Download
network layer n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
NETWORK LAYER PowerPoint Presentation
Download Presentation
NETWORK LAYER

NETWORK LAYER

152 Views Download Presentation
Download Presentation

NETWORK LAYER

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. NETWORK LAYER JaringanKomputer : layer 3 OSI By : Eko Prasetyo TeknikInformatika Univ. Muhammadiyah Gresik 2011

  2. network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical application transport network data link physical application transport network data link physical Network layer • Membawapaketdaripengirimkepenerima • Disisipengirim, membungkuspaketkedalam datagram • Disisipenerima, menerimapaketdanmenyampaikanke transport layer • Protokol network layer dalamsetiap host, router • Router memeriksa field header semua datagram IP yang melewatinya.

  3. Key Network-Layer Functions • forwarding:memindahkanpaketdari input router ke output router yang tepat • routing:menentukanrute yang harusdiambilpaketdarisumberketujuan • Routing algorithms analogi: • routing: proses perencanaan perjalanan dari sumber ke tujuan • forwarding: proses untuk mendapatkan pembelokan tunggal yang tepat

  4. routing algorithm local forwarding table header value output link 0100 0101 0111 1001 3 2 2 1 value in arriving packet’s header 1 0111 2 3 Interplay between routing and forwarding

  5. Network Layer Design Isues • Store-and-Forward Packet Switching • Services Provided to the Transport Layer • Implementation of Connectionless Service • Implementation of Connection-Oriented Service • Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets

  6. Store-and-Forward Packet Switching Lingkungan protokol network layer fig 5-1

  7. Implementation of Connectionless Service Routing dalam diagram subnet.

  8. Implementation of Connection-Oriented Service Routing dalam virtual-circuit subnet.

  9. Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets 5-4

  10. VC number 22 32 12 3 1 2 interface number Incoming interface Incoming VC # Outgoing interface Outgoing VC # 1 12 2 22 2 63 1 18 3 7 2 17 1 97 3 87 … … … … Forwarding table Forwarding table in northwest router: Routers maintain connection state information!

  11. application transport network data link physical application transport network data link physical Virtual circuits: signaling protocols • used to setup, maintain teardown VC • used in ATM, frame-relay, X.25 • not used in today’s Internet 6. Receive data 5. Data flow begins 4. Call connected 3. Accept call 1. Initiate call 2. incoming call

  12. application transport network data link physical application transport network data link physical Datagram networks • no call setup at network layer • routers: no state about end-to-end connections • no network-level concept of “connection” • packets forwarded using destination host address • packets between same source-dest pair may take different paths 1. Send data 2. Receive data

  13. 791, 1858, 950, 4632 SILAHKAN

  14. Alamat Network Agar paket dapat mencapai tujuannya, maka dibutuhkan pengalamatan, sama seperti surat biasa. Untuk IP, pengalamatan menggunakan 4 suku byte: A.B.C.D Yang masing-masing suku diwakili oleh satu byte. Jl. Veteran 24 207.23.175.2 11001111.00010111.10101111.00000010

  15. Internet Protocol (IP) Aturan Pemberian IP • IP address memiliki 32 bit angka biner yang merupakan logical address. Terbagi menjadi 4 segmen, masing-masing segmen 8 bit. Masing-masing segmen dipisah dengan tanda titik. • IP address bersifat unique, artinya tidak ada device, station, host atau router yang memiliki IP address yang sama. • Setiap alamat IP memiliki makna netID dan hostID. Netid adalah pada bit-bit terkiri dan hostid adalah bit-bit selain netid (terkanan). • Semua komputer yang berada dalam satu segmen TCP/IP harus memiliki NetID yang sama. • Tidak ada dua komputer yang memiliki satu HostID yang sama. • Semua komputer pada jaringan yang sama, harus memiliki subnet mask yang sama.

  16. Deskripsi IP

  17. IP address: 32-bit identifier for host, router interface interface: connection between host/router and physical link router’s typically have multiple interfaces host may have multiple interfaces IP addresses associated with each interface 223.1.1.2 223.1.2.1 223.1.3.27 223.1.3.1 223.1.3.2 223.1.2.2 IP Addressing: introduction 223.1.1.1 223.1.2.9 223.1.1.4 223.1.1.3 223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001 223 1 1 1

  18. IP Address Jumlah Kelas Alamat Internet

  19. Penentuan kelas • Bit pertama akan menentukan nilai 8 bit pertama dari masing – masing kelas. • Jumlah bit yang menjadi Network ID akan menentukan jumlah jaringan yang dihasilkan dari masing – masing kelas. • Jumlah bit yang menjadi Host ID akan menentukan jumlah Host yang bisa dialokasikan pada suatu jaringan yang menggunakan kelas tertentu. • Bit – bit yang menjadi Network ID dan Host ID akan menentukan NetMask yang digunakan.

  20. Ciri – ciri IP kelas A • Jika bit pertama dari IP Address adalah 0. • Bit ini dan 7 bit berikutnya (8 bit pertama) merupakan bit network. • 24 bit terakhir merupakan bit host. • Dengan demikian jumlah jaringan ada 128, yakni dari nomor 0.xxx.xxx.xxx sampai 127.xxx.xxx.xxx, tapi dalam praktiknya hanya ada 126 karena jaringan nomor 0.xxx.xxx.xxx dan 127.xxx.xxx.xxx masuk dalam kategori IP khusus yang tidak boleh digunakan. • Satu network dapat menampung 16.777.216 host ( 256 x 256 x 256 ) (xxx adalah variabel, nilainya dari 0 s/d 255), tapi dalam prakteknya tiap jaringan dapat menampung 16.777.214 host karena ada 2 alamat IP khusus pada tiap jaringan yang tidak boleh digunakan sebagai alamat IP yaitu 0-127.0.0.0 ( IP terendah disebut juga Network Address ) dan 0-127.255.255.255 ( IP tertinggi dan Broadcast Address ).

  21. Ciri – ciri IP kelas B • 2 bit pertama dari IP Address adalah 10. • Dua bit ini dan 14 bit berikutnya (16 bit pertama) merupakan bit network. • 16 bit terakhir merupakan bit host. • Dengan demikian terdapat 16.384 jaringan kelas B (64 x 256), yakni dari network 128.0.xxx.xxx - 191.255.xxx.xxx. • Setiap jaringan kelas B mampu menampung 65.536 host ( 256 x 256 x 256 ), tapi dalam prakteknya tiap jaringan dapat menampung 65.534 host karena ada 2 alamat IP khusus pada tiap jaringan yang tidak boleh digunakan sebagai alamat IP yaitu 128-191.0-255.0.0 ( IP terendah disebut juga Network Address ) dan 128-191.0-255.255.255 ( IP tertinggi dan Broadcast Address ).

  22. Ciri - ciri IP kelas C • 3 bit pertama dari IP Address adalah 110. • Tiga bit ini dan 21 bit berikutnya (24 bit pertama) merupakan bit network. • 8 bit terakhir merupakan bit host. • Dengan demikian terdapat 2.097.152 jaringan (32 x 256 x 256), yakni dari nomor 192.0.0.xxx sampai 223.255.255.xxx. • Setiap network kelas C hanya mampu menampung sekitar 256 host, tapi dalam prakteknya tiap jaringan dapat menampung 256 host karena ada 2 alamat IP khusus pada tiap jaringan yang tidak boleh digunakan sebagai alamat IP yaitu 192-223.0-255.0-255.0 ( IP terendah disebut juga Network Address ) dan 192-223.0-255.0-255.255 ( IP tertinggi dan Broadcast Address ). Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar 4.

  23. IP Address Gambar. Kelas-Kelas dalam notasi desimal

  24. Syarat IP address yang di gunakan • Semua bit dari Network ID tidakbolehsemuanya 0 • Hal initerjadipada IP kelas A karena 8 bit pertama IP kelas A terendahadalah 0 • 8 bit pertamadari IP tidakbolehmenggunakanangka 127 • Hal initerjadipada IP kelas A dimana 8 bit pertamatertinggiadalah 127. IP dengan 8 bit pertama 127 secaraotomatisakandigunakansebagai loopback (memanggildirinyasendiri ). • Tidakbolehmenggunakan address khusus • Network Address (semua bit host 0) • Broadcast Address (semua bit host 1) • Tidakbolehmenggunakanalamat 0.0.0.0 (alamatdirinyasendiri) • IP persediaan yang disediakansecarainternasinal : • A : 10.0.0.0 – 10.255.255.255/8 (16,777,216 hosts) • B : 172.16.0.0 – 172.31.255.255/12 (1,048,576 hosts) • C : 192.168.0.0 – 192.168.255.255/16 (65,536 hosts)

  25. NetMask • Mengidentifikasi Network ID dan Host ID • Mengecek suatu IP apakah termasuk dalam jaringan atau tidak A set of IP address assignments

  26. NetMask • Tabel routing diupdate dengan 3 entry. Setiap entry berisi base address dan subnet mask • Address C : 11000010 00011000 00000000 00000000 • Mask C : 11111111 11111111 11111000 00000000 • Address E : 11000010 00011000 00001000 00000000 • Mask D : 11111111 11111111 11111100 00000000 • Address O : 11000010 00011000 00010000 00000000 • Mask O : 11111111 11111111 11110000 00000000 • Apa yang terjadi ketika ada paket yang datang pada router dengan alamat 194.24.17.4 yang jika direpresentasikan dalam 32 bit string biner : 11000010 00011000 00010001 00000100 ? • Lakukan operasi AND dengan Mask C, didapat : 11000010 00011000 00010000 00000000, ini tidak cocok dengan base address Cambridge • Lakukan operasi AND dengan Mask E, didapat : 11000010 00011000 00010000 00000000, ini tidak cocok dengan base address Edinburgh • Lakukan operasi AND dengan Mask O, didapat : 11000010 00011000 00010000 00000000, cocok dengan base address Oxford, maka paket akan dikirim ke alamat dalam jaringan tersebut.

  27. NetMask • Jika user didaerah Omaha, Nebraska inginmengirimkanpaketke 3 kampusdiatassekaligus, bagaimanacaranya ? • Tigaalamatkampusdiatasdilakukanaggregasi (penggabungan base address denganoperator AND). • Aggregasitiga base address : 11000010 0000000 00000000 00000000 • Netmask yang digunakan : 11111111 11111111 11100000 00000000 • Dinotasikan single aggregation : 194.24.0.0/19 • Denganaggregasi, tabel routing di Omaha dan Nebraska mengurangimenjadi1 entry (yang semula 3 entry)

  28. Forwarding table 4 billion possible entries Destination Address RangeLink Interface 11001000 00010111 00010000 00000000 through 0 11001000 00010111 00010111 11111111 11001000 00010111 00011000 00000000 through 1 11001000 00010111 00011000 11111111 11001000 00010111 00011001 00000000 through 2 11001000 00010111 00011111 11111111 otherwise 3

  29. Longest prefix matching Prefix MatchLink Interface 11001000 00010111 00010 0 11001000 00010111 00011000 1 11001000 00010111 00011 2 otherwise 3 Examples Which interface? DA: 11001000 00010111 00010110 10100001 Which interface? DA: 11001000 00010111 00011000 10101010

  30. Router Architecture Overview Two key router functions: • run routing algorithms/protocol (RIP, OSPF, BGP) • forwarding datagrams from incoming to outgoing link

  31. Input Port Functions Decentralized switching: • given datagram dest., lookup output port using forwarding table in input port memory • goal: complete input port processing at ‘line speed’ • queuing: if datagrams arrive faster than forwarding rate into switch fabric Physical layer: bit-level reception Data link layer: e.g., Ethernet see chapter 5

  32. Three types of switching fabrics

  33. Memory Input Port Output Port System Bus Switching Via Memory Rutergenerasipertama • komputer lama dengan switching dalamarahan CPU • Paketdisalinkememorisistem • Kecepatandibatasioleh bandwidth memori (2 bus crossings per datagram)

  34. Switching Via a Bus • Datagram dari port memori input ke port memori output lewat shared bus • bus contention: switching speed limited oleh bus bandwidth • 1 Gbps bus, Cisco 1900: cocok untuk router akses dan perusahaan (bukan regional atau backbone)

  35. Switching Via An Interconnection Network • Menyelesaikan pembatasan bandwidth bus • Banyan networks, interkoneksi jarinan lain diawali pengembangan untuk menghubungan processor dalam multiprocessor • Kelebihan desain : pemfragmentasion datagram dalam panjang cell yang tetap, switch cell melewati fabric • Cisco 12000 : switch Gbps melalui interkoneksi jaringan

  36. Output Ports • Bufferingdibutukanketika datagram tibadari fabric lebihcepatdaripadalajupentransmisian • Scheduling disciplinememilihdiantaraantrian datagram untukpentransmisian

  37. ICMP protocol • error reporting • router “signaling” • IP protocol • addressing conventions • datagram format • packet handling conventions • Routing protocols • path selection • RIP, OSPF, BGP forwarding table The Internet Network layer Host, router network layer functions: Transport layer: TCP, UDP Network layer Link layer physical layer

  38. total panjang datagram (bytes) Nomor versi protokol IP 32 bits header length (bytes) type of service head. len ver length for fragmentation/ reassembly fragment offset “type” of data flgs 16-bit identifier Jumlah maksimal hop yang tersisa (menurun pada setiap router) upper layer time to live Internet checksum 32 bit source IP address 32 bit destination IP address upper layer protocol to deliver payload to E.g. timestamp, record route taken, specify list of routers to visit. Options (if any) data (variable length, typically a TCP or UDP segment) IP datagram format how much overhead with TCP? • 20 bytes of TCP • 20 bytes of IP • = 40 bytes + app layer overhead

  39. IP Fragmentation & Reassembly • network links mempunyai MTU (max.transfer unit) – kapasitas datagram maksimal frame • Beada tipe link, beda MTUs • Data IP besar dipecah (“fragmented”) dalam jaringan jaringan • Satu datagram menjadi beberapa datagram • “reassembled” hanya ditujuan akhir • Bit IP header digunakan untuk mengidentifikasi urutan fragmen yang berhubungan fragmentation: in: one large datagram out: 3 smaller datagrams reassembly

  40. length =1500 length =1500 length =4000 length =1040 ID =x ID =x ID =x ID =x fragflag =0 fragflag =1 fragflag =1 fragflag =0 offset =0 offset =0 offset =2960 offset =1480 Satu datagram besar menjadi beberapa datagram yang lebih kecil IP Fragmentation and Reassembly Example • 4000 byte datagram (3980 byte data, 20 byte header IP) • MTU = 1500 bytes 1480 bytes in data field, 20 bytes in header IP offset = 0+1480

  41. host part subnet part 11001000 0001011100010000 00000000 200.23.16.0/23 IP addressing: CIDR CIDR:Classless InterDomain Routing • Pembagian subnet alamat dengan panjang yang diinginkan • Format alamat : a.b.c.d/x ,dimana x adalah jumlah bit bagian subnet alamat

  42. Alasansubnetting : Teknologiberbeda Terbatasnyateknologi Unjukkerjajaringan What’s a subnet ? Teknikpemecahanjaringanmenjadisubjaringan Alokasi host dalamjaringanmenjadiberkurang Jumlahjaringan yang dikelolasemakinbanyak (sesuaijumlah sub) Subnets 223.1.1.1 223.1.2.1 223.1.1.2 223.1.2.9 223.1.1.4 223.1.2.2 223.1.1.3 223.1.3.27 LAN 223.1.3.2 223.1.3.1 network consisting of 3 subnets

  43. Recipe Untuk menentukan subnet, lepaskan setiap interface dari router yang diikuti, buat pula untuk jaringan yang diisolasi. Setiap jaringan yang diisolasi disebut subnet. 223.1.1.0/24 223.1.2.0/24 223.1.3.0/24 Subnets Subnet mask: /24

  44. How many? Subnets 223.1.1.2 223.1.1.1 223.1.1.4 • Dasar yang perludiketahui :Alamat 223.1.1.0/24 • 223.1.1.0 – Network Address • 223.1.1.255 – Broadcast Address • 255.255.255.0 - Netmask • 223.1.1.4 – Salahsatu IP • Langkah-langkah : • H adalahjumlah bit host dalamjaringanawal • x : bit yang di-mask • Jumlah subnet : 2x-2 • Jumlahmaks host per subnet : 2H-x -2 • Blok subnet :kelipatan 2H-x 223.1.1.3 223.1.7.2 223.1.9.2 223.1.9.1 223.1.7.1 223.1.8.1 223.1.8.2 223.1.2.6 223.1.3.27 223.1.2.1 223.1.2.2 223.1.3.1 223.1.3.2

  45. Alamatawal : 223.1.1.0/24 Jumlah bit host H=8 Tambahkan 2 padajumlahsubjaringan : 3+2 = 5 Bentukbinernya : 101  ada 3 bit yang harusdimask (x=3) Mask belumdi sub : 11111111.11111111.11111111.00000000 Mask sudahdi sub : 11111111.11111111.11111111.11100000 Jumlah subnet : 23-2 = 6 Jumlahmaksimal host per subnet : 28-3-2 = 32-2 = 30 Blok subnet : 28-3 = 32 223.1.1.0/24 Subnets : jumlahsujaringan Akan dibagi menjadi 3 subjaringan

  46. Subnet : Jumlah subjaringan Pembagianblok : • Blok 1 : 11011111.00000001.00000001.00000000  tidakbolehdigunakan • Blok 2 : 11011111.00000001.00000001.00100000  valid • Blok 3 : 11011111.00000001.00000001.01000000  valid • Blok 4 : 11011111.00000001.00000001.01100000  valid • Blok 5 : 11011111.00000001.00000001.10000000  valid • Blok 6 : 11011111.00000001.00000001.10100000  valid • Blok 7 : 11011111.00000001.00000001.11000000  valid • Blok 8 : 11011111.00000001.00000001.11100000  tidakbolehdigunakan • Netmask yang digunakan : 11111111.11111111.11111111.11100000 = 255.255.255.224 (/27) 172.16.0.0/16 berkapasitas 65534 host. Jika ingin jumlah maksimal host per sub jaringan 1000 host saja. Bagaimana alamat jaringan yang digunakan ?

  47. 2131, 2663, 792 SILAHKAN

  48. IP addresses: how to get one? Q: How does host get IP address? • hard-coded by system admin in a file • Wintel: control-panel->network->configuration->tcp/ip->properties • UNIX: /etc/rc.config • DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol: dynamically get address from as server • “plug-and-play” (more in next chapter)

  49. IP addresses: how to get one? Q:Bagaimanajaringanmendapatkanbagian subnet alamat IP ? A:Ambilbagianalokasidari provider ISP yang mengaturalokasialamat ISP's block 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20 Organization 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Organization 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23 Organization 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 ... ….. …. …. Organization 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23

  50. IP addressing: the last word... Q: Bagimana ISP mendapatkan block alamat ? A: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers • Mengalokasikan lamat • Mengelola DNS • Memberikan mana domain, menyelesaikan perselisihan domain