OSPF (Open Shortes Path First) merupkan salah satu protokol perutean yang banyak digunakan dalam skala menengah sampai besar karena memiliki tingkat skalabilitas dan fleksibilitas yang tinggi jika dibandingkan dengan dengan routing protokol lainya. Protokol ini dalam implementasinya bersifat hierarki routing (konsep area), maksudnya jaringan dibagi-bagi menjadi beberapa kelompok area yang dibuat bertingkat, sehingga penyebaran informasi lebih teratur dan tersegmentasi, sehinga penggunaan bandwith jaringan menjadi lebih baik, lebih cepat mencapai konvergensi, dan lebih akurat dalam menentukan rute-rute terbaik menuju kesebuah lokasi.
Teknologi yang digunakan oleh OSPF adalah teknologi link-state dengan alogaritma djikstara yang memang didesain untuk bekerja dengan sangat cepat dalam proses pembaruan informasi rute. Prinsip perutean link-state sangat sederhana. Yaitu menghitung rute terbaik dengan cara terdistribusi, dimana semua router mempunyai peta jaringan dan menghitung semua rute terbaik dari peta ini. Peta jaringan tersebut disimpan dalam sebuah basis data dan setiap informasi dalam basis data tersebut menyatakan sebuah link dan cost . Informasi-informasi tersebut dikirimkan oleh router yang terhubung langsung dengan masing-masing link. Karena setiap router perlu memiliki peta jaringan yang menggambarkan kondisi terakhir topologi jaringan yang lengkap, setiap perubahan dalam jaringan harus diikuti oleh perubahan dalam basis data link-state yang terletak di setiap router.
Cara kerja OSPF adalah membangun hubungan pada suatu jaringan, sehinga router terhubung dengan router tetangga, Untuk hubungan pertama kali dikirimkan Hello Protocol (mekanisme router untuk menemukan router tetangganya). Cara kerja hello packet ini tergantung dari media yang digunakan karena tiap-tiap media memeiliki karakteristik yang berbeda.
· Broadcast multi-access (BMA)
biasa digunakan pada jaringan lokal seperti LAN, token ring, dan FDDI. Mengirimkan traffic multicast dalam menemukan router tetangganya. Pada media ini akan terpilihnya dua buah router yang berfungsi sebagai Designated Router (DR) dan Backup Designated Router (BDR).
· Point-to-Point
Pada kondisi di mana hanya terhubung pada satu router tetangga seperti dalam link serial. Dalam proses pecarian tetangga akan melakukan pengiriman paket Hello dan pesan-pesan lainnya menggunakan alamat multicast 224.0.0.5 dan 224.0.0.6.
· Point-to-Multipoint
satu router yang terhubung ke banyak router dan dapat dianalogikan seperti serangkaian jaringan point-point. Pada jaringan ini juga menggunakan alamat multicast tetapi di dalam media ini tidak ada DR dan BDR.
· NonBroadcast Multi-access (NBMA)
sama dengan BMA tapi tidak bisa meneruskan broadcast ke titik-titik yang ada di dalamnya oleh karena itu node yang menjadi DR dan BDR haruslah yang terhubung langsung dengan semua router yang ada dalam jaringan seperti frame relay atau X.25.
Secara garis besar, proses yang dilakukan protokol perutean OSPF mulai dari awal hingga dapat saling bertukar informasi ada lima langkah, yaitu: :
1) Membentuk Adjacency Router (AR)
Maksudnya, yaitu membangun hubungan dengan router terdekat (tetangga), melalui hello protocol yang dikiriman melalui alamat multicast sebagai tujuan dan disertai field yang berisi neighbour ID. Yang kemudian dilanjtkan pertukaran informasi sesai media yang digunakan.
2) Memilih DR dan BDR (jika diperlukan)
Pada media BMA, pemilihan DR sangat diperlukan sebagai penyebar informasi tentang keadaan semua router yang ada dalam jaringan, semua paket yang dikirim dalam jaringan akan disebar melalui DR atau BDR. Oleh karena itu, pemilihan DR atau BDR merupakan proses penting. Penentuannya berdasarkan nilai prioritas yang dimiliki tiap router dengan nilai prioritas 0-255. Posisi DR dan BDR ini tidak akan berubah sampai terjadi kerusakan pada router (DR dan BDR) tersebut, walaupan pada satu waktu ada router yang memiliki nilai prioritas lebih tinggi. sedangkan jika ada 2 buah router memiliki nilai priritas yang sama, maka yang terpilih yang memiliki router ID tertinggi.
3) Mengumpulkan keadaan (state) dalam jaringan
Setelah terbentuk hubungan antar router, berikutnya akan melakukan pertukaran informasi state dan jalu-jalur yang ada di dalam jaringan. Berikutnya akan ditentukan mana yang sebagai master (mengirim data terlebih dulu) dan mana sebagai slave (mendengarkan lebih dulu) . Setelah itu, dilakukan fase Exchange dimana dilakukan pertukaran Database Description Packet, yang berisi tentang seluruh ringkasan status untuk seluruh media yang ada dalam jaringan. Jika informasi yang diperlukan masih belum ada di basis data , maka pengirim akan melakukan pengiriman semua informasi state yang ada dalam jaringan (fase Loading State). Dan router siap untuk melakukan penyampaian data.
4) Memilih rute terbaik dalam jaringan
Setelah semua informasi tersimpan di dalam basis data, selanjutnya menentukan rute terbaik untuk dimasukkan ke dalam table routing, dinilai berdasarkan Cost, yaitu seberapa dekat dan ceaptnya sebuah rute. Rute yang dimasukkan ke table adalah yang terbaik dan siap dilakukan forwarding data.
5) Menjaga informasi routing tetap up to date
Ketika suatu rute sudah masuk dalam routing table, maka harus di jaga terus, jika sewaktu-waktu ada perubahan di jaringan yang mempengaruhi nilai cost suatu rute.
Setelah tercapai keadaan convergence (semua router sudah mengetahui semua informasi tentang router tetangganya), router siap melakukan pertukaran informasi. Ada paket khusus yang bertugas untuk membawa informasi routing tersebu t, yaitu LSA (Link-State Advertisement). Cara pengiriman informasi Link-State pada OSPF dengan menggunakan paket LSA yang prosesnya mirip dengan hello packet. LSA dikirim ke router-router tetangga lalu dikonfirmasi dengan ACK. Paket LSA dibedakan menjadi 7 tipe yitu:
· Type 1 yang berisi semua rute dan link yang dimiliki suatu jaringan, paket-paket LSA type ini tidak akan sampaikan oleh ABR
· Type 2 yang hanya dimiliki oleh router dengan multi access nework seperti BMA dan NBMA, paket ini akan disebarkan oleh DR.
· Type 3 merupakan paket yang dibuat ole oleh ABR untuk menyebarkan informasi dari satu area ke area yang lain
· Type 4 merupakan LSA yang berasall dari suatu area ABR yang terkoneksi dengan ASBR.
· Type 5 adalah LSA yang berasal dari distribusi sumber lain ke OSPF.
· Type 6 merupakan ekstensi OSPF untuk dukunngan multicast OSPF.
· Type 7 merupakan paket hasil generate totally NSSA, yang kemudian diubah ke type 5 LSA untuk dikirim ke area backbone.
Dengan adanya konsep area dalam OSPF maka akan mempermudah peranan suatu router dalam suatu topologi jaringan.. konsep area dalam OSPF seperti Internal Router yang merupakan kumpulan router yang berada dalam satu jaringan area. Backbone Router jalur utama dalam OSPF karena memiliki informasi topologi dan routing seluruh jaringan OSPF dan biasanya ditandai dengan alamat 0.0.0.0 (atau Area 0). Area Border Router (ABR) merupakan penghubung antara area 0 dengan area lain ( 2 koneksi, yaitu koneksi ke area 0 dan koneksi ke area lain). Autonomous System Boundary Router (ASBR) merupakan penghubung antara OSPF dengan routing protokol lainya di suatu jaringan dan berada dalam satu hak administrasi, satu kepemilikan, satu kepentingan serta dikonfigurasi menggunakan policy yang sama biasa disebut Atonomous System (AS). Router ASBR ini dapat diletakkan dimanapun pada jaringan, tapi harus dalam area 0.
Dalam OSPF, area yang terbentuk menjadi suatu topologi jaringan dibagi menjadi Backbone Area, yang merupakan tempat bertemunya seluruh area pada jaringan OSPF (area 0), Standar Area, yang merupakan area-area lain selain area 0 serta merupakan area yang tidak dikonfigurasi atau dimodifikasi apapun. Stub Area, yang merupakan area paling akhir/ujung dari suatu jaringan, tidak ada cabang-cabangnya lagi sehingga area ini tidak menerima informasi dari luar, dia hanya menerima informasi dari router-router yang ada dalam jaringannya dan untuk hubungan ke luar, menggunakan Default route. Totally Stub Area merupakan Stub area yang diperketat perbatasan ( tidak akan pernah menerima informasi dari jaringan luar di luar jaringan mereka). Not So Stubby Area (NSSA) merupakan area stub yang tidak terlalu stub ( bisa menerima informasi dari jaringan lain yang tidak terhubung ke backbone area).
Walupun OSPF memiliki banyak keunggulan diantara routing protrotokol lainya. Tetapi OSPF ketika di lakukan implementasi yang sembarang akan menimbukan masalah ketika jika jaringan makin luas dan besar dalam satu area, maka makin banyak juga adjacent dan neighbour router yang dilayani, proses pertukaran informasi routing-pun juga semakin banyak serta tabel routing yang semakin banyak pula. Sehingga butuh memory dan processor yang compatible dengan keadaan jaringannya. Hal ini dapat memperlambat router dalam pengiriman informasi state.
