CNNA 8 - SUBNETTING IP NETWORKS

 A. Subnetting an IPv4 Network

Network Segmentations

1) Broadcast Domain

Di LAN Ethernet, perangkat menggunakan broadcast untuk menemukan :

• Perankat lain - perangkat yang menggunakan ARP yang mengirimkan broadcast layer 2 ke alamat IPv4 yang diketahui di jaringan lokal untuk menemukan alamat MAC terkait.
• Layanan - host biasanya memperoleh konfigurasi alamat IPv4-nya menggunakan DHCP yang mengirimkan broadcast di jaringan lokal untuk menemukan server DHCP.

2) Problems With Large Broadcast Domains

    Pada gambar di samping, LAN 1 menghubungkan 400 pengguna yang dapat menghasilkan lalu lintas siaran yang menghasilkan :

• Operasi jaringan yang lambat karena jumlah lalu lintas yang signifikan yang dapat ditimbulkan
• Operasi perangkat lambat karena perangkat harus menerima dan memproses setiap paket siaran

    Solusinya adalah mengurangi ukuran jaringan untuk membuat domain siaran yang lebih kecil dalam proses yang disebut subnetting. Ruangan jaringan yang lebih kecil ini disebut subnet.

    Pada gambar ke dua dengan 400 pengguna di LAN 1 dengan alamat jaringan 172.16.0.0/16 telah dibagi menjadi dua subnet yang masing-masing terdiri dari 200 pengguna; 172.16.0.0/24 dan 172.16.1.0/24. Siaran hanya disebarkan dalam domain siaran yang lebih kecil. Oleh karena itu siaran LAN 1 tidak akan menyebar ke LAN 2.

    Panjang prefix telah berubah dari a /16 menjadi a /24. Ini adalah hal mendasar subnetting; menggunakan bit host untuk membuat subnet tambahan.

3) Reasons For Subnetting

    Subnetting mengurangi lalu lintas jaringan secara keseluruhan dan meningkatkan kinerjajaringan. Ada berbagai cara menggunakan subnet untuk membantu mengelola perangkat jaringan. Administrator jaringan dapat mengelompokkan perangkat dan layanan ke dalam subnet yang di tentukan oleh :

• Lokasi
• Unit organisasi
• Jenis perangkat
• Divisi lain yang masuk akal untuk jaringan

Subnetting an IPv4 Network

1) Octet Boundaries

    Panjang prefiks dan subnet mask adalah cara yang berbeda untuk mengidentifikasi bagian jaringan dari sebuah 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 prefiks ini, subnet mask yang setara, bit jaringan dan host, dan jumlah host yang dapat dihubungkan oleh setiap subnet. Perhatikan bahwa menggunakan awalan yang lebih panjang mengurangi jumlah host per subnet.

2) Subnetting on The Octet Boundary

    Untuk memahami bagaimana subnetting pada batas oktet dapat berguna, perhatikan contoh berikut. Asumsikan 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 siaran. Jelas, ini tidak ideal.

    Perusahaan selanjutnya dapat men-subnet alamat 10.0.0.0/8 pada batas oktet / 16 seperti yang ditunjukkan pada Gambar di atas. Ini akan memberi perusahaan kemampuan untuk menentukan hingga 256 subnet (yaitu, 10.0.0.0/16 - 10.255.0.0 / 16) dengan setiap 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.

3) Classless Subnetting

    Alamat jaringan / 24 biasanya di-subnet menggunakan awalan yang lebih panjang dengan meminjam bit dari oktet keempat. Ini memberi administrator fleksibilitas tambahan saat menetapkan alamat jaringan ke sejumlah kecil perangkat akhir.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar:

/ 25 baris - Meminjam 1 bit dari oktet keempat menciptakan 2 subnet yang masing-masing mendukung 126 host.

/ 26 baris - Meminjam 2 bit membuat 4 subnet yang masing-masing mendukung 62 host.

/ 27 baris - Meminjam 3 bit membuat 8 subnet yang masing-masing mendukung 30 host.

/ 28 baris - Meminjam 4 bit membuat 16 subnet yang masing-masing mendukung 14 host.

/ 29 baris - Meminjam 5 bit membuat 32 subnet yang masing-masing mendukung 6 host.

/ 30 baris - Meminjam 6 bit membuat 64 subnet yang masing-masing mendukung 2 host.

Untuk setiap bit yang dipinjam pada oktet keempat, jumlah subnetwork yang tersedia digandakan sekaligus mengurangi jumlah alamat host per subnet.

4) Subnettings Formulas

    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.

    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 perhitungan host 2^ n - 2 seperti yang tunjukkan untuk mengungkapkan bahwa setiap subnet dapat mendukung 62 alamat host. Alamat signifikan dari subnet pertama (yaitu, Net 0).

Subnetting a /16 /8 Prefix

1) Creating a /16 Prefix

    Dalam situasi yang membutuhkan jumlah subnet yang lebih besar, jaringan IPv4 diperlukan yang memiliki lebih banyak bit host untuk dipinjam. Misalnya, alamat jaringan 172.16.0.0 memiliki 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.

2) Creating 100 Subnets With a /16 Network

    Pertimbangkan perusahaan besar yang membutuhkan setidaknya 100 subnet dan telah memilih alamat pribadi 172.16.0.0 /16 sebagai alamat jaringan internalnya. Saat meminjam bit dari alamat a /16, mulailah meminjam bit di oktet ketiga, dari kiri ke kanan. Pinjam satu bit pada satu waktu hingga jumlah bit yang diperlukan untuk membuat 100 subnet tercapai. Untuk memenuhi persyaratan perusahaan 7 bit (yaitu 2 ^ 7 = 128 subnet) perlu dipinjam.

3) Calculating The Host

    Untuk menghitung jumlah host yang dapat didukung setiap subnet, periksa oktet ketiga dan keempat. Setelah meminjam 7 bit untuk subnet, ada satu bit host tersisa di oktet ketiga dan 8 bit host tersisa di oktet keempat dengan total 9 bit yang tidak dipinjam. Terapkan rumus kalkulasi host maka hanya ada 510 alamat host yang tersedia untuk setiap / 23 subnet.

Subnetting to Meet Requirements

1) Subnetting Based on Host Requirements

Ada dua pertimbangan saat merencanakan subnet :

• Jumlah alamat host yang perlukan untuk setiap jaringan
• Jumlah subnet individu yang dibutuhkan

    Jumlah alamat host yang dibutuhkan di subnet terbesar akan menentukan berapa banyak bit yang harus tersisa dibagian host. Ingatlah bahwa dua alamat tidak dapat digunakan, sehingga jumlah alamat yang dapat digunakan dapat dihitung sebagai 2 ^ n - 2.

2) Subnetting Based on Network Requirements

    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 struktur internal atau pengaturan departemen.

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

Benefits of Variable Length Subnet Masking

1) Traditional Subnetting Wastes Addresses

    Menggunakan subnetting 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. Melakukan subnetting tradisional ini memenuhi kebutuhan LAN terbesar dan membagi ruang alamat menjadi sejumlah subnet yang memadai, hal itu mengakibatkan pemborosan alamat yang tidak digunakan secara signifikan.

    Selanjutnya, ini membatasi pertumbuhan di masa depan dengan mengurangi jumlah total subnet yang tersedia. Penggunaan alamat yang tidak efisien ini merupakan karakteristik subnetting tradisional. Menerapkan skema subnetting tradisional ke skenario ini tidak terlalu efien dan boros.

2) Variable Length Subnet Masks

    Subnetting VLSM mirip dengan subnetting tradisional dimana bit-bit tersebut dipinjam untuk membuat subnet. Rumus untuk menghitung jumlah host per subnet da jumlah subnet yang buat masih berlaku.

    Perbedaannya adalah bahwa subnetting bukanlah aktivitas single pass. Dengan VLSM jaringan terlebih dahulu di-subnet, dan kemudian subnet di-subnet lagi. Proses ini dapat diulang beberapa kali untuk membuat subnet dengan berbagai ukuran.

B. Addressing Schemes

Structure Design

1) Network Addresses Planning

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

2) Planning to Addresses The Network

    Merencanakan subnet jaringan membutuhkan pemeriksaan baik kebutuhan jaringan organisasi, dan bagaimana subnet akan disusun. Melakukan studi persyaratan jaringan adalah titik awal. Ini berarti seluruh jaringan dan menentukan bagian utama jaringan dan bagaimana mereka akan tersegmentasi. Rencana alamat termasuk menentukan kebutuhan setiap subnet dalam hal ukuran, berapa banyak host per subnet, bagaimana alamat host akan ditetapkan, host mana yang memerlukan alamat IPv4 statistik, dan host mana yang dapat menggunakan DHCP untuk mendapatkan informasi pengalamatannya.

3) Assigning Addresses to Devices

Dalam suatu jaringan, terdapat berbagai jenis perangkat yang membutuhkan alamat, antara lain:

• Klien pengguna akhir - Sebagian besar jaringan mengalokasikan alamat secara dinamis menggunakan Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). 
• 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 untuk pengguna jarak jauh. Dalam kebanyakan kasus, server ini diberi alamat pribadi secara internal, dan router atau firewall di sekeliling jaringan harus dikonfigurasi untuk menerjemahkan alamat internal menjadi alamat publik.
• Perangkat perantara - Perangkat ini diberi alamat untuk manajemen jaringan, pemantauan, dan keamanan. Karena kita harus tahu bagaimana berkomunikasi dengan perangkat perantara, mereka harus memiliki alamat yang ditetapkan secara statis dan dapat diprediksi.
• Gateway - Router dan perangkat firewall memiliki alamat IP yang ditetapkan ke setiap antarmuka yang berfungsi sebagai gateway untuk host di jaringan itu. Biasanya, antarmuka router menggunakan alamat terendah atau tertinggi di jaringan.

C. Subnetting Considerations For IPv6

Subnetting an IPv6 Network

1) The IPv6 Global Unicast Address

    Subnet IPv6 membutuhkan pendekatan yang berbeda dari subnet IPv4. Alasan yang sama untuk membuat subnetting ruang alamat IPv4 untuk mengelola lalu lintas jaringan juga berlaku untuk IPv6. Namun, karena banyaknya alamat IPv6, tidak ada lagi kekhawatiran untuk melestarikan alamat. Paket alamat IPv6 dapat berfokus pada pendekatan hierarki terbaik untuk mengelola dan menetapkan subnet IPv6. Lihat gambar untuk tinjauan singkat tentang struktur alamat unicast global IPv6. 

    Subnetting IPv6 tidak berkaitan dengan penghematan ruang alamat. ID subnet mencakup lebih dari cukup subnet. Subnetting IPv6 adalah tentang membangun hierarki pengalamatan berdasarkan jumlah subnetwork yang diperlukan.

    Ingatlah bahwa ada dua jenis alamat IPv6 yang dapat ditetapkan. Alamat lokal tautan IPv6 tidak pernah disubnet karena hanya ada di tautan lokal. Namun, alamat unicast global IPv6 dapat di-subnet.Alamat unicast global IPv6 biasanya terdiri dari awalan perutean global / 48, ID subnet 16 bit, dan ID antarmuka 64 bit

2) Subnetting Using The Subnet ID

    Bagian ID subnet 16 bit dari alamat unicast global IPv6 dapat digunakan oleh organisasi untuk membuat subnet internal. ID subnet menyediakan lebih dari cukup subnet dan dukungan host daripada 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 triliun alamat IPv6 host per subnet (yaitu, 18.000.000.000.000.000.000).

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

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

3) IPv6 Subnet Allocation

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

    Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, contoh topologi akan membutuhkan subnet untuk setiap LAN serta untuk tautan WAN antara R1 dan R2. Berbeda dengan contoh untuk IPv4, dengan IPv6 subnet link WAN tidak akan di-subnet lebih lanjut. Meskipun ini mungkin "membuang" alamat, itu bukan masalah saat menggunakan IPv6.

    Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, alokasi lima subnet IPv6, dengan bidang ID subnet 0001 hingga 0005 akan digunakan untuk contoh ini. Setiap / 64 subnet akan memberikan lebih banyak alamat daripada yang dibutuhkan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, setiap segmen LAN dan tautan WAN diberi subnet / 64. Mirip dengan konfigurasi IPv4, Gambar 4 menunjukkan bahwa setiap antarmuka router telah dikonfigurasi untuk berada di subnet IPv6 yang berbeda.