CCNA | Chapter 6 Network Layer

The Network Layer

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 :

1. Konfigurasi perangkat akhir

2. Enkapsulasi

3. Routing

4. De-enkapsulasi

Karakteristik IP

IP adalah layanan lapisan jaringan diimplementasikan oleh protokol TCP / IP suite. Karakteristik dasar dari IP adalah :

1. Connectionless : Tidak ada koneksi dengan tujuan didirikan sebelum mengirim paket data.

2. Best Effort (unreliable) : Packet pengiriman tidak dijamin.

3. Media Independen : Operasi adalah independen dari media yang membawa data.

Encapsulating IP

IP merangkum, atau paket, transportasi segmen lapisan dengan menambahkan header IP. header ini digunakan untuk memberikan paket ke host tujuan. Header IP tetap di tempat dari waktu paket meninggalkan lapisan jaringan dari sumber host sampai tiba di lapisan jaringan dari host tujuan.

IPv4 Packet Header

IPv4 telah digunakan sejak tahun 1983 ketika ditempatkan pada Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET), yang merupakan prekursor ke Internet. Paket IPv4 memiliki dua bagian :

1. IP Header - Mengidentifikasi karakteristik paket.

2. Payload - Berisi Layer 4 informasi segmen dan data aktual.

Bidang signifikan dalam header IPv4 meliputi:

1. Versi

2. Layanan Differentiated (DS)

3. Time-to-Live (TTL)

4. Protokol

Sumber IP Address dan Tujuan IP Address - Berisi nilai biner 32-bit yang mewakili alamat IP sumber dari paket.

Memperkenalkan IPv6

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:

1. Peningkatan ruang alamat - alamat IPv6 didasarkan pada 128-bit hirarkis menangani sebagai lawan IPv4 dengan 32 bit.

2. Peningkatan penanganan paket.

3. Menghilangkan kebutuhan untuk NAT

Encapsulating IPv6

IPv4 Header terdiri dari 20 oktet (hingga 60 byte jika bidang Options digunakan) dan 12 bidang header dasar, tidak termasuk bidang Options dan lapangan Padding. Header IPv6 terdiri dari 40 oktet (sebagian besar karena panjang sumber dan IPv6 alamat tujuan) dan 8 field header (3 IPv4 field header dasar dan 5 field header tambahan).

IPv6 Packet Header

Bidang di header paket IPv6 meliputi :

1. Versi

2. Traffic Class

3. Flow Label

4. Payload Length

5. Next Header

6. Hop Limit

Sumber Alamat dan Alamat Tujuan - bidang 128-bit ini mengidentifikasi alamat IPv6 dari host penerima.

Host Forwarding Decision

Peran lain dari lapisan jaringan adalah untuk mengarahkan paket antara host. Sebuah host dapat mengirim paket ke :

1. Itu sendiri - Ini adalah alamat IP khusus 127.0.0.1 yang disebut sebagai antarmuka loopback.

2. Host lokal - ini adalah host pada jaringan yang sama sebagai tuan rumah pengiriman.

3. Remote - ini adalah tuan rumah pada jaringan remote. Host tidak berbagi alamat jaringan yang sama.

Perangkat yang berada di luar segmen jaringan lokal yang dikenal sebagai remote host. Ketika perangkat sumber mengirimkan sebuah paket ke perangkat tujuan remote, maka bantuan router dan routing diperlukan. Routing adalah proses identifikasi jalur terbaik ke tujuan. Router yang terhubung ke segmen jaringan lokal disebut sebagai default gateway.

Default Gateway

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.

IPv4 host Routing Table

Pada host Windows, route print atau perintah netstat-r dapat digunakan untuk menampilkan host routing table. Memasukkan perintah netstat-r atau perintah route print, menampilkan tiga bagian yang berhubungan dengan koneksi jaringan TCP / IP saat ini :

1. IPv4 Route Table

2. IPv6 Route Table

3. Daftar alamat Media Access Control (MAC)

Catatan: Output Command bervariasi, tergantung pada bagaimana host dikonfigurasi dan jenis antarmuka yang dimilikinya.

Output dibagi menjadi lima kolom yang mengidentifikasi :

1. Jaringan Destination - Daftar jaringan dicapai.

2. Netmask - Daftar subnet mask yang menginformasikan host bagaimana menentukan jaringan dan bagian host dari alamat IP.

3. Gateway - Mencantumkan alamat yang digunakan oleh komputer lokal untuk mendapatkan ke tujuan jaringan remote.

4. Interface - Daftar alamat antarmuka fisik yang digunakan untuk mengirim paket ke gateway yang digunakan untuk mencapai tujuan jaringan.

5. Metrik - Daftar biaya setiap rute dan digunakan untuk menentukan rute terbaik menuju suatu tujuan.

IPv4 host Routing Entries

Untuk membantu menyederhanakan output, jaringan tujuan dapat dikelompokkan menjadi lima bagian.

1. (0.0.0.0) Rute default lokal : Semua paket dengan tujuan yang tidak sesuai alamat yang ditentukan lain dalam tabel routing akan diteruskan ke gateway.

2. 127.0.0.0 - 127.255.255.255 : Alamat loopback ini semua berhubungan dengan koneksi langsung dan memberikan layanan ke host lokal.

3. 192.168.10.0 - 192.168.10.255 : Alamat ini semua berhubungan dengan host dan jaringan lokal.

4. 224.0.0.0 : Ini adalah alamat D kelas multicast khusus disediakan untuk digunakan baik melalui antarmuka loopback (127.0.0.1) atau alamat IP host (192.168.10.10).

5. 255.255.255.255 : Dua alamat terakhir mewakili nilai-nilai alamat IP broadcast terbatas untuk digunakan baik melalui antarmuka loopback (127.0.0.1) atau alamat IP host (192.168.10.10).

IPv6 Route

Bagian IPv6 Route yang dihasilkan oleh netstat -r perintah untuk mengungkapkan tujuan jaringan berikut :

1. :: / 0 - ini adalah setara IPv6 dari rute default lokal.

2. :: 1/128 - ini adalah setara dengan alamat loopback IPv4 dan menyediakan layanan ke host lokal.

3. 2001 :: / 32 - ini adalah global yang awalan jaringan unicast.

4. 2001: 0: 9d38: 953c: 2c30: 3071: e718: a926 / 128 - Ini adalah alamat IPv6 unicast global komputer lokal.

5. fe80 :: / 64 - ini adalah alamat rute jaringan link lokal dan mewakili semua komputer di jaringan Link IPv6 lokal.

6. fe80 :: 2c30: 3071: e718: a926 / 128 - ini adalah link alamat IPv6 lokal dari komputer lokal.

7. ff00 :: / 8 - Ini adalah khusus disediakan alamat kelas multicast D setara dengan alamat IPv4 224.x.x.x.

Router Packet Forwarding Decision

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.

IPv4 Router Routing Table

Sebuah host routing table hanya mencakup informasi tentang jaringan langsung terhubung. Tabel routing dari router berisi informasi yang sama tetapi juga dapat mengidentifikasi jaringan jarak jauh tertentu. Tabel routing dari router mirip dengan tabel routing dari sebuah host. Mereka berdua mengidentifikasi :

1. Jaringan tujuan.

2. Metrik terkait dengan jaringan tujuan

3. Gateway untuk sampai ke jaringan tujuan.

Pada router Cisco IOS, perintah show ip rute dapat digunakan untuk menampilkan tabel routing dari router. Ketika sebuah paket tiba di interface router, router memeriksa header paket untuk menentukan jaringan tujuan. Jika jaringan tujuan sesuai rute di tabel routing, router meneruskan paket menggunakan informasi yang ditentukan dalam tabel routing.

Jaringan Remote Routing Table Entries

1. Route sumber - Mengidentifikasi bagaimana rute itu dipelajari.

2. Tujuan jaringan - Mengidentifikasi alamat jaringan remote.

3. Administrative distance - Mengidentifikasi kepercayaan dari sumber rute.

4. Metrik - Mengidentifikasi nilai yang diberikan untuk mencapai jaringan remote.

5. Next-hop - Mengidentifikasi alamat IP dari router berikutnya untuk meneruskan paket.

6. Route timestamp - Mengidentifikasi ketika rute yang terakhir mendengar dari.

7. Keluar antarmuka - Mengidentifikasi antarmuka keluar untuk digunakan untuk meneruskan paket ke tujuan akhir.