Resume Chapter 5

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

CHAPTER 5 ETHERNET

Ethernet Encapsulation

Ethernet adalah teknologi LAN yang paling banyak digunakan saat ini.

Ethernet beroperasi pada lapisan data link dan lapisan fisik. Ini adalah keluarga teknologi jaringan yang didefinisikan dalam standar IEEE 802.2 dan 802.3. Ethernet mendukung bandwidth data:

10 Mb / s
100 Mb / s
1000 Mb / s (1 Gb / s)
10.000 Mb / s (10 Gb / s)
40.000 Mb / s (40 Gb / s)
100.000 Mb / s (100 Gb / s

MAC Sublayer

sublayer MAC Ethernet memiliki dua tanggung jawab utama:

1. Data Encapsulation

 Proses enkapsulasi data termasuk perakitan frame sebelum transmisi, dan pembongkaran frame setelah penerimaan frame. Dalam membentuk bingkai, lapisan MAC menambahkan header dan trailer ke PDU lapisan jaringan.

2. Media Access Control

 anggung jawab kedua dari sublapisan MAC adalah kontrol akses media. Kontrol akses media bertanggung jawab atas penempatan frame pada media dan penghapusan frame dari media. Seperti namanya, itu mengontrol akses ke media. Sublapisan ini berkomunikasi langsung dengan lapisan fisik.

ETHERNET EVOLUTION

Sejak penciptaan Ethernet pada tahun 1973, standar telah berkembang untuk menentukan versi teknologi yang lebih cepat dan lebih fleksibel. Kemampuan Ethernet untuk meningkatkan dari waktu ke waktu adalah salah satu alasan utama ia menjadi sangat populer. Versi awal Ethernet relatif lambat pada 10 Mbps. Versi terbaru dari Ethernet beroperasi pada 10 Gigabits per detik dan lebih cepat. Gulir ke timeline pada Gambar 1 untuk melihat berbagai versi Ethernet.

ETHERNET FRAME FIELDS

Ukuran frame Ethernet minimum adalah 64 byte dan maksimum adalah 1518 byte. Ini termasuk semua byte dari bidang Destination MAC Address melalui bidang Frame Check Sequence (FCS). Bidang Pembukaan tidak termasuk saat menjelaskan ukuran bingkai.

Setiap frame yang panjangnya kurang dari 64 byte dianggap sebagai "collision fragment" atau "runt frame" dan secara otomatis dibuang oleh stasiun penerima. Bingkai dengan lebih dari 1500 byte data dianggap "jumbo" atau "bingkai raksasa bayi".


Jika ukuran frame yang ditransmisikan kurang dari minimum atau lebih besar dari maksimum, perangkat penerima menjatuhkan frame. Frame yang terjatuh kemungkinan merupakan hasil tabrakan atau sinyal yang tidak diinginkan lainnya dan karenanya dianggap tidak valid.


MAC ADDRESS AND HEXADECIMAL
Alamat MAC Ethernet adalah nilai biner 48-bit yang dinyatakan sebagai 12 digit heksadesimal (4 bit per digit heksadesimal). desimal adalah sistem bilangan sepuluh basis, heksadesimal adalah sistem basis enam belas. Sistem basis angka enam belas menggunakan angka 0 hingga 9 dan huruf A hingga F.

FRAME PROCESSING
Alamat MAC sering disebut sebagai alamat yang dibakar (BIA) karena, secara historis, alamat ini dibakar ke dalam ROM (Memori Hanya Baca) pada NIC. Ini berarti bahwa alamat tersebut dikodekan ke dalam chip ROM secara permanen.

UNICAST MAC ADDRESS
Dalam Ethernet, alamat MAC yang berbeda digunakan untuk Layer 2 unicast, broadcast, dan komunikasi multicast. Alamat MAC unicast adalah alamat unik yang digunakan ketika frame dikirim dari satu perangkat transmisi ke perangkat tujuan tunggal.
Dalam contoh yang ditunjukkan dalam animasi, host dengan alamat IPv4 192.168.1.5 (sumber) meminta halaman web dari server di alamat IPv4 unicast 192.168.1.200. Agar paket unicast dikirim dan diterima, alamat IP tujuan harus di header paket IP. Alamat MAC tujuan yang sesuai juga harus ada di header frame Ethernet. Alamat IP dan alamat MAC bergabung untuk mengirimkan data ke satu host tujuan tertentu.

LEARNING MAC ADDRESSES

Switch secara dinamis membuat tabel alamat MAC dengan memeriksa sumber alamat MAC dari frame yang diterima pada port. Switch meneruskan frame dengan mencari kecocokan antara alamat MAC tujuan dalam frame dan entri dalam tabel alamat MAC.

Proses berikut dilakukan pada setiap frame Ethernet:

- Memeriksa Sumber Alamat MAC

Setiap frame yang memasuki sakelar diperiksa untuk mengetahui informasi baru untuk dipelajari. Ini dilakukan dengan memeriksa alamat MAC sumber dan nomor port frame tempat frame memasuki sakelar.

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

Jika alamat MAC sumber memang ada, sakelar mem

perbarui timer penyegaran untuk entri itu. Secara default, sebagian besar switch Ethernet menyimpan entri dalam tabel selama 5 menit.

- Memeriksa Alamat MAC Tujuan

Selanjutnya, jika alamat MAC tujuan adalah alamat unicast, switch akan mencari kecocokan antara alamat MAC tujuan frame dan entri dalam tabel alamat MAC-nya.

Jika alamat MAC tujuan ada di tabel, itu akan meneruskan frame keluar port yang ditentukan.

Jika alamat MAC tujuan tidak ada dalam tabel, switch akan meneruskan frame keluar semua port kecuali port yang masuk. Ini dikenal sebagai unicast yang tidak dikenal.

FILTERING FRAME

Ketika sebuah saklar menerima bingkai dari perangkat yang berbeda, ia dapat mengisi tabel alamat MAC-nya dengan memeriksa alamat MAC sumber dari setiap frame. Ketika tabel alamat MAC sakelar berisi alamat MAC tujuan, ia dapat memfilter frame dan meneruskan satu port.

FRAME FORWARDING METHODS ON CISCO SWITCHES

Switch menggunakan salah satu metode penerusan berikut untuk berpindah data antara port jaringan:

Perpindahan store-and-forward

Peralihan cut-through

Di store-and-forward switching, ketika switch menerima frame, itu menyimpan data dalam buffer sampai frame lengkap telah diterima. Selama proses penyimpanan, sakelar menganalisis bingkai untuk informasi tentang tujuannya. Dalam proses ini, switch juga melakukan pemeriksaan kesalahan menggunakan bagian trailer Cyclic Redundancy Check (CRC) dari frame Ethernet.

CRC menggunakan rumus matematika, berdasarkan jumlah bit (1s) dalam bingkai, untuk menentukan apakah frame yang diterima memiliki kesalahan. Setelah mengkonfirmasi integritas frame, frame diteruskan keluar port yang sesuai, menuju tujuannya. Ketika kesalahan terdeteksi dalam bingkai, sakelar membuang bingkai. Membuang frame dengan kesalahan mengurangi jumlah bandwidth yang dikonsumsi oleh data yang korup. Pengalihan store-and-forward diperlukan untuk analisis Quality of Service (QoS) pada jaringan konvergen di mana klasifikasi bingkai untuk penentuan prioritas lalu lintas diperlukan. Misalnya, aliran data voice over IP harus memiliki prioritas di atas lalu lintas penelusuran web.

DUPLEX AND SPEED SETTINGS

Dua pengaturan paling mendasar pada sakelar adalah pengaturan bandwidth dan dupleks untuk masing-masing port sakelar individu. Sangat penting bahwa pengaturan dupleks dan bandwidth cocok antara port switch dan perangkat yang terhubung, seperti komputer atau switch lain.

Ada dua jenis pengaturan dupleks yang digunakan untuk komunikasi pada jaringan Ethernet: half duplex dan full duplex.

1. Full-duplex - Kedua ujung koneksi dapat mengirim dan menerima secara bersamaan.

2. Half-duplex - Hanya satu ujung koneksi yang dapat mengirim sekaligus.

Negosiasi otomatis adalah fungsi opsional yang ditemukan pada sebagian besar switch Ethernet dan NIC. Negosiasi otomatis memungkinkan dua perangkat untuk secara otomatis bertukar informasi tentang kecepatan dan kemampuan dupleks. Sakelar dan perangkat yang terhubung akan memilih mode kinerja tertinggi. Dupleks penuh dipilih jika kedua perangkat memiliki kemampuan bersama dengan bandwidth umum tertinggi mereka.

DESTINATION ON SAME NETWORK

Ada dua alamat utama yang ditetapkan untuk perangkat di LAN Ethernet:

1. Physical address (the MAC address)  - Digunakan untuk komunikasi Ethernet NIC ke Ethernet NIC di jaringan yang sama.

2. Logical address (the IP address)  - Digunakan untuk mengirim paket dari sumber asli ke tujuan akhir.

Alamat IP digunakan untuk mengidentifikasi alamat sumber asli dan tujuan akhir. Alamat IP tujuan mungkin berada di jaringan IP yang sama dengan sumber atau mungkin di jaringan jarak jauh.

INTRODUCTION TO ARP

Ingatlah bahwa setiap perangkat dengan alamat IP pada jaringan Ethernet juga memiliki alamat MAC Ethernet. Ketika perangkat mengirim bingkai Ethernet, itu berisi dua alamat ini:

1. Destination MAC address - Alamat MAC dari Ethernet NIC, yang akan berupa alamat MAC perangkat tujuan akhir atau router.

2. Source MAC address - Alamat MAC dari Ethernet NIC pengirim.

ARP FUNCTIONS

Menyelesaikan Alamat IPv4 ke Alamat MAC

Ketika sebuah paket dikirim ke lapisan data link untuk dienkapsulasi ke dalam frame Ethernet, perangkat merujuk ke sebuah tabel dalam memorinya untuk menemukan alamat MAC yang dipetakan ke alamat IPv4. Tabel ini disebut tabel ARP atau cache ARP. Tabel ARP disimpan dalam RAM perangkat.

Perangkat pengirim akan mencari tabel ARP untuk alamat IPv4 tujuan dan alamat MAC yang sesuai.

Jika alamat IPv4 tujuan paket berada di jaringan yang sama dengan alamat IPv4 sumber, perangkat akan mencari tabel ARP untuk alamat IPv4 tujuan.

Jika alamat IPv4 tujuan berada di jaringan yang berbeda dari alamat IPv4 sumber, perangkat akan mencari tabel ARP untuk alamat IPv4 dari gateway default.

Dalam kedua kasus, pencarian adalah untuk alamat IPv4 dan alamat MAC yang sesuai untuk perangkat.

ARP BROADCASTS

Sebagai bingkai siaran, permintaan ARP diterima dan diproses oleh setiap perangkat di jaringan lokal. Pada jaringan bisnis yang khas, siaran ini mungkin akan berdampak minimal pada kinerja jaringan. Namun, jika sejumlah besar perangkat harus dinyalakan dan semua mulai mengakses layanan jaringan pada saat yang sama, mungkin ada beberapa penurunan kinerja untuk periode waktu yang singkat, 

Terima kasih, semoga bermanfaat

Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh