CCNA Chapter 8

 Domain Siaran

    Di LAN Ethernet, perangkat menggunakan siaran untuk mencari:

• Perangkat lain - Perangkat menggunakan Address Resolution Protocol (ARP) yang mengirim siaran Layer 2 ke alamat IPv4 yang dikenal di jaringan lokal untuk menemukan alamat MAC terkait.
• Layanan - Sebuah 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 keluar semua antarmuka kecuali antarmuka yang diterima. Sebagai contoh, jika sebuah saklar dalam gambar itu menerima siaran, ia akan meneruskannya ke switch lain dan pengguna lain yang terhubung dalam jaringan.

    Router tidak menyebarkan siaran. Ketika router menerima siaran, ia tidak meneruskannya ke antarmuka lain. Misalnya, ketika R1 menerima siaran pada antarmuka Gigabit Ethernet 0/0-nya, ia tidak meneruskan antarmuka lain.

    Oleh karena itu, setiap antarmuka router menghubungkan domain dan siaran broadcast hanya disebarkan dalam domain siaran spesifiknya.

Masalah dengan Domain Broadcast Besar

    Domain broadcast yang besar adalah jaringan yang menghubungkan banyak host. Masalah dengan domain broadcast besar adalah bahwa host ini dapat menghasilkan siaran yang berlebihan dan secara negatif mempengaruhi jaringan.

    Perhatikan bagaimana panjang prefix telah berubah dari / 16 menjadi a / 24. Ini adalah dasar dari subnetting; menggunakan bit host untuk membuat subnet tambahan.

    Catatan : Istilah subnet dan jaringan sering digunakan secara bergantian. Sebagian besar jaringan merupakan subnet dari beberapa blok alamat yang lebih besar.

Alasan untuk Subnetting

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

    Ada berbagai cara menggunakan subnet untuk membantu mengelola perangkat jaringan. Administrator jaringan dapat mengelompokkan perangkat dan layanan ke dalam subnet yang ditentukan oleh:

• Lokasi, seperti lantai di gedung
• Unit organisasi
• Jenis perangkat
• Setiap divisi lain yang masuk akal untuk jaringan.

    Bab ini menjelaskan bagaimana subnetting dilakukan. Memahami bagaimana jaringan subnet adalah keterampilan mendasar yang harus dikembangkan oleh semua administrator jaringan. Berbagai metode telah dikembangkan untuk membantu memahami proses ini. Bab ini akan fokus pada melihat metode biner. Meskipun awalnya sedikit berlebihan, fokus dan perhatikan dengan detail dan dengan latihan, subnetting menjadi lebih mudah.

    Octet Boundaries

    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 awalan panjang dan subnet mask adalah cara yang berbeda untuk mengidentifikasi bagian jaringan dari suatu alamat.

    Subnet IPv4 dibuat dengan menggunakan satu atau lebih bit host sebagai bit jaringan. Ini dilakukan dengan memperluas subnet mask untuk meminjam beberapa bit dari bagian host dari alamat untuk membuat bit jaringan tambahan. Semakin banyak bit host yang dipinjam, semakin banyak subnet yang dapat didefinisikan.

    Jaringan paling mudah di-subnet pada batas oktet / 8, / 16, dan / 24. Tabel pada gambar mengidentifikasi panjang prefix ini, masker subnet yang setara, bit jaringan dan host, dan jumlah host yang dapat disambungkan setiap subnet. Perhatikan bahwa penggunaan awalan yang lebih panjang mengurangi jumlah host per subnet.

Subnetting di Octet Boundary

    Untuk memahami bagaimana subnetting pada batas oktet dapat berguna, pertimbangkan contoh berikut. Asumsikan suatu perusahaan telah memilih alamat pribadi 10.0.0.0/8 sebagai alamat jaringan internalnya. Alamat jaringan itu dapat menghubungkan 16.777.214 host dalam satu domain broadcast. Tentunya, ini tidak ideal.

    Perusahaan bisa lebih lanjut subnet alamat 10.0.0.0/8 pada batas oktet / 16 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Ini akan memberikan perusahaan kemampuan untuk menentukan hingga 256 subnet (yaitu, 10.0.0.0/16 - 10.255.0.0 / 16) dengan masing-masing subnet yang 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 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Ini akan memungkinkan perusahaan untuk mendefinisikan 65.536 subnet masing-masing yang mampu menghubungkan 254 host. Batas / 24 sangat populer di subnetting karena mengakomodasi sejumlah host yang masuk akal dan mudah subnet di batas oktet.

Subnetting Tanpa Kelas

    Contoh-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 mana pununtuk membuat topeng lain.

    Misalnya, alamat jaringan / 24 umumnya disubkripsikan menggunakan awalan yang lebih panjang dengan meminjam bit dari oktet keempat. Ini memberikan administrator fleksibilitas tambahan ketika menetapkan alamat jaringan ke sejumlah perangkat akhir yang lebih kecil.

• / 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 masing-masing mendukung 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 di oktet keempat, jumlah subjaringan tersedia dua kali lipat sambil mengurangi jumlah alamat host per subnet.

Rumus Subnetting

    Untuk menghitung jumlah subnet yang dapat dibuat dari bit yang dipinjam, gunakan rumus yang ditampilkan pada Gambar 1. Gambar 2 menampilkan kemungkinan jumlah subnet yang dapat dibuat saat meminjam 1, 2, 3, 4, 5, atau 6 bit .

    Catatan : Dua bit terakhir tidak dapat dipinjam dari oktet terakhir karena tidak akan ada alamat host yang tersedia. Oleh karena itu, panjang awalan terpanjang mungkin ketika subnetting adalah / 30 atau 255.255.255.252.

Untuk menghitung jumlah host yang dapat didukung, gunakan rumus. Ada dua alamat subnet yang tidak dapat ditetapkan ke host, alamat jaringan dan alamat broadcast, jadi kita harus mengurangi 2.

    Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, ada 7 bit host yang tersisa, jadi perhitungannya adalah 2 ^ 7 = 128-2 = 126. Ini berarti bahwa masing-masing subnet memiliki 126 alamat host yang valid. Oleh karena itu, meminjam 1 bit host menuju hasil jaringan dalam menciptakan 2 subnet, dan setiap subnet dapat memiliki total 126 host yang ditetapkan.

Menciptakan 4 Subnet

    Perusahaan menggunakan jangkauan alamat 192.168.1.0/24 jaringan swasta dan membutuhkan tiga subnet. Meminjam satu bit hanya menyediakan 2 subnet; oleh karena itu, bit host lain harus dipinjam. Menggunakan rumus 2 ^ n untuk dua hasil bit pinjaman dalam 2 ^ 2 = 4 subnet. Spesifik dari empat subnet. Subnet mask yang dihasilkan dari / 26 atau 255.255.255.192 digunakan oleh keempat subnet.

    Untuk menghitung jumlah host, periksa oktet terakhir seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Setelah meminjam 2 bit untuk subnet, ada 6 bit host yang tersisa. Terapkan rumus penghitungan host 2 ^ n - 2 seperti yang ditunjukkan untuk mengungkapkan bahwa setiap subnet dapat mendukung 62 alamat host. Alamat penting dari subnet pertama (yaitu, Net 0). 

    Hanya tiga subnet pertama yang diperlukan karena hanya ada tiga antarmuka. spesifikasi dari tiga subnet pertama yang akan digunakan.

Membuat Subnet dengan awalan / 16

    Dalam situasi yang membutuhkan jumlah subnet yang lebih besar, diperlukan jaringan IPv4 yang memiliki lebih banyak host bit untuk dipinjam. Misalnya, alamat jaringan 172.16.0.0 memiliki mask 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 untuk membuat subnet. Tabel pada gambar menyoroti semua kemungkinan skenario untuk subnetting awalan / 16.

Membuat 100 Subnet dengan Jaringan / 16

    Pertimbangkan perusahaan besar yang membutuhkan setidaknya 100 subnet dan telah memilih alamat pribadi 172.16.0.0/16 sebagai alamat jaringan internal. 

    Saat meminjam bit dari alamat / 16, mulailah meminjam bit dalam oktet ketiga, dari kiri ke kanan. Pinjam sedikit demi sedikit sampai jumlah bit yang diperlukan untuk membuat 100 subnet tercapai.

Menghitung Host

    Untuk menghitung jumlah host setiap subnet dapat mendukung, periksa oktet ketiga dan keempat. Setelah meminjam 7 bit untuk subnet, ada satu bit host yang tersisa di oktet ketiga dan 8 bit host yang tersisa di oktet keempat dengan total 9 bit yang tidak dipinjam.

    Terapkan rumus perhitungan tuan rumah. Hanya ada 510 alamat host yang tersedia untuk masing-masing / 23 subnet.

Subnetting Berdasarkan Persyaratan Inang

Ada dua pertimbangan ketika merencanakan subnet:

•  jumlah alamat host yang diperlukan untuk setiap jaringan
•  jumlah subnet individual yang dibutuhkan

    Tabel pada gambar menampilkan spesifikasi untuk subnetting jaringan / 24. Perhatikan bagaimana ada hubungan terbalik antara jumlah subnet dan jumlah host. Semakin banyak bit yang dipinjam untuk membuat subnet, semakin sedikit bit host yang tersedia. Jika lebih banyak alamat host diperlukan, lebih banyak bit host yang diperlukan, sehingga lebih sedikit subnet.

    Jumlah alamat host yang diperlukan dalam subnet terbesar akan menentukan berapa banyak bit yang harus ditinggalkan di bagian host. Ingat bahwa dua alamat tidak dapat digunakan, sehingga jumlah alamat yang dapat digunakan dapat dihitung sebagai 2 ^ n-2.

Subnetting Berdasarkan Kebutuhan Jaringan

    Terkadang sejumlah subnet diperlukan, dengan sedikit penekanan pada jumlah alamat host per subnet. Ini mungkin terjadi jika organisasi memilih untuk memisahkan lalu lintas jaringan mereka berdasarkan pada struktur internal atau pengaturan departemen, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Misalnya, organisasi dapat memilih untuk menempatkan semua perangkat host yang digunakan oleh karyawan di departemen Teknik dalam satu jaringan, dan semua perangkat host yang digunakan oleh manajemen dalam jaringan yang terpisah. Dalam hal ini, jumlah subnet paling penting dalam menentukan berapa banyak bit yang harus dipinjam.

    Ingat jumlah subnet yang dibuat ketika bit yang dipinjam dapat dihitung menggunakan rumus 2 ^ n (di mana n adalah jumlah bit yang dipinjam). Kuncinya adalah untuk menyeimbangkan jumlah subnet yang diperlukan dan jumlah host yang diperlukan untuk subnet terbesar. Semakin banyak bit yang dipinjam untuk membuat subnet tambahan berarti lebih sedikit host yang tersedia per subnet.

Alamat Limbah Subnetting Tradisional

    Menggunakan subnet tradisional, jumlah alamat yang sama dialokasikan untuk setiap subnet. Jika semua subnet memiliki persyaratan yang sama untuk jumlah host, blok alamat ukuran tetap ini akan efisien. Namun, paling sering itu tidak terjadi.

    Meskipun subnet tradisional ini memenuhi kebutuhan LAN terbesar dan membagi ruang alamat menjadi jumlah subnet yang memadai, ini menghasilkan pemborosan alamat yang tidak terpakai.

Masker Subnet Panjang Variabel

    Subnetting VLSM mirip dengan subnetting tradisional dalam bit yang dipinjam untuk membuat subnet. Rumus untuk menghitung jumlah host per subnet dan jumlah subnet yang dibuat masih berlaku.

    Perbedaannya adalah subnetting bukan merupakan aktivitas single pass. Dengan VLSM, jaringan pertama-tama di-subnet, dan kemudian subnet-subnet kembali di-subnet. Proses ini dapat diulang beberapa kali untuk membuat subnet dari berbagai ukuran.

    Catatan : Saat menggunakan VLSM, selalu mulai dengan memenuhi persyaratan host dari subnet terbesar. Lanjutkan subnetting hingga persyaratan host dari subnet terkecil dipenuhi.

Basic VLSM

    Untuk lebih memahami proses VLSM, kembalilah ke contoh sebelumnya. Jaringan 192.168.20.0/24 di subnetted menjadi delapan subnet berukuran sama. Tujuh dari delapan subnet dialokasikan. Empat subnet digunakan untuk LAN dan tiga subnet untuk koneksi WAN antar router. Ingat bahwa ruang alamat yang terbuang adalah dalam subnet yang digunakan untuk koneksi WAN, karena subnet itu hanya memerlukan dua alamat yang dapat digunakan: satu untuk setiap antarmuka router. Untuk menghindari pemborosan ini, VLSM dapat digunakan untuk membuat subnet yang lebih kecil untuk koneksi WAN.

    Untuk membuat subnet yang lebih kecil untuk tautan WAN, salah satu subnet akan dibagi. Dalam contoh ini, subnet terakhir, 192.168.20.224/27, akan di-subnetkan lebih lanjut.

    Ingat bahwa ketika jumlah alamat host yang diperlukan diketahui, rumus 2 ^ n-2 (di mana n sama dengan jumlah bit host yang tersisa) dapat digunakan. Untuk menyediakan dua alamat yang dapat digunakan, 2 bit host harus ditinggalkan di bagian host.

Perencanaan Alamat Jaringan

    Seperti yang ditunjukkan pada gambar, alokasi ruang alamat lapisan jaringan dalam jaringan perusahaan perlu dirancang dengan baik. Penetapan alamat tidak boleh acak.

    Merencanakan subnet jaringan memerlukan pemeriksaan baik kebutuhan penggunaan jaringan organisasi, dan bagaimana subnet akan terstruktur. Melakukan studi kebutuhan jaringan adalah titik awal. Ini berarti melihat seluruh jaringan dan menentukan bagian utama dari jaringan dan bagaimana mereka akan disegmentasi. Rencana alamat termasuk menentukan kebutuhan setiap subnet dalam hal ukuran, berapa banyak host per subnet, bagaimana alamat host akan ditetapkan, host mana yang akan membutuhkan alamat IPv4 statis, dan host mana yang dapat menggunakan DHCP untuk memperoleh informasi pengalamatan mereka.

    Ukuran subnet melibatkan perencanaan jumlah host yang akan membutuhkan alamat host IPv4 di setiap subnet dari jaringan privat terbagi. Misalnya, dalam desain jaringan kampus, Anda mungkin mempertimbangkan berapa banyak host yang diperlukan dalam LAN Administratif, berapa banyak di LAN Fakultas, dan berapa banyak di LAN Pelajar. Di jaringan rumah, pertimbangan mungkin dilakukan oleh jumlah host di LAN Main House dan jumlah host di LAN Home Office.

    Seperti yang telah dibahas sebelumnya, rentang alamat IPv4 pribadi yang digunakan pada LAN adalah pilihan administrator jaringan dan perlu pertimbangan yang matang untuk memastikan bahwa alamat host yang cukup akan tersedia untuk host yang saat ini dikenal dan untuk ekspansi di masa mendatang. Ingat rentang alamat IPv4 pribadi adalah:

• 10.0.0.0 - 10.255.255.255 dengan subnet mask 255.0.0.0 atau / 8
• 172.16.0.0 - 172.31.255.255 dengan subnet mask 255.240.0.0 atau / 12
• 192.168.0.0 - 192.168.255.255 dengan subnet mask 255.255.0.0 atau / 16

    Mengetahui persyaratan alamat IPv4 Anda akan menentukan rentang atau rentang alamat host yang Anda terapkan. Subnetting ruang alamat IPv4 pribadi yang dipilih akan memberikan alamat host untuk menutupi kebutuhan jaringan Anda.

    Alamat publik yang digunakan untuk terhubung ke Internet biasanya dialokasikan dari penyedia layanan. Jadi, sementara prinsip yang sama untuk subnetting akan berlaku, ini umumnya bukan tanggung jawab administrator jaringan organisasi.

Merencanakan untuk Mengalamatkan Jaringan

    Mencegah duplikasi alamat mengacu pada fakta bahwa setiap host dalam suatu internetwork harus memiliki alamat yang unik. Tanpa perencanaan dan dokumentasi yang tepat, alamat dapat ditugaskan ke lebih dari satu tuan rumah, yang mengakibatkan masalah akses untuk kedua host.

    Menyediakan dan mengendalikan akses mengacu pada fakta bahwa beberapa host, seperti server, menyediakan sumber daya untuk host internal maupun ke host eksternal. Alamat Layer 3 yang ditugaskan ke server dapat digunakan untuk mengontrol akses ke server tersebut. Namun, jika alamat tersebut secara acak ditetapkan dan tidak didokumentasikan dengan baik, mengontrol akses lebih sulit.

    Pemantauan keamanan dan kinerja host berarti lalu lintas jaringan diperiksa untuk alamat IP sumber yang menghasilkan atau menerima paket yang berlebihan. Jika ada perencanaan dan dokumentasi yang tepat dari pengalamatan jaringan, perangkat jaringan bermasalah harus mudah ditemukan.

Menetapkan Alamat ke Perangkat

    Dalam jaringan, ada berbagai jenis perangkat yang membutuhkan alamat, termasuk:

• Klien pengguna akhir - Sebagian besar jaringan mengalokasikan alamat secara dinamis menggunakan Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). Ini mengurangi beban staf pendukung jaringan dan secara virtual menghilangkan kesalahan entri. Selain itu, alamat hanya disewakan untuk jangka waktu tertentu. Mengubah skema subnetting berarti bahwa server DHCP perlu dikonfigurasi ulang, dan klien harus memperbaharui alamat IP mereka. Klien IPv6 dapat memperoleh informasi alamat menggunakan DHCPv6 atau SLAAC.
• Server dan periferal - Ini harus memiliki alamat IP statis yang dapat diprediksi. Gunakan sistem penomoran yang konsisten untuk perangkat ini.
• Server yang dapat diakses dari Internet - Di banyak jaringan, server harus tersedia bagi pengguna jarak jauh. Dalam banyak kasus, server ini diberi alamat pribadi secara internal, dan router atau firewall di sekeliling jaringan harus dikonfigurasi untuk menerjemahkan alamat internal ke alamat publik.
• Perantara perangkat - Perangkat ini diberikan alamat untuk manajemen jaringan, pemantauan, dan keamanan. Karena kita harus tahu cara berkomunikasi dengan perangkat perantara, mereka harus memiliki alamat yang dapat diprediksi dan ditetapkan secara statis.
• Gateway - Router dan perangkat firewall memiliki alamat IP yang ditetapkan untuk setiap antarmuka yang berfungsi sebagai gateway untuk host di jaringan itu. Biasanya, antarmuka router menggunakan alamat terendah atau tertinggi dalam jaringan.

    Saat mengembangkan skema pengalamatan IP, umumnya disarankan untuk memiliki pola pengaturan bagaimana alamat dialokasikan untuk setiap jenis perangkat. Ini menguntungkan administrator ketika menambahkan dan menghapus perangkat, memfilter lalu lintas berdasarkan IP, serta menyederhanakan dokumentasi.

Alamat Unicast Global IPv6

    Subnet IPv6 memerlukan pendekatan yang berbeda dari subnet IPv4. Alasan yang sama untuk subnetting ruang alamat IPv4 untuk mengatur lalu lintas jaringan juga berlaku untuk IPv6. Namun, karena banyaknya alamat IPv6, tidak ada lagi kekhawatiran untuk melestarikan alamat. Rencana alamat IPv6 dapat fokus pada pendekatan hierarkis terbaik untuk mengelola dan menetapkan subnet IPv6. Lihat gambar untuk tinjauan singkat struktur alamat unicast global IPv6.

    Subnet IPv4 tidak hanya tentang membatasi domain broadcast tetapi juga tentang mengelola kelangkaan alamat. Menentukan subnet mask dan penggunaan VLSM dilakukan untuk membantu menghemat alamat IPv4. Subnetting IPv6 tidak berkaitan dengan konservasi ruang alamat. ID subnet mencakup lebih dari subnet yang cukup. Subnetting IPv6 adalah tentang membangun hierarki pengalamatan berdasarkan jumlah subjaringan yang diperlukan.

    Ingat bahwa ada dua jenis alamat IPv6 yang dapat ditetapkan. Alamat lokal-link IPv6 tidak pernah di-subnet karena hanya ada pada tautan lokal. Namun, alamat unicast global IPv6 dapat di-subnet.

    Alamat global unicast IPv6 biasanya terdiri dari awalan routing global / 48, ID subnet 16 bit, dan ID antarmuka 64 bit.

Subnetting Menggunakan ID Subnet

    Bagian subnet ID 16 bit dari alamat global unicast IPv6 dapat digunakan oleh organisasi untuk membuat subnet internal.

    ID subnet menyediakan subnet dan dukungan host yang lebih dari cukup yang dibutuhkan dalam satu subnet. Misalnya, bagian 16 bit dapat:

• Buat hingga 65.536 / 64 subnet. Ini tidak termasuk kemungkinan meminjam bit apa pun dari ID antarmuka alamat.
• Mendukung hingga 18 alamat IPv6 host per subnet (yaitu, 18.000.000.000.000.000.000).

    Catatan : Subnetting ke ID Antarmuka 64 bit (atau bagian host) juga mungkin tetapi jarang diperlukan.

    Subnetting IPv6 juga lebih mudah diterapkan daripada IPv4, karena tidak ada konversi ke biner yang diperlukan. Untuk menentukan subnet yang tersedia berikutnya, cukup hitung dalam heksadesimal.

    Sebagai contoh, asumsikan sebuah organisasi telah ditetapkan 2001: 0DB8: ACAD :: / 48 global prefix routing dengan 16 bit ID subnet. Ini akan memungkinkan organisasi untuk membuat / 64 subnet, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Perhatikan bagaimana prefix routing global sama untuk semua subnet. Hanya hextet subnet ID yang bertambah dalam heksadesimal untuk setiap subnet.

Alokasi Subnet IPv6

    Dengan lebih dari 65.000 subnet untuk dipilih, tugas dari administrator jaringan menjadi salah satu dari merancang skema logis untuk menangani jaringan.

    Berbeda dengan contoh untuk IPv4, dengan IPv6, subnet tautan WAN tidak akan di-subnet lebih lanjut. Meskipun ini mungkin "membuang-buang" alamat, itu bukan masalah ketika menggunakan IPv6.