255.255.255.128 

00001010.00001110.01000000.11111111
11111111.11111111.11111111.10000000  mask
Hasil operasi and  10.14.64.128
Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask)  127
 10.14.64.255/25 : subnet 10.14.64.128 dengan host 127
 10.14.64.64 mask 255.255.255.128 

00001010.00001110.01000000.01000000
11111111.11111111.11111111.10000000  mask
Hasil operasi and  10.14.64.0
Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask)  64
 10.14.64.64/25 : subnet 10.14.64.0 dengan host 64

Subnet
10.14.64.xxx/25 akan membagi menjadi 2

kelompok:

10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast

10.14.64.127)
10.14.64.128  (lokal 10.14.64.128, broadcast
10.14.64.255)

10.14.64.xxx/26 akan membagi menjadi 4

kelompok:

10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast

10.14.64.63)
10.14.64.64  (lokal 10.14.64.64, broadcast
10.14.64.127)
10.14.64.128 (lokal 10.14.64.128, broadcast
10.14.64.191)
10.14.64.192  (lokal 10.14.64.192, broadcast
10.14.64.255)

IP

Subnet mask

Network number

Host

Broadcast

10.14.201.3

255.255.255.0

10.14.201.0

3

10.14.201.255

10.14.201.3

255.255.240.0

10.14.192.0

9.3

10.14.207.255

10.14.201.3

255.255.128.0

10.14.128.0.0

0.0.73.3

10.14.255.255

10.14.201.3

255.255.224.0

10.14.192.0

9.3

10.14.223.255

10.14.201.3

Ada 3

10.14.192.0

9.3

Ada 3

10.14.201.3

Ada 3

10.14.200.0

1.3

Ada 3

10.14.201.3

255.255.0.0

10.14.0.0

201.3

10.14.255.255

IP Routing Protocol
RIP (Routing Information Protocol)
Berbasis algoritma distant vector (vektor
jarak ke tujuan)
Dibatasi maksimum 15 hop
Bertukar jarak vektor setiap 30 detik
melalui Response Message yang biasa juga
disebut dengan istilah advertisement
Setiap advertisement bisa membawa
informasi routing sampai 25 tujuan

Contoh : Isi Tabel Router A

S

Network
Tujuan

Router
Selanjutnya

Jumlah Hop ke
tujuan

W

-

1

S

D

2

Y

D

3

Z

D

>3

Latihan : Isi tabel router dibawah
ini

Protokol Routing Lainnya
RIP2
Exterior Gateway Protocol (EGP)
Border Gateway Protocol (BGP)
BGP4
Protocol Independent Multicast (PIM)
Intermediate System – Intermediate

System (IS-IS)
Next Hop Routing Protocol (NHRP)