Network Layer Internet Protocol IP Addressing IP Protocols

Network Layer Internet Protocol: IP Addressing

IP Protocols dan Pendukungnya Application

Encapsulation Header berisi source & destination port numbers Header berisi: source & destination IP addresses; tipe transport protocol Header berisi: source & destination physical Ethernet addresses; tipe Header network protocol HTTP Request TCP Header IP Header FCS

IP dan Network Interface Layers Host B Host A Application Transport Router/Gateway Internet Network Interface Network 1 Transport Network 2

Model Service • Connectionless (datagram-based) • Best-effort delivery (unreliable service) – packets bisa hilang – packets diterima tidak berurut – duplikasi paket yang diterima – delay packets dapat cukup besar 0 • Format Datagram 4 Version 8 HLen 16 TOS 31 Length Ident TTL 19 Flags Protocol Offset Checksum Source. Addr Destination. Addr Options (variable) Data Pad (variable)

IP Internet • Concatenation of Networks Network 1 (Ethernet) H 7 H 2 H 1 R 3 H 3 Network 4 (point-to-point) Network 2 (Ethernet) R 1 R 2 H 4 Network 3 (FDDI) • Protocol Stack H 5 H 6 H 1 H 8 TCP R 1 ETH R 2 IP IP ETH R 3 IP FDDI IP PPP H 8 PPP TCP IP ETH

Fragmentation dan Reassembly • Tiap network punya harga MTU • Strategi – – – fragment jika diperlukan (MTU < Datagram) Usahakan mencegah fragmentation pada source host re-fragmentation dimungkinkan fragments adalah self-contained datagrams tunda reassembly sampai destination host Tidak melakukan recover dari fragments hilang

Contoh Start of header Ident= x 0 Offset= 0 Rest of header 1400 data bytes Start of header Ident= x 1 Offset= 0 Rest of header 512 data bytes Start of header Ident= x 1 Offset= 512 Rest of header 512 data bytes Start of header Ident= x 0 Offset= 1024 Rest of header 376 data bytes

IP Addresses • • • Struktur IP address Classful IP addresses Batasan dan Masalah dg Clasful IP Addresses Subneting CIDR IP version 6 Addressing

IP Addresses

IP Addresses

Apakah IP address? • IP address adalah address global unik utk interface suatu jaringan • Sebuah IP address: – adalah 32 bit identifier – mengkodekan nomor jaringan (network prefix) dan nomor host/host number

Notasi Dotted Decimal • IP addresses ditulis dalam bentuk dotted decimal notation • Tiap byte diidentikasikan dengan nomor decimal dlm range [0 … 255] • Contoh:

Network Prefix dan Host Number • Network prefix mengidentifikasikan suatu jaringan dan host number mengidentifikasikan suatu host spesifik (kenyatannya suatu interface pd jaringan) • Bagaimana kita tahu berapa panjang network prefix? – Network prefix secara implisit didefinisikan (lihat classbased addressing) – Network prefix diindikasikan dg netmask

Contoh • Contoh: ellington. cs. virginia. edu • • Network id Host id Network mask Prefix Notation : 128. 143. 0. 0 : 137. 144 : 255. 0. 0 atau ffff 0000 : 128. 143. 137. 144/16 > Network prefix panjang 16 bit

Cara Lama : Classful IP Addresses • Saat address Internet distandarkan (awal 80 -an), address Internet dibagi dlm 4 kelas: – – – Class A : Network prefix 8 bit Class B : Network prefix 16 bit Class C : Network prefix 24 bit Class D : Multicast Class E : Eksperimen • Tiap IP address memp satu kunci yg mengidentifikasi kelas – – – Class A : IP address mulai dg “ 0” Class B : IP address mulai dg “ 10” Class C : IP address mulai dg “ 110” Class D : IP address mulai dg “ 1110” Class E : IP address mulai dg “ 11110”

Cara Lama: Kelas Address Internet

Cara Lama: Kelas Address Internet • Address yg lain : Multicast addresses

Masalah Dengan Classful IP Addresses • Skim classful address original punya sejumlah masalah • Problem 1. Terlalu sedikit network addresses utk jaringan-jaringan yg besar – Address Class A dan Class B telah lenyap • Problem 2. Hierarki 2 tingkat tidak sesuai utk jaringan besar dg address Class A dan Class B – Fix#1: Subnetting

Masalah Dengan Classful IP Addresses • Problem 3. Tidak fleksibel. Misalkan perusahaan memerlukan 2000 address – Address class A dan B berlebihan (overkill!) – Address class C tidak mencukupi (memerlukan 10 address class C) – Fix#2: Clasless Interdomain Routing (CIDR)

Masalah Dengan Classful IP Addresses • Problem 4. Tabel Routing Membengkak. Routing pd backbone Internet memerlukan satu entry utk tiap network address. Pd 1993 ukuran tabel routing mulai melebihi kapasitas router – Fix#2: Clasless Interdomain Routing (CIDR)

Masalah Dengan Classful IP Addresses • Problem 5. Internet memerlukan address lebih dari 32 -bit – Fix#3: IP version 6

Subnetting • Problem. Organisasi memp. Multiple network yg dimanage secara independen – Solusi 1: alokasikan satu atau lebih address class C utk tiap jaringan • Sulit di-manage • Dari luar organisasi, tiap jaringan harus addressable – Solusi 2: tambah level hierarki dari IP addressing

Idea Dasar Subnetting • Pecah bagian host number dari IP address kedlm subnet number dan host number (lebih kecil) • Hasil: hierarki 3 -layer • Lalu: – Subnet dp secara bebas dialokasikan dlm organisasi – Secara internal, subnet diperlakukan sbg jaringan terpisah – Struktur subnet tdk terlihat dari luar organisasi

Subnet Masks • Router dan host menggunakan extended network prefix (subnet mask) utk identifikasi awal host number – Ada berbagi cara subnetting. Subnetting dg mask 255. 0 cukup umum

Keuntungan Subnetting • Dg subnetting IP address menggunakan hierarki 3 -layer – Network – Subnet – Host • Meningkatkan efisiensi IP address dg tdk mengkonsumsi keseluruhan address class B dan C utk tiap jaringan fisik • Mengurangi kompleksitas router. Krn eksternal router tdk mengetahui mengenai subnetting, kompleksitas tabel routing pd eksternal router dikurangi • Cat. Panjang subnet mask tdk perlu sama utk tiap subnetworks

Network Tanpa Subnetting

Network Dg Subnetting (1)

Network Dg Subnetting (2)

CIDR - Classless Interdomain Routing • Router Backbone IP memp. Satu entry tabel routing utk tiap network address: – Dg subnetting, router backbone hanya perlu tahu satu entry utk tiap jaringan class A, B atau C – Dp diterima utk jar class A dan B • 27 = 128 jaringan class A • 214 = 16. 384 jaringan class B – Tetapi tdk dp diterima utk jar class C • 221 = 2. 097. 152 jar class C • Pd 1993, ukuran tabel routing mulai melewati kemampuan router • Konsekuensi: Pengalokasian IP address class-based harus ditinggalkan

CIDR - Classless Interdomain Routing • Tujuan: – Restrukturisasi pengalokasian IP address utk meningkatkan efisiensi – Routing hierarki utk meminimumkan entries tabel routing • CIDR - Classless Interdomain Routing meninggalkan idea kelas • Konsep: panjang network id (prefix) pd IP address dibuat sembarang • Konsekuensi: Router mempromosikan IP address dan panjang prefix (prefix menggantikan subnet mask)

Contoh CIDR • Notasi CIDR utk network address 192. 0/18 – “ 18” menyatakan bhw 18 bit pertama adalah bagian network dari address (dan 14 bit tersedia untuk address host spesifik) • Bagian network disebut prefix • • Mis. Suatu site memerlukan address network dg 1000 address Dg CIDR, network dialokasikan blok kontinyu 1024 address dg prefix 22 -bit

CIDR: Ukuran Prefix vs Ukuran Jaringan

Addressing Plan Tipikal utk Organisasi • Tiap jaringan layer-2 (Ethernet, FDDI) dialokasikan subnet address

CIDR dan Pengalokasian Address • Backbone ISP mendpkan blok besar dari IP addresses space dan merelokasikan bagian dari blok address ke pelanggannya Contoh: • Mis. ISP memp. Blok address 206. 0. 64. 0/18, merepresentasikan 16. 384 (214) IP addresses • Mis. Suatu client memerlukan 800 host addresses • Dg classful addresses: perlu mengalokasikan address class B (dan menyia-nyiakan ~ 64. 700 addresses) atau 4 individual class C (dan mengintrodusir 4 route baru dlm tabel routing Internet global) • Dg CIDR, alokasikan /22 blok mis. 206. 0. 68. 0/22 dan alokasikan blok 1. 024 (210) IP addresses

CIDR dan Informasi Routing

CIDR dan Informasi Routing

CIDR dan Routing • CIDR addressing memungkinkan skim routing hierarkis • Router backbone dp memperlakukan semua address dg prefix identik secara sama • Routing table lookup: look up entry dg prefix terpanjang

IPv 6 - IP Version 6 • IP Version 6 – Penerus dari versi saat ini IPv 4 – Spesifikasi diselesaikan 1994 – Membuat perbaikan IPv 4 (bukan perubahan revolusioner) • Satu (bukan satu-satunya) fitur IPv 6 peningkatan signifikan IP address 128 bit (16 byte) – IPv 6 akan menyelesaiakan masalah dg IP addressing

Header IPv 6

Perbandingan Address IPv 6 vs IPv 4 • IPv 4 mempunyai maksimum – 232 ~ 4 milyar addresses • IPv 6 mempunyai maksimum – 2128 = (232)4 ~ 4 milyar x 4 milyar address

Notasi Address IPv 6