The Network Layer

1. The Network Layer Chapter 5

2. Network Layer Design Isues • Packet Switching Store-and-Forward • PenyediaanLayananke Transport Layer • Implementasilayanan Connectionless • Implementasilayanan Connection-Oriented • Perbandingan Virtual-Circuit dan Datagram Subnets

3. Fungsi : Mengambil paket dari sumber dan mengirimkannya ketujuan. Harus tepat dan keadaan baik. Memberikan layanan kepada transport layer routing congestion control internetworking LAPISAN JARINGAN

4. Masalah-masalah pada rancangan lapisan jaringan Layanan-layanan bagi transport layer • Interface • network layer / transport layer • seperti carrier dan pelanggan • merupakan batas subnet

5. Rancangan sesuai dengan tujuan • layanan harus independent terhadap subnet • transport layer dibatasi jumlah, jenis dan topologi subnet yang ada • alamat jaringan menggunakan penomoran yang uniform Network Layer (subnet) dan Transport Layer (host) merupakan service yang dilakukan network layer ~ dilakukan subnet.

6. Internal Organization of the NL 2filosofi yang dipakai adalah Connection OrienteddanConnection Less. Dalam hal operasi internal dari subnet - Connection Oriented disebut virtual circuit (analogy dengan telepon) - Connection Less.disebut datagram (analogy dengan telegram).

7. Store-and-Forward Packet Switching The environment of the network layer protocols. fig 5-1

8. Implementation of Connectionless Service Routing within a diagram subnet.

9. Implementation of Connection-Oriented Service Routing within a virtual-circuit subnet.

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

11. Routing Algorithms • The Optimality Principle • Shortest Path Routing • Flooding • Distance Vector Routing • Link State Routing • Hierarchical Routing • Broadcast Routing • Multicast Routing • Routing for Mobile Hosts • Routing in Ad Hoc Networks

12. Algoritma Routing merupakan perangkat lunak network layer menentukan keluaran dari paket yang masuk yang harus ditransmisikan pada datagram keputusan dibuat pada setiap node setiap ada paket yang datang pada virtual circuit keputusan dibuat hanya pada saat VC diset-up

13. Paket data hanya mengikuti route yang telah ditentukan • biasa disebut session routing, sebab suatu jalur tidak berubah selama satu session Sifat-sifat yang diinginkan algoritma routing : o ketepatan o Keadilan o Kesederhanaan o Optimalitas o Ketangguhan o stabilitas

14. Routing Algorithms (2) Conflict between fairness and optimality.

15. Prinsip Optimalitas Dapat dibuat pernyataan tentang route optimal tanpa mempertimbangkan topologi dan trafik jaringan. Prinsip ini dinyatakan sebagai berikut : Bila router J berada pada lintasan optimal dari router I ke router K, maka lintasan optimal dari J ke K juga berada pada sepanjang route yang sama

16. (a) A subnet. (b) A sink tree for router B.

17. Route I ke J : r1 Route sisanya : r2 Bila route J ke K lebih baik dari r2  digabung dengan r1 untuk meningkatkan route I ke K berlawanan dari pernyataan bahwa r1 r2 optimal.

18. Akibat prinsip optimalitas diagram pohon  sink tree (gb.b) merupakan route optimal keseluruh tujuan jumlah hop  ukuran jarak sebuah sink tree  tidak perlu unik,  boleh memiliki panjang lintasan yang sama

19. Salah satu algoritma untuk menghitung“shortest path”  • Algoritma Dijkstra • setiap mode diberi label • bila belum ada path yang diketahui diberi lambang ~ • kalau diketemukan jalur  akan diubah • label dapat tentative (awal) atau permanen

20. Shortest Path Routing 5 Step yang digunakanubtukmenghitungjarakterpendekdari A ke D Panahworking node.

21. Flooding pemilihan routing tidak tergantung pada delay dan topologi jaringan node yang bukan tujuan mengcopy paket yang diterima sesuai dengan keluaran tersebut (selain node pengirim) kemudian paket dikirim ke node yang lain selain node asal node tidak akan mengulang paket yang pernah diterimanya  akan dibuang

22. 2 3 4 1 5 6 Contoh : dari node 1 ke node 4

23. Distance Vector Routing • Suatualgoritmadinamiksebagai Link State Routing • Beroperasidenganmenggunakan router yang dilengkapidengantabel • Up-dated dilakukandenganbertukarinformasidengantetangga

24. A subnet. (b) Input dari A, I, H, K, tabel routing baruuntuk J.

25. LINK STATE ROUTING Dasar-nya Temukan tetangganya pelajari alamat-alamat jaringannya Ukur delay / biaya ke masing-masing node tetangganya membuat paket  bahwa semua telah dipelajari Kirimkan paket kesemua router Hitung lintasan terpendek kesetiap router yang lain

26. Learning about the Neighbors • Nine routers and a LAN. • A graph model of (a).

27. Measuring Line Cost A subnet in which the East and West parts are connected by two lines.

28. Building Link State Packets (a) A subnet. (b) The link state packets for this subnet.

29. Distributing the Link State Packets The packet buffer for router B in the previous slide (Fig. 5-13).

30. Hierarchical Routing • At certain point the network grow to the point • No longer feasible for every router to have an entry for every other router hierarchically as telephone network the router are divided into regions knowing all the detail about its own region, not know the internal structure of other region

31. Hierarchical Routing

32. Broadcast Routing Reverse path forwarding. (a) A subnet. (b) a Sink tree. (c) The tree built by reverse path forwarding.

33. Multicast Routing (a) A network. (b) A spanning tree for the leftmost router. (c) A multicast tree for group 1. (d) A multicast tree for group 2.

34. Route Discovery Ad Hoc network dapatdinyatakandalamgrafikdaribeberapa host dan routers. 2 node berkomunikasidinyatakanoleh ‘Arc’ denganmenggunakan radio. Bila A lebihkuatmaka A dptberhubungandengan B tapibelumtentu B dapatberhubungandengan A. Dianggapsemuahubungansemitris. Walaudalam radio range belumtentu 2 node dapatberhubungan – adapenghalang Contohdibawah: AODV Algoritma, dari A menujuke I, namunkarenaditabeltidakada, maka A harusmencaridanmenemukan route ke I Setiap node akanmengurusitabel, mengenaitujuan,tetangga, termasuktetanggamana yang sedangmencari route ketujuannyadll

35. Route Discovery (a) Range of A's broadcast. (b) After B and D have received A's broadcast. (c) After C, F, and G have received A's broadcast. (d) After E, H, and I have received A's broadcast. Shaded nodes are new recipients. Arrows show possible reverse routes.

36. Route Discovery (2) • Untuk mencari I • A membuat Route Request paket dan broadcast kesemua node. • Paket mencapai B dan D dan bisa berkomunikasi dengan A • F tidak ada ‘arc’ ke A, maka F tidak bisa menerima sinyal radio dari A Format of a ROUTE REQUEST packet.

37. BilaRReqpaketsampaike node (mis B dan D) maka step2-nya adalahsbb: • Source add, Req ID melihattabelterdahulu, bilasdhpernahdiprosesdibuang, selesai. Bilabelumdiprosesdilanjutkan • Receiver akanmelihattujuanpadatabel route bila ‘fresh’ cocok  RReppaketdikirimkembalidanditunjukkanbagaimanamencapaitujuan. Bilatidakcocok  prosesberikut. • Bila’fresh’ tidakdiketahui hop count dinaikkan rebroadcast paketRReq

38. Untukmerespon incoming Req, I mengirimpaketRRep.Field SA,DA,HC dicopydaripaketRReqtapi no uruttujuandiambildarimemori counter. HC set ke-0. Life time field dipakaiuntukmengontrol lama nya route ‘valid’ PaketRRepdikirimkeasalpaketRReq (G) secaraunicastkemudianmengikutirutearahbalikke D kemudianke A Padasetiap node HC selaludiincrement agar diketahuijarakketujuan (I)

39. Route Discovery (3) Format of a ROUTE REPLY packet. ROUTE MAINTENANCE Digambarkan apabila G mati maka : • Route ADGI – tidak berlaku • Secara periodik setiap node broadcast ‘hello’ message sampai mendapat respon. • Bila tidak ada respon – node tetangga sudah pindah • Setiap node ‘N’ keep track tetangga – active neighbourgh. • Gambar dibawah – Routing table for D dari contoh topologi sebelumnya.

40. Route Maintenance (a)D's routing table before G goes down. (b) The graph after G has gone down.

41. Bila D mengetahui G matidilihattabel, G semuladipakaiuntuk route ke E,G,I(Next Hop), Union Active neighbourgh{A,B} • A,B tergantung G  D harusmemberitahu spy melakukan up date dan D menghapus E,G,I dari routing table • Perbedaanantara AODV dan B-Ford adalah Node tidakmem-broadcast secaraperiodiksemua routing table menghematbandwith • AODV juga capable untukmelakukanbraodcastataupun multicast.

42. Node Lookup in Peer-to-Peer Networks • Locally distributed • Semua node semitris – tidakadasentralhirarkidanprioritas • Free software • Pertanyaan : Bagaimana user menemukan node yang berisi software yang dibutuhkan • Contoh : Algoritma Chord • Chord system mempunyai ‘n’ peminat user – digunakan node identifier – 160 bit – ada 2 160pengguna – digambarkandengansebuahlingkaranbesar

43. Pada contoh dibawah m = 5, sehingga lingkaran ada 32 node , node dengan identifier sebagai node aktual : 1,4,7,12,15,dan 27 • Definisi fungsi successor(k) adalah sebagai node identifier dari node aktual yang pertama diikuti k putaran searah jarum jam. • Successor (6) = 7, Successor (8) = 12, Successor (22) = 27 Gambar dibawah : (a) A set of 32 node identifiers arranged in a circle. The shaded ones correspond to actual machines. The arcs show the fingers from nodes 1, 4, and 12. The labels on the arcs are the table indices. (b) Examples of the finger tables.

44. Node Lookup in Peer-to-Peer Networks

45. Congestion Control Algorithms • General Principles of Congestion Control • Congestion Prevention Policies • Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets • Congestion Control in Datagram Subnets • Load Shedding • Jitter Control

46. CONGESTION Congestion adalah : penurunan unjuk kerja subnet karena banyaknya paket yang ada pada subnet pada saat tersebut. • Sejumlah paket dimasukkan kesubnet untuk dideliver. Semakin banyak paket  subnet tidak dapat menampung seluruhnya, sedangkan jumlah yang harus disalurkan sebanding dengan jumlah paket yang masuk  paket hilang

47. Pada traffic yang tinggi  unjuk kerja menurun dan hampir semua paket tak tersalurkan. Adanya kemacetan  karena tidak ada pembatasan masuknya trafik ke jaringan. Kemacetan yang berkelanjutan menyebabkan dead lock / lock up.  diperlukan pengaturan / pembatasan trafik yang masuk ke jaringan, yang disebut FLOW CONTROL

48. Congestion Prevention Policies Policies that affect congestion. 5-26

49. Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets • lebihbaikdilakukansebelumnyadaripadasetelahkejadian • Salahsatutekniknya : admission control • Sekaliadatandakemacetan, tidakdiset-up lagi virtual circuit sampaikemacetanselesai. set up dari transport layer yang barugagal. Contoh : 2 router yang mengalamikemacetan. Suatu host ygterhubungke router A ingin men set-up hubunganke host ygterhubungke router B

50. Congestion Control in Virtual-Circuit Subnets (a) A congested subnet. (b) A redrawn subnet, eliminates congestion and a virtual circuit from A to B (garis patah2)