Network Layer Internet Protocol: IP Addressing

IP Protocols dan Pendukungnya Application

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

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

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 Format Datagram V ersion HLen TOS Length Ident Flags Offset TTL Protocol Checksum SourceAddr DestinationAddr Options (variable) Pad (variable) 4 8 16 19 31 Data

IP Internet Concatenation of Networks Protocol Stack R1 ETH FDDI IP Network 2 (Ethernet) Network 1 (Ethernet) H6 Network 3 (FDDI) Network 4 (point-to-point) H7 R3 H8 R1 ETH FDDI IP TCP R2 PPP R3 H1 H8

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 Ident = x Offset = 0 Start of header Rest of header Rest of header 1400 data bytes Ident = x Offset = 0 Start of header 1 Rest of header 512 data bytes = 512 = 1024 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 class-based addressing) Network prefix diindikasikan dg netmask

Contoh Contoh: ellington.cs.virginia.edu Network id : 128.143.0.0 Host id : 137.144 Network mask : 255.255.0.0 atau ffff0000 Prefix Notation : 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 di-manage 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 255.255.255.0 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 192.0.2.0/18 “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

IPv6 - IP Version 6 IP Version 6 Penerus dari versi saat ini IPv4 Spesifikasi diselesaikan 1994 Membuat perbaikan IPv4 (bukan perubahan revolusioner) Satu (bukan satu-satunya) fitur IPv6 peningkatan signifikan IP address 128 bit (16 byte) IPv6 akan menyelesaiakan masalah dg IP addressing

Header IPv6

Perbandingan Address IPv6 vs IPv4 IPv4 mempunyai maksimum 232 ~ 4 milyar addresses IPv6 mempunyai maksimum 2128 = (232)4 ~ 4 milyar x 4 milyar x 4 milyar x 4 milyar address

Notasi Address IPv6