Chapter 6

RANGKUMAN CHAPTER 6

Network Layer dalam Komunikasi

Lapisan jaringan, atau OSI Layer 3, menyediakan layanan untuk memungkinkan perangkat akhir untuk bertukar data melalui jaringan. Untuk mencapai hal ini transportasi end-to-end, lapisan jaringan menggunakan empat proses dasar:

·         Mengatasi perangkat akhir - Dengan cara yang sama bahwa ponsel memiliki nomor telepon yang unik, perangkat akhir harus dikonfigurasi dengan alamat IP yang unik untuk identifikasi pada jaringan. Perangkat end dengan alamat IP dikonfigurasi disebut sebagai tuan rumah.

·         Enkapsulasi - Lapisan jaringan menerima protokol data unit (PDU) dari layer transport. Dalam proses yang disebut enkapsulasi, lapisan jaringan menambahkan IP informasi header, seperti alamat IP dari sumber (pengirim) dan tujuan (menerima) host.Setelah informasi header ditambahkan ke PDU, PDU disebut paket.

·         Routing - Lapisan jaringan menyediakan layanan untuk paket langsung ke host tujuan pada jaringan lain. Untuk perjalanan ke jaringan lain, paket harus diproses oleh router. Peran router adalah memilih jalur untuk dan paket langsung menuju host tujuan dalam proses yang dikenal sebagai routing. Sebuah paket dapat menyeberangi banyak perangkat perantara sebelum mencapai host tujuan. Setiap rute paket yang dibutuhkan untuk mencapai host tujuan disebut hop.

·         De-enkapsulasi - Ketika paket tiba di lapisan jaringan dari host tujuan, host memeriksa header IP paket. Jika alamat IP tujuan dalam header sesuai alamat IP sendiri, header IP dihapus dari paket. Proses ini menghilangkan header dari lapisan bawah yang dikenal sebagai de-enkapsulasi. Setelah paket adalah de-encapsulated oleh lapisan jaringan, sehingga Layer 4 PDU dilewatkan ke layanan yang sesuai pada lapisan transport.

Berbeda dengan lapisan transport (OSI Layer 4), yang mengelola transportasi data antara proses yang berjalan pada setiap host, protokol lapisan jaringan menentukan struktur paket dan pengolahan yang digunakan untuk membawa data dari satu host ke host lain. Beroperasi tanpa memperhatikan data dilakukan di masing-masing paket memungkinkan lapisan jaringan untuk membawa paket untuk beberapa jenis komunikasi antara beberapa host.

Ada beberapa protokol lapisan jaringan yang ada; Namun, hanya dua berikut biasanya diimplementasikan sebagai acara:

·         Internet Protocol versi 4 (IPv4)

·         Internet Protocol versi 6 (IPv6)

Protokol lapisan jaringan legacy lain yang tidak banyak digunakan meliputi:

·         Novell IPX (IPX)

·         AppleTalk

·         Connectionless Layanan Jaringan (CLNS / DECnet)

KARAKTERISTIK PROTOKOL IP

IP sering disebut sebagai protokol pengiriman tidak dapat diandalkan atau upaya terbaik. Ini tidak berarti bahwa IP bekerja dengan baik kadang-kadang dan tidak berfungsi dengan baik pada waktu lain, juga tidak berarti bahwa itu adalah sebuah protokol komunikasi data yang buruk. Diandalkan hanya berarti bahwa IP tidak memiliki kemampuan untuk mengelola dan pulih dari paket tidak terkirim atau rusak. Hal ini karena saat paket IP dikirim dengan informasi tentang lokasi pengiriman, tidak mengandung informasi yang dapat diproses untuk menginformasikan pengirim apakah pengiriman itu berhasil. Tidak ada data sinkronisasi termasuk dalam header paket untuk melacak urutan pengiriman paket. Ada juga tidak ada pengakuan dari pengiriman paket dengan IP, dan tidak ada data error control untuk melacak apakah paket dikirim tanpa korupsi. Paket dapat tiba di tujuan rusak, dari urutan, atau tidak sama sekali. Berdasarkan informasi yang diberikan dalam header IP, tidak ada kemampuan untuk transmisi ulang paket jika kesalahan seperti ini terjadi.

Jika out-of-order atau hilang paket menciptakan masalah untuk aplikasi yang menggunakan data, maka layanan lapisan atas, seperti TCP, harus mengatasi masalah ini. Hal ini memungkinkan IP berfungsi sangat efisien. Jika keandalan overhead yang termasuk dalam IP, maka komunikasi yang tidak memerlukan koneksi atau keandalan akan dibebani dengan konsumsi bandwidth dan delay yang dihasilkan oleh overhead ini. Dalam TCP / IP, lapisan transport dapat menggunakan salah TCP atau UDP berdasarkan kebutuhan untuk keandalan dalam komunikasi. Meninggalkan keputusan kehandalan ke lapisan transport membuat IP lebih mudah beradaptasi dan akomodatif untuk berbagai jenis komunikasi.

Lapisan jaringan juga tidak terbebani dengan karakteristik media yang paket diangkut. IP beroperasi secara independen dari media yang membawa data pada lapisan bawah protokol stack. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, setiap paket IP individu dapat dikomunikasikan secara elektrik melalui kabel, sebagai sinyal optik melalui serat, atau secara nirkabel sebagai sinyal radio.

Ini adalah tanggung jawab dari OSI data link layer untuk mengambil paket IP dan mempersiapkannya untuk pengiriman melalui media komunikasi. Ini berarti bahwa transportasi paket IP tidak terbatas pada media tertentu.

Proses encapsulating lapisan data dengan lapisan memungkinkan layanan di lapisan yang berbeda untuk mengembangkan dan skala tanpa mempengaruhi lapisan lainnya.Ini berarti bahwa segmen lapisan transport dapat segera dikemas oleh IPv4 atau IPv6 atau oleh protokol baru yang mungkin dikembangkan di masa depan

IPV4 PACKET

IPv4 telah digunakan sejak tahun 1983 ketika ditempatkan pada Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET), yang merupakan prekursor ke Internet. Internet sebagian besar didasarkan pada IPv4, yang masih protokol lapisan jaringan yang paling banyak digunakan.

Paket IPv4 memiliki dua bagian:

·         IP Header - Mengidentifikasi karakteristik paket.

·         Payload - Berisi Layer 4 informasi segmen dan data aktua

Bidang signifikan dalam header IPv4 meliputi:

·         Versi

·         Layanan Differentiated (DS)

·         Waktu-ke-Live (TTL)

·         Sumber IP Address

·         Tujuan IP Address

Bidang yang digunakan untuk mengidentifikasi dan memvalidasi paket meliputi:

·         Internet header Panjang (IHL) - Berisi nilai biner 4-bit mengidentifikasi jumlah kata 32-bit pada header. Nilai IHL bervariasi karena Options dan bidang Padding. Nilai minimum untuk bidang ini adalah 5 (yaitu, 5 × 32 = 160 bit = 20 byte) dan nilai maksimum adalah 15 (yaitu, 15 × 32 = 480 bit = 60 byte).

·         Total Panjang - Kadang-kadang disebut sebagai Panjang Packet, bidang 16-bit ini mendefinisikan seluruh paket (fragmen) ukuran, termasuk header dan data, dalam byte. Paket panjang minimum adalah 20 byte (20-byte header + 0 bytes data) dan maksimum adalah 65.535 byte.

·         Header Checksum - Bidang 16-bit digunakan untuk pengecekan error dari header IP. Checksum dari header dihitung ulang dan dibandingkan dengan nilai di bidang checksum. Jika nilai tidak cocok, paket tersebut akan dibuang.

Sebuah router mungkin harus fragmen paket ketika forwarding dari satu medium ke medium lain yang memiliki MTU yang lebih kecil. Ketika ini terjadi, fragmentasi terjadi dan paket IPv4 menggunakan kolom berikut untuk melacak fragmen:

·         Identifikasi - field 16-bit ini unik mengidentifikasi fragmen dari sebuah paket IP asli.

·         Flags - bidang 3-bit ini mengidentifikasi bagaimana paket yang terfragmentasi.Hal ini digunakan dengan Fragmen Offset dan Identifikasi bidang untuk membantu merekonstruksi fragmen ke dalam paket asli.

·         Fragment Offset - bidang 13-bit ini mengidentifikasi urutan di mana untuk menempatkan fragmen paket dalam rekonstruksi paket terfragmentasikan asli.

IPV6 PACKET

Selama bertahun-tahun, IPv4 telah diperbarui untuk mengatasi tantangan-tantangan baru. Namun, bahkan dengan perubahan, IPv4 masih memiliki tiga isu utama:

·         Penipisan alamat IP - IPv4 memiliki sejumlah alamat IP publik yang unik yang tersedia. Meskipun ada sekitar 4 miliar alamat IPv4, meningkatnya jumlah baru perangkat IP-enabled, selalu-on koneksi, dan potensi pertumbuhan daerah yang kurang berkembang telah meningkatkan kebutuhan untuk alamat lebih.

·         Ekspansi tabel routing Internet -Sebuah tabel routing digunakan oleh router untuk membuat penentuan jalur terbaik. Sebagai jumlah server (node) yang terhubung ke Internet meningkat, demikian juga jumlah rute jaringan.Rute-rute IPv4 mengkonsumsi banyak memori dan prosesor sumber pada router Internet.

·         Kurangnya konektivitas end-to-end -Network Address Translation (NAT) adalah teknologi yang umum diimplementasikan dalam jaringan IPv4. NAT menyediakan cara untuk beberapa perangkat untuk berbagi alamat IP publik. Namun, karena alamat IP publik bersama, alamat IP dari host jaringan internal tersembunyi.Ini dapat menjadi masalah bagi teknologi yang memerlukan konektivitas end-to-end.

Pada awal 1990-an, Internet Engineering Task Force (IETF) tumbuh prihatin dengan masalah dengan IPv4 dan mulai mencari pengganti. Kegiatan ini menyebabkan perkembangan dari IP versi 6 (IPv6). IPv6 mengatasi keterbatasan IPv4 dan perangkat tambahan yang kuat dengan fitur yang lebih baik sesuai saat ini dan jaringan mendatang tuntutan.

Perbaikan yang IPv6 menyediakan meliputi:

§  Peningkatan ruang alamat

§  Peningkatan penanganan paket

§  Menghilangkan kebutuhan untuk NAT

§  Keamanan terpadu

Bidang di header paket IPv6 meliputi:

§  Versi

§  Lalu Lintas Kelas

§  Mengalir Label

§  Payload Panjang

§  Next Header

§  Hop Limit Sumber Alamat

§  Alamat Tujuan

ANATOMI RUOTER

Sebuah router memiliki akses ke empat jenis memori: RAM, ROM, NVRAM, dan Flash.

RAM

RAM digunakan untuk menyimpan berbagai aplikasi dan proses termasuk:

·         Cisco IOS - IOS disalin ke RAM saat bootup.

·         Menjalankan file konfigurasi - ini adalah file konfigurasi yang menyimpan konfigurasi perintah bahwa router IOS saat ini menggunakan. Hal ini juga dikenal sebagai running-config.

·         IP routing table - ini berkas menyimpan informasi tentang jaringan langsung terhubung dan remote.Hal ini digunakan untuk menentukan jalur terbaik untuk digunakan untuk meneruskan paket.

·         ARP Cache - Cache ini berisi alamat IPv4 ke pemetaan alamat MAC, mirip dengan Address Resolution Protocol (ARP) cache pada PC. Cache ARP digunakan pada router yang memiliki interface LAN, seperti antarmuka Ethernet.

·         Buffer paket - Paket disimpan sementara di buffer saat diterima pada sebuah antarmuka atau sebelum mereka keluar interface.

Seperti komputer, router Cisco benar-benar menggunakan dynamic random-access memory (DRAM). DRAM adalah jenis yang sangat umum dari RAM yang menyimpan instruksi dan data yang diperlukan untuk dieksekusi oleh CPU. Tidak seperti ROM, RAM adalah memori volatile dan membutuhkan daya yang terus-menerus untuk mempertahankan informasinya. Kehilangan semua isinya ketika router dimatikan atau restart.

Secara default 1941 router datang dengan 512 MB DRAM disolder pada board sistem utama (onboard) dan satu slot ganda in-line modul memori (DIMM) untuk upgrade memori hingga tambahan 2,0 GB. Cisco 2901, 2911, dan 2921 model datang dengan 512 MB DRAM onboard. Perhatikan bahwa ISRS generasi pertama dan router Cisco yang lebih tua tidak memiliki onboard RAM.

ROM

Router Cisco menggunakan ROM untuk menyimpan:

·         Instruksi boot - Menyediakan petunjuk startup.

·         Perangkat lunak diagnostik dasar - Melakukan diri-test power-on (POST) dari semua komponen.

·         Terbatas IOS - Menyediakan versi cadangan terbatas OS, dalam kasus router tidak dapat memuat fitur IOS penuh.

ROM adalah firmware tertanam pada sirkuit terpadu dalam router dan tidak kehilangan isinya ketika router kehilangan kekuasaan atau restart.

NVRAM

NVRAM digunakan oleh IOS Cisco sebagai penyimpanan permanen untuk file konfigurasi startup (startup-config). Seperti ROM, NVRAM tidak kehilangan isinya ketika power dimatikan.

flash Memory

memori flash memori komputer non-volatile yang digunakan sebagai penyimpanan permanen untuk IOS dan sistem file terkait lainnya. IOS disalin dari flash ke RAM selama proses bootup.

Cisco 1941 router datang dengan dua slot Compact Flash eksternal. Setiap slot dapat mendukung kepadatan penyimpanan berkecepatan tinggi upgradeable 4GB kepadatan.

Sebuah Cisco 1941 router termasuk koneksi berikut:

·         Port konsol - Dua port konsol untuk konfigurasi dan antarmuka baris perintah (CLI) manajemen awal akses menggunakan port RJ-45 yang biasa dan baru USB Type-B (mini-B USB) konektor.

·         AUX Port - Sebuah port RJ-45 untuk akses remote manajemen; ini mirip dengan port Console.

·         Dua antarmuka LAN - dua antarmuka Gigabit Ethernet untuk akses LAN.

·         Ditingkatkan kecepatan tinggi kartu antarmuka WAN (EHWIC) slot - Dua slot yang menyediakan modularitas dan fleksibilitas dengan memungkinkan router untuk mendukung berbagai jenis modul antarmuka, termasuk Serial, digital subscriber line (DSL), port switch, dan nirkabel.

Cisco 1941 ISR juga memiliki slot penyimpanan untuk mendukung kemampuan diperluas. slot dual-compact flash memory yang mampu mendukung 4 GB kartu compact flash masing-masing untuk ruang penyimpanan meningkat. Dua port USB host disertakan untuk ruang penyimpanan tambahan dan kemampuan tanda aman.

Compact flash dapat menyimpan Cisco IOS software image, file log, file konfigurasi suara, file HTML, konfigurasi cadangan, atau file lainnya yang diperlukan untuk sistem. Secara default, hanya slot 0 diisi dengan kartu compact flash dari pabrik, dan itu adalah lokasi boot default.

Angka tersebut mengidentifikasi lokasi koneksi ini dan slot.

perangkat Cisco, router, dan switch biasanya interkoneksi banyak perangkat. Untuk alasan ini, perangkat ini memiliki beberapa jenis port dan interface.Ini port dan interface yang digunakan untuk menghubungkan kabel ke perangkat.

Koneksi pada router Cisco dapat dikelompokkan menjadi dua kategori:

·         Port manajemen - Ini adalah konsol dan tambahan port digunakan untuk mengkonfigurasi, mengelola, dan memecahkan masalah router. Tidak seperti LAN dan WAN interface, port manajemen tidak digunakan untuk meneruskan paket.

·         Interface Inband Router - ini adalah LAN dan WAN interface dikonfigurasi dengan alamat IP untuk membawa lalu lintas pengguna. Antarmuka Ethernet adalah koneksi LAN yang paling umum, sementara koneksi WAN umum termasuk antarmuka serial dan DSL.

Angka tersebut menyoroti port dan interface dari Cisco 1941 ISR G2 router.

Seperti banyak perangkat jaringan, perangkat Cisco menggunakan light emitting diode (LED) indikator untuk memberikan informasi status. Sebuah LED antarmuka menunjukkan aktivitas antarmuka yang sesuai. Jika LED mati ketika interface aktif dan interface terhubung dengan benar, ini mungkin merupakan indikasi dari masalah dengan antarmuka yang. Jika sebuah antarmuka sangat sibuk, LED-nya selalu di.

Mirip dengan switch Cisco, ada beberapa cara untuk mengakses lingkungan CLI pada router Cisco. Metode yang paling umum adalah:

·         Konsol - Menggunakan koneksi serial atau USB kecepatan rendah untuk memberikan connect, out-of-band manajemen akses langsung ke perangkat Cisco.

·         Telnet atau SSH - Dua metode untuk jarak jauh mengakses sesi CLI di sebuah antarmuka jaringan yang aktif.

·         AUX pelabuhan - Digunakan untuk manajemen remote dari router menggunakan saluran telepon dial-up dan modem.

Konsol dan port AUX terletak pada router.

Selain port ini, router juga memiliki antarmuka jaringan untuk menerima dan paket IP ke depan. Router memiliki beberapa interface yang digunakan untuk menghubungkan ke beberapa jaringan. Biasanya, interface terhubung ke berbagai jenis jaringan, yang berarti bahwa berbagai jenis media dan konektor yang dibutuhkan.

Setiap antarmuka pada router adalah anggota atau host pada jaringan IP yang berbeda. Setiap antarmuka harus dikonfigurasi dengan alamat IP dan subnet mask dari jaringan yang berbeda. Cisco IOS tidak memungkinkan dua antarmuka aktif di router yang sama milik jaringan yang sama.

antarmuka router dapat dikelompokkan menjadi dua kategori:

·         Antarmuka Ethernet LAN - Digunakan untuk menghubungkan kabel yang mengakhiri dengan perangkat LAN, seperti komputer dan switch.Antarmuka ini juga dapat digunakan untuk menghubungkan router satu sama lain. Beberapa konvensi untuk penamaan interface Ethernet yang populer: tua Ethernet, FastEthernet, dan Gigabit Ethernet. Nama yang digunakan tergantung pada jenis perangkat dan model.

·         Interface WAN Serial - Digunakan untuk menghubungkan router ke jaringan eksternal, biasanya lebih dari jarak geografis yang lebih besar.Mirip dengan interface LAN, setiap antarmuka WAN seri memiliki sendiri alamat IP dan subnet mask, yang mengidentifikasi sebagai anggota dari jaringan tertentu

ROUTER BOOT UP

Cisco IOS rincian operasional bervariasi pada perangkat internetworking yang berbeda, tergantung pada perangkat tujuan dan set fitur. Namun, Cisco IOS untuk router menyediakan berikut:

·         Mengatasi

·         Antarmuka

·         Rute

·         Keamanan

·         QoS

·         Manajemen sumber

File IOS itu sendiri adalah beberapa megabyte dalam ukuran dan mirip dengan Cisco IOS switch, disimpan dalam memori flash. Menggunakan lampu kilat memungkinkan iOS ditingkatkan ke versi yang lebih baru atau memiliki fitur baru yang ditambahkan. Saat bootup, IOS disalin dari memori flash ke RAM. DRAM jauh lebih cepat dari kilat; Oleh karena itu, menyalin IOS ke dalam RAM meningkatkan kinerja perangkat.