NETWORK LAYER
-
Upload
casimir-lel -
Category
Documents
-
view
53 -
download
4
description
Transcript of NETWORK LAYER
NETWORK LAYER
Jaringan Komputer : layer 3 OSIBy : Eko Prasetyo
Teknik InformatikaUniv. Muhammadiyah Gresik
2011
Network layer• Membawa paket dari pengirim
ke penerima• Disisi pengirim, membungkus
paket kedalam datagram• Disisi penerima, menerima
paket dan menyampaikan ke transport layer
• Protokol network layer dalam setiap host, router
• Router memeriksa field header semua datagram IP yang melewatinya.
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
networkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
Key Network-Layer Functions
• forwarding: memindahkan paket dari input router ke output router yang tepat
• routing: menentukan rute yang harus diambil paket dari sumber ke tujuan
– Routing algorithms
analogi:
routing: proses perencanaan perjalanan dari sumber ke tujuan
forwarding: proses untuk mendapatkan pembelokan tunggal yang tepat
1
23
0111
value in arrivingpacket’s header
routing algorithm
local forwarding tableheader value output link
0100010101111001
3221
Interplay between routing and forwarding
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
Store-and-Forward Packet Switching
Lingkungan protokol network layer
fig 5-1
Implementation of Connectionless Service
Routing dalam diagram subnet.
Implementation of Connection-Oriented Service
Routing dalam virtual-circuit subnet.
Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets
5-4
Forwarding table12 22 32
1 23
VC number
interfacenumber
Incoming interface Incoming VC # Outgoing interface Outgoing VC #
1 12 2 222 63 1 18 3 7 2 171 97 3 87… … … …
Forwarding table innorthwest router:
Routers maintain connection state information!
Virtual circuits: signaling protocols
• used to setup, maintain teardown VC• used in ATM, frame-relay, X.25• not used in today’s Internet
applicationtransportnetworkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
1. Initiate call 2. incoming call3. Accept call4. Call connected
5. Data flow begins 6. Receive data
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
applicationtransportnetworkdata linkphysical
applicationtransportnetworkdata linkphysical
1. Send data 2. Receive data
SILAHKAN791, 1858, 950, 4632
Alamat NetworkAgar 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 24 207.23.175.211001111.00010111.10101111.00000010
Aturan Pemberian IP• 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.
• 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).
Internet Protocol (IP)
Deskripsi IP
IP Addressing: introduction• 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
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.1 = 11011111 00000001 00000001 00000001
223 1 11
IP Address
Jumlah Kelas Alamat Internet
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.
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 ).
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 ).
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.
IP Address
Gambar. Kelas-Kelas dalam notasi desimal
Syarat IP address yang di gunakan• Semua bit dari Network ID tidak boleh semuanya 0
– Hal ini terjadi pada IP kelas A karena 8 bit pertama IP kelas A terendah adalah 0
• 8 bit pertama dari IP tidak boleh menggunakan angka 127– Hal ini terjadi pada IP kelas A dimana 8 bit pertama tertinggi adalah 127. IP
dengan 8 bit pertama 127 secara otomatis akan digunakan sebagai loopback (memanggil dirinya sendiri ).
• Tidak boleh menggunakan address khusus – Network Address (semua bit host 0)– Broadcast Address (semua bit host 1)– Tidak boleh menggunakan alamat 0.0.0.0 (alamat dirinya sendiri)
• IP persediaan yang disediakan secara internasinal :– 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)
NetMask
• Mengidentifikasi Network ID dan Host ID• Mengecek suatu IP apakah termasuk dalam
jaringan atau tidak
A set of IP address assignments
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.
NetMask
• Jika user didaerah Omaha, Nebraska ingin mengirimkan paket ke 3 kampus diatas sekaligus, bagaimana caranya ?
• Tiga alamat kampus diatas dilakukan aggregasi (penggabungan base address dengan operator AND). – Aggregasi tiga base address : 11000010 0000000 00000000 00000000– Netmask yang digunakan : 11111111 11111111 11100000 00000000– Dinotasikan single aggregation : 194.24.0.0/19
• Dengan aggregasi, tabel routing di Omaha dan Nebraska mengurangi menjadi 1 entry (yang semula 3 entry)
Forwarding table
Destination Address Range Link 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
4 billion possible entries
Longest prefix matching
Prefix Match Link Interface
11001000 00010111 00010 0 11001000 00010111 00011000 1 11001000 00010111 00011 2 otherwise 3
DA: 11001000 00010111 00011000 10101010
Examples
DA: 11001000 00010111 00010110 10100001 Which interface?
Which interface?
Router Architecture Overview
Two key router functions:
• run routing algorithms/protocol (RIP, OSPF, BGP)• forwarding datagrams from incoming to outgoing link
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., Ethernetsee chapter 5
Three types of switching fabrics
Switching Via Memory
Ruter generasi pertama• komputer lama dengan switching dalam arahan CPU• Paket disalin ke memori sistem• Kecepatan dibatasi oleh bandwidth memori (2 bus crossings per datagram)
InputPort
OutputPort
Memory
System Bus
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)
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
Output Ports
• Buffering dibutukan ketika datagram tiba dari fabric lebih cepat daripada laju pentransmisian
• Scheduling discipline memilih diantara antrian datagram untuk pentransmisian
The Internet Network layer
Host, router network layer functions:
forwardingtable
Routing protocols•path selection•RIP, OSPF, BGP
IP protocol•addressing conventions•datagram format•packet handling conventions
ICMP protocol•error reporting•router “signaling”
Transport layer: TCP, UDP
Link layer
physical layer
Networklayer
IP datagram format
ver length
32 bits
data (variable length,typically a TCP
or UDP segment)
16-bit identifier
Internet checksum
time tolive
32 bit source IP address
Nomor versi protokol IP
header length (bytes)
Jumlah maksimal hop yang tersisa(menurun pada
setiap router)
forfragmentation/reassembly
total panjang datagram(bytes)
upper layer protocolto deliver payload to
head.len
type ofservice
“type” of data flgs fragment offset
upper layer
32 bit destination IP address
Options (if any) E.g. timestamp,record routetaken, specifylist of routers to visit.
how much overhead with TCP?
20 bytes of TCP 20 bytes of IP = 40 bytes + app
layer overhead
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 datagramout: 3 smaller datagrams
reassembly
IP Fragmentation and Reassembly
ID=x
offset=0
fragflag=0
length=4000
ID=x
offset=0
fragflag=1
length=1500
ID=x
offset=1480
fragflag=1
length=1500
ID=x
offset=2960
fragflag=0
length=1040
Satu datagram besar menjadi beberapa datagram yang lebih kecil
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
IP addressing: CIDRCIDR: 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
11001000 00010111 00010000 00000000
subnetpart
hostpart
200.23.16.0/23
Subnets• Alasan subnetting :
– Teknologi berbeda– Terbatasnya teknologi– Unjuk kerja jaringan
• What’s a subnet ?– Teknik pemecahan
jaringan menjadi subjaringan
– Alokasi host dalam jaringan menjadi berkurang
– Jumlah jaringan yang dikelola semakin banyak (sesuai jumlah sub)
223.1.1.1
223.1.1.2
223.1.1.3
223.1.1.4 223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.2.1
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
network consisting of 3 subnets
LAN
Subnets 223.1.1.0/24223.1.2.0/24
223.1.3.0/24
Recipe• Untuk menentukan
subnet, lepaskan setiap interface dari router yang diikuti, buat pula untuk jaringan yang diisolasi. Setiap jaringan yang diisolasi disebut subnet.
Subnet mask: /24
SubnetsHow many? 223.1.1.1
223.1.1.3
223.1.1.4
223.1.2.2223.1.2.1
223.1.2.6
223.1.3.2223.1.3.1
223.1.3.27
223.1.1.2
223.1.7.2
223.1.7.1223.1.8.2223.1.8.1
223.1.9.1
223.1.9.2
• Dasar yang perlu diketahui : 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 – Salah satu IP
• Langkah-langkah :– H adalah jumlah bit host dalam
jaringan awal– x : bit yang di-mask– Jumlah subnet : 2x-2– Jumlah maks host per subnet : 2H-
x -2
– Blok subnet :kelipatan 2H-x
Subnets : jumlah sujaringan 223.1.1.0/24
Alamat awal : 223.1.1.0/24• Jumlah bit host H=8• Tambahkan 2 pada jumlah subjaringan :
3+2 = 5• Bentuk binernya : 101 ada 3 bit yang
harus dimask (x=3)• Mask belum di sub :
11111111.11111111.11111111.00000000• Mask sudah di sub :
11111111.11111111.11111111.11100000• Jumlah subnet : 23-2 = 6• Jumlah maksimal host per subnet : 28-3-2 =
32-2 = 30• Blok subnet : 28-3 = 32
Akan dibagi menjadi 3 subjaringan
Subnet : Jumlah subjaringanPembagian blok :• Blok 1 : 11011111.00000001.00000001.00000000 tidak boleh digunakan• 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 tidak boleh digunakan• Netmask yang digunakan : 11111111.11111111.11111111.11100000 = 255.255.255.224 (/27)
SUB KE
NETWORK ADDRESS
ALAMAT PERTAMA
ALAMAT TERAKHIR
BROADCAST ADDRESS
KETERANGAN
1 223.1.1.0 223.1.1.1 223.1.1.30 223.1.1.31 Invalid2 223.1.1.32 223.1.1.33 223.1.1.62 223.1.1.63 Valid3 223.1.1.64 223.1.1.65 223.1.1.94 223.1.1.95 Valid4 223.1.1.96 223.1.1.97 223.1.1.126 223.1.1.127 Valid5 223.1.1.128 223.1.1.129 223.1.1.158 223.1.1.159 Valid6 223.1.1.160 223.1.1.161 223.1.1.190 223.1.1.191 Valid7 223.1.1.192 223.1.1.193 223.1.1.222 223.1.1.223 Valid8 223.1.1.224 223.1.1.223 223.1.1.254 223.1.1.255 Invalid
172.16.0.0/16 berkapasitas 65534 host. Jika ingin jumlah maksimal host per sub jaringan 1000 host saja. Bagaimana alamat jaringan yang digunakan ?
SILAHKAN2131, 2663, 792
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)
IP addresses: how to get one?
Q: Bagaimana jaringan mendapatkan bagian subnet alamat IP ?
A: Ambil bagian alokasi dari provider ISP yang mengatur alokasi alamat
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
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
NAT: Network Address Translation
10.0.0.1
10.0.0.2
10.0.0.3
10.0.0.4
138.76.29.7
local network(e.g., home network)
10.0.0/24
rest ofInternet
Datagram dengan sumber atau tujuanDalam jaringan ini mempunyai alamat
10.0.0/24 untuk sumber, tujuan (biasanya)
Semua datagrams meninggalkan jaringan lokal mempunyai alamat IP NAT tunggal
yang sama : 138.76.29.7,Yang berbeda nomor port sumber
NAT: Network Address Translation
• Motivation: jaringan lokal hanya menggunakan sati alamat IP yang leboh cepat untuk berhubungan dengan dunia luar (internet) :– Tidak membutuhkan alokasi range alamat dari ISP-hanya satu alamat IP
digunakan untuk banyak perangkat– Dapat mengubah alamat perangkat dalam jaringan lokasl tanpa
memberitahu dunia luar– Bisa mengganti ISP tanpa mengubah alamat perangkat dalam jaringan
lokal– Perangkat dalam jaringan lokal tidak dialamati secara eksplisit,
ditampakkan oleh dunia luar (security plus)
NAT: Network Address TranslationImplementation: NAT router must:
– outgoing datagrams: mengganti (source IP address, port #) setiap datagram yang keluar (NAT IP address, new port #)
. . . Server/klien remote (yang dituju) akan menjawab menggunakan (NAT IP address, new port #) sebagai alamat tujuan
– remember (in NAT translation table) setiap pasangan translasi (source IP address, port #) ke (NAT IP address, new port #)
– incoming datagrams: mengganti (NAT IP address, new port #) dalam field tujuan setiap datagram yang masuk dengan (source IP address, port #) terkait yang tersimpan dalam tabel NAT
NAT: Network Address Translation
10.0.0.1
10.0.0.2
10.0.0.3
S: 10.0.0.1, 3345D: 128.119.40.186, 80
1
10.0.0.4
138.76.29.7
1: host 10.0.0.1 sends datagram to 128.119.40, 80
NAT translation tableWAN side addr LAN side addr
138.76.29.7, 5001 10.0.0.1, 3345…… ……
S: 128.119.40.186, 80 D: 10.0.0.1, 3345 4
S: 138.76.29.7, 5001D: 128.119.40.186, 802
2: NAT routerchanges datagramsource addr from10.0.0.1, 3345 to138.76.29.7, 5001,updates table
S: 128.119.40.186, 80 D: 138.76.29.7, 5001 3
3: Reply arrives dest. address: 138.76.29.7, 5001
4: NAT routerchanges datagramdest addr from138.76.29.7, 5001 to 10.0.0.1, 3345
NAT: Network Address Translation
• Jumlah field port : – 60,000 koneksi simultan dengan sisi alamat LAN tunggal !
• NAT is controversial:– Router seharusnya hanya memproses sampai dengan layer
3– Melanggar argumen end-to-end
• NAT memungkinkan untuk diambil sebagai account oleh desainer aplikasi, misalnya aplikasi P2P
– Pemendekan alamat harus diselesaikan dengan IPv6
ICMP: Internet Control Message Protocol
• Digunakan oleh host dan router untuk menginformasikan komunikasi pada level network– Pelaporan error: unreachable
host, network, port, protocol– echo request/reply (digunakan
oleh ping)• network-layer “above” IP:
– Pesan ICMP dibawa dalam IP datagrams
• ICMP message: type, code ditambah 8 bytes pertama IP datagram yang menyebabkan error
Type Code description0 0 echo reply (ping)3 0 dest. network unreachable3 1 dest host unreachable3 2 dest protocol unreachable3 3 dest port unreachable3 6 dest network unknown3 7 dest host unknown4 0 source quench (congestion control - not used)8 0 echo request (ping)9 0 route advertisement10 0 router discovery11 0 TTL expired12 0 bad IP header
Traceroute dan ICMP• Sumber mengirim serangkaian
segment UDP pada tujuan– Pertama mempunyai TTL=1– Kedua mempunyai TTL=2, dsb.– Tidak seperti nomor port
• Ketika datagram tiba di router ke-n
• When nth datagram arrives to nth router:– Router membuang datagram– Dan mengirim pesan ICMP ke
sumber (type 11, code 0)– Pesan termasuk nama router dan
alamat IP
• Ketika pesan ICMP tiba, sumber menghitung RTT
• Traceroute melakukan hal ini tiga kali
Stopping criterion• Segmen UDP kadang tiba di host
tujuan• Tujuan mengembalikan paket
ICMP “host unreachable” (type 3, code 3)
• Ketika sumber mendapati ICMP ini, berhenti
SILAHKAN2460, 4213, 1918
IPv6• Initial motivation: Space alamat 32-bit akan
habis teralokasikan. • Alasan tambahan:
– Format header membantu mempercepat processing/forwarding
– Header berubah untuk menfasilitasi QoSIPv6 datagram format: – Panjang header tetap 40 byte– Tidak diperbolehkan fragmentasi
IPv6 Header (Cont)Priority: identifikasi prioritas diantara datagram dalam flowFlow Label: identifikasi datagrams dalam “flow.” yang sama (concept “flow” tidak terdefinisi dengan baik).Next header: identifikasi protokol upper layer untuk data
Perubahan lain dari IPv4
• Checksum: Dihilangkan untuk mengurangi waktu pemrosesan pada tiap hop
• Options: diperbolehkan, tapi diluar header, diindikasikan oleh field “Next Header”
• ICMPv6: versi baru ICMP– Ada tipe pesan tambahan,mis “Packet Too Big”– Fungsi manajemen multicast group
Transition From IPv4 To IPv6
• Tidak semua router dapat diupgrade simultan– Tidak ada “flag days”– Bagaimana akan mengoperasikan dalam jaringan
yang menggunakan router IPv4 dan IPv6 saja
• Tunneling: IPv6 membawa payload seperti pada IPv4 datagram diantara router IPv4
Routing algorithm: menentukan rute dan mengelolatabel routing
Properti yang dibutuhkan bagi algoritma routing:1. correctness2. simplicity3. robustness with respect to failures and changing conditions4. stability of the routing decisions5. fairness of the resource allocation6. optimality of the packet travel times
Routing Algorithm
Sumber informasi tabel Routing
• Manual– Tabel dibuat oleh admin– Berguna dalam jaringan kecil– Berguna jika rute tidak pernah berubah
• Automatic routing– Software membuat/mengganti tabel– Diperlukan dalam jaringan besar– Ada perubahan rute ketika kegagalan terjadi
Static (nonadaptive) RoutingTabel routing tidak berubah menurut kondisi jaringan
Adaptive Routing• centralized routing : satu node mengkalkulasi tabel routng• isolated routing : tidak menukar informasi dengan node
yang lain• distributed routing : node menukar informasi dan membuat
keputusan routing sendiri
Sumber informasi tabel Routing
Shortest Path Routingdijkstra’s Algorithm
Notation:• N : himpunan node yang rute terpendeknya belum
diketahui• D(x,y,v) : jarak terpendek ke node x melewati y sebesar
v• N’ : himpunan node yang sudah dipermanenkan karena
sudah diketahui rute terpendek dari node asal• E : himpunan link antara dua node• E’ : himpunan link permanen
Network Layer 4-67
u
yx
wv
z2
21
3
1
1
2
53
5
Graph: G = (N,E)
N = set of routers = { u, v, w, x, y, z }
E = set of links ={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }
Graph abstraction
Remark: Graph abstraction is useful in other network contexts
Example: P2P, where N is set of peers and E is set of TCP connections
Network Layer 4-68
Graph abstraction: costs
u
yx
wv
z2
21
3
1
1
2
53
5 • D(x,y,v) = jarak/biaya link (x,y) sebesar 5• Jika biaya yang dihitung adalah bandwidth maka perlu diinvers, jika congestionmaka tidak perlu diinvers dahulu
Question: What’s the least-cost path between u and z ?
Algoritma routing: algoritma yang mencari lintasan dengan biaya terkecil
Algoritma dijkstra
• Tetapkan node asal• N’={node asal}; E’={}• Hitung jarak terpendek dari node
dalam N’ ke node dalam N-N’ :– Masukkan node dengan jarak
terpendek ke N’,– Masukkan jarak tersebut ke E’– Keluarkan node tersebut dari N– Permanenkan node dan lintasan
baru tersebut• Ulangi langkah 3 sampai tidak
lintasan ke node dalam N-N’
u
yx
wv
z2
21
3
1
1
2
53
5
Algoritma dijkstraN={u,v,w,x,y,z}; N’={u}; E’={}Iterasi 1• D = min{(v,u,2),(x,u,1),(w,u,5)} = (x,u,1)• N’={u}+{x}={u,x}• E’={(x,u,1)}
Iterasi 2• D = min{(v,u,2),(w,u,5),(w,x,4),(y,x,2),
(v,x,3)} = (v,u,2)• N’={u,x}+{v}={u,x,v}• E’={(x,u,1),(v,u,2)}
Iterasi 3• D = min{(w,u,5),(w,x,4),(y,x,2),(w,v,5)} =
(y,x,2)• N’={u,x,v}+{y}={u,x,v,y}• E’={(x,u,1),(v,u,2),(y,x,2)}
u
yx
wv
z2
21
3
1
1
2
53
5
Iterasi 4• D = min{(w,u,5),(w,x,4),(w,v,5),(w,y,3),
(z,y,4)} = (w,y,3)• N’={u,x,v,y}+{w}={u,x,v,y,w}• E’={(x,u,1),(v,u,2),(y,x,2),(w,y,3)}
Iterasi 5• D = min{(z,w,8),(z,y,4)} = (z,y,4)• N’={u,x,v,y,w}+{z}={u,x,v,y,w,z}• E’={(x,u,1),(v,u,2),(y,x,2),(w,y,3),(z,y,4)}
N-N’={}; D=min{}
Distance Vector Routing• Setiap router mengelola
tabelnya dengan menerima jarak terbaik dari setiap router tetangganya ke semua node yang tergabung dalam jaringan.
• Update dilakukan dengan pertukaran informasi dengan tetangga.
• Disebut juga distributed Bellman-Ford routing dan Ford-Fulkerson algorithm.
• Masih digunakan dalam jaringan internet dalam aturan RIP.
(a) A subnet. (b) Input from A, I, H, K, and the new routing table for J.
Hierarchical Routing
Hierarchical addressing: route aggregation
“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”
200.23.17.0/23
200.23.18.0/23
200.23.30.0/23
Fly-By-Night-ISP
Organization 0
Organization 7
“Send me anything with addresses beginning200.23.0.0/18”Organization 1
ISPs-R-Us “Send me anythingwith addresses beginning 200.23.32.0/19”
200.23.20.0/23Organization 2
...
...
Hierarchical addressing allows efficient advertisement of routing information:
Internet
200.23.33.0/23
Organization 8
200.23.62.0/23
Organization 9
Toll-ISP
“Send me anything with addresses beginning200.23.0.0/18”
Hierarchical addressing: more specific routes
ISPs-R-Us has a more specific route to Organization 1
“Send me anythingwith addresses beginning 200.23.16.0/20”
200.23.16.0/23
199.31.1.0/18
200.23.30.0/23
Fly-By-Night-ISP
Organization 0
Organization 7
Organization 1ISPs-R-Us “Send me anything
with addresses Beginning 200.23.32.0/19 or 199.31.0.0/18”
200.23.20.0/23Organization 2
...
...
200.23.33.0/23
Organization 8
200.23.62.0/23
Organization 9
Internet
“Send me anything with addresses beginning200.23.0.0/18or 199.31.0.0/18”
“Send me anything with addresses beginning200.23.0.0/18or 199.31.0.0/18”
SILAHKAN2453, 2328, 4271
Network Layer 4-76
Intra-AS Routing
• Also known as Interior Gateway Protocols (IGP)• Most common Intra-AS routing protocols:
– RIP: Routing Information Protocol (Link State Routing : dijkstra)
– OSPF: Open Shortest Path First (Distance Vector Routing, Hierachical Routing)
– IGRP: Interior Gateway Routing Protocol (Cisco proprietary)
Congestion Control
Ketika trafik yang terjadi terlalu tinggi, kontrol kesibukan dan kinerja menurun drastis
General Principles of Congestion Control
1.Menjaga sistem– Mendeteksi kapan dan dimana kepadatan
terjadi2.Melewatkan informasi yang manakah aksi yang
dilakukan3.Menyesuaikan operasi sistem untuk
memperbaiki masalah
Kebijakan pencegahan kepadatan
Policies that affect congestion.
5-26
Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets
(a) A congested subnet. (b) A redrawn subnet, eliminates congestion and a virtual circuit from A to B.
Hop-by-Hop Choke Packets
(a) A choke packet that affects only the source.
(b) A choke packet that affects each hop it passes through.
Jitter Control
(a) High jitter. (b) Low jitter.
• Untuk aplikasi seperti audio dan video streaming, tidak ada masalah paket datang dengan waktu 20 msec atau 30 msec (maksimal 150 msec) untuk diterimakan, sepanjang waktu transitnya sama.
• Variasi (standart deviasi) dalam waktu penerimaan paket disebut Jitter Control. Jitter yang tinggi, misalnya beberapa paket membutuhkan waktu 20 msec dan yang lain membutuhkan 30 msec akan memberikan kualitas yang kurang baik pada suara.
• Sebaliknya, jika 99% paket diterima dengan range delay 24.5 msec sampai 25.5 msec akan lebih diterima.
Network Layer 4-83
RIP ( Routing Information Protocol)
• Distance vector algorithm• Included in BSD-UNIX Distribution in 1982• Distance metric: # of hops (max = 15 hops)
DC
BA
u v
w
x
yz
destination hops u 1 v 2 w 2 x 3 y 3 z 2
Network Layer 4-84
RIP advertisements
• Distance vectors: exchanged among neighbors every 30 sec via Response Message (also called advertisement)
• Each advertisement: list of up to 25 destination nets within AS
Network Layer 4-85
RIP: Example
Destination Network Next Router Num. of hops to dest.
w A 2y B 2
z B 7x -- 1…. …. ....
w x y
z
A
C
D B
Routing table in D
Network Layer 4-86
RIP: Example
Destination Network Next Router Num. of hops to dest.
w A 2y B 2
z B A 7 5x -- 1…. …. ....
Routing table in D
w x y
z
A
C
D B
Dest Next hops w - - x - - z C 4 …. … ...
Advertisementfrom A to D
Network Layer 4-87
RIP: Link Failure and Recovery If no advertisement heard after 180 sec --> neighbor/link
declared dead
– routes via neighbor invalidated– new advertisements sent to neighbors– neighbors in turn send out new advertisements (if
tables changed)– link failure info quickly propagates to entire net– poison reverse used to prevent ping-pong loops
(infinite distance = 16 hops)
Network Layer 4-88
RIP Table processing
• RIP routing tables managed by application-level process called route-d (daemon)
• advertisements sent in UDP packets, periodically repeated
physical
link
network forwarding (IP) table
Transprt (UDP)
routed
physical
link
network (IP)
Transprt (UDP)
routed
forwardingtable
TUGAS
• Perusahaan X akan mengimplementasikan jaringan pada semua komputer dalam perusahaannya. Terbagi menjadi 5 subjaringan : IT OFFICE (IO), ACCOUNTING (AC), PRODUKSI (PR), HRD (HR), dan HEAD OFFICE (HO).
• IO ada 11 komputer, AC ada 18 komputer, PR ada 45 komputer, HR ada 6 komputer, HO ada 13 komputer.
• Masing-masing subnet dihubungkan dengan router (seperti pada gambar), sehingga ada subnet K1, K2, K3 untuk interkoneksi 4 router yang digunakan.
• Lakukan pemecahan blok alamat yang digunakan (terlampir) untuk setiap subnet di perusahaan X tersebut.
Pembagian subnet jaringan perusahaan X
HRD HEAD OFFICE
PRODUKSI
IT OFFICE
ACCOUNTINGK3 K2
K1
TUGAS• Dibagi menjadi 6 kelompok, anggota masing-
masing kelompok sudah ditentukan.• Masing-masing kelompok mengerjakan
tugas masing-masing bersama-sama. File yang dikirim semua anggota dalam satu kelompok boleh satu file yang sama.
• Anggota kelompok sama dengan tugas sebelumnya (MAC)
• Tugas di kirim ke [email protected] oleh masing-masing anggota (tidak kolektif) paling lambat ….. pukul 24:00
• Format nama file : tugas-network-noreg-nama.doc
• Format subject email : tugas-network-noreg-nama
Kelompok Blok alamat
1 10.10.10.0/24
2 10.20.8.0/24
3 172.16.0.0/24
4 172.16.128.0/24
5 192.168.0.0/24
6 192.168.2.0/24
Blok alamat tiap kelompok