1. 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:
• perangkat Mengatasi 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.
• Encapsulation - 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.
2. Protokol
Network Layer
Ada beberapa protokol lapisan jaringan
yang ada; Namun, hanya dua berikut biasanya diimplementasikan sebagai acara
pada gambar:
• 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 Network Service (CLNS /
DECnet)
Diskusi protokol warisan ini akan
minimal.
rotokol Network Layer
3. Karakteristik
protokol IP
IP adalah layanan lapisan jaringan
diimplementasikan oleh protokol TCP / IP suite.
IP dirancang sebagai protokol dengan
overhead rendah. Ini hanya menyediakan fungsi yang diperlukan untuk memberikan
sebuah paket dari sumber ke tujuan melalui sistem interkoneksi jaringan.
Protokol ini tidak dirancang untuk melacak dan mengelola aliran paket.
Fungsi-fungsi ini, jika diperlukan, dilakukan oleh protokol lain di lapisan
lainnya.
Karakteristik dasar dari IP adalah:
• Connectionless - Tidak ada koneksi
dengan tujuan didirikan sebelum mengirim paket data.
• Terbaik Usaha (dapat diandalkan) -
Packet pengiriman tidak dijamin.
• Media Independen - Operasi adalah
independen dari media yang membawa data.
Peran lapisan jaringan adalah untuk
mengangkut paket antara host sementara menempatkan sedikit beban di jaringan
mungkin. Lapisan jaringan tidak peduli dengan, atau bahkan sadar, jenis
komunikasi yang terkandung dalam sebuah paket. IP adalah connectionless, yang
berarti bahwa tidak ada koneksi end-to-end dedicated dibuat sebelum data
dikirim. komunikasi connectionless secara konseptual mirip dengan mengirim
surat kepada seseorang tanpa memberitahu penerima di muka.
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.
4. 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 aktual.
Bidang yang tersisa digunakan untuk
mengidentifikasi dan memvalidasi paket, atau untuk menyusun ulang paket
terfragmentasi.
Bidang yang digunakan untuk
mengidentifikasi dan memvalidasi paket meliputi:
• Internet header Panjang (IHL) -Memuat
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 - bidang 16-bit ini unik
mengidentifikasi fragmen dari sebuah paket IP asli.
• Flags - bidang 3-bit ini
mengidentifikasi bagaimana paket 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:
• IP penipisan alamat - 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 end-to-end konektivitas
-Jaringan 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.
5. IPv6
Packet
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 - alamat IPv6
didasarkan pada 128-bit hirarkis menangani sebagai lawan IPv4 dengan 32 bit.
Hal ini secara dramatis meningkatkan jumlah alamat IP yang tersedia.
• Peningkatan paket penanganan - Header
IPv6 telah disederhanakan dengan bidang yang lebih sedikit. Hal ini
meningkatkan paket penanganan oleh router menengah dan juga menyediakan
dukungan untuk ekstensi dan pilihan untuk meningkatkan skalabilitas / umur
panjang.
• Menghilangkan kebutuhan untuk NAT -
Dengan seperti sejumlah besar alamat IPv6 publik, Network Address Translation
(NAT) tidak diperlukan. lokasi pelanggan, dari perusahaan terbesar untuk rumah tangga
tunggal, bisa mendapatkan alamat jaringan IPv6 publik. Hal ini untuk
menghindari beberapa masalah aplikasi NAT-diinduksi dialami oleh aplikasi yang
memerlukan konektivitas end-to-end.
• keamanan terpadu - IPv6 native
mendukung kemampuan otentikasi dan privasi. Dengan IPv4, fitur tambahan harus
dilaksanakan untuk melakukan hal ini.
Header IPv6 disederhanakan menawarkan
beberapa keunggulan dibandingkan IPv4:
• efisiensi routing yang lebih baik
untuk kinerja dan forwarding-tingkat skalabilitas
• Tidak ada persyaratan untuk diproses
checksum
• Sederhana dan mekanisme header
ekstensi lebih efisien (sebagai lawan bidang IPv4 Options)
• Bidang Arus Label untuk pengolahan
per-aliran tanpa perlu membuka transportasi paket batin untuk mengidentifikasi
mengalir berbagai lintas
Saat melihat IPv6 Wireshark menangkap,
melihat bahwa header IPv6 memiliki bidang nyata kurang dari header IPv4. Hal
ini membuat header IPv6 lebih mudah dan lebih cepat untuk router untuk
memproses.
Alamat IPv6 itu sendiri terlihat sangat
berbeda. Karena 128-bit alamat IPv6 yang lebih besar, sistem penomoran
heksadesimal digunakan untuk menyederhanakan representasi alamat. alamat IPv6
menggunakan titik dua untuk entri terpisah menjadi serangkaian 16-bit blok
heksadesimal.
6. Rute
Peran lain dari lapisan jaringan adalah
untuk mengarahkan paket antara host. Sebuah host dapat mengirim paket ke:
• Hakikat - Ini adalah alamat IP khusus
127.0.0.1 yang disebut sebagai antarmuka loopback. Alamat loopback ini secara
otomatis ditetapkan ke sebuah host ketika TCP / IP berjalan. Kemampuan untuk
host untuk mengirim paket ke dirinya sendiri menggunakan fungsionalitas
jaringan berguna untuk tujuan pengujian. Setiap IP dalam jaringan 127.0.0.0/8
mengacu pada host lokal.
• tuan lokal - ini adalah host pada
jaringan yang sama sebagai tuan rumah pengiriman. Host berbagi alamat jaringan
yang sama.
• Jauh tuan rumah - ini adalah tuan
rumah pada jaringan remote. Host tidak berbagi alamat jaringan yang sama.
Default gateway adalah perangkat yang
rute lalu lintas dari jaringan lokal ke perangkat pada jaringan jarak jauh. Di
lingkungan rumah atau usaha kecil, default gateway sering digunakan untuk
menghubungkan jaringan lokal ke Internet.
Tabel Router Routing
Ketika sebuah host mengirimkan paket ke
host lain, ia akan menggunakan tabel routing untuk menentukan di mana untuk
mengirim paket. Jika host tujuan adalah pada jaringan remote, paket diteruskan
ke alamat dari perangkat gateway.
Tabel routing dari router mirip dengan
tabel routing dari sebuah host. Mereka berdua mengidentifikasi:
• jaringan Destination
• Metric terkait dengan jaringan tujuan
• Gateway untuk sampai ke jaringan
tujuan
thank you
ReplyDelete