Materi 5 -Lapis Jaringan

Materi 5Lapis JaringanJaringan Komputer I1Lapis Jaringan (Network Layer)NodeLinkTerminalJaringanLingkup Kerja Lapis Jaringan2

Fungsi lapis 3Memilih jalan (routing) Default: dipilih jalan yang terpendek (Shortest Path Algorithm) , saat ini terpendek = terkecil costnyaBellman-FordPrim-DijkstraFloyd-WarshallRIPBGP

3Elemen Teknik Routing:Performansi: Hop, jarak, kecepatan, delay, costDecision Time : paket, sesiDecision Place : terdistribusi, sentralisasiInformasi sumber : tidak ada, lokal, bertetangga, sepanjang rute, semua nodeStrategi : tetap, adaptif, acak, floodingWaktu update routing adaptif : kontinu, periodik, perubahan topologi, perubahan beban utama

4Bellman-Ford

Mencari jalur terpendek antara 1 source node ke titik-titik lainnya didalam jaringanJarak dapat positif atau negatifDiasumsikan tidak ada cycle dengan jarak negatifdi,j = , jika (i,j) bukan arc dari graphDidalam algoritma B-F, yang dicari mula-mula adalahJarak terpendek dengan maksimum 1 arcJarak terpendek dengan maksimum 2 arc, dstJarak terpendek dengan maksimum h arc SHORTEST ( h) path

5Bellman-FordDi(h) adalah jalur terpendek (h) dari node 1 (source node) ke node I= 0, untuk semua hStart : Di(0) = , untuk semua I 1.Untuk setiap successive h 0,Di(h+1) = minj[Dj(h) + dji], untuk semua I 1

jumlah step maks = |N| - 16dij = jarak dari source i ke destination j

dij = 0 i=jdij = ~ i jdij = 0 i=j

Contoh Soal Bellman-Ford:

Mencari jalur terpendek dari Node(1) Source ke node-node lainnya di dalam graph8

Complexity (jumlah iterasi) algoritma B-F = (N3)9Algoritma DijkstraComplexity algoritma Dijkstra = (N2)Semua jarak d/p arc harus positifTerdapat 1 set node PMencari jalur terpendek dari node 1 (source node) ke setiap node lainnya didalam graphEstimasi jalur terpendek di update setiap kali, dan jika estimasi sudah mencapai actual distance, masukkan node dalam set P10Kondisi mula:P = {1}, D1 = 0, Dj = dij, j 1

Step 1: Untuk setiap i* P,dimana: Di* = min Dj ; j PSet P = P U{i*}; jika P = N stop, elseStep 2:Update Dj untuk j PDj = min[Dj, Di* + di*j]Kembali ke step 1

jalur terpendek dari node 1Jika tidak ada hubungan, maka Dj = 11Contoh soal:

Inisialisasi: P = {1}D1=0,D2=1,D3=4,D4=D5=Iterasi 1:Step1: i* = 2, P={1,2}Step2: D3= min(D3,D2+d23)= min(4,1+1) = 2D4= min(,1+8)= 9D5= = min(D5,D2+d25)= min(, )

Pilih min D D3=2, untuk iterasi selanjutnya12Iterasi 2:Step 1: i* = 3, P = {1,2,3}D3 = 2, D2 = 1, D4 = 9, D5 = Step 2:D4 = min (D4,D3+d34) = min (9,2+) = 9D5 = min (D5,D3+d35) = min (,2+2) = 4Pilih D5 untuk iterasi selanjutnya

13Iterasi 3:Step 1: i* = 5, P = {1,2,3,5}, D5 = 4Step 2:UpdateD4 = min (9,D5+d54) = min (9,4+4) = 8Iterasi berakhir, karena jumlah node hanya 5. Hasil akhir :

D1 = 0D2 = 1D3 = 2D4 = 8D5 = 4

14Algoritma Floyd-WarshallMencari jalur terpendek diantara semua pasangan node secara bersama-samaJarak arc dapat positif atau negatif, tetapi tidak ada cycle dengan jarak negatifAlgoritma F-W melakukan iterasi pada set node, yang diperbolehkan sebagai intermediate nodes (titik-titik antara) didalam graphStart dengan arc tunggal (tanpa intermediate nodes)Selanjutnya jarak terpendek dihitung dengan batasan hanya node 1 (asumsi sebagai souce node) yang dapat digunakan sebagai intermediate node, diteruskan dengan batasan bahwa hanya node 1 dan node 2 yang dapat digunakan sebagai intermediate node, dst15Definisi : Dij(n) = jalur terpendek antara node i dan node j dengan batasan (ketentuan) bahwa hanya node 1,2,..,n yang dapat digunakan sebagai intermediate nodesStep (1): Start Dij(0) = dij, untuk semua i,j; ijStep (2): Untuk n=0,1,,N-1Dij(n+1) = min [Dij(n),Di(n+1)(n) + D(n+1)j(n)] untuk semua ijdst.Algoritma stop setelah n = N 1, dimana N = jumlah node dalam jaringanKompleksitas algoritma F-W adalah (N3) karena N step dalam algoritma F-W harus dieksekusi untuk setiap node. = jika algoritma Dijkstra diulang untuk setiap pilihan yang mungkin untuk source node.16Distance Vector AlgorithmDX(Y,Z) = jarak dari X ke Y, melalui Z sebagai hop selanjutnya= c(X,Z) + minwZ{D (Y,w)}

17

18Algoritma Distance Vector Pada semua node,X:InisialisasiUntuk semua node bersebelahan v DX(*,v) = {* berarti untuk semua baris} DX(v,v) = c(X,v)Untuk semua tujuan, y Kirim minwXD (y,w) kesetiap tetanggaloop tunggu (sampai ada perubahan cost link ke tetangga V atau diterima update dari tetangga V) If (c(X,V) berubah dengan d) then untuk semua tujuan y:DX(y,V) = DX(y,V) + d Else if (diterima update dari V dengan tujuan Y) then untuk tujuan tunggal y: DX(Y,V) = c(X,V) + nilai baru IF ada nilai baru minwDX(Y,w) untuk semua tujuan Y then kirim nilai baru minwDX(Y,w) ke semua tetanggaterus menerus

19

20Segmentation And ReassemblyTidak setiap data (pdu) dari suatu lapis bisa dibawa utuh oleh lapis berikutnyaPerlu ada layanan untuk membagi data tersebut kedalam ukuran yang bisa diterima oleh lapis berikutnya disisi pengirimDan perlu ada layanan untuk menyatukan kembali data tersebut menjadi data utuh pada sisi penerimaProses ini dinamakan : fragmentation (atau segmentation) & reassembly21Jaringan Komputer I22

Fragmentasi dan ReassemblyHeader IP harus memuat field berikut:Penanda unit data (ID)Panjang dataOffsetMore

=1480=148023IPInternet ProtocolProtokol paling populer dijagatrayaKelebihan:Mempunyai alamat sedunia/global (tidak ada alamat yang sama, unik) = 4 G = 2^32Mendukung banyak aplikasi (protokol lapis 7: FTP, HTTP, SMNP, dll)De facto standar protokol lapis 3 (mulai digunakan tanpa protokol aplikasi standar: XoIP )24Format paket IP12345678910111213141516Priority (0-7)lowhighhigh 1VersionHeader lengthPrecedenceDTRunusedTotal lengthIdentificationDMFragment offsetTime to live (seconds)ProtocolHeader checksumSource IP address (4 Byte)Destination IP address (4 Byte)Option (0 word atau lebih)Data 64 kBData25Fungsi-fungsi Header IPVersionHeader lengthPrecedenceDTRXXTotal lengthIdentificationVersion (4 bit) menyatakan versi IP yang digunakan : 0100 (4) = IPv4, memungkinkan evolusi protokolHeader length (4 bit) menyatakan panjang header IP dalam dword : 0101 (5) = 20 bytePrecedence (3 bit) =service typeDelay : D=1 low delay ; segera dikirimThroughput : T=1 high throughput ; Reliability : R=1 high reliability ; paket tidak boleh di dropX = future used ; default = 0Total length = panjang total datagram dalam ukuran byte (datagram=paket IP)26IdentificationDMFragment offsetIdentification = identifikasi nomor paket IP secara unik (berurut, dimulai random oleh protokol IP)Flag (3bit) yang dipakai hanya 2 bit, yaitu:1. Dont Fragment : D = 1 tidak boleh dilakukan framentasi untuk paket ini2. More Fragment : M = 1 masih ada paket berikutnya, M = 0 potongan paket terakhirFragment Offset : berisi nomor byte awal dari potongan paket ini, contoh : FO= 20 berarti paket ini dimulai dari byte ke 20 paket asal (paket sebelum difragmentasi/disegmentasi)27Time to live (seconds)ProtocolTime to live : Membatasi lamanya paket berada dijaringan, dalam detik atau hop, contoh : TTL=128 paket hanya boleh ada dijaringan selama maksimum 128 detik atau hopProtokol : indikasi protokol lapis 4 yang akan menerima isi data dari paket IP, contoh : TCP : 06UDP : 1728Alamat IPAda 2 jenis IP : IP standar atau IP versi 4 (sejak 1970) dan IPv6 (mulai 199x)IPv4 : 32 bit 4G alamat202.134.21.3 = CA.22.15.03IPv6 : 128 bit 256 exa2 FF:01:07::::::::::CA:22:15:032^32 bit = 1m 2^128 bit = lebar galaxy bimasakti29

30Jaringan Komputer I31

Alamat IPIPv4Punya 32 bit alamat = 4G alamatFormat DDD.DDD.DDD.DDD Dibagi menjadi kelas-kelas (kelompok):A anggota : 2G ciri 0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx0.0.0.0 sd 127.255.255.255B anggota : 1G ciri 10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx128.0.0.0 sd 191.255.255.255C anggota : 0.5 G ciri 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx192.0.0.0 sd 223.255.255.255

32Grouping IPGrup A anggota 2G terbagi menjadi:Mask : 11111111.000000000.00000000.00000000128 subnetwork dengan 16M hostGrup B anggota 1G terbagi menjadi:mask : 11111111.11111111.00000000.0000000016k subnetwork dengan 64k hostGrup C anggota 512M terbagi menjadi:Mask : 11111111.11111111.11111111.000000002M subnetwork dengan 256 host

33IP reserved# 10.0.0.0 - 10.255.255.255 - reserved for intranet local networks# 127.0.0.0 - 127.255.255.255 - reserved for local loop on each computer# 172.16.0.0 - 172.31.255.255 - reserved for intranet local networks# 192.168.0.0 - 192.168.255.255 - reserved for intranet local networks# 224.0.0.0 - 239.255.255.255 - used for multicast routing34Alokasi Alamat Kelas CAlamat kelas CAlokasi194.0.0.0 s/d 195.255.255.255Eropa198.0.0.0 s/d 199.255.255.255Amerika Utara200.0.0.0 s/d 201.255.255.255Amerika Tengah dan Selatan202.0.0.0 s/d 203.255.255.255Asia Pasifik35PR 30-4-7 dibahas 2-5-7Suatu jaringan dengan IP 10.14.15.xxx mask 255.255.255.240Pertanyaan:Berapa subnet di jaringan tersebut?Jika ingin mengirim semua anggota subnet ke 4, berapakah alamat IP yang harus dituju?36SubnetTeknik peminjaman bagian host untuk dijadikan bagian network sehingga memperbanyak jumlah network dan mengurangi jumlah hostAlasan :Mengurangi trafik jaringanMeyederhanakan managemen, lebih mudah mengidentifikasi dan mengisolasi masalah dalam jaringan, kemudahan pengelolaan dan pengaturan routingMeningkatkan performansi jaringan akibat berkurangnya trafik

10.14.64.255 mask 255.255.255.128 00001010.00001110.01000000.1111111111111111.11111111.11111111.10000000 maskHasil operasi and 10.14.64.128Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask) 12710.14.64.255/25 : subnet 10.14.64.128 dengan host 127

10.14.64.64 mask 255.255.255.128 00001010.00001110.01000000.0100000011111111.11111111.11111111.10000000 maskHasil operasi and 10.14.64.0Hasil operasi xor (dgn bit 0 di mask) 6410.14.64.64/25 : subnet 10.14.64.0 dengan host 64

Kesimpulan : mask /25 membagi menjadi 2 kelompok

37Subnet10.14.64.xxx/25 akan membagi menjadi 2 kelompok:10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast 10.14.64.127)10.14.64.128 (lokal 10.14.64.128, broadcast 10.14.64.255)10.14.64.xxx/26 akan membagi menjadi 4 kelompok:10.14.64.0 (lokal 10.14.64.0, broadcast 10.14.64.63)10.14.64.64 (lokal 10.14.64.64, broadcast 10.14.64.127)10.14.64.128 (lokal 10.14.64.128, broadcast 10.14.64.191)10.14.64.192 (lokal 10.14.64.192, broadcast 10.14.64.255)38

IPSubnet maskNetwork numberHostBroadcast10.14.201.3255.255.255.010.14.201.0310.14.201.25510.14.201.3255.255.240.010.14.192.09.310.14.207.25510.14.201.3255.255.128.010.14.128.0.00.0.73.310.14.255.25510.14.201.3255.255.224.010.14.192.09.310.14.223.25510.14.201.3Ada 310.14.192.09.3Ada 310.14.201.3Ada 310.14.200.01.3Ada 310.14.201.3255.255.0.010.14.0.0201.310.14.255.25539IP Routing ProtocolRIP (Routing Information Protocol)Berbasis algoritma distant vector (vektor jarak ke tujuan)Dibatasi maksimum 15 hopBertukar jarak vektor setiap 30 detik melalui Response Message yang biasa juga disebut dengan istilah advertisementSetiap advertisement bisa membawa informasi routing sampai 25 tujuan

40Contoh : Isi Tabel Router ANetwork TujuanRouter SelanjutnyaJumlah Hop ke tujuanW-1SD2YD3ZD>3

S41Beri contoh latihan isi tabel router yang lain

Latihan : Isi tabel router dibawah ini42Protokol Routing LainnyaRIP2 Exterior Gateway Protocol (EGP) Border Gateway Protocol (BGP) BGP4 Protocol Independent Multicast (PIM) Intermediate System Intermediate System (IS-IS) Next Hop Routing Protocol (NHRP) 431

2

3

4

5

1

4

1

2

3

4

5

h = 1

D2(1)= 1

D4(1)=

D3(1)= 4

D5(1)=

D1(1)= 0

1

2

3

4

5

D1(1)= 0

h = 2

D2(2)= 1

D4(2)= 9

D3(2)= 2

D5(2)= 4

1

2

3

4

5

D1(3)= 0

h = 3

D2(3)= 1

D4(3)= 9

D3(3)= 2

D5(3)= 4

D4(3)= 8

1

2

3

4

5

D1(4)= 0

h = 4

D2(4)= 1

D4(4)= 8

D3(4)= 2

D5(4)= 4

1

4

2

1

Final Tree d/pShortest Path

1

2

3

4

5

1

4

1

2

3

4

5

1

4

1

2

3

4

5

SourceNode

4

1

1

2

1

2

3

4

5

1

4