1 / 37

Network Layer

Network Layer. Computer Networks. Eko Prasetyo Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Gresik 2012. network data link physical. network data link physical. network data link physical. network data link physical. network data link physical. network data link physical.

jessica-blanchard
Download Presentation

Network Layer

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Network Layer Computer Networks Eko Prasetyo TeknikInformatika UniversitasMuhammadiyah Gresik 2012

  2. network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical network data link physical application transport network data link physical application transport network data link physical Network Layer • Membawapaketdaripengirimkepenerima • Disisipengirim, membungkuspaketkedalam datagram • Disisipenerima, menerimapaketdanmenyampaikanke transport layer • Protokol network layer dalamsetiap host, router • Router memeriksa field header semua datagram IP yang melewatinya.

  3. Network Layer routing algorithm • forwarding:memindahkanpaketdari input router ke output router yang tepat • routing:menentukanrute yang harusdiambilpaketdarisumberketujuan • Routing algorithms local forwarding table header value output link 0100 0101 0111 1001 3 2 2 1 1 0111 2 3 value in arriving packet’s header

  4. Isudesain Network Layer • Store-and-Forward Packet Switching • Services Provided to the Transport Layer • Implementation of Connectionless Service • Implementation of Connection-Oriented Service • Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets

  5. Store-and-Forward Packet Switching Lingkungan protokol network layer

  6. application transport network data link physical application transport network data link physical Virtual circuits: signaling protocols • used to setup, maintain teardown VC • used in ATM, frame-relay, X.25 • not used in today’s Internet 6. Receive data 5. Data flow begins 4. Call connected 3. Accept call 1. Initiate call 2. incoming call

  7. application transport network data link physical application transport network data link physical Datagram networks • no call setup at network layer • routers: no state about end-to-end connections • no network-level concept of “connection” • packets forwarded using destination host address • packets between same source-dest pair may take different paths 1. Send data 2. Receive data

  8. ICMP protocol • error reporting • router “signaling” • IP protocol • addressing conventions • datagram format • packet handling conventions • Routing protocols • path selection • RIP, OSPF, BGP forwarding table Internet Network layer Host, router network layer functions: Transport layer: TCP, UDP Network layer Link layer physical layer

  9. total panjang datagram (bytes) Nomor versi protokol IP 32 bits header length (bytes) type of service head. len ver length for fragmentation/ reassembly fragment offset “type” of data flgs 16-bit identifier Jumlah maksimal hop yang tersisa (menurun pada setiap router) upper layer time to live Internet checksum 32 bit source IP address 32 bit destination IP address upper layer protocol to deliver payload to E.g. timestamp, record route taken, specify list of routers to visit. Options (if any) data (variable length, typically a TCP or UDP segment) IP datagram format how much overhead with TCP? • 20 bytes of TCP • 20 bytes of IP • = 40 bytes + app layer overhead

  10. IP Fragmentation & Reassembly fragmentation: in: one large datagram out: 3 smaller datagrams • Network links mempunyai MTU (max.transfer unit) – kapasitas datagram maksimal frame • Berbedatipe link, beda MTUs • Data IP besardipecah (“fragmented”) dalamjaringanjaringan • Satu datagram menjadibeberapa datagram • “reassembled” hanyaditujuanakhir • Bit IP header digunakanuntukmengidentifikasiurutanfragmen yang berhubungan reassembly

  11. length =1500 length =1500 length =4000 length =1040 ID =x ID =x ID =x ID =x fragflag =0 fragflag =1 fragflag =1 fragflag =0 offset =0 offset =0 offset =2960 offset =1480 Satu datagram besar menjadi beberapa datagram yang lebih kecil IP Fragmentation and Reassembly Example • 4000 byte datagram (3980 byte data, 20 byte header IP) • MTU = 1500 bytes 1480 bytes in data field, 20 bytes in header IP offset = 0+1480

  12. Comparison of Virtual-Circuit and Datagram Subnets 5-4

  13. SilahkanPresentasi 826 – 792 – 2131

  14. Digunakanoleh host dan router untukmenginformasikankomunikasipada level network Pelaporan error: unreachable host, network, port, protocol echo request/reply (digunakanoleh ping) network-layer “above” IP: Pesan ICMP dibawadalam IP datagrams ICMP message: type, code ditambah 8 bytes pertama IP datagram yang menyebabkan error ICMP: Internet Control Message Protocol TypeCodedescription 0 0 echo reply (ping) 3 0 dest. network unreachable 3 1 dest host unreachable 3 2 dest protocol unreachable 3 3 dest port unreachable 3 6 dest network unknown 3 7 dest host unknown 4 0 source quench (congestion control - not used) 8 0 echo request (ping) 9 0 route advertisement 10 0 router discovery 11 0 TTL expired 12 0 bad IP header

  15. Sumber mengirim serangkaian segment UDP pada tujuan Pertama mempunyai TTL=1 Kedua mempunyai TTL=2, dsb. Tidak seperti nomor port Ketika datagram tiba di router ke-n When nth datagram arrives to nth router: Router membuang datagram Dan mengirim pesan ICMP ke sumber (type 11, code 0) Pesan termasuk nama router dan alamat IP Ketika pesan ICMP tiba, sumber menghitung RTT Traceroute melakukan hal ini tiga kali Stopping criterion Segmen UDP kadang tiba di host tujuan Tujuan mengembalikan paket ICMP “host unreachable” (type 3, code 3) Ketika sumber mendapati ICMP ini, berhenti Traceroute dan ICMP

  16. IP addresses: how to get one? Q: How does host get IP address? • Hard-coded by system admin in a file • Windows: control-panel->network->configuration->tcp/ip->properties • UNIX: /etc/rc.config • DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol: dynamically get address from as server • “plug-and-play”

  17. IP addresses: how to get one? Q:Bagaimanajaringanmendapatkanbagian subnet alamat IP ? A:Ambilbagianalokasidari provider ISP yang mengaturalokasialamat ISP's block 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/20 Organization 0 11001000 00010111 00010000 00000000 200.23.16.0/23 Organization 1 11001000 00010111 00010010 00000000 200.23.18.0/23 Organization 2 11001000 00010111 00010100 00000000 200.23.20.0/23 ... ….. …. …. Organization 7 11001000 00010111 00011110 00000000 200.23.30.0/23

  18. IP addressing: the last word... Q: Bagimana ISP mendapatkan block alamat ? A: ICANN: Internet Corporation for Assigned Names and Numbers • Mengalokasikan lamat • Mengelola DNS • Memberikan mana domain, menyelesaikan perselisihan domain

  19. SilahkanPresentasi 2663 – 2460 – 4213

  20. NAT: Network Address Translation rest of Internet local network (e.g., home network) 10.0.0/24 10.0.0.1 10.0.0.4 10.0.0.2 138.76.29.7 10.0.0.3 Datagram dengan sumber atau tujuan Dalam jaringan ini mempunyai alamat 10.0.0/24 untuk sumber, tujuan (biasanya) Semua datagrams meninggalkan jaringan lokal mempunyai alamat IP NAT tunggal yang sama : 138.76.29.7, Yang berbeda nomor port sumber

  21. NAT: Network Address Translation • Motivation: jaringan lokal hanya menggunakan sati alamat IP yang leboh cepat untuk berhubungan dengan dunia luar (internet) : • Tidak membutuhkan alokasi range alamat dari ISP-hanya satu alamat IP digunakan untuk banyak perangkat • Dapat mengubah alamat perangkat dalam jaringan lokasl tanpa memberitahu dunia luar • Bisa mengganti ISP tanpa mengubah alamat perangkat dalam jaringan lokal • Perangkat dalam jaringan lokal tidak dialamati secara eksplisit, ditampakkan oleh dunia luar (security plus)

  22. NAT: Network Address Translation Implementation: NAT router must: • outgoing datagrams:mengganti(source IP address, port #) setiap datagram yang keluar (NAT IP address, new port #) . . . Server/klien remote (yang dituju) akanmenjawabmenggunakan (NAT IP address, new port #) sebagaialamattujuan • remember (in NAT translation table) setiappasangantranslasi (source IP address, port #) ke (NAT IP address, new port #) • incoming datagrams:mengganti(NAT IP address, new port #) dalam field tujuansetiap datagram yang masukdengan (source IP address, port #) terkait yang tersimpandalamtabel NAT

  23. 3 1 2 4 S: 10.0.0.1, 3345 D: 128.119.40.186, 80 S: 138.76.29.7, 5001 D: 128.119.40.186, 80 1: host 10.0.0.1 sends datagram to 128.119.40, 80 2: NAT router changes datagram source addr from 10.0.0.1, 3345 to 138.76.29.7, 5001, updates table S: 128.119.40.186, 80 D: 10.0.0.1, 3345 S: 128.119.40.186, 80 D: 138.76.29.7, 5001 NAT: Network Address Translation NAT translation table WAN side addr LAN side addr 138.76.29.7, 5001 10.0.0.1, 3345 …… …… 10.0.0.1 10.0.0.4 10.0.0.2 138.76.29.7 10.0.0.3 4: NAT router changes datagram dest addr from 138.76.29.7, 5001 to 10.0.0.1, 3345 3: Reply arrives dest. address: 138.76.29.7, 5001

  24. NAT: Network Address Translation • Jumlah field port : • 60,000 koneksi simultan dengan sisi alamat LAN tunggal ! • NAT is controversial: • Router seharusnya hanya memproses sampai dengan layer 3 • Melanggar argumen end-to-end • NAT memungkinkan untuk diambil sebagai account oleh desainer aplikasi, misalnya aplikasi P2P • Pemendekan alamat harus diselesaikan dengan IPv6

  25. IPv6 • Initial motivation:Space alamat 32-bit akan habis teralokasikan. • Alasan tambahan: • Format header membantu mempercepat processing/forwarding • Header berubah untuk menfasilitasi QoS IPv6 datagram format: • Panjang header tetap 40 byte • Tidak diperbolehkan fragmentasi

  26. IPv6 Header (Cont) Priority:identifikasiprioritasdiantara datagram dalam flow Flow Label:identifikasidatagramsdalam “flow.” yang sama (concept “flow” tidakterdefinisidenganbaik). Next header:identifikasiprotokol upper layer untuk data

  27. Perubahan lain dari IPv4 • Checksum:Dihilangkan untuk mengurangi waktu pemrosesan pada tiap hop • Options: diperbolehkan, tapi diluar header, diindikasikan oleh field “Next Header” • ICMPv6: versi baru ICMP • Ada tipe pesan tambahan,mis “Packet Too Big” • Fungsi manajemen multicast group

  28. Transition From IPv4 To IPv6 • Tidaksemua router dapatdiupgradesimultan • Tidakada “flag days” • Bagaimanaakanmengoperasikandalamjaringan yang menggunakan router IPv4 dan IPv6 saja • Tunneling: IPv6 membawa payload sepertipada IPv4 datagram diantara router IPv4

  29. Tunneling IPv4 ke IPv6 • Tunneling dilakukan untuk migrasi secara bertahap dari ipv4 ke ipv6 • Mekanisme : • Dual-stack. Cukup menambahkan ipv6 pada setiap komputer tanpa menghapus ipv4 nya. Di beberapa operating system yang baru, mereka rata rata telah menerapkan metode dual stack ini.  Host • Tunnel ipv6 didalam ipv4. Teknik ini menggunakan ipv4 sebagai datalink layer dan ipv6 akan dienkapsulasi kedalam jaringan ipv4 Host dan Router • Transalasi dari network address translation ke protocol transfer. Atau dengan menggunakan teknik tcp relay dari ipv4 ke ipv4. Dimana aplikasi yang menggunakan ipv6 di relay di domain name server yang kemudian diteruskan ke dns yang menggunakan ipv4.  Router dan server DNS Teknis tunneling otomatis di Linux bisa dibaca di blog myteks.wordpress.com

  30. SilahkanPresentasi 2453 – 2328 – 4271

  31. Routing Algorithm • Routing algorithm: menentukanrutedanmengelolatabel routing • Properti yang dibutuhkanbagialgoritma routing: • 1. correctness • 2. simplicity • 3. robustness with respect to failures and changing conditions • 4. stability of the routing decisions • 5. fairness of the resource allocation • 6. optimality of the packet travel times • Algoritma: dijkstra, distance vector, hierarchical

  32. Sumberinformasitabel Routing • Manual • Tabeldibuatoleh admin • Bergunadalamjaringankecil • Bergunajikarutetidakpernahberubah • Automatic routing • Software membuat/menggantitabel • Diperlukandalamjaringanbesar • Adaperubahanruteketikakegagalanterjadi

  33. Distance Vector Routing • Setiap router mengelolatabelnyadenganmenerimajarakterbaikdarisetiap router tetangganyakesemua node yang tergabungdalamjaringan. • Update dilakukandenganpertukaraninformasidengantetangga. • Disebutjuga distributed Bellman-Ford routing dan Ford-Fulkerson algorithm. • Masihdigunakandalamjaringan internet dalamaturan RIP. (a) A subnet. (b) Input from A, I, H, K, and the new routing table for J.

  34. Hierarchical Routing

  35. 200.23.17.0/23 200.23.18.0/23 200.23.30.0/23 200.23.62.0/23 200.23.33.0/23 200.23.20.0/23 . . . . . . Hierarchical addressing: route aggregation Hierarchical addressing allows efficient advertisement of routing information: “Send me anything with addresses beginning 200.23.0.0/18” Organization 0 Organization 1 “Send me anything with addresses beginning 200.23.16.0/20” Organization 2 Fly-By-Night-ISP Internet Toll-ISP Organization 7 “Send me anything with addresses beginning 200.23.32.0/19” “Send me anything with addresses beginning 200.23.0.0/18” ISPs-R-Us Organization 8 Organization 9

  36. 200.23.33.0/23 200.23.20.0/23 200.23.16.0/23 199.31.1.0/18 200.23.30.0/23 200.23.62.0/23 . . . . . . Hierarchical addressing: more specific routes ISPs-R-Us has a more specific route to Organization 1 Organization 0 “Send me anything with addresses beginning 200.23.0.0/18 or 199.31.0.0/18” “Send me anything with addresses beginning 200.23.16.0/20” Organization 2 Fly-By-Night-ISP Internet Organization 7 Organization 1 “Send me anything with addresses Beginning 200.23.32.0/19 or 199.31.0.0/18 ” ISPs-R-Us “Send me anything with addresses beginning 200.23.0.0/18 or 199.31.0.0/18” Organization 8 Organization 9

  37. ANY QUESTIONS ?

More Related