Rangkuman Cisco Chapter 8

SUBNETTING IP NETWORKS

Merancang, menerapkan dan mengelola rencana pengalamatan IP yang efektif memastikan bahwa jaringan dapat beroperasi secara efektif dan efisien. Memahami struktur hirarkis dari alamat IP dan bagaimana memodifikasi hierarki tersebut agar lebih efisien memenuhi persyaratan routing merupakan bagian penting dari perencanaan skema pengalamatan IP.Dalam alamat IPv4 yang asli, ada dua tingkat hirarki: jaringan dan host.

Bab ini membahas, secara rinci, pembuatan dan penugasan jaringan IP dan alamat subnetwork melalui penggunaan subnet mask.

Domain Siaran

Di LAN Ethernet, perangkat menggunakan siaran untuk mencari:

Perangkat lain - Perangkat menggunakan Address Resolution Protocol (ARP) yang mengirim broadcast Layer 2 ke alamat IPv4 yang diketahui pada jaringan lokal untuk menemukan alamat MAC yang terkait.

Layanan - Host biasanya memperoleh konfigurasi alamat IPv4 menggunakan Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) yang mengirim siaran di jaringan lokal untuk mencari server DHCP.

Switch menyebarkan siaran semua antarmuka kecuali antarmuka yang menerimanya.
Router tidak menyebarkan siaran. Saat router menerima siaran, ia tidak meneruskannya dari antarmuka lain. Oleh karena itu, setiap antarmuka router menghubungkan broadcast domain dan broadcast hanya disebarkan dalam domain broadcast spesifiknya.

Alasan untuk Subnetting

Subnetting mengurangi lalu lintas jaringan secara keseluruhan dan meningkatkan kinerja jaringan. Ini juga memungkinkan administrator untuk menerapkan kebijakan keamanan seperti subnet yang diizinkan atau tidak diizinkan berkomunikasi bersama.

Ada berbagai cara menggunakan subnet untuk membantu mengelola perangkat jaringan. Administrator jaringan dapat mengelompokkan perangkat dan layanan menjadi subnet yang ditentukan oleh : Lokasi, Unit organisasi, Jenis perangkat ,dan Setiap divisi lain yang masuk akal untuk jaringan.

Batas Octet

Setiap antarmuka pada router terhubung ke jaringan. Alamat IPv4 dan subnet mask yang dikonfigurasi pada antarmuka router digunakan untuk mengidentifikasi domain broadcast tertentu. Ingat bahwa panjang awalan dan subnet mask berbeda cara untuk mengidentifikasi bagian jaringan dari sebuah alamat.
Jaringan paling mudah subnetted pada batas oktet / 8, / 16, dan / 24. Tabel pada gambar mengidentifikasi panjang awalan ini, subnet mask setara, bit jaringan dan host, dan jumlah host yang masing-masing subnet dapat terhubung.

Subnetting Pada Octet Boundary

Asumsikan sebuah perusahaan telah memilih alamat pribadi 10.0.0.0/8 sebagai alamat jaringan internalnya. Alamat jaringan tersebut dapat menghubungkan 16.777.214 host dalam satu domain broadcast. Jelas, ini tidak ideal.
Perusahaan dapat subnet lebih lanjut alamat 10.0.0.0/8 pada batas oktet 16/16 seperti yang. Ini akan memberi perusahaan kemampuan untuk mendefinisikan 256 subnet (yaitu, 10.0.0.0/16 - 10.255.0.0 / 16) dengan masing-masing subnet mampu menghubungkan 65.534 host. Perhatikan bagaimana dua oktet pertama mengidentifikasi bagian jaringan dari alamat sementara dua oktet terakhir adalah untuk alamat IP host.
Sebagai alternatif, perusahaan dapat memilih subnet pada batas 24 oktet . Hal ini memungkinkan perusahaan untuk menentukan 65.536 subnet yang masing-masing mampu menghubungkan 254 host. Batas / 24 sangat populer di subnetting karena mengakomodasi jumlah host yang ma1zssuk akal dan subnet yang nyaman di batas oktet.

Subnetting Tanpa Classless

Contoh yang terlihat sejauh ini meminjam bit host dari awalan jaringan umum / 8, / 16 dan / 24. Namun, subnet dapat meminjam bit dari posisi bit host untuk membuat topeng lainnya.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar:
/ 25 baris - Meminjam 1 bit dari oktet keempat menciptakan 2 subnet yang masing-masing mendukung 126 host.
/ 26 baris - Meminjam 2 bit menciptakan 4 subnet yang mendukung masing masing 62 host.
/ 27 baris - Meminjam 3 bit menciptakan 8 subnet yang mendukung 30 host masing-masing.
/ 28 baris - Meminjam 4 bit menciptakan 16 subnet yang mendukung 14 host masing-masing.           

/ 29 baris - Meminjam 5 bit menciptakan 32 subnet yang mendukung 6 host masing-masing.
/ 30 baris - Meminjam 6 bit menciptakan 64 subnet yang mendukung 2 host masing-masing.

Untuk setiap bit yang dipinjam pada oktet keempat, jumlah subnetwork yang tersedia dua kali lipat sekaligus mengurangi jumlah alamat host per subnet.

Membuat 2 subnet

Untuk melihat bagaimana a / 25 subnet diterapkan dalam jaringan; pertimbangkan topologi pada R1 memiliki dua segmen LAN yang terhubung ke antarmuka GigabitEthernet-nya. Setiap LAN ditugaskan salah satu subnet.

Antarmuka router harus diberi alamat IP dalam kisaran host yang valid untuk subnet yang ditugaskan. Ini adalah alamat yang host pada jaringan tersebut akan digunakan sebagai gateway default mereka. Praktik yang sangat umum adalah menggunakan alamat pertama atau terakhir yang tersedia dalam jangkauan jaringan untuk alamat antarmuka router.
Host pada setiap subnet harus dikonfigurasi dengan alamat IPv4 dan gateway default.

Rumus Subnetting

Untuk menghitung jumlah subnet yang dapat dibuat dari bit yang dipinjam, gunakan rumus yang ditunjukkan jadi penghitungannya adalah 2 ^ 7 = 128-2 = 126. Ini berarti masing-masing subnet memiliki 126 alamat host yang valid. Oleh karena itu, meminjam 1 bit host ke jaringan menghasilkan 2 subnet, dan setiap subnet dapat memiliki total 126 host yang ditugaskan.

Membuat 4 Subnet
Menggunakan rumus 2 ^ n untuk dua bit yang dipinjam menghasilkan 2 ^ 2 = 4 subnet. Spesifik dari empat subnet ditunjukkan pada Gambar 3. Subnet mask yang dihasilkan pada / 26 255.255.255.192 digunakan oleh keempat subnet.

Membuat Subnet Dengan Awalan /16

Dalam situasi yang membutuhkan jumlah subnet yang lebih besar, dibutuhkan jaringan IPv4 yang memiliki bit host lebih banyak untuk dipinjam. Misalnya, alamat jaringan 172.16.0.0 memiliki topeng default 255.255.0.0, atau / 16. Alamat ini memiliki 16 bit di bagian jaringan dan 16 bit di bagian host. 16 bit di bagian host tersedia untuk dipinjam karena membuat subnet. Tabel di gambar menyoroti semua skenario yang mungkin untuk awalan subnetting a / 16.

Subnetting Berdasarkan Persyaratan  Host

Ada dua pertimbangan saat merencanakan subnet: jumlah alamat host yang dibutuhkan untuk setiap jaringan dan jumlah subnet masing-masing dibutuhkan.

Contoh Kebutuhan Jaringan

Administrator jaringan harus merancang skema pengalamatan jaringan untuk mengakomodasi jumlah host maksimum untuk setiap jaringan dan jumlah subnet. Skema pengalamatan harus memungkinkan untuk pertumbuhan dalam jumlah kedua alamat host per subnet dan jumlah total subnet. Dalam contoh ini, kantor pusat perusahaan telah mengalokasikan alamat jaringan pribadi 172.16.0.0/22 ​​(10 bit host) ke lokasi cabang. Dan menyediakan 1.022 alamat host. Topologi untuk lokasi cabang, terdiri dari 5 segmen LAN dan 4 koneksi internetwork antar router. Oleh karena itu diperlukan 9 subnet. Subnet terbesar membutuhkan 40 host.

Alamat jaringan 172.16.0.0/22 ​​memiliki 10 bit host Karena subnet terbesar membutuhkan 40 host, minimal 6 bit host dibutuhkan untuk menangani 40 host. Hal ini ditentukan dengan menggunakan rumus ini: 2 ^ 6 - 2 = 62 host. Menggunakan rumus untuk menentukan subnet, menghasilkan 16 subnet: 2 ^ 4 = 16. Karena contoh internetwork membutuhkan 9 subnet, ini akan memenuhi persyaratan dan memungkinkan beberapa pertumbuhan tambahan.
Oleh karena itu, 4 bit host pertama dapat digunakan untuk mengalokasikan subnet, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Bila 4 bit dipinjam, awalan awalan baru adalah / 26 dengan subnet mask 255.255.255.192.

Variabel Panjang Subnet Mask

Sebelum subnetting, perhatikan bahwa subnet mask yang sama diterapkan untuk semua subnet. Ini berarti bahwa setiap subnet memiliki jumlah alamat host yang sama. Setiap subnet dalam skema tradisional menggunakan subnet mask yang sama. Dengan VLSM, subnet mask akan bervariasi tergantung pada berapa banyak bit yang telah dipinjam untuk subnet tertentu, sehingga bagian "variabel" dari VLSM. Subnetting VLSM mirip dengan subnetting tradisional. Rumus untuk menghitung jumlah host per subnet dan jumlah subnet yang dibuat masih berlaku.

Perbedaannya adalah bahwa subnetting bukan aktivitas single pass. Dengan VLSM, jaringan pertama kali disaring, dan kemudian subnet disaring kembali. Proses ini bisa diulang berkali-kali untuk membuat subnet dengan berbagai ukuran.Bila menggunakan VLSM, selalu mulai dengan memenuhi persyaratan host dari subnet terbesar. Lanjutkan subnetting sampai persyaratan host dari subnet terkecil terpenuhi.

Subnetting Menggunakan Subnet ID

Bagian subnet ID 16 bit dari alamat unicast global IPv6 dapat digunakan oleh sebuah organisasi untuk membuat subnet internal.Misalnya, bagian 16 bit dapat:

Buat hingga 65.536 / 64 subnet. Ini tidak termasuk kemungkinan meminjam bit dari ID antarmuka alamat.Mendukung hingga 18 quintillion host alamat IPv6 subnet(yaitu,18.000.000.000.000.000.000, 000). Subnetting IPv6 juga lebih mudah diimplementasikan daripada IPv4, karena tidak ada konversi ke biner yang dibutuhkan. Untuk menentukan subnet yang tersedia berikutnya, hitung saja heksadesimal.

Kesimpulan Subnetting IP Networks

Proses segmentasi jaringan dengan membaginya ke beberapa ruang jaringan kecil disebut subnetting.
Setiap alamat jaringan memiliki rentang alamat host yang valid. Semua perangkat yang terhubung ke jaringan yang sama akan memiliki alamat host IPv4 untuk jaringan itu dan subnet mask atau awalan jaringan yang umum. Lalu lintas bisa diteruskan antar host secara langsung jika berada di subnet yang sama. Lalu lintas tidak bisa diteruskan antar subnet tanpa menggunakan router. Untuk menentukan apakah lalu lintas lokal atau remote, router menggunakan subnet mask. Awalan dan subnet mask adalah cara yang berbeda untuk mewakili hal yang sama - bagian jaringan dari sebuah alamat.

Subnet IPv4 dibuat dengan menggunakan satu atau beberapa bit host sebagai bit jaringan. Dua faktor yang sangat penting yang akan mengarah pada penentuan blok alamat IP dengan subnet mask adalah jumlah subnet yang dibutuhkan, dan jumlah host maksimal yang dibutuhkan per subnet. Ada hubungan terbalik antara jumlah subnet dan jumlah host. Semakin banyak bit yang dipinjam untuk membuat subnet, semakin sedikit bit host yang tersedia; Oleh karena itu, ada host yang lebih sedikit per subnet.

Rumus 2 ^ n (di mana n adalah jumlah bit host yang tersisa) digunakan untuk menghitung berapa banyak alamat yang akan tersedia pada setiap subnet. Namun, alamat jaringan dan alamat broadcast dalam jarak tidak bisa digunakan. Oleh karena itu, untuk menghitung jumlah alamat yang dapat digunakan, perhitungan 2 ^ n-2 diperlukan. Subnetting subnet, atau menggunakan Variable Length Subnet Mask (VLSM), dirancang untuk menghindari pemborosan alamat.

Subnetting IPv6 memerlukan pendekatan yang berbeda dari subnetting IPv4. Ruang alamat IPv6 tidak diberi subnet untuk melestarikan alamat; melainkan subnetted untuk mendukung hirarki, desain logis dari jaringan. Jadi, sementara subnetting IPv4 adalah tentang mengelola kelangkaan alamat, subnetting IPv6 adalah tentang membangun hirarki pengalamatan berdasarkan jumlah router dan jaringan yang mereka dukung.Perencanaan yang cermat diperlukan untuk memanfaatkan ruang alamat yang tersedia dengan sebaik-baiknya. Ukuran, lokasi, penggunaan, dan persyaratan akses adalah semua pertimbangan dalam proses perencanaan alamat.Setelah diimplementasikan, jaringan IP perlu diuji untuk memverifikasi konektivitas dan kinerja operasionalnya.

Rangkuman Cisco Chapter 7

Pengalamatan IP

Alamat IP bersifat hirarkis dengan jaringan, subnetwork, dan bagian host. Alamat IP dapat mewakili jaringan lengkap, host tertentu, atau alamat broadcast jaringan.

Alamat IPv4

Setiap alamat terdiri dari string 32 bit, dibagi menjadi empat bagian yang disebut oktet. Setiap oktet berisi 8 bit (atau 1 byte) yang dipisahkan dengan titik.

Biner untuk Konversi Desimal

Untuk mengubah alamat IPv4 biner ke desimal desimal bertitik, bagilah alamat IPv4 menjadi empat oktet 8 bit. Selanjutnya menerapkan nilai posisi biner ke bilangan biner oktet pertama dan menghitungnya sesuai.

Bagian Jaringan dan Host

Alamat IPv4 adalah alamat hirarkis yang terdiri dari bagian jaringan dan bagian host. Saat menentukan bagian jaringan versus bagian host, perlu untuk melihat aliran 32-bit. Dalam aliran 32-bit, sebagian bit mengidentifikasi jaringan, dan sebagian bit mengidentifikasi host.

Subnet Mask

Subnet mask- Digunakan untuk mengidentifikasi bagian jaringan / host dari alamat. IPv4 Default gateway - Mengidentifikasi gateway lokal (yaitu alamat IPv4 router lokal IPv4) untuk menjangkau jaringan jarak jauh. Bila alamat IPv4 diberikan ke perangkat, subnet mask digunakan untuk menentukan alamat jaringan tempat perangkat berada.

Logika DAN

Logika AND adalah satu dari tiga operasi biner dasar yang digunakan dalam logika digital. Dua lainnya OR dan TIDAK. Sedangkan ketiganya digunakan dalam jaringan data, hanya AND yang digunakan dalam menentukan alamat jaringan. Untuk menggambarkan bagaimana AND digunakan untuk menemukan alamat jaringan, pertimbangkan host dengan alamat IPv4 192.168.10.10 dan subnet mask 255.255.255.0.

Panjang Awalan (The Prefix Length)

Secara khusus, panjang awalan adalah jumlah bit yang diset ke 1 di subnet mask. Hal ini ditulis dalam "notasi slash", yang merupakan "/" diikuti oleh jumlah bit yang diset ke 1. Oleh karena itu, hitung jumlah bit pada subnet mask dan tambahkan dengan slash.

Penugasan Alamat IPv4 Statis ke Host

Perangkat bisa diberi alamat IP baik statis maupun dinamis. Di jaringan, beberapa perangkat memerlukan alamat IP tetap. Misalnya, printer, server, dan perangkat jaringan membutuhkan alamat IP yang tidak berubah. Menugaskan host alamat IP statis dapat diterima di jaringan kecil. Namun, akan memakan waktu untuk memasukkan alamat statis pada setiap host dalam jaringan besar. Penting untuk menyimpan daftar alamat IP statis yang akurat yang ditetapkan ke masing-masing perangkat.

Penugasan Alamat IPv4 Dinamis ke Host

menggunakan Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). host dapat memperoleh informasi pengalamatan IPv4 secara otomatis. Host adalah klien DHCP dan meminta informasi alamat IPv4 dari server DHCP. Server DHCP menyediakan alamat IPv4, subnet mask, gateway default, dan informasi konfigurasi lainnya.

Komunikasi IPv4

Unicast - Proses pengiriman paket dari satu host ke host individu.  Broadcast - Proses pengiriman paket dari satu host ke semua host dalam jaringan. Multicast - Proses pengiriman paket dari satu host ke host host yang dipilih, mungkin di jaringan yang berbeda

Transmisi Unicast

Komunikasi Unicast digunakan untuk komunikasi host-to-host yang normal baik pada client / server dan jaringan peer-to-peer. Paket Unicast menggunakan alamat perangkat tujuan sebagai alamat tujuan dan bisa diarahkan melalui sebuah internetwork.

Transmisi Siaran

Dengan siaran, paket berisi alamat IPv4 tujuan dengan semua yang (1s) di bagian host. Ini berarti bahwa semua host di jaringan lokal (broadcast domain) akan menerima dan melihat paketnya.

Transmisi Multicast

Transmisi multicast mengurangi lalu lintas dengan mengizinkan host mengirim satu paket ke satu set host yang dipilih yang berlangganan ke grup multicast. IPv4 telah memesan 224.0.0.0 sampai 239.255.255.255 alamat sebagai rentang multicast. Alamat multicast IPv4 224.0.0.0 sampai 224.0.0.255 dicadangkan untuk multicasting hanya di jaringan lokal. Alamat ini akan digunakan untuk kelompok multicast di jaringan lokal.

Alamat IPv4 Publik dan Pribadi

Alamat IPv4 publik adalah alamat yang dialihkan secara global antara router ISP (Internet Service Provider). Namun, tidak semua alamat IPv4 yang ada bisa digunakan di Internet. Ada blok alamat yang disebut alamat pribadi yang digunakan oleh sebagian besar organisasi untuk menetapkan alamat IPv4 ke host internal.

Alamat Pengguna Khusus IPv4

Alamat Loopback (127.0.0.0 / 8 atau 127.0.0.1 sampai 127.255.255.254) - Lebih umum diidentifikasi sebagai hanya 127.0.0.1, ini adalah alamat khusus yang digunakan oleh host untuk mengarahkan lalu lintas ke dirinya sendiri.   Alamat Link-Lokal (169.254.0.0 / 16 atau 169.254.0.1 sampai 169.254.255.254) - Lebih umum dikenal dengan alamat Automatic Private IP Addressing (APIPA), mereka digunakan oleh klien Windows DHCP untuk mengkonfigurasi sendiri jika Tidak ada server DHCP yang tersedia.Alamat TEST-NET (192.0.2.0/24 atau 192.0.2.0 sampai 192.0.2.255) - Alamat ini disisihkan untuk tujuan belajar mengajar dan dapat digunakan dalam contoh dokumentasi dan jaringan.

 

Kebutuhan akan IPv6

IPv6 dirancang untuk menjadi penerus IPv4. IPv6 memiliki ruang alamat 128-bit yang lebih besar, menyediakan 340 alamat undecillion. (Itu adalah angka 340, diikuti oleh angka nol). Namun, IPv6 lebih dari sekadar alamat yang lebih besar.

Representasi Alamat IPv6

Alamat IPv6 berukuran 128 bit dan ditulis sebagai string nilai heksadesimal. Setiap 4 bit diwakili oleh digit heksadesimal tunggal; untuk total 32 nilai heksadesimal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Alamat IPv6 tidak sensitif huruf dan dapat ditulis dengan huruf kecil atau huruf besar.

Jenis Alamat IPv6

Ada tiga jenis alamat IPv6:

Unicast - Alamat unicast IPv6 mengidentifikasi secara unik sebuah antarmuka pada perangkat berkemampuan IPv6.      Multicast - Alamat multicast IPv6 digunakan untuk mengirim satu paket IPv6 ke beberapa tujuan.Anycast - Alamat anycast IPv6 adalah alamat unicast IPv6 yang dapat ditugaskan ke beberapa perangkat.

ID subnet

Subnet ID digunakan oleh sebuah organisasi untuk mengidentifikasi subnet di dalam situsnya. Semakin besar subnet ID, semakin banyak subnet yang tersedia.

ID antarmuka

ID Antarmuka IPv6 setara dengan bagian host dari alamat IPv4. Istilah Interface ID digunakan karena satu host mungkin memiliki beberapa antarmuka, masing-masing memiliki satu atau lebih alamat IPv6.

Konfigurasi Dinamis – SLAAC (bagian unicast)

Statified Address Autoconfiguration (SLAAC) adalah metode yang memungkinkan perangkat mendapatkan awalan, panjang awalan, alamat gateway default, dan informasi lainnya dari router IPv6 tanpa menggunakan server DHCPv6. Dengan menggunakan SLAAC, perangkat mengandalkan pesan ICMPv6 Router Advertisement (RA) router lokal untuk mendapatkan informasi yang diperlukan.

Kesimpulan

Memahami notasi biner penting saat menentukan apakah dua host berada dalam jaringan yang sama. Bit dalam bagian jaringan dari alamat IP harus sama untuk semua perangkat yang berada dalam jaringan yang sama. Subnet mask atau awalan digunakan untuk menentukan bagian jaringan dari sebuah alamat IP. Alamat IP dapat diberikan secara statis atau dinamis. DHCP memungkinkan penugasan otomatis untuk menangani informasi seperti alamat IP, subnet mask, gateway default, dan informasi konfigurasi lainnya.

Host IPv4 dapat mengkomunikasikan satu dari tiga cara yang berbeda: unicast, broadcast, atau multicast. Selain itu, blok alamat yang digunakan di jaringan yang membutuhkan akses internet terbatas atau tidak ada disebut alamat pribadi. Blok alamat IPv4 pribadi adalah: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 dan 192.168.0.0/16.

Penipisan ruang alamat IPv4 merupakan faktor pendorong untuk pindah ke IPv6. Setiap alamat IPv6 memiliki 128 bit versus 32 bit pada alamat IPv4. IPv6 tidak menggunakan notasi subnet mask bertitik desimal. Panjang awalan digunakan untuk menunjukkan bagian jaringan dari alamat IPv6 menggunakan format berikut: Panjang alamat IPv6 / awalan.

Ada tiga jenis alamat IPv6: unicast, multicast, dan anycast. Alamat IPv6-local memungkinkan perangkat berkomunikasi dengan perangkat berkemampuan IPv6 lainnya pada link yang sama dan hanya pada link (subnet) tersebut. Paket dengan alamat sumber-tujuan atau alamat tujuan tidak dapat diarahkan melampaui tautan asal paket itu. Alamat IPv6-local berada di kisaran FE80 :: / 10.

ICMP tersedia untuk IPv4 dan IPv6. ICMPv4 adalah protokol perpesanan untuk IPv4. ICMPv6 menyediakan layanan yang sama untuk IPv6 namun mencakup fungsionalitas tambahan.