Materi Training Cisco (2)

OM SWASTYASTU
Pada kesempatan kali ini saya akan sedikit share tentang materi Training Cisco 2 

#Materi :
Subkategori MACSeperti ditunjukkan pada gambar, sublayer Ethernet MAC memiliki dua tanggung jawab utama:

    Enkapsulasi data

    Kontrol akses mediaEnkapsulasi dataProses enkapsulasi data mencakup perakitan bingkai sebelum transmisi, dan pembongkaran bingkai pada saat penerimaan bingkai. Dalam membentuk frame, lapisan MAC menambahkan header dan trailer ke lapisan jaringan PDU.Enkapsulasi data menyediakan tiga fungsi utama:

    Pembatas bingkai - Proses pembingkaian memberikan pembatas penting yang digunakan untuk mengidentifikasi sekelompok bit yang membentuk bingkai. Bit delimiting ini menyediakan sinkronisasi antara node pemancar dan penerima.

    Addressing - Proses enkapsulasi berisi Layer 3 PDU dan juga menyediakan pengalamatan lapisan data link.

    Deteksi kesalahan - Setiap bingkai berisi cuplikan yang digunakan untuk mendeteksi kesalahan dalam transmisi.Penggunaan frame membantu transmisi bit saat ditempatkan pada media dan dalam pengelompokan bit pada node penerima.Kontrol Akses MediaTanggung jawab kedua dari sublayer MAC adalah kontrol akses media. Kontrol akses media bertanggung jawab atas penempatan frame pada media dan penghapusan frame dari media. Sesuai namanya, ia mengendalikan akses ke media. Sublayer ini berkomunikasi langsung dengan layer fisik.Topologi logis Ethernet yang mendasarinya adalah bus multi-akses; Oleh karena itu, semua node (perangkat) pada satu segmen jaringan berbagi media. Ethernet adalah metode pertarungan berbasis networking. Metode berbasis contention berarti bahwa setiap perangkat dapat mencoba mentransmisikan data ke media bersama setiap kali data dikirim. Proses Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA / CD) digunakan di LAN Ethernet setengah-dupleks untuk mendeteksi dan menyelesaikan tabrakan. Ethernet LAN hari ini menggunakan switch full-duplex, yang memungkinkan beberapa perangkat untuk mengirim dan menerima bersamaan tanpa benturan.

Evolusi Ethernet

Sejak penciptaan Ethernet pada tahun 1973, standar telah berkembang untuk menentukan versi teknologi yang lebih cepat dan lebih fleksibel. Kemampuan Ethernet ini untuk memperbaiki seiring berjalannya waktu adalah salah satu alasan utama mengapa menjadi sangat populer. Versi awal Ethernet relatif lambat pada 10 Mbps. Versi terbaru Ethernet beroperasi pada 10 Gigabit per detik dan lebih cepat. Gulir sepanjang garis waktu pada Gambar 1 untuk melihat berbagai versi Ethernet.

Pada layer data link, struktur frame hampir identik untuk semua kecepatan Ethernet. Struktur bingkai Ethernet menambahkan header dan trailer di sekitar Layer 3 PDU untuk merangkum pesan yang sedang dikirim, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Ethernet 2 adalah format frame Ethernet yang digunakan pada jaringan TCP / IP.

Bidang Frame Ethernet

Ukuran frame Ethernet minimum adalah 64 byte dan maksimumnya adalah 1518 byte. Ini mencakup semua byte dari field Destination MAC Address melalui bidang Frame Check Sequence (FCS). Bidang Mukadimah tidak disertakan saat menjelaskan ukuran bingkai.


Alamat MAC dan HeksadesimalAlamat MAC Ethernet adalah nilai biner 48 bit yang dinyatakan sebagai 12 digit heksadesimal (4 bit per digit heksadesimal).Sama seperti desimal adalah sistem bilangan dasar sepuluh, heksadesimal adalah sistem enam belas basis. Sistem bilangan enam belas dasar menggunakan angka 0 sampai 9 dan huruf A sampai F. Gambar 1 menunjukkan nilai desimal dan heksadesimal yang setara untuk biner 0000 sampai 1111. Lebih mudah untuk mengekspresikan nilai sebagai digit heksadesimal tunggal daripada empat bit biner .Mengingat 8 bit (satu byte) adalah pengelompokan biner yang umum, biner 00000000 sampai 11111111 dapat direpresentasikan dalam heksadesimal sebagai rentang 00 ke FF, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Angka nol yang menonjol selalu ditampilkan untuk melengkapi representasi 8-bit. Sebagai contoh, nilai biner 0000 1010 ditampilkan dalam heksadesimal sebagai 0A.Catatan: Penting untuk membedakan nilai heksadesimal dari nilai desimal berkenaan dengan karakter 0 sampai 9, seperti yang ditunjukkan pada gambar.Mewakili Nilai HeksadesimalHeksadesimal biasanya diwakili dalam teks dengan nilai yang didahului oleh 0x (misalnya 0x73) atau subskrip 16. Kurang umum, hal itu mungkin diikuti oleh H (misalnya 73H). Namun, karena teks subscript tidak dikenali pada lingkungan perintah atau pemrograman, representasi teknis heksadesimal didahului dengan "0x" (nol X). Oleh karena itu, contoh di atas akan ditampilkan sebagai 0x0A dan 0x73 masing-masing.Heksadesimal digunakan untuk mewakili alamat MAC Ethernet dan alamat IP Versi 6.Konversi HeksadesimalJumlah konversi antara nilai desimal dan nilai heksadesimal sangat mudah, namun dengan cepat membagi atau mengalikan dengan 16 tidak selalu mudah. Jika konversi semacam itu diperlukan, biasanya lebih mudah untuk mengubah nilai desimal atau heksadesimal menjadi biner, dan kemudian mengubah nilai biner menjadi desimal atau heksadesimal yang sesuai. 

Alamat MAC: Ethernet IdentityDi Ethernet, setiap perangkat jaringan terhubung ke media bersama yang sama. Ethernet pernah didominasi oleh topologi half-duplex menggunakan bus multi-access atau hub Ethernet yang lebih baru. Ini berarti semua node akan menerima setiap frame yang ditransmisikan. Untuk mencegah overhead yang berlebihan yang terlibat dalam pemrosesan setiap frame, alamat MAC dibuat untuk mengidentifikasi sumber dan tujuan yang sebenarnya. MAC addressing menyediakan metode untuk identifikasi perangkat pada tingkat yang lebih rendah dari model OSI. Meskipun Ethernet sekarang telah beralih ke NIC full-duplex dan switch, masih mungkin perangkat yang bukan tujuan yang dimaksud akan menerima frame Ethernet.Struktur alamat MACNilai alamat MAC adalah akibat langsung dari aturan yang diberlakukan IEEE bagi vendor untuk memastikan alamat unik global untuk setiap perangkat Ethernet. Aturan yang ditetapkan oleh IEEE memerlukan vendor yang menjual perangkat Ethernet untuk mendaftar ke IEEE. IEEE menugaskan vendor kode 3-byte (24-bit), yang disebut Organizationally Unique Identifier (OUI).IEEE membutuhkan vendor untuk mengikuti dua aturan sederhana, seperti yang ditunjukkan pada gambar:

    Semua alamat MAC yang ditugaskan ke NIC atau perangkat Ethernet lainnya harus menggunakan OUI yang diberikan vendor tersebut sebagai 3 byte pertama.

    Semua alamat MAC dengan OUI yang sama harus diberi nilai unik dalam 3 byte terakhir. 

Pengolahan Bingkai (frame prossessing)
Alamat MAC sering disebut sebagai alamat yang dibakar (BIA) karena, secara historis, alamat ini dibakar ke ROM (Read-Only Memory) pada NIC. Ini berarti alamat tersebut dikodekan ke dalam chip ROM secara permanen. 

Representasi Alamat MAC

Pada host Windows, perintah ipconfig / all dapat digunakan untuk mengidentifikasi alamat MAC dari adaptor Ethernet. Pada Gambar 1, perhatikan tampilan menunjukkan Alamat Fisik (MAC) komputer menjadi 00-18-DE-DD-A7-B2. Jika Anda memiliki akses, Anda mungkin ingin mencobanya di komputer Anda sendiri. Pada host MAC atau Linux, perintah ifconfig digunakan.

Bergantung pada perangkat dan sistem operasi, Anda akan melihat berbagai representasi alamat MAC, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Router dan switch Cisco menggunakan bentuk XXXX.XXXX.XXXX dimana X adalah karakter heksadesimal. 

Alamat MAC Unicast
Di Ethernet, alamat MAC yang berbeda digunakan untuk komunikasi Layer 2 unicast, broadcast, dan multicast.

Alamat MAC unicast adalah alamat unik yang digunakan saat bingkai dikirim dari satu perangkat transmisi ke perangkat tujuan tunggal.

Pada contoh yang ditunjukkan dalam animasi, host dengan alamat IPv4 192.168.1.5 (sumber) meminta halaman web dari server di alamat unicast IPv4 192.168.1.200. Untuk paket unicast yang akan dikirim dan diterima, alamat IP tujuan harus berada dalam header paket IP. Alamat MAC tujuan yang sesuai juga harus ada dalam header bingkai Ethernet. Alamat IP dan alamat MAC digabungkan untuk mengirimkan data ke satu host tujuan tertentu. 

Alamat MAC Broadcast

Paket broadcast berisi alamat IPv4 tujuan yang memiliki semua (1s) di bagian host. Penomoran di alamat ini berarti bahwa semua host pada jaringan lokal tersebut (broadcast domain) akan menerima dan memproses paket. Banyak protokol jaringan, seperti DHCP dan ARP, menggunakan siaran.

Seperti yang ditunjukkan dalam animasi, host sumber mengirimkan paket siaran IPv4 ke semua perangkat di jaringannya. Alamat tujuan IPv4 adalah alamat broadcast, 192.168.1.255. Ketika paket siaran IPv4 dienkapsulasi dalam bingkai Ethernet, alamat MAC tujuan adalah alamat MAC broadcast dari FF-FF-FF-FF-FF-FF dalam heksadesimal (48 di biner). 

 Alamat MAC multicastAlamat multicast memungkinkan perangkat sumber mengirim paket ke sekelompok perangkat. Perangkat yang termasuk dalam grup multicast diberi alamat IP grup multicast. Kisaran alamat multicast IPv4 adalah 224.0.0.0 sampai 239.255.255.255. Kisaran alamat multicast IPv6 dimulai dengan FF00 :: / 8. Karena alamat multicast mewakili sekelompok alamat (kadang-kadang disebut grup host), karena alamat hanya bisa digunakan sebagai tujuan paket. Sumber akan selalu menjadi alamat unicast.Alamat multicast akan digunakan di game jarak jauh, di mana banyak pemain terhubung dari jarak jauh namun bermain game yang sama. Penggunaan alamat multicast lainnya adalah pembelajaran jarak jauh melalui konferensi video, di mana banyak siswa terhubung ke kelas yang sama.Seperti alamat unicast dan broadcast, alamat IP multicast memerlukan alamat MAC multicast yang sesuai untuk benar-benar mengirimkan frame pada jaringan lokal. Alamat multicast MAC yang terkait dengan alamat multicast IPv4 adalah nilai khusus yang dimulai dengan 01-00-5E dalam heksadesimal. Sisa bagian dari alamat MAC multicast dibuat dengan mengubah 23 bit yang lebih rendah dari alamat grup multicast IP menjadi 6 karakter heksadesimal. Untuk alamat IPv6, alamat MAC multicast dimulai dengan 33-33.Contohnya, seperti yang ditunjukkan pada animasi, adalah alamat heksadesimal multicast 01-00-5E-00-00-C8. Byte terakhir, atau delapan bit, dari alamat IPv4 224.0.0.200, adalah nilai desimal 200. Cara termudah untuk melihat persamaan heksadesimal adalah pertama-tama mengkonversikannya menjadi biner dengan spasi di antara masing-masing empat bit, 200 (desimal) = 1100 1000 (biner). Dengan menggunakan biner ke grafik konversi heksadesimal yang ditunjukkan sebelumnya, 1100 1000 (biner) = 0xC8.

Switch Fundamentals

Switch Ethernet Layer 2 menggunakan alamat MAC untuk membuat keputusan penerusan. Ini sama sekali tidak mengetahui protokol yang dibawa dalam bagian data frame, seperti paket IPv4. Peralihan membuat keputusan penerusannya hanya didasarkan pada alamat MAC Layer 2 Ethernet.

Tidak seperti hub Ethernet lawas yang mengulang semua port kecuali port yang masuk, sebuah switch Ethernet berkonsultasi dengan tabel alamat MAC untuk membuat keputusan penerusan untuk setiap frame. Pada gambar, saklar empat port baru saja dinyalakan. Ini belum mempelajari alamat MAC untuk keempat PC yang terpasang.


Belajar Alamat MAC
Switch secara dinamis membangun tabel alamat MAC dengan memeriksa alamat MAC sumber dari frame yang diterima pada port. Switch meneruskan frame dengan mencari kecocokan antara alamat MAC tujuan di frame dan entri di tabel alamat MAC.
Proses berikut dilakukan pada setiap frame Ethernet yang masuk ke switch.
Pelajari - Memeriksa Alamat MAC Sumber
Setiap frame yang masuk saklar dicentang untuk mendapatkan informasi baru. Hal ini dilakukan dengan memeriksa sumber frame alamat MAC dan nomor port dimana frame masuk saklar.

    Jika alamat MAC sumber tidak ada, maka akan ditambahkan ke tabel beserta nomor port yang masuk. Pada Gambar 1, PC-A mengirim frame Ethernet ke PC-D. Switch menambahkan alamat MAC untuk PC-A ke meja.

    Jika alamat MAC sumber tidak ada, saklar memperbarui timer refresh untuk entri itu. Secara default, sebagian besar switch Ethernet menyimpan entri di tabel selama 5 menit.
Catatan: Jika alamat MAC sumber tidak ada di tabel tapi di port yang berbeda, switch memperlakukan ini sebagai entri baru. Entri diganti menggunakan alamat MAC yang sama namun dengan nomor port yang lebih baru.
Forward - Meneliti Destination MAC Address
Selanjutnya, jika alamat MAC tujuan adalah alamat unicast, switch akan mencari kecocokan antara alamat MAC tujuan dari frame dan entri di tabel alamat MAC-nya.

    Jika alamat MAC tujuan ada di tabel, maka akan meneruskan frame dari port yang ditentukan.

    Jika alamat MAC tujuan tidak ada dalam tabel, switch akan meneruskan frame out semua port kecuali port yang masuk. Ini dikenal sebagai unicast yang tidak diketahui. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, switch tidak memiliki alamat MAC tujuan di tabelnya untuk PC-D, sehingga akan mengirim frame keluar semua port kecuali port 1. 


Metode Frame Forwarding pada Cisco Switches
Switch menggunakan salah satu metode penerusan berikut untuk mengalihkan data antar port jaringan:

    Store dan forward

    Cut-through switching
Gambar 1 menyoroti perbedaan antara kedua metode ini.
Dalam switching store and forward, ketika switch menerima frame, ia menyimpan data di buffer sampai frame yang lengkap telah diterima. Selama proses penyimpanan, switch menganalisa frame untuk mendapatkan informasi tentang tujuannya. Dalam proses ini, switch juga melakukan pengecekan error dengan menggunakan bagian trailer Cyclic Redundancy Check (CRC) dari frame Ethernet.
CRC menggunakan rumus matematika, berdasarkan jumlah bit (1s) pada frame, untuk menentukan apakah frame yang diterima memiliki kesalahan. Setelah mengkonfirmasikan integritas frame, frame tersebut diteruskan keluar port yang sesuai, menuju tujuannya. Bila kesalahan terdeteksi dalam bingkai, saklar akan membuang frame. Buang frame dengan kesalahan mengurangi jumlah bandwidth yang dikonsumsi oleh data korup. Penyandian toko dan forward diperlukan untuk analisis Quality of Service (QoS) pada jaringan yang terkonvergensi dimana klasifikasi rangka untuk prioritas lalu lintas diperlukan. Misalnya, voice over IP data stream perlu diprioritaskan daripada lalu lintas web-browsing 

 Cut-Through Switching
Dalam cut-through switching, switch bertindak sesuai data segera setelah diterima, meski transmisinya tidak lengkap. Peralihan buffer cukup bingkai untuk membaca alamat MAC tujuan sehingga bisa menentukan ke port mana yang akan meneruskan data. Alamat MAC tujuan terletak di 6 byte pertama frame setelah pembukaan. Switch mencari alamat MAC tujuan di meja pengalih, menentukan port antarmuka keluar, dan meneruskan frame ke tujuannya melalui port switch yang ditunjuk. Peralihan tidak melakukan pengecekan kesalahan pada frame.
Mainkan animasi untuk demonstrasi proses peralihan potong.
Ada dua varian cut-through switching:

    Perpindahan cepat - Perpindahan maju cepat menawarkan tingkat latensi terendah. Perutean maju cepat segera meneruskan sebuah paket setelah membaca alamat tujuan. Karena fast forward switching mulai forwarding sebelum seluruh paket telah diterima, mungkin ada saat ketika paket dikirimkan dengan kesalahan. Hal ini jarang terjadi, dan adaptor jaringan tujuan membuang paket yang salah saat diterima. Dalam mode fast-forward, latency diukur dari bit pertama yang diterima ke bit pertama yang ditransmisikan. Perpindahan cepat ke depan adalah metode pengalihan tipikal yang khas.

    Perpindahan bebas fragmen - Dalam perpindahan bebas fragmen, switch menyimpan 64 byte pertama dari frame sebelum meneruskan. Perpindahan bebas fragmen dapat dipandang sebagai kompromi antara switching store-and-forward dan fast-forward switching. Alasan perpindahan bebas fragmen hanya memiliki 64 byte pertama dari frame adalah bahwa sebagian besar kesalahan jaringan dan tabrakan terjadi pada 64 byte pertama. Perpindahan bebas fragmen mencoba untuk meningkatkan perpindahan maju dengan cepat dengan melakukan pengecekan kesalahan kecil pada 64 byte pertama frame untuk memastikan bahwa tabrakan belum terjadi sebelum meneruskan frame. Perpindahan bebas fragmen adalah kompromi antara latensi tinggi dan integritas switching store and forward yang tinggi, dan latency rendah dan integritas switching maju yang cepat. 

 BERSAMBUNG



Mungkin itu yang dapat saya share kali ini,, Untuk materi selanjutnya akan saya share pada postingan berikutnya. 

OM SANTI SANTI SANTI OM