Bab 5: Ethernetelearning.amikom.ac.id/index.php/download/materi/190302105-ST073-57/...Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 2 Bab 6: Tujuan

© 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential Presentation_ID 1

Bab 5: Ethernet

Pengantar Jaringan

Presentation_ID 2 © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential

Bab 6: Tujuan Dalam bab ini, Anda akan belajar untuk:

! Menjelaskan cara kerja dari Ethernet sublayers.

! Mengidentifikasi keutamaan dari frame Ethernet.

! Menjelaskan tujuan dan karakteristik dari Ethernet MAC address.

! Menjelaskan tujuan ARP.

! Memaparkan bagaimana pengaruh ARP terhadap jaringan dan kinerja host.

! Menjelaskan konsep-konsep dasar switching.

! Membandingkan fixed configuration dan modular switches.

! Konfigurasi Layer 3 switch.


Ethernet

Pengantar

Bab ini mengkaji karakteristik dan pengoperasian Ethernet yang telah berevolusi bersama media transmisinya, berbasis content teknologi komunikasi data dengan bandwidth tinggi saat ini, serta teknologi full-duplex.


Bab 5

5.0 Pendahuluan 5.1 Ethernet Protocol 5.2 Address Resolution Protocol 5.3 Switch LAN 5.4 Ringkasan


5.1 Ethernet Protocol


Operasi Ethernet

LLC dan MAC Sublayer Ethernet -

• Paling banyak diterapkan pada teknologi LAN • Beroperasi pada layer datalink dan layer physical • Keluarga dari teknologi jaringan yang didefinisikan dalam standar

IEEE 802.2 dan 802.3 • Mendukung bandwidth data 10, 100, 1000, 10.000, 40.000, hingga

100.000 Mbps (100 Gbps)

Ethernet standar - • Mendefinisikan protokol layer 2 dan teknologi Layer 1 • Terbagi menjadi dua sub layer dari lapisan data link untuk beroperasi

- Logical Link control (LLC) dan MAC sublayers


Operasi Ethernet

LLC dan MAC Sublayer


Operasi Ethernet

LLC dan MAC Sublayer

LLC

• Menangani komunikasi antara lapisan atas dan bawah

• Mengambil data network protokol dan menambahkan informasi kontrol untuk membantu pengiriman paket ke tujuan

MAC

• Merupakan layer terendah dari datalink layer

• Diimplementasikan oleh perangkat keras, biasanya dalam NIC komputer

• Tugas utama: Enkapsulasi data dan Media akses kontrol


Operasi Ethernet

MAC Sublayer


Operasi Ethernet

MAC Sublayer Data enkapsulasi • Pemasangan Frame sebelum transmisi dan pelepasan frame pada

saat penerimaan frame

• Layer MAC menambahkan header dan trailer ke layer network PDU

Menyediakan tiga fungsi utama: • Pembatas frame - mengidentifikasi sekelompok bit yang membentuk

frame, sinkronisasi antara node pengirim dan node penerima

• Pengalamatan- setiap header Ethernet akan ditambahkan dalam frame berisi alamat fisik (MAC address) yang memungkinkan frame dapat dikirimkan ke node tujuan

• Pendeteksi error- setiap frame Ethernet mengandung sebuah trailer dengan Cyclic Redundancy Check (CRC) dari isi frame


Operasi Ethernet

MAC Sublayer

Media Akses Kontrol • Bertanggung jawab atas penempatan frame pada media

dan penghapusan frame dari media transmisi.

• Berkomunikasi langsung dengan layer fisik (physical layer)

• Jika beberapa perangkat pada satu media melakukan pengiriman data secara bersamaan, data akan bertabrakan dan mengakibatkan kerusakan, sehingga data tidak dapat digunakan

• Ethernet menyediakan metode untuk mengontrol bagaimana node melakukan sharing access (berbagi pakai) melalui penggunaan teknologi Carrier Sense Multiple Access (CSMA)


Operasi Ethernet Media Access Control

Carrier Sense Multiple Access (CSMA)

• Digunakan sebagai pendeteksi pertama jika media membawa sinyal

• Jika tidak ada sinyal terdeteksi, perangkat tersebut mengirimkan datanya

• Jika dua perangkat melakukan pengiriman pada saat yang bersamaan- data bertabrakan




Operasi Ethernet Media Access Control Dua metode yang biasanya digunakan adalah:

CSMA / Collision Detection • Perangkat memonitor media untuk keberadaan sinyal data

• Jika tidak ada sinyal data, menunjukkan bahwa media itu bebas, perangkat baru akan mengirimkan data

• Jika kemudian terdeteksi sinyal yang menunjukkan perangkat lain sedang melakukan pengiriman pada waktu yang sama, semua perangkat berhenti melakukan pengiriman dan mencoba lagi kemudian

• Saat ini jaringan Ethernet dirancang dengan teknologi CSMA/CD, sehingga tabrakan tidak akan terjadi dan proses yang digunakan oleh CSMA/Cdpada perangkat tidak diperlukan lagi

• Koneksi wireless di lingkungan LAN dapat menyebabkan terjadinya tabrakan (wireless and LAN are connected in the same time)


Operasi Ethernet Media Access Control Dua metode yang umum digunakan adalah:

Metode CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

• Device mendeteksi media tentang keberadaan sinyal data - jika media bebas, perangkat mengirim pemberitahuan pada media, bahwa perangkat tersebut akan melakukan pengiriman data.

• Perangkat kemudian mengirimkan data.

• Digunakan oleh 802.11 jaringan nirkabel teknologi




Operasi Ethernet MAC Address: Ethernet Identitas • Layer 2 ethernet mac address terdiri dari 48-bit binary yang di tuliskan

dalam 12 digit hexadecimal ! IEEE membutuhkan vendor untuk mengikuti dua aturan sederhana:

• Vendor harus menggunakan penugasan OUI sebagai 3 bytes pertama

• Semua Alamat MAC dengan oui yang sama harus diberi nilai unik di 3 bytes terakhir


Operasi Ethernet Bingkai Pengolahan

! Mac address diterapkan pada workstation, server, printer, switch, dan router

! Contoh Mac: 00-05-9A-3C-78-00, 00:05:09 A: 3C: 78:00, atau 0005.9A3C.7800.

! Mengirimkan pesan ke jaringan Ethernet, memberi informasi header pada paket, berisi sumber dan tujuan MAC address

! Setiap NIC melihat informasi untuk melihat apakah MAC address tujuan yang terdapat pada frame cocok dengan physical mac address yang tersimpan pada RAM

! Jika tidak cocok perangkat akan membuang frame ! Jika cocok dengan mac address tujuan yang ada pada frame, NIC

melewatkan frame ke layer OSI selanjutnya, dimana dekapsulasi proses berlangsung


Ethernet Bingkai Atribut Ethernet Encapsulation

! Versi awal dari Ethernet relatif lambat pada kecepatan 10 Mbps ! Sekarang beroperasi pada 10 Gigabits per detik dan akan lebih cepat ! Struktur frame Ethernet menambahkan header dan trailer pada Layer 3

PDU untuk merangkum pesan yang dikirim

Ethernet II adalah format frame Ethernet yang digunakan dalam jaringan TCP / IP.


Ethernet Bingkai Atribut Ethernet Ukuran Frame

! Ethernet II dan standar IEEE 802.3 menetapkan ukuran frame minimal 64 byte dan maksimalnya1518 byte

! Jika panjangnya kurang dari 64 byte dianggap sebagai "collision fragment" (fragment yang bertabrakan) atau “runt frame“ (frame kecil)

! Jika ukuran frame ditransmisikan kurang dari minimum atau lebih besar dari maksimum, perangkat penerima akan menolak frame

! Pada lapisan fisik, perbedaan versi dari Ethernet terletak pada metode mereka dalam mendeteksi dan menempatkan data pada media


Ethernet Bingkai Atribut Ethernet Ukuran Frame

Angka tersebut menampilkan bidang yang terkandung dalam tag 802.1Q VLAN


Ethernet Bingkai Atribut

Pengantar Ethernet Bingkai

Preamble and Start Frame

Delimiter Fields Digunakan untuk mensinkronkan antara perangkat pengirim dan perangkat penerima

Length/Type Field

Mendefinisikan panjang frame atau mendeskripsikan protokol apa yang digunakan

Data and Pad Fields Berisi data yang diencapsulasi dari layer yang lebih atas. Merupakan sebuah paket IPv4


Ethernet Bingkai Atribut

Pengantar Ethernet Bingkai

Frame Check Sequence Field Digunakan untuk mendeteksi kesalahan dalam frame dengan cyclic redundancy check (4 bytes), jika perhitungannya cocok dari sumber dan penerima, maka tidak ada kesalahan.


Ethernet MAC MAC Alamat dan Heksadesimal


Ethernet MAC

MAC Alamat Representasi


Ethernet MAC Unicast MAC Address


Ethernet MAC

Broadcast MAC Address


Ethernet MAC Multicast MAC Address

Multicast Alamat MAC adalah nilai khusus yang dimulai

dengan 01-00-5E di heksadesimal

Rentang IPv4 alamat multicast adalah 224.0.0.0 untuk

239.255.255.255


MAC dan IP MAC dan IP

Alamat MAC ! Alamat ini tidak berubah ! Seperti sebuah nama pada seseorang ! Dikenal sebagai alamat fisik karena secara fisik ditetapkan pada NIC host

Alamat IP ! Seperti sebuah alamat seseorang ! Berdasarkan dimana host itu berada ! Dikenal sebagai logical address karena ditetapkan secara logic (tidak

permanen) ! Dikonfigurasikan ke setiap host oleh administrator jaringan

Pengalamatan physical MAC dan logical IP diperlukan oleh sebuah komputer untuk berkomunikasi, seperti nama dan alamat seseorang yang diperlukan untuk mengirim surat


Ethernet MAC

End-to-End Connectivity, MAC, dan IP


Ethernet MAC

End-to-End Connectivity, MAC, dan IP


5.2

Address Resolution Protocol


ARP Pengantar ARP Tujuan ARP

! Pengiriman node membutuhkan suatu cara untuk menemukan mac address tujuan yang akan diberikan pada ethernet link

Protokol ARP menyediakan dua fungsi dasar:

! Mengubah pengalamatan IPv4 menjadi mac addresses

! Memelihara tabel pemetaan


ARP Pengantar ARP


ARP ARP Fungsi / Operasi ARP Table - ! Digunakan untuk menemukan alamat layer data link yang dipetakan ke

alamat tujuan IPv4

! Sebagai sebuah node yang menerima frame dari media, node itu mencatat IP sumber dan MAC Address sebagai pemetaan ke dalam tabel ARP

ARP request - ! Layer 2 melakukan broadcast ke semua perangkat pada LAN Ethernet

! Node yang sesuai dengan alamat IP dalam broadcast akan membalas

! Jika tidak ada perangkat menanggapi permintaan ARP, paket akan dibuang karena frame tidak dapat dibuat

Static entri peta dapat dimasukkan dalam tabel ARP, tapi ini jarang berhasil


ARP ARP Fungsi / Operasi












ARP ARP Role in Remote Communication ! Jika tujuan host IPv4 ada pada jaringan lokal, frame akan

menggunakan alamat MAC dari perangkat ini sebagai tujuan MAC address

! Jika host tujuan IPv4 tidak di jaringan lokal, sumber itu akan menggunakan proses ARP untuk menentukan alamat MAC untuk interface router yang berfungsi sebagai gateway

! Jika alamat gateway tidak ada dalam tabel, sebuah ARP request digunakan untuk mengambil alamat MAC yang terhubung dengan alamat IP router interface


ARP Menghapus Entri dari Tabel ARP ! ARP Cache Timer menghapus entri ARP yang belum

digunakan untuk jangka waktu tertentu.

! Sebuah Perintah (command) juga dapat digunakan untuk menghapus secara manual semua atau beberapa entri di ARP tabel


ARP ARP Tabel di Networking Devices


ARP Isu

Bagaimana ARP Bisa Membuat Masalah


ARP Isu

Mengurangi Masalah ARP


5.3 Switch LAN


Switching Switch Port Fundamentals

Layer 2 LAN switch

! Menghubungkan end device (client) ke central intermediate device (server) pada jaringan Ethernet

! Melakukan pergantian dan penyaringan hanya berdasarkan pada alamat MAC

! membuat tabel mac address yang akan digunakan untuk acuan pengiriman.

! Tergantung pada router (konfigurasi pada router) untuk melewatkan data antara IP subnetwork


Switching Beralih MAC Address Table

1. Switch menerima broadcast frame dari PC 1 pada Port 1. 2. Switch mencatat alamat MAC sumber dan port switch yang

menerima frame ke dalam tabel alamat. 3. Karena alamat tujuan adalah sebuah broadcast, switch

melakukan pengiriman frame ke semua port, kecuali port yang menerima frame.

4. Perangkat tujuan membalas pada broadcast dengan unicast fame ditujukan kepada PC 1.

Lanjutan ...


Switching Beralih MAC Address Table

5. Switch mencatat sumber mac address dari PC 2 dan nomor port dari port switch yang menerima frame ke dalam tabel alamat. Alamat tujuan dari frame dan port yang terkait ditemukan dalam tabel alamat MAC.

6. Switch sekarang dapat meneruskan frame antara sumber dan perangkat tujuan tanpa mengirim kesemua port, karena memiliki entri dalam tabel alamat yang mengidentifikasi port yang terkait.


Switching

Pengaturan Duplex


Switching

Auto-MDIX


Switching Metode Frame Forwarding pada Switch Cisco

Store and Forward switching: • Ketika switch menerima frame,

switch akan menyimpan data kedalam buffer sampai frame lengkap diterima,

• Selama proses penyimpanan, switch menganalisis frame untuk informasi tentang tujuan.

• Dalam proses ini switch juga melakukan pemeriksaan kesalahan dengan menggunakan CRC trailer sebagian dari frame.

• Setelah mengkonfirmasi integritas dari frame, maka frame diteruskan keluar menuju port yang sesuai tujuannya.


Dua varian lain:

Fast-forward switching: • Level terendah dari

latency, melakukan pengiriman paket sesegera mungkin setelah membaca tujuan alamat, tipe cut-through method dari switching

Fragment-free switching: • Switch menyimpan 64

byte pertama dari frame sebelum mengirim, ketika sebagian besar jaringan error dan terjadi tabrakan selama 64 bytes

Switching Cut-through Switching

Cut-through switching: • Metode untuk system packet

switching, dimana switch akan meneruskan paket sebelum seluruh frame diterima, biasanya segera setelah alamat tujuan di proses.


Switching Memory Buffering pada Switches


Tetap atau Modular

Ayat Tetap Modular Konfigurasi


Tetap atau Modular

Ayat Tetap Modular Konfigurasi


Tetap atau Modular

Modul Pilihan untuk Cisco Beralih Slots


Layer 3 Switching

Layer 2 Layer 3 Switching ayat


Layer 3 Switching

Cisco Express Forwarding

Dua komponen utama:

! Forwarding Information Base (FIB) (pengiriman berdasarkan informasi) • Secara konsep mirip dengan routing tabel • Perangkat jaringan menggunakan tabel lookup ini

untuk membuat acuan destination-based switching selama Cisco Express melakukan pengiriman

• Diperbarui ketika perubahan terjadi dalam jaringan dan berisi semua rute yang dikenal pada saat itu

! Adjancecy tabel • Mengurusi pengalamatan ‘next-hop’ pada layer 2

untuk semua data FIB


Layer 3 Switching

Cisco Express Forwarding


Layer 3 Switching

Jenis Layer 3 Interfaces Jenis utama dari interface Layer 3 :

! Switch Virtual Interface (SVI)- logical interface pada switch yang terhubung dengan jaringan lokal area virtual (VLAN).

! Routed Port - Port fisik pada switch Layer 3 yang dikonfigurasikan untuk bertindak sebagai port router. Konfigurasikan port yang sudah di-route dengan mengubah interface-nya ke dalam layer 3 dengan cara mengkonfigurasi dengan ‘no switchport’ pada perintah konfigurasi interface (interface configuration command).

! Layer 3 EtherChannel – jalur logika pada perangkat Cisco (port group) yang dihubungkan dengan sejumlah port yang sudah di-route. (beberapa port fisik cisco di gabung menjadi satu jalur logika dalam satu buah port group. Tujuannya meningkatkan kecepatan koneksi antar switch)


Layer 3 Switching Konfigurasi Routed Port pada Layer 3 Pindah


Bab 5 Ringkasan ! Ethernet adalah teknologi LAN yang paling banyak digunakan

digunakan saat ini.

! Standar Ethernet mendefinisikan kedua Layer 2 protokol dan teknologi Layer 1.

! Struktur frame Ethernet menambahkan header dan trailer sekitar Layer 3 PDU untuk encapsulate pesan agar terkirim.

! Sebagai implementasi dari IEEE 802.2 / 3 standar, frame Ethernet menyediakan pengalaatan MAC dan pengecekan error.

! Mengganti hub dengan switch dalam jaringan lokal telah mengurangi kemungkinan tabrakan frame di link half-duplex.


Bab 5 Ringkasan ! Pengalamatan pada Layer 2 disediakan oleh Ethernet

mendukung komunikasi unicast, multicast, dan broadcast.

! Ethernet menggunakan Address Resolution Protocol untuk menentukan alamat MAC tujuan dan memetakan mereka terhadap pengalamatan layer network yang diketahui.

! Setiap node pada jaringan IP memiliki kedua alamat MAC dan alamat IP.

! Protokol ARP mengubah alamat IPv4 ke alamat MAC dan memelihara tabel pemetaan.

! Layer 2 switch membuat sebuah tabel mac address yang digunakan sebagai acuan pengiriman.


Bab 5 Ringkasan ! Layer 3 switch juga mampu melakukan fungsi Layer 3

routing, sehingga mengurangi kebutuhan terhadap router khusus pada LAN.

! Layer 3 switch memiliki spesialisasi hardware switching sehingga mereka dapat mengarahkan data dengan cepat, sesuai kecepatan switch.


Translate by:

! Seno Harpawan ([email protected]) &

! Melwin Syafrizal ([email protected])

Bab 5: Ethernetelearning.amikom.ac.id/index.php/download/materi/190302105-ST073-57/...Presentation_ID © 2008 Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Confidential 2 Bab 6: Tujuan

Documents