PENGENALAN KE JARINGAN

RESUME CHAPTER 7

NETWORK LAYER

IPv4 Addres

Biner adalah sistem penomoran yang terdiri dari angka 0 dan 1 yang disebut bit. Sebaliknya, sistem penomoran desimal terdiri dari 10 digit yang terdiri dari angka 0 - 9. Biner penting bagi kita untuk dipahami karena host, server dan perangkat jaringan menggunakan pengalamatan biner yaitu alamat IPv4.

Setiap alamat IPv4 terdiri dari string 32 bit, dibagi menjadi empat bagian yang disebut oktet. Setiap oktet mengandung 8 bit (atau 1 byte) yang dipisahkan dengan titik.

Untuk pemahaman yang kuat tentang pengalamatan jaringan, perlu untuk mengetahui pengalamatan biner dan mendapatkan keterampilan praktis dalam mengkonversi antara alamat IPv4 desimal biner dan yang lainnya.

Positional Notation

Belajar untuk mengkonversi biner ke desimal membutuhkan pemahaman tentang notasi posisional. Notasi posisi diartikan sebagai digit yang mewakili nilai berbeda tergantung pada " posisi " digit yang menempati urutan angka. Kita sudah mengetahui sistem penomoran yang paling umum, sistem notasi desimal (basis 10). Berikut Decimal Positional Notation seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Berikut adalah Binary Positional Notation seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

 Binary to Decimal Conversion

Untuk mengubah alamat IPv4 biner menjadi ekuivalen bertitik, bagilah alamat IPv4 menjadi empat 8 bit oktet. Selanjutnya, terapkan nilai posisi biner ke nomor biner oktet pertama dan hitung dengan benar, seperti contoh berikut ini pada setiap octet alamat IPv4.

  Decimal to Binary Conversion

Untuk memahami cara mengonversi alamat IPv4 desimal bertitik ke biner, haru mengetahui terlebih dahulu tabel nilai posisi biner. Berikut ini menggambarkan cara menggunakan tabel untuk mengubah desimal menjadi biner.

Network and Host Portions

Memahami notasi biner penting ketika menentukan apakah dua host berada dalam jaringan yang sama. Ingat bahwa alamat IPv4 adalah alamat hirarkis yang terdiri dari porsi jaringan dan porsi host. Ketika menentukan porsi jaringan versus porsi host, perlu untuk melihat aliran 32 bit, sebagian bit mengidentifikasi jaringan, dan sebagian dari bit mengidentifikasi host seperti yang ditunjukkan pada gambar.

The Subnet Mask

Ada tiga elemen yang harus ada ketika mengkonfigurasi alamat IPv4 pada host yaitu :

a.       Alamat IPv4 è Alamat IPv4 unik dari host.

b.      Subnet mask è Digunakan untuk mengidentifikasi bagian jaringan/host dari alamat IPv4.

c.       Default gateway è Digunakan untuk mengidentifikasi gateway lokal yaitu alamat IPv4 interface router lokal untuk menjangkau jaringan jarak jauh.

Ketika alamat IPv4 ditetapkan ke perangkat, subnet mask digunakan untuk menentukan alamat jaringan di mana perangkat itu berada. Alamat jaringan mewakili semua perangkat di jaringan yang sama. Untuk mengidentifikasi bagian jaringan dan host dari alamat IPv4, subnet mask akan dibandingkan dengan bit alamat IPv4 dari kiri ke kanan, 1s di subnet mask mengidentifikasi bagian jaringan sementara 0s mengidentifikasi bagian host seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Proses aktual yang digunakan untuk mengidentifikasi porsi jaringan dan bagian host disebut ANDing.

 Logical And

Logika And adalah salah satu dari tiga operasi biner dasar yang digunakan dalam logika digital. Dua lainnya adalah OR dan NOT. Sementara ketiganya digunakan dalam jaringan data, hanya AND yang digunakan dalam menentukan alamat jaringan. Caranya bisa dilihat pada gambar di bawah ini untuk menentukkan network address dengan melakukan and antara IP address dengan subnet mask.

The Prefix Length

Mengekspresikan alamat jaringan dan alamat host dengan alamat subnet mask titik desimal dapat menjadi hal yang rumit. Untungnya, ada metode singkat pengganti dalam mengidentifikasi subnet mask yang disebut prefix length.

Secara khusus, prefix length adalah jumlah bit yang diatur ke 1 dalam subnet mask. Ini ditulis dalam " notasi slash " atau " / " diikuti dengan jumlah bit yang diatur ke 1. Oleh karena itu, hitung jumlah bit dalam subnet mask dan tambahkan dengan sebuah garis miring. Contoh pengimplementasian prefix length bisa dilihat pada gambar di bawah ini.

Network, Host and Broadcast Addresses

Setiap network address berisi identifikasi dari host address dan broadcast address. Adapun penjelasan dari ketiganya yaitu :

a.       Network Address è Address pertama dari sebuah network.

b.      Host Address è Address yang berada di antara network address dan broadcast address atau IP address yang bisa digunakan di jaringan.

c.       Broadcast Address è Address terakhir dari sebuah network.

Static IPv4 Address Assignment to a Host

Perangkat dapat diberi alamat IP secara statis atau dinamis. Di jaringan, beberapa perangkat memerlukan alamat IP statis, seperti printer, server dan perangkat jaringan lainnya.

Menetapkan host dengan alamat IP statis umumnya ditetapkan pada jaringan kecil. Namun, akan memakan waktu untuk memasukkan alamat statis pada setiap host dalam jaringan besar. Penting untuk mempertahankan daftar akurat dari alamat IP statis yang ditetapkan untuk setiap perangkat.

 Dynamic IPv4 Address Assignment to a Host

Di sebagian besar jaringan data, populasi terbesar host termasuk PC, tablet, smartphone, printer dan telepon IP, seringkali diberi alamat IPv4 secara dinamis menggunakan Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).

Server DHCP umumnya menyediakan alamat IPv4, subnet mask, gateway default dan informasi konfigurasi lainnya. DHCP umumnya adalah metode yang disukai untuk menetapkan alamat IPv4 ke host di jaringan besar. Manfaat tambahan dari DHCP adalah alamat tidak secara permanen ditugaskan ke host tetapi hanya " disewakan " untuk jangka waktu tertentu. Jika host dimatikan atau dilepas dari jaringan, alamat dikembalikan ke pool untuk digunakan kembali. Fitur ini sangat membantu pengguna ponsel yang datang dan pergi di jaringan.

IPv4 Communication

Suatu host yang berhasil terhubung ke jaringan dapat berkomunikasi dengan perangkat lain dengan menggunakan salah satu dari tiga cara yaitu :

a.       Unicast

Unicast adalah Proses mengirim paket dari satu host ke host individu lain, baik di client atau server ataupun di jaringan peer to peer.

Dalam jaringan IPv4, alamat unicast diterapkan ke perangkat akhir/host address. Untuk komunikasi unicast, alamat yang ditetapkan untuk dua perangkat akhir digunakan sebagai IPv4 sumber dan tujuan.

Alamat host unicast IPv4 berada dalam rentang alamat 0.0.0.0 hingga 223.255.255.255. Namun, dalam rentang ini banyak alamat yang disediakan untuk tujuan khusus.

b.      Broadcast

Broadcast adalah proses pengiriman paket dari satu host ke semua host di jaringan. Dengan broadcast, paket berisi alamat IPv4 tujuan dengan semua bit nya 1 di bagian host. Ketika sebuah host menerima paket yang dikirimkan ke alamat broadcast jaringan, host harua memproses paket tersebut seperti layaknya ditujukan ke alamat unicast-nya.

Broadcast dapat diarahkan atau dibatasi agar tidak memperngaruhi kinerja jaringan dan perangkat. Misalnya, host di jaringan 172.16.4.0/24 mengirim paket ke 172.16.4.255. Broadcast terbatas dikirim ke 255.255.255.255. Secara default, router tidak akan meneruskan broadcast, karena router memisahkan broadcast domain yang dapat menghilangkan lalu lintas broadcast  yang berlebihan.

c.       Multicast

Multicast adalah proses mengirim paket dari satu host ke grup host tertentu, IPv4 telah memesan alamat 224.0.0.0 hingga 239.255.255.255 sebagai rentang multicast. Alamat multicast IPv4 224.0.0.0 hingga 224.0.0.255 dicadangkan untuk multicasting pada jaringan lokal saja.

Router yang terhubung ke jaringan lokal mengakui bahwa paket-paket ini ditujukan ke grup multicast jaringan lokal dan tidak pernah meneruskannya lebih lanjut. Misalnya, 224.0.0.9 adalah alamat multicast yang digunakan oleh Routing Information Protocol (RIP) versi 2 untuk berkomunikasi dengan router RIPv2 lainnya.

  Public and Private IPv4 Addresses

Alamat IPv4 publik adalah alamat yang secara global dirutekan antara ISP router. Namun, tidak semua alamat IPv4 yang tersedia dapat digunakan di internet. Ada blok alamat yang disebut alamat private yang digunakan oleh sebagian besar organisasi untuk menetapkan alamat IPv4 ke host internal. Secara khusus, blok alamat private yaitu :

a.       10.0.0.0 / 8 atau 10.0.0.0 hingga 10.255.255.255

b.      172.16.0.0 / 12 atau 172.16.0.0 hingga 172.31.255.255

c.       192.168.0.0 / 16 atau 192.168.0.0 hingga 192.168.255.255

Penting untuk mengetahui bahwa blok alamat private tidak diizinkan di internet dan harus disaring/dibuang oleh router internet. Solusinya, menggunakan Network Address Translation (NAT) untuk menerjemahkan antara IPv4 private dan IPv4 publik, hal tersebut biasanya dilakukan oleh router yang terhubung di jaringan internal ke jaringan ISP.

Special User IPv4 Address

Ada alamat tertentu seperti alamat jaringan dan alamat broadcast tidak dapat digunakan oleh host. Ada juga alamat khusus yang dapat digunakan ke host, tetapi dengan pembatasan bagaimana host dapat berinteraksi dalam jaringan yang meliputi :

a.       Loopback address (127.0.0.0/8 atau 127.0.0.1 hingga 127.255.255.254)

Loopback address adalah alamat khusus yang digunakan oleh host untuk mengarahkan lalu lintas ke dirinya sendiri.

b.      Link-Local address (169.254.0.0/16 atau 169.254.0.1 hingga 169.254.255.254)

Link-Local address dikenal sebagai Automatic Private IP Addressing (APIPA) yang digunakan oleh klien DHCP Windows untuk mengkonfigurasi sendiri jika tidak ada server DHCP yang tersedia dan umumnya berguna dalam koneksi peer-to-peer.

c.       TEST-NET address (192.0.2.0/24 atau 192.0.2.0 hingga 192.0.2.255)

TEST-NET address adalah alamat yang disisihkan untuk tujuan pengajaran dan pembelajaran dan dapat digunakan dalam dokumentasi dan contoh jaringan.

Catatan :

Untuk alokasi alamat eksperimen berada di blok 240.0.0.0 hingga 255.255.255.254 yang dicadangkan untuk penggunaan di masa mendatang.

Legacy Calssful Addressing

Pada tahun 1981, alamat IPv4 Internet ditugaskan menggunakan pengalamatan yang berkelas yaitu kelas, A, B, atau C. RFC membagi rentang unicast ke dalam kelas khusus yang disebut :

a.       Kelas A (0.0.0.0/8 hingga 127.0.0.0/8)

Dirancang untuk mendukung jaringan yang sangat besar dengan lebih dari 16 juta alamat host. Ia menggunakan prefix /8 dengan oktet pertama untuk menunjukkan alamat jaringan dan tiga oktet yang tersisa untuk alamat host.

b.      Kelas B (128.0.0.0/16 hingga 191.255.0.0/16)

Dirancang untuk mendukung kebutuhan jaringan berukuran sedang sekitar 65.000 alamat host. Ia menggunakan prefix /16 dengan dua oktet menunjukkan alamat jaringan dan dua oktet yang tersisa untuk alamat host.

c.       Kelas C (192.0.0.0/24 - 223.255.255.0/24)

Dirancang untuk mendukung jaringan kecil dengan maksimum 254 alamat host. Ia menggunakan prefix tetap /24 dengan tiga oktet pertama untuk menunjukkan jaringan dan oktet yang tersisa untuk alamat host.

Catatan : 

Ada juga blok multicast Kelas D yang terdiri dari 224.0.0.0 hingga 239.0.0.0 dan blok alamat eksperimen Kelas E yang terdiri dari 240.0.0.0 - 255.0.0.0.

Classless Addressing

Pengalamatan classfull pada akhir 1990-an tidak lagi digunakan dan digantikan dengan pengalamatan classless atau tanpa kelas. Namun, masih ada sisa-sisa classful dalam jaringan saat ini. Nama resmi classless addressing adalah Classless Inter-Domain Routing (CIDR).

IETF mengetahui bahwa CIDR hanyalah solusi sementara dan protokol IP baru untuk menangani menipisnya alamat IPv4, dan memang harus dikembangkan untuk mengakomodasi pertumbuhan pesat dalam jumlah pengguna internet. Pada tahun 1994, IETF mulai bekerja untuk menemukan pengganti IPv4, yang akhirnya menjadi IPv6.

Assignment of IP Address

Untuk suatu perusahaan atau organisasi dalam mendukung host jaringan seperti server web yang dapat diakses dari internet, suatu organisasi harus memiliki blok alamat publik yang ditetapkan. Ingat bahwa alamat publik harus unik, dan penggunaan alamat publik ini diatur dan dialokasikan ke setiap organisasi secara terpisah dan berlaku untuk alamat IPv4 dan IPv6.

Internet Assigned Numbers Authority (IANA) adalah organisasi yang mengelola dan mengalokasikan blok-blok alamat IP, baik IPv4/IPv6 ke Regional Internet Registries (RIRs).

RIR bertanggung jawab untuk mengalokasikan alamat IP ke ISP yang pada gilirannya memberikan blok alamat IPv4 ke organisasi dan ISP yang lebih kecil. Organisasi bisa mendapatkan alamatnya langsung dari RIR sesuai dengan kebijakan RIR tersebut.

IPv4 and IPv6 Coexistence

Tidak ada satu tanggal pun yang pindah ke IPv6. Untuk masa mendatang, baik IPv4 dan IPv6 akan hidup berdampingan. Transisi ini diperkirakan akan memakan waktu bertahun-tahun. IETF telah membuat berbagai protokol dan alat untuk membantu administrator jaringan memigrasikan jaringannya ke IPv6. Teknik migrasi dapat dibagi menjadi tiga kategori yaitu :

a.       Dual Stack

Dual stack memungkinkan IPv4 dan IPv6 untuk hidup berdampingan di segmen jaringan yang sama. Perangkat dual stack menjalankan kedua protokol stack IPv4 dan IPv6 secara bersamaan.

b.      Tunneling

Tunneling adalah metode pengangkutan paket IPv6 melalui jaringan IPv4. Paket IPv6 dienkapsulasi di dalam paket IPv4, mirip dengan jenis data lainnya.

c.       Translation

Network Address Translation 64 (NAT64) memungkinkan perangkat yang mendukung IPv6 untuk berkomunikasi dengan perangkat yang mendukung IPv4 menggunakan teknik translation yang mirip dengan NAT untuk IPv4. Paket IPv6 diterjemahkan ke paket IPv4 dan sebaliknya.

 IPv6 Address Representation

Alamat IPv6 memiliki 128 bit dan ditulis sebagai string nilai heksadesimal. Setiap 4 bit diwakili oleh satu digit heksadesimal dengan total 32 nilai heksadesimal. Alamat IPv6 tidak berpengaruh terakit huruf besar ataupun kecil dalam penulisannya.

Preferred Format

Format penulisan alamat IPv6 adalah x: x: x: x: x: x: x: x, dengan setiap " x " terdiri dari empat nilai heksadesimal. Dalam IPv6, hextet adalah istilah tidak resmi yang digunakan untuk merujuk ke segmen 16 bit atau empat nilai heksadesimal. Setiap " x " adalah hextet tunggal.

Contoh IPv6 è 2001:0DB8:0000:1111:0000:0000:0000:0200

Rule 1 – Omit Leading 0s

Aturan pertama untuk membantu mengurangi notasi alamat IPv6 adalah menghilangkan 0 apa pun di bagian 16-bit atau hextet. Sebagai contoh:

a.       01AB dapat direpresentasikan sebagai 1AB

b.      09F0 dapat direpresentasikan sebagai 9F0

c.       0A00 dapat direpresentasikan sebagai A00

d.      00AB dapat direpresentasikan sebagai AB

Aturan ini hanya berlaku untuk awalan 0, bukan untuk angka 0 diakhir, jika tidak, alamat akan menjadi ambigu. Misalnya, hextet " ABC " bisa berupa "0ABC" atau "ABC0", tetapi ini tidak mewakili nilai yang sama.

Contoh penerapan omnit leading 0s yaitu :

IPv6 Preffered

2001:0DB8:0000:A300:ABCD:0000:0000:1234

Menjadi

IPv6 No Leading 0s

2001:DB8:0:A300:ABCD:0:0:1234

Rule 2 – Omit All 0 Segments

Aturan kedua untuk membantu mengurangi notasi alamat IPv6 adalah menggunakan titik dua ganda (::) dapat menggantikan string tunggal pada satu atau lebih segmen 16-bit (hextet) yang terdiri dari semuanya 0s.

Kolon ganda (::) hanya dapat digunakan satu kali dalam satu alamat, jika tidak, akan ada lebih dari satu kemungkinan alamat yang dihasilkan. Contoh penggunaan Omnit All 0 Segment yaitu :

IPv6 Preffered

2001:0DB8:0000:A300:ABCD:0000:0000:1234

Menjadi

IPv6 No Leading 0s

2001:DB8:0:A300:ABCD:0:0:1234

Menjadi

IPv6 Compressed

2001:DB8:0:A300:ABCD::1234

IP Address Types

Ada tiga jenis alamat IPv6 yaitu :

a.       Unicast è Alamat unicast IPv6 secara unik mengidentifikasi interface pada perangkat yang mendukung IPv6.

b.      Multicast è Alamat multicast IPv6 digunakan untuk mengirim satu paket IPv6 ke beberapa tujuan.

c.       Anycast

Alamat anycast IPv6 adalah alamat unicast IPv6 yang dapat ditetapkan ke beberapa perangkat. Sebuah paket yang dikirim ke alamat anycast akan diarahkan ke perangkat terdekat yang memiliki alamat itu.

Tidak seperti IPv4, IPv6 tidak memiliki alamat broadcast. Namun, ada alamat multicast all-node IPv6 yang pada dasarnya memberikan hasil yang sama.

IPv6 Prefix Length

IPv6 menggunakan prefix length untuk mewakili bagian awalan dari alamat. IPv6 tidak menggunakan notasi subnet mask titik desimal tetapi menggunakan notasi slash “ / “.

Prefix Length dapat berkisar dari 0 hingga 128. Prefix Length untuk LAN dan sebagian besar jenis jaringan lainnya adalah /64. Ini berarti awalan atau bagian jaringan dari alamat adalah 64 bit panjangnya, menyisakan 64 bit lagi untuk ID interface  (bagian host) dari alamat.

IPv6 Unicast Addresses

Berikut adalah jenis-jenis IPv6 unicast address yaitu :

a.       Global unicast

Alamat unicast global mirip dengan alamat IPv4 publik yang dapat dikonfigurasi secara statis atau ditetapkan secara dinamis.

b.      Link-local

Alamat link-local digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat lain pada jaringan yang sama/lokal, dengan IPv6 link merujuk pada subnet.

Jika alamat link-local tidak dikonfigurasi secara manual pada interface, perangkat akan secara otomatis membuat sendiri tanpa berkomunikasi dengan server DHCP.

Sedangkan host yang mendukung IPv6 akan membuat alamat link-local IPv6 meskipun perangkat belum ditetapkan alamat IPv6 unicast global. Ini memungkinkan perangkat yang mendukung IPv6 untuk berkomunikasi dengan perangkat lain di subnet yang sama menggunakan default gateway.

c.       Unique Local

Alamat lokal unik IPv6 memiliki beberapa kesamaan dengan alamat privat di IPv4, tetapi ada perbedaan yang signifikan. Alamat lokal yang unik digunakan untuk pengalamatan lokal dalam situs atau antara sejumlah situs terbatas. Alamat-alamat ini seharusnya tidak dapat dirutekan dalam IPv6 global dan tidak boleh diterjemahkan ke alamat IPv6 global. Alamat lokal unik berada dalam rentang FC00::/7 hingga FDFF::/7.

Structure IPv6 Global Unicast Address

Stuktur IPv6 global unicast address diawali dengan tiga bit pertama 001 atau 2000::/3. Dengan kata lain, digit heksadesimal pertama dari alamat GUA akan dimulai dengan angka 2 atau 3. Untuk alamat 2001:0DB8::/32 telah disediakan untuk keperluan dokumentasi, termasuk digunakan dalam contoh.

Alamat unicast global memiliki tiga bagian yaitu :

a.       Global Routing Prefix

Global routing prefix adalah network portion yang ditetapkan oleh penyedia/ISP. Biasanya, RIR menetapkan prefix routing global /48 untuk pelanggan. Ukuran prefix routing global menentukan ukuran ID subnet.

a.       Subnet ID

Subnet ID digunakan oleh organisasi untuk mengidentifikasi subnet di dalam situsnya. Semakin besar subnet ID, semakin banyak subnet yang tersedia.

b.      Interface ID

Interface ID IPv6 setara dengan bagian host dari alamat IPv4. Istilah interface ID digunakan karena satu host mungkin memiliki beberapa interface. Sangat disarankan bahwa dalam banyak kasus /64 subnet harus digunakan.