Belajar VLSM dan CIDR

VLSM and CIDR

1.  Classful and Classless Addressing

1.1  Classful IP Addressing

Ketika ARPANET dibuat pada tahun 1969, tidak ada seorangpun yang mengantisipasi bahwa internet akan meledak dibandingkan dengan awal riset proyek ini. Tahun 1989, ARPANET telah menjelma apa yang sekarang kita sebut dengan internet. Decade berikutnya, jumlah host membludak, dari 159.000 oktober 1989, sampai 72 juta pada akhir millennium.

Tanpa dikenalkannya VLSM dan CIDR tahun 1993 (RFC 1519), Name Address Translation (NAT) pada tahun 1994 (RFC 1631) dan Private addressing pada tahun 1996 (RFC 1918), alamat IPv4 32-bit akan sangat tidak mungkin untuk menampung jumlah host yang ada.

The High Order Bits

Awalnya alamat IPv4 dialokasi berdasarkan kelas. Ini tertuang dalam RFC 791 dimana pengarang membangun kelas-kelas IP untuk menyediakan ukuran network yang berbeda, yaitu untuk jaringan luas, menengah dan kecil. Hasilnya, kelas alamat dibagi atas kelas A, B, dan C dengan nilai bit yang paling tinggi berada pada deretan yang paling kiri.

Berdasarkan gambar:

·         Alamat class A dimulai dengan bit 0. Oleh karena itu, semua alamat dari 0.0.0.0 sampai 127.255.255.255 miliki class A. Alamat 0.0.0.0 merupakan default routing dan alamat 127.0.0.0 adalah loopback testing.

·         Alamat class B dimulai dengan bit 1 dan bit 0. Oleh sebab itu, semua alamat 128.0.0.0 sampai 191.255.255.255 milik class B.

·         Alamat class C dimulai dengan dua bit 1 dan bit 0. Oleh sebab itu, semua alamat 192.0.0.0 sampai 223.255.255.255 milik class C.

            Alamat sisa disediakan untuk multicasting dan pengembangan lebih lanjut. Alamat multicast dimulai dengan 3 angka bit 1 dan bit 0. Multicast digunakan untuk mengidentifikasi kelompok host yang merupakan bagian dari kelompok multicast. Ini membantu mengurangkan proses pengiriman paket yang telah dilakukan host, terutama pada media broadcast.

The IPv4 Classful Addressing Structure

Rancangan bit network dan bit host ditetapkan dalam RFC 790 (dirilis dengan RFC 791). Berdasarkan gambar, network class A menggunakan octet pertama untuk dijadikan sebagai alamat networknya. Karena hanya ada 7 bit yang tersisa pada octet pertama (octet pertama selalu 0), ini membuat 2⁷ untuk porsi network atau sama dengan 128 network.

Dengan jumlah bit 24 yang menjadi porsi host, masing-masing alamat class A berpotensial memiliki 16 juta alamat host. Sebelum CIDR dan VLSM, jaringan sebuah lembaga diset menggunakan alamat classful network. Apa yang akan dilakukan dengan jumlah host sebanyak itu? Namun masih ada beberapa perusahaan yang mengimplementasikan class A untuk alamat hostnya, seperti: general electric 3.0.0.0/8, Apple Computer 17.0.0.0/8 dan U.S Postal Service 56.0.0.0/28.

Class B tidak lebih baik. RFC 790 mengkhususkan dua octet pertama sebagai network. Dengan dua bit sudah digunakan yaitu 1 dan0, 14 bit dari dua octet pertama dialokasikan sebagai network, yang menghasilkan 16.384 alamat network untuk class B. karena setiap alamat network berisi 16 bit untuk porsi host, akan menghasilkan 65.534 alamat host. Biasanya digunakan oleh pemerintah.

Untuk class C dialokasikan tiga octet pertama sebagai alamat network. Dengan tiga bit pertama yaitu 1,1 dan 0 sebagai penanda class C menghasilkan 2 juta alamat network pada kelas ini. Namun, masing-masing networknya hanya tersedia 8 bit yang tersedia untuk alamat host yang jumlahnya menjadi 254 alamat.

1.2 Classful Routing Protocol

            Example of Classful Routing Updates

            Menggunakan alamat IP classful berarti subnet mask alamat network dapat ditentukan berdasarkan nilai octet pertama, atau untuk lebih akurat, tiga bit pertama dari alamat tersebut. Protokol routing, seperti RIP v1 hanya dibutuhkan untuk menyebarkan alamat network dari rute yang diketahui dan tidak memasukkab subnet mask pada update routingnya. Ini dikarenakan oleh router yang menerima  update routing table dapat menentukan subnetmask dengan menguji atau menganalisa nilai octet pertama yang ada pada alamat network, atau dengan menerapkan mask interface untuk rute yang disubnetkan. Subnet mask secara langsung berhubungan dengan alamat network

Pada contoh, R1 menegtahui bahwa subnet 172.16.1.0 milik major classful netowork yang sama dengan interface outgoing (interface keluaran). Oleh karena itu, interface ini 

mengetahui bahwa subnet 172.16.1.0 milik major classful netowork yang sama dengan interface outgoing (interface keluaran). Oleh karena itu, interface ini mengirim update RIP ke R2 berisikan subnet 172.16.1.0. ketika R2 menerima update tersebut, R2 akan memakai subnet mask dari interface dimana ia menerima update (/24) untuk mengirim update ke router lain dan menambahkan 172.16.1.0 ke dalam routing tablenya sendiri. 

Ketika mengirim update ke R3, R2 merangkum subnet 172.16.1.0/24, 172.16.2.0/24 dan 172.16.3.0/24 ke major classful network 172.16.0.0. Karena R3 tidak memiliki subnet yang merupakan bagian 172.16.0.0, R2 akan memakai classful mask untuk network class B, yaitu /16

1.3 Classless IP Addressing

            The Move Towards Classless Addressing

            Tahun 1992, anggota IETF sangat mengkhawatirkan semakin berkembangnya penggunaan internet dan keterbatasan skalabiltas routing table internet, serta keterbatasan 32-bit IPv4. Kehabisan alamat class B trejadi begitu cepat. Hal ini disebabkan oleh setiap organisasi meminta dan menjalankan alamat classful network.

Pada tahun 1993, IETF memperkenalkan Classless inter-Domain Routing, atau CIDR (RFC 1517), dengan CIDR memungkinkan unuk:

·         Penggunaan alamat IPv4 yang lebih efisien

·         Pengumpulan prefix, mengurangi ukuran routing table.

 CIDR and Route Summarization

CIDR menggunakan VLSM untuk mengalokasikan alamat IP untuk subnet berdasarkan kebutuhan bukan berdasarkan class. Alokasi alamat tipe ini memungkinkan network/host dibuat dari bit manapun dari alamat. Untuk pengembangan lebih lanjut, network bisa disubnetting lagi menjadi subnet yang lebih kecil.

 

Pada gambar, dikeahui bahwa ISP1 mempunyai 4 pelanggan, masing-masingnya mempunyai rentang alamat IP yang berubah-ubah. Walau bergitu, semua rentang alamat pelanggan dapat dirangkum menjadi sebuah alamat saja ke ISP2. Alamat 192.168.0.0/20 merangkum semua rute yang termasuk ke network milik pelanggan A, B, C dan D. Tipe rute ini dikenal dengan Supernet Route. Supernet merangkum beberapa alamat network. 

Memperbanyak VLSM dan rute supernet membutuhkan protokol classless routing, karena subnet mask tidak bisa lagi ditentukan berdasarkan nilai octet pertama. Subnetmask harus disertakan dengan alamat network. Protokol classless routing menyertakan subnetmask dengan alamat network pada routing update.

1.4 Classless Routing Protocol

 



termasuk ke dalam protokol ini antara lain: RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS, dan BGP. Protokol routing ini menyertakan subnet mask dengan alamat network pada update routing. Protokol classless routing dibutuhkan ketika mask tidak bisa dikenali dari nilai octet pertama. 

Contohnya, alamat network 172.16.0.0/16, 172.17.0.0/16, 172.18.0.0/16 dan 172.19.0.0/16 bisa dirangkum menjadi 172.16.0.0/14. 

Jika R2 mengirim rangkuman rute 172.16.0.0 tanpa prefix /14, R3 hanya akan menerapkan classful mask default /16 (255.255.0.0). pada scenario protokol routing, R3 tidak menyadari adanya network 172.16.0.0/16, 172.17.0.0/16, 172.18.0.0/16 dan 172.19.0.0/16.

Note: 

menggunakan protokol classful routing, R2 bisa mengirim network tunggal tanpa perlu dirangkum, namun manfaatt perangkuman hilang.

Protokol classful routing  tidak bisa mengirim rute supernet karena router penerima akan menerapkan default classful ke alamat network pada update routing table. Jika sebuah topologi berisi protokol calssful routing, maka  R3 hanya akan menginstal 712.16.0.0/16 pada routing table..

Dengan menggunakan protokol classless routing, R2 akan menyebarkan network 172.16.0.0 bersamaa dengan prefix /14 ke R3. Kemudian R3 akan bisa menginstal rute supernet 172.16.0.0/14 pada routing tablenya sehingga bisa menjangkau network 172.16.0.0/16, 172.17.0.0/16, 172.18.0.0/16 dan 172.19.0.0/16.

2 VLSM

2.1 VLSM in Action

            VLSM merupakan subnetting subnet yang sederhana. VLSM berfungsi untuk mengsubnet sebuah subnet

Dari gambar, network 10.0.0.0/8 telah di subnetting menggunakan subnetmask /16, yang menghasilkan 256 subnet.

10.0.0.0/16

10.1.0.0/16

10.2.0.0/16

.

.

.

10.255.0.0/16

Setiap subnet dengan prefix /16 akan disubnetting lebih lanjut. Contohnya, subnet 10.1.0.0/16 disubnet lagi menggunakan prefix /24, dan hasilnya sebagai berikut:

10.1.1.0/24

10.1.2.0/24

10.1.3.0/24

.

.

.

10.1.255.0/24

Subnet 10.2.0.0/16 juga disubnetting kembali dengan prefix /24. Subnet 10.3.0.0/16 disubnetting kembali dengan prefix /28 dan 10.4.0.0/16 di subnetting lagi dengan prefix /20

Dari alamat sub-subnet didapat host-host yang bisa dikofigurasi pada peralatan. Contohnya, pada gambar subnet 10.1.0.0/16 dibagi menjadi subnet /24. Alamat 10.1.4.10 merupakan anggota subnet spesifik yaitu 10.1.4.0/24.

2.2 VLSM and IP Addresses

            VLSM dapat juga dibuat berdasarkan daftar masing-masing subnet dan sub-subnetnya.

Network 10.0.0.0/8 merupakan awalnya rentang alamat yang akan dikembangkan. Pada putaran awal  disubnetting dengan mask /16 (meminjam 8 bit untuk dimanipulasi) yang menghasilkan 256 subnet.  Dengan classful routing, kita hanya bisa memiliki sebuah subnet mask untuk semua jaringan.  Dengan menggunakan VLSM dan classless routing, akan terdapat fleksibilitas untuk membuat alamat network tambahan dan menggunakan subnet mask yang sesuai dengan kebutuhan.

Untuk subnet 10.1.0.0/16 , 8 bit lagi dipinjam, untuk menciptakan 256 subnet dengan subnet mask /24. Ini akan menghasilkan 256 host per subnet. Subnet tersebut berada pada rentang 10.1.0.0/24 sampai 10.1.255.0/24 yang merupakan subnetnya subnet 10.1.0.0/16

Subnet 10.2.0.0/16 lebih lanjut di subnetting dengan mask /24. Menghasilkan subnet dengan rentang 10.2.0.0/24 sampai 10.2.255.0/24

Subnet 10.3.0.0/16 lebih lanjut dapat di subnetting dengan subnet mask /28. Subnetmask ini menghasilkan 14 alamat host per subnet, 12 bit dipinjam untuk dimanipulasi, menciptakan 4.096 subnet dengan dimulai dari 10.3.0 .0 sampai 10.3.255.240/28

 

 
Subnet 10.4.0.0/16 selanjutnya di subnetting dengan mask /20. Mask ini menghasilkkan 2046 alamat host per subnet. 4 bit dipinjam, menciptakan 16 subnet dimulai dari 10.4.0.0/20 sampai 10.4.240.0/20

3 CIDR

3.1 Route Summarization   

             

Telah dipelajari sebelumnya bahwa rute rangkuman juga dikenal dengan rute aggregation (pengumpul), yang memproses pengumuman rute-rute yang bersifat contiguous (berdekatan atau berada pada hirarki yang sama) menjadi alamat tunggal dengan subnet mask yang lebih pendek. CIDR merupakan format rute summarization (perangkum) dan sinonim supernetting.

Salah satu rute summarization (perangkum) akan tercipta apabila menggunakan protokol classful routing seperti RIPv1. RIPv1 merangkum subnet dengan alamat tunggal major network classful ketika mengirim update RIPv1 keluar dari interface yang merupakan milik major network lainnya, contohnya, RIPv1 akan merangkum subnet-subnet 10.0.0.0/24 (10.0.0.0/24 sampai 10.255.255.0/24) mejadi 10.0.0.0/8.

CIDR mengabaikan keterbatasan classful boundaries, dan mengizinkan perangkuman dengan classless mask. Tipe perangkuman membantu dalam mengurangi jumlah entri yang masuk pada update routing table dan menurunkan jumlah entri yang masuk ke local routing table. Ini juga membantu mengurangi pemakaian bandwidth pada saat update routing table dan menghasilkan lookup routing table yang lebih cepat.

 

Gambar tersebut menampilkan single stiatic router dengan alamat 172.16.0.0 dan subnet mask 255.248.0.0 yang merangkum semua classful network mulai dari 172.16.0.0/16 sampai 172.23.0.0/16. Walaupun 172.22.0.0/16 dan 172.23.0.0/16 tidak ditampilkan, keduanya juga termasuk ke rute yang telah dirangkum. Dapat dilihat bahwa mask /13 (255.248.0.0) kurang dari default classful mask /16 (255.255.0.0).

 

3.2 Calculating Route Summarization

            Merangkum network ke dalam sebuah alamat dan mask tunggal dapat dilakukan dengan tiga langkah. Dari alamat-alamat berikut

·         172.20.0.0/16

·         172.21.0.0/16

·         172.22.0.0/16

·         172.23.0.0/16

 
 

 

Langkah pertama membuat daftar network dalam bentuk bilangan biner. Seperti gambar diatas. 

Selanjutnya hitung bagian bilangan biner yang bernilai sama (asumsi yang bernilai sama merupakan bilangan biner yang aktif). Ini merupakan prefix, atau subnet mask untuk rute rangkuman: /14 atau 255.252.0.0

 

Langkah selanjutnya adalah salin bit-bit yang sama dan tambahkan angka 0. Pada gambar terlihat bahwa network tersebut dapat dirangkum menjadi 172.20.0.0. Jadi empat alamat – 172.20.0.0/16, 172.21.0.0/16, 172.22.0.0/16 dan 172.23.0.0/16 dapat dirangkum menjadi 172.20.0.0/14