Network LayerInternet Protocol:

IP Addressing

IP Protocols dan Pendukungnya

Application Application

HTTP Request

TCP Header

Header berisi source & destination port numbers

Header berisi: source & destination IP addresses; tipe transport protocol

IP Header

Header berisi: source & destination physical addresses; tipe network protocol

FCSEthernet Header

Encapsulation

Application

Transport

InternetNetwork Interface

Application

Transport

InternetInternet

Network 1 Network 2

Host A Host B

Router/Gateway

Network Interface

Network Interface

IP dan Network Interface Layers

Model Service

• Connectionless (datagram-based)• Best-effort delivery (unreliable service)

– packets bisa hilang– packets diterima tidak berurut– duplikasi paket yang diterima– delay packets dapat cukup besar

• Format DatagramVersion HLen TOS Length

Ident Flags Offset

TTL Protocol Checksum

SourceAddr

DestinationAddr

Options (variable) Pad(variable)

0 4 8 16 19 31

Data

IP Internet

• Concatenation of Networks

• Protocol Stack

R2

R1

H4

H5

H3H2H1

Network 2 (Ethernet)

Network 1 (Ethernet)

H6

Network 3 (FDDI)

Network 4(point-to-point)

H7 R3 H8

R1

ETH FDDI

IPIP

ETH

TCP R2

FDDI PPP

IP

R3

PPP ETH

IP

H1

IP

ETH

TCP

H8

Fragmentation dan Reassembly

• Tiap network punya harga MTU• Strategi

– fragment jika diperlukan (MTU < Datagram)– Usahakan mencegah fragmentation pada source

host– re-fragmentation dimungkinkan – fragments adalah self-contained datagrams– tunda reassembly sampai destination host– Tidak melakukan recover dari fragments hilang

Contoh

H1 R1 R2 R3 H8

ETH IP (1400) FDDI IP (1400) PPP IP (512)

PPP IP (376)

PPP IP (512)

ETH IP (512)

ETH IP (376)

ETH IP (512)

Ident = x Offset = 0

Start of header

0

Rest of header

1400 data bytes

Ident = x Offset = 0

Start of header

1

Rest of header

512 data bytes

Ident = x Offset = 512

Start of header

1

Rest of header

512 data bytes

Ident = x Offset = 1024

Start of header

0

Rest of header

376 data bytes

IP Addresses

• Struktur IP address• Classful IP addresses• Batasan dan Masalah dg Clasful IP Addresses• Subneting• CIDR• IP version 6 Addressing

IP Addresses

IP Addresses

Apakah IP address?

• IP address adalah address global unik utk interface suatu jaringan

• Sebuah IP address:– adalah 32 bit identifier– mengkodekan nomor jaringan (network prefix) dan

nomor host/host number

Notasi Dotted Decimal

• IP addresses ditulis dalam bentuk dotted decimal notation

• Tiap byte diidentikasikan dengan nomor decimal dlm range [0 … 255]

• Contoh:

Network Prefix dan Host Number

• Network prefix mengidentifikasikan suatu jaringan dan host number mengidentifikasikan suatu host spesifik (kenyatannya suatu interface pd jaringan)

• Bagaimana kita tahu berapa panjang network prefix?– Network prefix secara implisit didefinisikan (lihat class-

based addressing)– Network prefix diindikasikan dg netmask

Contoh

• Contoh: ellington.cs.virginia.edu

• Network id : 128.143.0.0• Host id : 137.144• Network mask : 255.255.0.0 atau ffff0000• Prefix Notation : 128.143.137.144/16

> Network prefix panjang 16 bit

Cara Lama : Classful IP Addresses

• Saat address Internet distandarkan (awal 80-an), address Internet dibagi dlm 4 kelas:– Class A : Network prefix 8 bit– Class B : Network prefix 16 bit– Class C : Network prefix 24 bit– Class D : Multicast– Class E : Eksperimen

• Tiap IP address memp satu kunci yg mengidentifikasi kelas– Class A : IP address mulai dg “0”– Class B : IP address mulai dg “10”– Class C : IP address mulai dg “110”– Class D : IP address mulai dg “1110”– Class E : IP address mulai dg “11110”

Cara Lama: Kelas Address Internet

Cara Lama: Kelas Address Internet

• Address yg lain : Multicast addresses

Masalah Dengan Classful IP Addresses

• Skim classful address original punya sejumlah masalah

• Problem 1. Terlalu sedikit network addresses utk jaringan-jaringan yg besar– Address Class A dan Class B telah lenyap

• Problem 2. Hierarki 2 tingkat tidak sesuai utk jaringan besar dg address Class A dan Class B– Fix#1: Subnetting

Masalah Dengan Classful IP Addresses

• Problem 3. Tidak fleksibel. Misalkan perusahaan memerlukan 2000 address– Address class A dan B berlebihan (overkill!)– Address class C tidak mencukupi (memerlukan 10

address class C)

– Fix#2: Clasless Interdomain Routing (CIDR)

Masalah Dengan Classful IP Addresses

• Problem 4. Tabel Routing Membengkak. Routing pd backbone Internet memerlukan satu entry utk tiap network address. Pd 1993 ukuran tabel routing mulai melebihi kapasitas router

– Fix#2: Clasless Interdomain Routing (CIDR)

Masalah Dengan Classful IP Addresses

• Problem 5. Internet memerlukan address lebih dari 32-bit

– Fix#3: IP version 6

Subnetting

• Problem. Organisasi memp. Multiple network yg di-manage secara independen– Solusi 1: alokasikan satu atau

lebih address class C utk tiap jaringan

• Sulit di-manage• Dari luar organisasi, tiap

jaringan harus addressable

– Solusi 2: tambah level hierarki dari IP addressing

Idea Dasar Subnetting

• Pecah bagian host number dari IP address kedlm subnet number dan host number (lebih kecil)

• Hasil: hierarki 3-layer

• Lalu:– Subnet dp secara bebas dialokasikan dlm organisasi– Secara internal, subnet diperlakukan sbg jaringan terpisah– Struktur subnet tdk terlihat dari luar organisasi

Subnet Masks

• Router dan host menggunakan extended network prefix (subnet mask) utk identifikasi awal host number

– Ada berbagi cara subnetting. Subnetting dg mask 255.255.255.0 cukup umum

Keuntungan Subnetting

• Dg subnetting IP address menggunakan hierarki 3-layer– Network– Subnet– Host

• Meningkatkan efisiensi IP address dg tdk mengkonsumsi keseluruhan address class B dan C utk tiap jaringan fisik

• Mengurangi kompleksitas router. Krn eksternal router tdk mengetahui mengenai subnetting, kompleksitas tabel routing pd eksternal router dikurangi

• Cat. Panjang subnet mask tdk perlu sama utk tiap subnetworks

Network Tanpa Subnetting

Network Dg Subnetting (1)

Network Dg Subnetting (2)

CIDR - Classless Interdomain Routing

• Router Backbone IP memp. Satu entry tabel routing utk tiap network address:– Dg subnetting, router backbone hanya perlu tahu satu entry

utk tiap jaringan class A, B atau C– Dp diterima utk jar class A dan B

• 27 = 128 jaringan class A• 214 = 16.384 jaringan class B

– Tetapi tdk dp diterima utk jar class C• 221 = 2.097.152 jar class C

• Pd 1993, ukuran tabel routing mulai melewati kemampuan router

• Konsekuensi: Pengalokasian IP address class-based harus ditinggalkan

CIDR - Classless Interdomain Routing

• Tujuan:– Restrukturisasi pengalokasian IP address utk meningkatkan

efisiensi– Routing hierarki utk meminimumkan entries tabel routing

• CIDR - Classless Interdomain Routing meninggalkan idea kelas

• Konsep: panjang network id (prefix) pd IP address dibuat sembarang

• Konsekuensi: Router mempromosikan IP address dan panjang prefix (prefix menggantikan subnet mask)

Contoh CIDR

• Notasi CIDR utk network address192.0.2.0/18

– “18” menyatakan bhw 18 bit pertama adalah bagian network dari address (dan 14 bit tersedia untuk address host spesifik)

• Bagian network disebut prefix

• Mis. Suatu site memerlukan address network dg 1000 address• Dg CIDR, network dialokasikan blok kontinyu 1024 address dg

prefix 22-bit

CIDR: Ukuran Prefix vs Ukuran Jaringan

Addressing Plan Tipikal utk Organisasi

• Tiap jaringan layer-2 (Ethernet, FDDI) dialokasikan subnet address

CIDR dan Pengalokasian Address

• Backbone ISP mendpkan blok besar dari IP addresses space dan merelokasikan bagian dari blok address ke pelanggannya

Contoh:• Mis. ISP memp. Blok address 206.0.64.0/18,

merepresentasikan 16.384 (214) IP addresses• Mis. Suatu client memerlukan 800 host addresses• Dg classful addresses: perlu mengalokasikan address class B

(dan menyia-nyiakan ~ 64.700 addresses) atau 4 individual class C (dan mengintrodusir 4 route baru dlm tabel routing Internet global)

• Dg CIDR, alokasikan /22 blok mis. 206.0.68.0/22 dan alokasikan blok 1.024 (210) IP addresses

CIDR dan Informasi Routing

CIDR dan Informasi Routing

CIDR dan Routing

• CIDR addressing memungkinkan skim routing hierarkis

• Router backbone dp memperlakukan semua address dg prefix identik secara sama

• Routing table lookup: look up entry dg prefix terpanjang

IPv6 - IP Version 6

• IP Version 6– Penerus dari versi saat ini IPv4– Spesifikasi diselesaikan 1994– Membuat perbaikan IPv4 (bukan perubahan

revolusioner)

• Satu (bukan satu-satunya) fitur IPv6 peningkatan signifikan IP address 128 bit (16 byte)– IPv6 akan menyelesaiakan masalah dg IP addressing

Header IPv6

Perbandingan Address IPv6 vs IPv4

• IPv4 mempunyai maksimum

– 232 ~ 4 milyar addresses

• IPv6 mempunyai maksimum

– 2128 = (232)4 ~ 4 milyar x 4 milyar x 4 milyar x 4 milyar address

Notasi Address IPv6