Antara Rangkaian

1
TK3133 Teknologi Rangkaian Komputer

Antara Rangkaian Senibina Internet dan Protokol
TCP/IP
2
Pengenalan

• Antara Rangkaian
• Konsep
• Senibina
• Protokol

3
Pengenalan

• Dalam dunia sebenar, komputer dihubungkan dengan
  pelbagai jenis teknologi LAN dan WAN
• Realitinya, rangkaian adalah heterogeneous iaitu
  rangkaian pelbagai jenis (dan bukan homogeneous)
• Mengandungi berjuta-juta rangkaian yang
  dihubungkan kepada tulang-belakang berkelajuan
  tinggi
• Mana-mana sistem perlu menyesuaikan dengan
  pelbagai teknologi
• Memperkenalkan konsep internetworking

4
Internetworking / Antara Rangkaian

• Internetworking ialah skima untuk menyambungkan
  pelbagai rangkaian yang berlainan teknologi
• Menggunakan kedua-dua perkakasan dan perisian
• Perkakasan tambahan diletakkan di antara
  rangkaian
• Perisian berada pada komputer yang terhubung
  dengannya
• Sistem rangkaian yang bersambungan ini juga
  dipanggil internetwork / internet
• Juga dikenali sebagai rangkaian maya

5
AntaraRangkaian / Internetworking

• Kenapa rangkaian berbeza?
• Rangkaian berbeza dengan protokol yang berbeza
• Install rangkaian sendiri
• Rangkaian berbeza guna teknologi berbeza
• Senario internetworking

6
Antara Rangkaian / Internetworking
7
Koleksi Sub Rangkaian

• Internet ialah koleksi sambungan pelbagai
  rangkaian

8
Perbezaan Rangkaian
9
Sambungan Rangkaian Fizikal menggunakan Peranti
Router

• Router merupakan komponen atau peranti
  perkakasan yang digunakan untuk menyambungkan
  rangkaian
• Router mempunyai lebih antaramuka pada pelbagai
  rangkaian
• Router hantar dan serahkan paket di antara
  rangkaian-rangkaian
• Tukar paket jika perlu untuk memenuhi piawaian
  untuk setiap rangkaian yang berbeza teknologi
  (juga dipanggil sebagai gateway)

10
Router

• Contoh dua rangkaian fizikal disambungkan dengan
  satu router yang mengandungi 2 antaramuka
  berasingan untuk setiap sambungan rangkaian

11
Senibina Internet

• internetwork terdiri daripada pelbagai rangkaian
  yang dihubungkan oleh router (rangkaian boleh
  jadi LAN atau WAN)

12
Senibina Internet

• Router boleh mempunyai lebih daripada dua
  antaramuka

13
Internet

• The internet concept. (a) The illusion of a
  single network that TCP/IP software provides to
  users and applications, and (b) the underlying
  physical structure in which a computer attaches
  to one physical network, and routers interconnect
  the networks

14
Internet dilihat oleh TCP/IP
15
Protokol untuk Internet

• TCP/IP merupakan protokol internetworking yang
  paling popular digunakan
• Protokol internetworking yang pertama
• Dibiayai oleh ARPA dan diambil alih oleh NSF
• Pelantar dan pengeluar tidak-bersandar

16
Lapisan TCP/IP

• Model OSI 7-lapisan tidak termasuk
  internetworking
• Model Lapisan TCP/IP mengandungi lima lapisan

17
Lapisan TCP/IP dan Model OSI
18
Lapisan TCP/IP

• Lapisan 5 Aplikasi
• Menyamai lapisan 5,6 dan 7 dalam Model OSI
• Lapisan 4 Pengangkutan
• Menyamai lapisan 4 dalam Model OSI menyediakan
  penghantaran data boleh-percaya
• Lapisan 3 Internet
• Menakrifkan format seragam paket dihantar melalui
  rangkaian pada teknologi yang berbeza dan
  memberikan mekanisma untuk penghantaran paket
  oleh router

19
Lapisan TCP/IP

• Lapisan 2 Antaramuka Rangkaian
• Menyamai lapisan 2 dalam Model OSI takrifkan
  format kerangka
• Lapisan 1 Fizikal
• Menyamai lapisan 1 dalam Model OSI takrifkan
  asas perkakasan rangkaian

20
Hos, Router dan Lapisan Protokol

• Hos komputer ialah mana-mana sistem komputer yang
  terhubung pada internet yang melaksanakan
  aplikasi
• TCP/IP membenarkan pasangan hos pada internet
  berkomunikasi secara terus
• Kedua-dua hos dan router mempunyai/memerlukan
  timbunan TCP/IP
• Hos biasanya mempunyai satu antaramuka dan tidak
  majukan/forward paket
• Router majukan/hantar paket tetapi tidak
  memerlukan lapisan 4 dan 5

21
Lapisan RangkaianProtokol Internet (IP)

• Bagaimana mengendalikan rangkaian di dalam
  rangkaian ?
• Guna protokol lapisan rangkaian yang dipanggil
  sebagai Internet Protocol (IP)
• Membolehkan satu aturcara yang dilarikan pada
  satu komputer menghantar data kepada aturcara
  aplikasi yang dilarikan pada komputer lain pada
  rangkaian berjauhan

22
Protokol Internet (IP)

• IP bertanggungjawab menyediakan penghantaran
  best-effort untuk paket (atau dikenali sebagai
  datagram dalam lapisan IP)
• Bagaimana komunikasi dalam Internet ?
• Lapisan pengangkutan ambil aliran data dan
  pecahkan kepada datagram
• Lapisan rangkaian hantar setiap datagram melalui
  Internet. Pemecahan kepada unit yang lebih kecil
  boleh berlaku sewaktu proses ini

23
Protokol Internet (IP) samb.

• Pada destinasi , datagram akan dikumpulkan
  kembali oleh lapisan rangkaian kepada datagram
  asal dan dihantar kepada lapisan pengangkutan
• Best-effort tidak menjamin akan mengendalikan
  masalah tindanan datagram, lambatan atau
  penghantaran tidak-berjujukan, data rosak dan
  hilang
• Perkhidmatan yang ditawarkan oleh IP ialah
  tanpa-sambungan
• IP takrifkan format paket bebas-perkakasan yang
  boleh dihantar dipanggil Datagram IP

24
IP Datagram

• IPv4 takrifkan datagram maksimum 64Kb
• Format kepala IP datagram

25
Kepala Protokol IPv4
26
Format IP Datagram
27
Protokol IP
28
Pemecahan/Fragmentation

• Setiap teknologi rangkaian takrifkan jumlah
  maksimum data yang boleh dihantar dalam satu
  paket. Batasan ini dikenali sebagai MTU (Maximum
  Transmission Unit)
• Apabila satu router terima satu datagram yang
  lebih besar dari MTU rangkaian dimana ia perlu
  dihantar, router akan pecahkan datagram kepada
  datagram lebih kecil dipanggil fragment (pecahan)
• Setiap fragment dihantar kepada destinasi yang
  kemudiannya bertanggungjawab memadan/menyambung
  kembali kepada datagram asal

29
Fragmentation

• Transparent fragmentation
• Nontransparent fragmentation

30
Fragmentation (2)

• Fragmentation when the elementary data size is 1
  byte.
• (a) Original packet, containing 10 data bytes.
• (b) Fragments after passing through a network
  with maximum packet size of 8 payload bytes plus
  header.
• (c) Fragments after passing through a size 5
  gateway.

31
Isu alamat

• Aspek utama dalam rangkaian maya ialah satu
  format alamat yang seragam
• Tidak boleh guna alamat perkakasan kerana
  teknologi berlainan menggunakan format alamat
  yang berbeza
• Format alamat mestilah tidak-bersandaran dengan
  mana-mana format alamat perkakasan yang tertentu
• Hos penghantar letakkan alamat internet destinasi
  dalam paket/datagram
• Router periksa alamat destinasi dan hantarkan
  paket pada destinasi

32
Alamat TCP/IP

• Pengalamatan dalam TCP/IP ditakrifkan oleh
  Internet Protocol (IP)
• Setiap hos diumpukkan dengan satu nombor 32-bit
• Dipanggil alamat IP atau alamat Internet
• Unik pada keseluruhan Internet
• Setiap datagram mengandungi alamat IP sumber dan
  destinasi

33
Alamat IP

• Setiap alamat IP dibahagikan kepada dua bahagian
  no. rangkaian (prefix) dan no. hos (suffix)
• No. rangkaian menunjukkan rangkaian fizikal di
  mana komputer dihubungkan
• No. hos pula menunjukkan nombor unik komputer
  pada rangkaian
• Format alamat ini menjadikan routing lebih efisyen

34
Merekabentuk Alamat IP

• Daripada 32-bit, beberapa bit diumpukkan pada
  prefix dan beberapa lagi bit pada suffix
• Prefix besar, suffix kecil - banyak rangkaian,
  sedikit hos pada rangkaian
• Prefix kecil, suffix besar - sedikit rangkaian,
  banyak hos pada rangkaian
• Oleh kerana adanya pelbagai jenis teknologi,
  perlu benarkan kedua-dua rangkaian besar dan kecil

35
Pengkelasan Alamat

• Pelbagai format alamat untuk benarkan kedua-dua
  prefix besar dan kecil
• Setiap format dipanggil satu kelas alamat
• Sesuatu kelas alamat dikenalpasti melalui empat
  bit yang pertama

36
Format Kelas Alamat IP
37
Alamat IP Khas
38
Menggunakan kelas alamat IP

• Kelas A, B dan C adalah kelas primari
• Digunakan untuk pengalamatan hos yang biasa
• Kelas D untuk tujuan multicast, satu bentuk
  terhad broadcast/terpancar
• Kelas E dikhaskan untuk tujuan masa depan

39
Dotted Decimal Notation

• Nombor IP adalah dalam nombor binari 32-bit.
• Untuk memudahkan manusia, notasi dotted decimal
  digunakan
• Nombor 32-bit diungkapkan sebagai 4 seksyen 8-bit
  dalam nombor decimal dan guna titik/noktah untuk
  memisahkan seksyen
• Untuk mengenalpasti kelas dari nombor decimal,
  boleh guna julat alamat

40
Dotted Decimal Notation
41
Dotted Decimal Notation
42
Julat Kelas daripada Alamat IP
43
Bilangan Rangkaian dan Hos
44
Contoh Pengalamatan kelas

• Contoh pegumpukan alamat IP pada hos

45
Subnet

• Membolehkan rangkaian dipecahkan kepada beberapa
  sub rangkaian
• Contoh satu tapak mengandungi satu alamat IP
  kelas B diumpukkan pada rangkaian tetapi
  mempunyai dua atau lebih rangkaian fizikal. Hanya
  router setempat tahu tentang pelbagai
  subrangkaian dan bagaimana nak hantar data
  padanya, router lain hanya tahu ada satu
  rangkaian sahaja

46
Subnet
Satu rangkaian kampus mengandungi LAN untuk
pelbagai jabatan
47
Subnet

• Memerlukan maklumat tambahan yang mengkhususkan
  batas di antara prefiks dan suffiks dipanggil
  subnet mask

Satu rangkaian Kelas B disubnetkan kepada 64
subnet
48
IPv6

• 128 bit bit alamat
• Kepala lebih mudah
• Lebih sokongan perkhidmatan
• keselamatan

49
Kepala IPv6
50
Protokol Kawalan Internet

• Sebagai tambahan kepada IP, lapisan Rangkaian
  Internet mempunyai beberapa protokol kawalan pada
  lapisan rangkaian/internet
• Protokol Resolusi Alamat (Address Resolution
  Protocol (ARP))
• Protokol Songsangan Resolusi Alamat (Reverse
  Address Resolution Protocol (RARP))
• Protokol Utusan Kawalan Internet (Internet
  Control Message Protocol (ICMP))
• Protokol Pengurusan Kumpulan Internet (Internet
  Group Management Protocol (IGMP))

51
Protokol Resolusi Alamat (Address Resolution
Protocol (ARP))

• Hubungan antara hos menggunakan alamat IP, tetapi
  hubungan lapisan pautan data menggunakan alamat
  MAC
• protokol ini digunakan untuk mencari alamat MAC
  bagi NIC yang digunakan oleh hos yang menggunakan
  IP tertentu
• Hantar permintaan secara broadcast
• hos yang mempunyai IP akan menjawab

52
Protokol Resolusi Alamat (Address Resolution
Protocol (ARP))
53
Protokol Sonsangan Resolusi Alamat (Reverse ARP)

• Biasanya digunakan oleh komputer tanpacakera.
  Pada masa di boot, diketahui alamat MAC, ingin
  diketahui alamat IP nya.
• Hanya boleh dibuat dalam segmen yang sama.

54
Protokol Utusan Kawalan Internet (Internet
Control Message Protocol (ICMP))

• Digunakan untuk konfigurasi dan menjalankan
  rangkaian IP (oleh kerana IP tidak boleh
  dipercayai)
• Dapat memberi maklum balas tentang masalah
  rangkaian
• Jenis utusan
• destinasi tidak dapat dicapai
• masa hidup dilampaui (kiraan TTL mencapai 0)
• masalah parameter (header tidak dikenali)

55
Protokol Utusan Kawalan Internet (Internet
Control Message Protocol (ICMP))

• mengarahkan ke tempat lain
• membalas permintaan/sambutan (paket ping)
• membalas permintaan/sambutan dengan maklumat masa
  (ping yang perlukan maklumat masa (timestamped)
• menggunakan IP, jadi ia sendiri tidak boleh
  diyakini sampai
• Contoh arahan yang menggunakan ICMP
• Ping dan Traceroute

56
Protokol Utusan Kawalan Internet (Internet
Control Message Protocol (ICMP))
57
Internet Group Management Protocol (IGMP)

• Untuk terlibat dalam IP multicast pada rangkaian
  tempatan dan pelbagai rangkaian lain, hos dan
  multicast router mestilah mempunyai perisian yang
  membenarkannya hantar dan terima multicast
  datagram.
• Mesti guna Internet Group Management Protocol
  untuk komunikasi maklumat ahli kumpulan
• Hampir sama dengan ICMP guna IP datagram dan
  bertukar mesej

58
IGMP

• Secara konsepnya ada dua fasa
• Fasa 1 apabila satu hos sertai satu kumpulan
  multicast, ia akan hantar satu IGMP mesej kepada
  alamat kumpulan multicast mengistiharkan
  keahliannya. Multicast router tempatan terima
  mesej dan maklumkan maklumat ahli kumpulan ke
  multicast router lain dalam internet

59
IGMP

• Fasa 2 oleh kerana keahlian adalah dinamik,
  multicast router secara berkala mestilah membuat
  undi untuk hos pada rangkaian setempat untuk
  memastikan samada mana-mana hos masih menjadi
  ahli (aktif atau tidak). Jika aktif, maklumkan
  pada multicast router yang lain.

60
Ringkasan

• Internet ialah koleksi rangkaian fizikal yang
  disambungkan menjadi satu rangkaian maya
• Router menyediakan sambungan fizikal dan majukan
  paket diantara rangkaian
• Hos berkomunikasi melalui pelbagai rangkaian
  melalui paket yang dimajukan oleh router
• TCP/IP ialah protokol internetworking yang paling
  popular digunakan

61
Ringkasan

• Rangkaian maya perlu skima pengalamatan yang
  seragam, tidak bersandar pada perkakasan
• IP takrifkan pengalamatan internet
• Protokol tambahan dalam lapisan Internet lain
  ialah ARP, RARP, ICMP dan IGMP