Chapter 7 CCNA - IP Addressing

Mengalamatkan adalah fungsi penting dari protokol lapisan jaringan. Mengalamatkan memungkinkan komunikasi data antar host, terlepas dari apakah host berada di jaringan yang sama, atau pada jaringan yang berbeda. Baik Internet Protocol versi 4 (IPv4) dan Internet Protocol versi 6 (IPv6) memberikan pengalamatan hirarkis untuk paket yang membawa data.

IPV4 Network Addresses:

a)      Binary and Decimal Conversion

1.      IPV4 Addresses

Biner adalah sistem penomoran yang terdiri dari angka 0 dan 1 yang disebut bit. Sebaliknya, sistem penomoran desimal terdiri dari 10 digit yang terdiri dari angka 0 - 9. Biner penting bagi kita untuk dipahami karena host, server, dan perangkat jaringan menggunakan pengalamatan biner. Secara khusus, mereka menggunakan alamat IPv4 biner. Setiap alamat terdiri dari string 32 bit, dibagi menjadi empat bagian yang disebut oktet. Setiap oktet mengandung 8 bit (atau 1 byte) yang dipisahkan dengan titik.

2.      Positional Notation

Belajar untuk mengkonversi biner ke desimal membutuhkan pemahaman tentang notasi posisional. Notasi posisi berarti bahwa digit mewakili nilai yang berbeda tergantung pada "posisi" digit yang menempati urutan angka. Sistem penomoran yang paling umum, sistem notasi desimal (basis 10).

3.      Binary to Decimal Conversion

Untuk mengubah alamat IPv4 biner menjadi ekuivalen bertitik titik-titik, bagilah alamat IPv4 menjadi empat 8-bit oktet. Selanjutnya, terapkan nilai posisi biner ke nomor biner oktet pertama dan hitung dengan benar.

4.      Decimal to Binary Conversion

Diperlukan memahami cara mengonversi alamat IPv4 desimal bertitik ke biner. Alat yang berguna adalah tabel nilai posisi biner.

b)      IPV4 Address Sructure

1.      Network and Host Portions

Memahami notasi biner penting ketika menentukan apakah dua host berada dalam jaringan yang sama. Ingat bahwa alamat IPv4 adalah alamat hirarkis yang terdiri dari porsi jaringan dan porsi host. Ketika menentukan porsi jaringan versus porsi host, perlu untuk melihat aliran 32-bit. Dalam aliran 32-bit, sebagian bit mengidentifikasi jaringan, dan sebagian dari bit mengidentifikasi host seperti yang ditunjukkan pada gambar. Bit-bit dalam bagian jaringan dari alamat harus identik untuk semua perangkat yang berada di jaringan yang sama. Bit-bit dalam bagian host dari alamat harus unik untuk mengidentifikasi host tertentu dalam suatu jaringan. Jika dua host memiliki pola bit yang sama di bagian jaringan yang ditentukan dari aliran 32-bit, kedua host akan berada di jaringan yang sama.

2.      Subnet Mask

Ketika alamat IPv4 ditetapkan ke perangkat, subnet mask digunakan untuk menentukan alamat jaringan di mana perangkat itu berada. Alamat jaringan mewakili semua perangkat di jaringan yang sama.

3.      Prefix Length

Panjang awalan adalah jumlah bit yang diatur ke 1 dalam subnet mask. Ini ditulis dalam "notasi slash", yang merupakan "/" diikuti dengan jumlah bit yang diatur ke 1. Oleh karena itu, hitung jumlah bit dalam subnet mask dan tambahkan dengan sebuah garis miring.

4.      Network, Host, and Broadcast Addresses

a.       Network Address : Alamat pertama di jaringan.

b.      Host Address : Alamat yang dapat digunakan oleh host.

c.       Broadcast Address : Alamat terakhir di jaringan.

c)      IPV4 Unicast, Broadcast and Multicast

1.      Static IPv4 Address Assignment to a Host

Sebuah host juga dapat dikonfigurasi dengan alamat IPv4 statis. Menetapkan host alamat IP statis diterima dalam jaringan kecil. Namun, akan memakan waktu untuk memasukkan alamat statis pada setiap host dalam jaringan besar. Penting untuk mempertahankan daftar akurat dari alamat IP statis yang ditetapkan untuk setiap perangkat.

2.      Dynamic IPv4 Address Assignment to a Host

DHCP umumnya adalah metode yang disukai untuk menetapkan alamat IPv4 ke host di jaringan besar. Manfaat tambahan dari DHCP adalah alamat tidak secara permanen ditugaskan ke host tetapi hanya "disewakan" untuk jangka waktu tertentu. Jika host dimatikan atau dilepas dari jaringan, alamat dikembalikan ke pool untuk digunakan kembali. Fitur ini sangat membantu pengguna ponsel yang datang dan pergi di jaringan.

3.      IPv4 Communication

Suatu host yang berhasil terhubung ke jaringan dapat berkomunikasi dengan perangkat lain dengan salah satu dari tiga cara:

a.       Unicast - Proses mengirim paket dari satu host ke host individu.

b.      Broadcast - Proses pengiriman paket dari satu host ke semua host di jaringan.

c.       Multicast - Proses mengirim paket dari satu host ke grup host tertentu, mungkin di jaringan yang berbeda.

4.      Unicast Transmission

Komunikasi Unicast digunakan untuk komunikasi host-to-host normal baik di klien / server dan jaringan peer-to-peer. Paket Unicast menggunakan alamat perangkat tujuan sebagai alamat tujuan dan dapat disalurkan melalui internetwork. Dalam jaringan IPv4, alamat unicast yang diterapkan ke perangkat akhir disebut sebagai alamat host. Alamat host unicast IPv4 berada dalam rentang alamat 0.0.0.0 hingga 223.255.255.255.

5.      Broadcast Transmission

Broadcast traffic digunakan untuk mengirim paket ke semua host di jaringan menggunakan alamat broadcast untuk jaringan. Dengan siaran, paket berisi alamat IPv4 tujuan dengan semua yang (1s) di bagian host. Ini berarti bahwa semua penghuni di jaringan lokal (domain broadcast) akan menerima dan melihat paket. Banyak protokol jaringan, seperti DHCP, menggunakan siaran. Ketika sebuah host menerima paket yang dikirimkan ke alamat broadcast jaringan, host memproses paket seperti paket yang ditujukan ke alamat unicastnya. Siaran dapat diarahkan atau dibatasi. Siaran diarahkan dikirim ke semua host pada jaringan tertentu.

6.      Multicast Transmission

IPv4 telah memesan alamat 224.0.0.0 hingga 239.255.255.255 sebagai rentang multicast. Alamat multicast IPv4 224.0.0.0 hingga 224.0.0.255 dicadangkan untuk multicasting pada jaringan lokal saja. Alamat ini akan digunakan untuk grup multicast di jaringan lokal. Router yang terhubung ke jaringan lokal mengakui bahwa paket-paket ini ditujukan ke grup multicast jaringan lokal dan tidak pernah meneruskannya lebih lanjut. Host yang menerima data multicast tertentu disebut klien multicast. Klien multicast menggunakan layanan yang diminta oleh program klien untuk berlangganan ke grup multicast. Setiap kelompok multicast diwakili oleh alamat tujuan multikast IPv4 tunggal. Ketika sebuah host IPv4 berlangganan ke grup multicast, host memproses paket-paket yang ditujukan ke alamat multicast ini, dan paket-paket yang ditujukan ke alamat unicast yang dialokasikan secara unik.

d)     Types of IPV4 Addresses

1.      Public and Private IPv4 Addresses

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

Secara khusus, blok alamat pribadi adalah:

a.       10.0.0.0 / 8 atau 10.0.0.0 hingga 10.255.255.255

b.      172.16.0.0 / 12 atau 172.16.0.0 hingga 172.31.255.255

c.       192.168.0.0 / 16 atau 192.168.0.0 hingga 192.168.255.255

2.      Special User IPv4 Addresses

Ada alamat tertentu seperti alamat jaringan dan alamat broadcast yang tidak dapat ditugaskan ke host. Ada juga alamat khusus yang dapat ditugaskan ke host, tetapi dengan pembatasan bagaimana host dapat berinteraksi dalam jaringan.

a.       Loopback alamat (127.0.0.0 / 8 atau 127.0.0.1 hingga 127.255.255.254)

b.      Alamat Link-Lokal (169.254.0.0 / 16 atau 169.254.0.1 hingga 169.254.255.254)

c.       Alamat TEST-NET (192.0.2.0/24 atau 192.0.2.0 hingga 192.0.2.255)

3.      Legacy Classful Addressing

Pada tahun 1981, alamat IPv4 Internet ditugaskan menggunakan pengalamatan yang berkelas seperti yang didefinisikan dalam RFC 790, Bilangan yang Ditugaskan. Pelanggan dialokasikan alamat jaringan berdasarkan salah satu dari tiga kelas, A, B, atau C. RFC membagi rentang unicast ke dalam kelas khusus yang disebut:

a.       Class A (0.0.0.0/8 to 127.0.0.0/8)

b.      Class B (128.0.0.0 /16 – 191.255.0.0 /16)

c.       Class C (192.0.0.0 /24 – 223.255.255.0 /24)

4.      Classless Addressing

Sistem yang digunakan saat ini disebut sebagai pengalamatan tanpa kelas. Nama resmi adalah Classless Inter-Domain Routing (CIDR, diucapkan “cider”). Pada tahun 1993, IETF menciptakan seperangkat standar baru yang memungkinkan penyedia layanan untuk mengalokasikan alamat IPv4 pada setiap batas bit alamat (panjang awalan) bukan hanya dengan alamat kelas A, B, atau C. Ini untuk membantu menunda penipisan dan akhirnya habisnya alamat IPv4.

5.      Assignment of IP Addresses

Untuk perusahaan atau organisasi untuk mendukung host jaringan, seperti server web yang dapat diakses dari Internet, organisasi tersebut harus memiliki blok alamat publik yang ditetapkan. Ingat bahwa alamat publik harus unik, dan penggunaan alamat publik ini diatur dan dialokasikan ke setiap organisasi secara terpisah. Ini berlaku untuk alamat IPv4 dan IPv6. Kedua alamat IPv4 dan IPv6 dikelola oleh Internet Assigned Numbers Authority (IANA) (http://www.iana.org). IANA mengelola dan mengalokasikan blok-blok alamat IP ke Regional Internet Registries (RIRs). RIR bertanggung jawab untuk mengalokasikan alamat IP ke ISP yang pada gilirannya memberikan blok alamat IPv4 ke organisasi dan ISP yang lebih kecil. Organisasi bisa mendapatkan alamat mereka langsung dari RIR sesuai dengan kebijakan RIR itu.

IPV6 Network Addresses :

a)      IPV6 Addressing

1.      IPv6 Address Representation

Alamat IPv6 panjangnya 128 bit dan ditulis sebagai string nilai heksadesimal. Setiap 4 bit diwakili oleh satu digit heksadesimal; dengan total 32 nilai heksadesimal. Alamat IPv6 tidak peka huruf besar kecil dan dapat ditulis dengan huruf kecil atau huruf besar. format yang disukai untuk menulis alamat IPv6 adalah x: x: x: x: x: x: x: x, dengan setiap "x" yang terdiri dari empat nilai heksadesimal. Ketika mengacu pada 8 bit alamat IPv4, digunakan istilah oktet. Dalam IPv6, hextet adalah istilah tidak resmi yang digunakan untuk merujuk ke segmen 16 bit atau empat nilai heksadesimal. Setiap "x" adalah hextet tunggal, 16 bit atau empat digit heksadesimal.

2.      Rule 1 – Omit Leading 0s

Aturan pertama untuk membantu mengurangi notasi alamat IPv6 adalah dengan menghilangkan 0 0 apa pun (nol) di bagian 16-bit atau hextet. Sebagai contoh: 01AB dapat direpresentasikan sebagai 1AB

Aturan ini hanya berlaku untuk awalan 0, BUKAN untuk membuntuti 0, jika tidak, alamat akan ambigu. Misalnya, hextet "ABC" bisa berupa "0ABC" atau "ABC0", tetapi ini tidak mewakili nilai yang sama. Angka 1 hingga 8 menunjukkan beberapa contoh bagaimana menghilangkan awalan 0 dapat digunakan untuk mengurangi ukuran alamat IPv6. Untuk setiap contoh, format yang disukai ditampilkan.

3.      Rule 2 – Omit All 0 Segments

Aturan kedua untuk membantu mengurangi notasi alamat IPv6 adalah bahwa titik dua ganda (: :) dapat menggantikan string tunggal, bersebelahan satu atau lebih segmen 16-bit (hextet) yang terdiri dari semua 0s. Kolon ganda (: :) hanya dapat digunakan satu kali dalam satu alamat, jika tidak, akan ada lebih dari satu kemungkinan alamat yang dihasilkan. Ketika digunakan dengan menghilangkan teknik 0s terkemuka, notasi alamat IPv6 sering dapat sangat berkurang. Ini umumnya dikenal sebagai format kompresi.

b)      Types of Ipv6 Addresses

1.      IPv6 Address Types

Ada tiga jenis alamat IPv6:

·         Unicast : Alamat unicast IPv6 secara unik mengidentifikasi antarmuka pada perangkat yang mendukung IPv6.

·         Multicast : Alamat multicast IPv6 digunakan untuk mengirim satu paket IPv6 ke beberapa tujuan.

·         Anycast : Alamat anycast IPv6 adalah alamat unicast IPv6 yang dapat ditetapkan ke beberapa perangkat. Sebuah paket yang dikirim ke alamat anycast diarahkan ke perangkat terdekat yang memiliki alamat itu. Alamat anycast berada di luar cakupan kursus ini.

2.      Prefix Length

IPv6 menggunakan awalan panjang untuk mewakili bagian awalan dari alamat. IPv6 tidak menggunakan notasi subnet mask titik-desimal. Panjang awalan digunakan untuk menunjukkan bagian jaringan dari alamat IPv6 menggunakan alamat IPv6 / panjang awalan. Panjang awalan dapat berkisar dari 0 hingga 128. Panjang awalan IPv6 tipikal untuk LAN dan sebagian besar jenis jaringan lainnya adalah / 64. Ini berarti awalan atau bagian jaringan dari alamat adalah 64 bit panjangnya, menyisakan 64 bit lagi untuk ID antarmuka (bagian host) dari alamat.

3.      IPv6 Unicast Addresses

Alamat unicast IPv6 secara unik mengidentifikasi antarmuka pada perangkat yang mendukung IPv6. Paket yang dikirim ke alamat unicast diterima oleh antarmuka yang ditetapkan alamat itu. Mirip dengan IPv4, alamat IPv6 sumber harus berupa alamat unicast. Alamat IPv6 tujuan dapat berupa alamat unicast atau multicast. Jenis yang paling umum dari alamat unicast IPv6 adalah alamat unicast global (GUA) dan alamat unicast link-lokal.

4.      IPv6 Link-Local Unicast Addresses

Alamat link-local IPv6 memungkinkan perangkat untuk berkomunikasi dengan perangkat lain yang mendukung IPv6 pada tautan yang sama dan hanya pada tautan itu (subnet). Paket dengan alamat link-local sumber atau tujuan tidak dapat disalurkan di luar tautan dari mana paket berasal. Alamat-alamat lokal-IPv6 berada dalam rentang FE80 :: / 10. The / 10 menunjukkan bahwa 10 bit pertama adalah 1111 1110 10xx xxxx. Hextet pertama memiliki kisaran 1111 1110 1000 0000 (FE80) hingga 1111 1110 1011 1111 (FEBF).

c)      IPV6 Unicast Addresses

1.      Structure of an IPv6 Global Unicast Address

Alamat global unicast IPv6 (GUA) secara global unik dan dapat diarahkan pada Internet IPv6. Alamat ini setara dengan alamat IPv4 publik. Saat ini, hanya alamat unicast global dengan tiga bit pertama 001 atau 2000 :: / 3 yang ditugaskan. Dengan kata lain, digit heksadesimal pertama dari alamat GUA akan dimulai dengan angka 2 atau 3. Ini hanya 1/8 dari total ruang alamat IPv6 yang tersedia, tidak termasuk hanya bagian yang sangat kecil untuk jenis alamat unicast dan multicast lainnya.

Alamat unicast global memiliki tiga bagian:

a.       Awalan perutean global

b.      ID Subnet

c.       ID Antarmuka

2.      EUI-64 Process and Randomly Generated

a.       Proses EUI-64

IEEE mendefinisikan Extended Unique Identifier (EUI) atau proses EUI-64 yang dimodifikasi. Proses ini menggunakan alamat MAC Ethernet 48-bit klien, dan menyisipkan 16 bit lainnya di tengah alamat MAC 48-bit untuk membuat ID Antarmuka 64-bit. Alamat MAC Ethernet biasanya diwakili dalam heksadesimal dan terdiri dari dua bagian yaitu Pengenal Unik Organisasi (OUI) dan Pengenal Perangkat.

b.      Randomly Generated

Tergantung pada sistem operasi, perangkat mungkin menggunakan ID Antarmuka yang dibuat secara acak alih-alih menggunakan alamat MAC dan proses EUI-64. Misalnya, dimulai dengan Windows Vista, Windows menggunakan ID Antarmuka yang dihasilkan secara acak, bukan yang dibuat dengan EUI-64. Windows XP dan sistem operasi Windows sebelumnya menggunakan EUI-64. Setelah ID Antarmuka ditetapkan, baik melalui proses EUI-64 atau melalui pembuatan acak, itu dapat dikombinasikan dengan awalan IPv6 dalam pesan RA untuk membuat alamat unicast global.

c.       Dynamic Link-Local Addresses

Router Cisco secara otomatis membuat alamat link-local IPv6 setiap kali sebuah alamat unicast global ditugaskan ke antarmuka. Secara default, router Cisco IOS menggunakan EUI-64 untuk menghasilkan ID Antarmuka untuk semua alamat link-lokal pada antarmuka IPv6. Untuk antarmuka serial, router akan menggunakan alamat MAC dari antarmuka Ethernet. Ingat bahwa alamat tautan-lokal harus unik hanya di tautan atau jaringan itu. Namun, kelemahan untuk menggunakan alamat tautan lokal yang dinamai secara dinamis adalah ID antarmuka yang panjang, yang membuatnya sulit untuk mengidentifikasi dan mengingat alamat yang ditetapkan.

d.      Static Link-Local Addresses

Mengkonfigurasi alamat tautan-lokal secara manual menyediakan kemampuan untuk membuat alamat yang mudah dikenali dan lebih mudah diingat. Biasanya, hanya perlu membuat alamat link-local yang dapat dikenali di router. Ini bermanfaat karena alamat link-local router digunakan sebagai alamat gateway default dan dalam routing pesan iklan. Tautan-alamat lokal dapat dikonfigurasi secara manual menggunakan perintah antarmuka yang sama yang digunakan untuk membuat alamat global unicast IPv6 tetapi dengan parameter link-local tambahan. Ketika sebuah alamat dimulai dengan hextet ini dalam rentang FE80 ke FEBF, parameter link-local harus mengikuti alamat.

d)     IPV6 Multicast Addresses

1.      Assigned IPv6 Multicast Addresses

Alamat multicast yang ditetapkan adalah alamat multicast yang dicadangkan untuk grup perangkat yang telah ditentukan. Alamat multicast yang ditetapkan adalah satu alamat yang digunakan untuk menjangkau sekelompok perangkat yang menjalankan protokol atau layanan umum. Alamat multicast yang ditetapkan digunakan dalam konteks dengan protokol khusus seperti DHCPv6.

Dua IPv6 umum yang ditugaskan kelompok multicast meliputi:

a.       FF02 :: 1 Semua-node multicast grup

b.      FF02 :: 2 Semua-router multicast grup

2.      Solicited-Node IPv6 Multicast Addresses

Sebuah alamat multicast node-solicited mirip dengan alamat multicast all-node. Keuntungan dari alamat multicast node-solicited adalah bahwa ia dipetakan ke alamat multicast Ethernet khusus. Ini memungkinkan NIC Ethernet untuk menyaring frame dengan memeriksa alamat MAC tujuan tanpa mengirimnya ke proses IPv6 untuk melihat apakah perangkat adalah target yang dituju dari paket IPv6.

Connectivity Verification :

a)      ICMP

1.      ICMPv4 and ICMPv6

Meskipun IP hanya merupakan protokol upaya terbaik, TCP / IP suite menyediakan pesan untuk dikirim jika terjadi kesalahan tertentu. Pesan-pesan ini dikirim menggunakan layanan ICMP. Tujuan dari pesan-pesan ini adalah untuk memberikan umpan balik tentang masalah yang terkait dengan pemrosesan paket IP dalam kondisi tertentu, bukan untuk membuat IP dapat diandalkan. Pesan ICMP tidak diperlukan dan sering tidak diizinkan dalam jaringan karena alasan keamanan. ICMP tersedia untuk IPv4 dan IPv6. ICMPv4 adalah protokol pesan untuk IPv4. ICMPv6 menyediakan layanan yang sama untuk IPv6 tetapi mencakup fungsi tambahan. Dalam kursus ini, istilah ICMP akan digunakan ketika mengacu pada ICMPv4 dan ICMPv6.

Pesan ICMP yang umum untuk ICMPv4 dan ICMPv6 meliputi:

a.       Konfirmasi host

b.      Tujuan atau Layanan Tidak Dapat Terjangkau

c.       Waktu terlampaui

d.      Route redirection

e.       Konfirmasi Host

Pesan Echo ICMP dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu host beroperasi. Tuan rumah lokal mengirimkan Permintaan Echo ICMP ke host. Jika host tersedia, host tujuan akan merespons dengan Echo Reply. Pada gambar, klik tombol Putar untuk melihat animasi Permintaan ICMP Echo / Echo Reply. Penggunaan pesan ICMP Echo ini adalah dasar dari utilitas ping.

2.      ICMPv6 Router Solicitation and Router Advertisement Messages

Pesan informasi dan kesalahan yang ditemukan di ICMPv6 sangat mirip dengan pesan kontrol dan kesalahan yang diterapkan oleh ICMPv4. Namun, ICMPv6 memiliki fitur baru dan peningkatan fungsionalitas yang tidak ditemukan di ICMPv4. Pesan ICMPv6 diringkas dalam IPv6. ICMPv6 mencakup empat protokol baru sebagai bagian dari Neighbor Discovery Protocol (ND atau NDP).

Neighbor Solicitation dan Neighbor Iklan pesan digunakan untuk resolusi Alamat dan Duplicate Address Detection (DAD).

a.      Resolusi Alamat

Resolusi alamat digunakan ketika perangkat pada LAN mengetahui alamat unicast IPv6 tujuan tetapi tidak tahu alamat MAC Ethernet-nya. Untuk menentukan alamat MAC untuk tujuan, perangkat akan mengirim pesan NS ke alamat node yang diminta. Pesan tersebut akan menyertakan alamat IPv6 yang dikenal (bertarget). Perangkat yang memiliki alamat IPv6 yang ditargetkan akan merespons dengan pesan NA yang berisi alamat MAC Ethernet-nya.

b.      Deteksi Duplicate Address

Ketika perangkat diberikan alamat unicast global atau sambungan-lokal unicast, dianjurkan bahwa DAD dilakukan pada alamat untuk memastikan bahwa itu unik. Untuk memeriksa keunikan alamat, perangkat akan mengirim pesan NS dengan alamat IPv6nya sendiri sebagai alamat IPv6 yang ditargetkan. Jika perangkat lain di jaringan memiliki alamat ini, ia akan merespons dengan pesan NA. Pesan NA ini akan memberi tahu perangkat pengirim bahwa alamat tersebut sedang digunakan. Jika pesan NA terkait tidak dikembalikan dalam jangka waktu tertentu, alamat unicast unik dan dapat diterima untuk digunakan.