IPv4 Addresses

IPv4 addresses berupa angka biner sepanjang 32 bits, dari 32-bit tersebut terbagi menjadi porsi bit buat network dan porsi bit buat host. Porsi network secara unik menunjukkan link fisik atau logik dan semua mesin yang terhubung pada link tersebut memiliki porsi network yang sama. Porsi host secara unik menunjukkan mesin tertentu yang berada pada link tersebut.

Ada beberapa cara untuk menuliskan 32 bit IP address. Misalnya

00001010110101100101011110000011

Dapat dituliskan dalam bentuk desimal sebagai

181,819,267.

Format biner bagi manusia sangat susah untuk dituliskan, dan format desimal dari 32-bit terlalu lama untuk dihitung. Berikut penulisan dalam format yang lebih bersahabat.

32 bit address dibagi menjadi 4 octet, setiap octet dapat dituliskan dalam bentuk desimal antara 0 sampai 255, dengan dots (.) sebagai pemisah. Pada gambar diatas, 32-bit address dipetakan menjadi format dotted-decimal.

Namun perlu diingat, format dotted-decimal hanyalah cara bagi manusia untuk membaca dan menuliskan IP address. Komputer tetap bekerja dengan angka biner 32-bit.

IPv4 Packet Header

IP Packet Header

Gambar diatas menunjukkan format header paket IP, bisa kita lihat paket header IP terdiri dari bermacam-macam field yang akan kita bahas dibawah ini.

TCP/IP Protocol Layers

Gambar dibawah ini menunjukkan TCP/IP protocol suite dalam hubungannya dengan model OSI.

Routing

Mengingat Kembali Router

Router dibutuhkan untuk alasan-alasan berikut:

• Router menyediakan mekanisme pengiriman yang diperlukan untuk IP addressing (lihat Internet Layer dan Subnetting). Kerapian dan efisiensi dari network yang hirarkis dan juga konsep subnet membutuhkan perangkat network yang dapat mengarahkan datagram berdasarkan IP address.
• Router mem-filter traffik sehingga setiap komputer tidak perlu menerima pesan yang datang dari setiap komputer lainnya. Seperti yang sudah dibahas pada Network Hardware, switch juga mem-filter traffik, tetapi umumnya switch mem-filter berdasarkan physical address bukan IP address sehingga switch tidak begitu effektif pada network berskala besar.
• Router menutupi detail dari physical network. Karena IP forwarding terjadi diatas network access layer, router dapat menghubungkan tipe-tipe network yang berbeda-beda. Sebuah komputer pada LAN ethernet di Bandung dapat berkomunikasi dengan komputer lain pada LAN token ring di Surabaya.

Network Hardware

Hampir semua network lebih dari sekedar komputer dan kabel-kabel saja. Umumnya network menambahkan perangkat-perangkat yang bisa meningkatkan kemampuan berkomunikasi, mengurangi traffik data, dan meningkatkan kinerja network. Beberapa perangkat, seperti router dan bridge di desain untuk membagi-bagi network menjadi lebih kecil lagi. Perangkat-perangkat yang lain seperti hub membantu koneksi menjadi lebih bersih dan nyaman. Switch adalah perangkat serbaguna yang nampak seperti hub tapi memiliki beberapa fitur bridge. Pada postingan kali ini akan dibahas beberapa perangkat lunak dan bagaimana perangkat tersebut berfungsi dalam network TCP/IP.

Dial-Up TCP/IP

Metode paling popular untuk melakukan koneksi ke internet adalah dengan koneksi dial-up melalui sambungan telepon, orang menyebutnya POTS (plain old telephone service). Networking dial-up kini tidak se-dominan beberapa tahun lalu karena hadirnya beberapa teknologi baru, tapi koneksi dial-up masih sering digunakan terutama oleh orang-orang dalam perjalanan, atau mungkin seorang hikikomori .

Modems

Akses telephon kini merupakan fitur yang wajib ada di setiap rumah. Akses dial-up juga merupakan pilihan bagi jaringan kantor dimana layanan dial-up dapat menawarkan akses Internet murah atau menyediakan sambungan buat pekerja yang dalam perjalanan atau berkantor dirumah. Biasanya sambungan internet ini bisa didapatkan menggunakan alat yang bernama modem.

Modem menyediakan akses internet melalui sambungan telepon. Merupakan kepanjangan dari MOdulate/DEModulate. Para enginer menciptakan modem karena dunia industri melihat keuntungan yang besar dengan menyediakan cara agar komputer kantor/rumah dapat mengakses Internet menggunakan medium transmisi yang paling banyak diakses: sambungan telepon. Setidak-tidaknya, bahkan sistem telepon digital tidak di desain untuk dapat mendukung protokol jaringan seperti TCP/IP. Manfaat modem adalah untuk men-transform protokol transmisi digital dari komputer menjadi sinyal analog yang dapat ditransfer melalui sistem telepon dan men-transform sinyal analog yang datang dari sambungan telepon menjadi sinyal digital yang bisa dibaca oleh komputer penerima.

Application Layer

Apa itu Application Layer?

Application layer berada pada ujung protocol stack TCP/IP. Aplication layer pada TCP/IP adalah kumpulan dari beberapa komponen software yang mengirim dan menerima informasi dari port TCP dan UDP. Beberapa komponen pada application layer hanya sebagai alat untuk pengumpul informasi konfigurasi network dan beberapa lainnya boleh jadi adalah sebuah user interface atau Application Program Interface (API) yang mendukung desktop operating environment.

Application Layer pada TCP/IP dan OSI

Seperti telah disebutkan pada bahasan Bagaimana TCP/IP Bekerja, TCP/IP secara resmi tidak berusaha menyesuaikan dengan model tujuh layer OSI. Application layer pada TCP/IP setara dengan application layer, presentation layer, dan session layer pada OSI.

Transport Layer

Berkenalan dengan Transport Layer

Pada ulasan tentang Internet Layer dan Subnetting, kita mengenal banyak protokol yang sangat effektif dalam menyediakan keperluan informasi addressing dan routing sehingga data bisa sampai ke tujuan dengan sempurna. Addressing dan routing hanyalah satu bagian dari perjalanan data didalam network. Para developer membutuhkan layer yang lain diatas Internet Layer yang bisa menyediakan fitur-fitur yang dibutuhkan yang tidak terdapat pada Internet Layer. Secara spesifik, para developer TCP/IP menginginkan transport layer untuk menyediakan hal-hal berikut :

• Sebuah interface untuk network applications : dengan kata lain, menyediakan cara agar aplikasi bisa mengakses network. Desainer ingin bisa mengarahkan data tidak hanya pada komputer tujuan saja, tapi juga pada aplikasi spesifik pada komputer tujuan.
• Mekanisme multiplexing/demultiplexing. Multiplexing, dalam hal ini, berarti menerima data dari aplikasi-aplikasi dan mesin yang berbeda dan mengarahkan data-data tersebut pada satu aplikasi tertentu yang berjalan pada komputer tujuan. Dengan kata lain, transport layer harus mampu mendukung beberapa aplikasi network secara simultan dan mengatur alur data kepada Internet Layer. Pada komputer penerima, transport layer harus mampu menerima data dari Internet Layer dan mengarahkan data-data tersebut pada beberapa aplikasi yang berbeda. Fitur yang dikenal sebagai demultiplexing ini, memungkinkan sebuah komputer untuk men-support jalannya beberapa aplikasi network secara simultan, seperti web browser, email client, dan file-sharing. Aspek lain dari multiplexing/demultiplexing adalah satu aplikasi tunggal dapat me-maintain koneksi-koneksi dengan lebih dari satu komputer lain secara simultan.
• Error checking, flow control, dan verification.

Karenanya, Transport layer, menyediakan dua jalur bagi aplikasi network untuk mengakses network, masing-masing dilengkapi dengan fitur-fitur interfacing dan multiplexing/demultiplexing yang dibutuhkan untuk mendukung aplikasi network, namun keduanya memiliki pendekatan jaminan kualitas yang sangat berbeda:

• Transport Control Protocol (TCP): TCP menyediakan fitur error control dan flow control yang diperluas untuk memastikan data terkirim dengan sempurna. TCP termasuk connection-oriented protocol.
• User Datagram Protocol (UDP): UDP menyediakan fitur error checking yang sangat remeh dan di desain untuk situasi dimana fitur-fitur tambahan pada TCP tidak diperlukan. UDP termasuk connectionless protocol.

Subnetting

Subnetting adalah proses memecah belah block IP address kelas A,B,atau C menjadi beberapa bagian block kecil. Kali ini kita akan mengulas tentang subnetting dan keuntungannya.

Subnets dalam TCP/IP

Pengelompokan kelas-kelas address seperti disebutkan dalam bahasan sebelumnya mengenai Internet Layer, memungkinkan setiap mesin untuk mengidentifikasi network ID dari sebuah IP address dan mengirimkan datagram ke network yang benar. Namun, mengidentifikasi segment network sebagai kelas A,B,atau C melalui network ID memiliki kekurangan-kekurangan. Yang paling utama adalah pengelompokan tersebut tidak mengenali pembagian logik yang lebih kecil lagi semisal subnetwork.

Gambar dibawah menunjukkan suatu network kelas A.Seperti disebutkan pada bahasan sebelumnya, datagram tiba secara efisien pada gateway dan menyerahkan datagram pada network 99.0.0.0, sebuah block network yang berisi 16 juta IP address komputer. Lalu bagaimana gateway menyerahkan datagram pada 1 host tujuan yang berada diantara jutaan host?

Internet Layer

Kita ketahui pada bahasan tentang network access layer, bahwa komputer-komputer berada dalam satu segment seperti LAN dapat berkomunikasi satu sama lain dengan menggunakan physical address yang berada pada Network Access Layer. Nah sekarang, bagaimana email dari Bandung bisa sampai ke Surabaya?

Addressing dan Delivering

Sebuah perangkat layer fisik (network access layer) seperti ethernet card tidak bisa mengetahui detail yang berada pada protokol layer lebih tinggi. Ia tidak tahu menahu mengenai IP address juga tidak tahu apakah suatu frame yang diterima ditujukan untuk telnet atau FTP. Ia hanya menerima frame yang datang, menunggu frame yang dialamatkan padanya dan menyerahkan frame tersebut ke layer yang lebih tinggi

Metode physical address ini bekerja dengan baik pada satu segment LAN tunggal. Sebuah network yang terdiri dari beberapa komputer dapat berjalan normal hanya dengan memanfaatkan physical address. Data bisa dikirimkan secara langsung dari satu network adapter ke network adapter yang lain memanfaatkan protokol-protokol yang berada di network access layer.

Sayangnya, pada routed network (network yang lebih besar, terdiri dari banyak LAN), transfer data tidak mungkin bisa dilakukan hanya dengan mengandalkan physical address. Penggunaan prosedur pengiriman data dengan menggunakan physical address tidak bisa bekerja melewati sebuah router.

Network Access Layer

Pada protocol stack TCP/IP paling bawah adalah Network Access layer, sekumpulan servis dan spesifikasi yang menyediakan dan mengatur akses langsung pada network hardware.

Protocols dan Hardware

Network Access layer bertanggung jawab terhadap :

• Menjadi perantara/antarmuka dengan network adapter (kartu jaringan/network card/NIC)
• Mengkoordinir transmisi data dengan konvensi dan metode akses yang sesuai.
• Memformat data menjadi sebuah unit yang disebut frame dan mengkonversi frame tersebut menjadi arus elektrik untuk kemudian di kirimkan melewati medium transmisi.
• Mengecek error-error pada frame yang datang. (error-checking)
• Menambahkan informasi error-checking pada frame yang keluar sehingga komputer penerima dapat mengecek adanya error pada frame.
• Mengirimkan paket ACK(acknowledgement) sebagai tanda telah diterimanya frame-frame data, juga mengirim ulang frame jika tidak ada ACK yang diterima dari pihak seberang.

Tentu saja, proses-proses yang telah dilakukan terhadap frame yang dikirim harus di reverse ketika frame sampai pada komputer penerima.

Ada banyak tipe physical networks dan masing-masing memiliki konvensi tersendiri, dan setiap mesin dalam physical network ini dapat membentuk dasar dari sebuah Network Access layer:

• Ethernet
• Token ring
• FDDI
• PPP (Point-to-Point Protocol, through a modem)
• Wireless networks

Bagaimana TCP/IP Bekerja?

TCP/IP adalah sebuah sistem yang terdiri dari sekumpulan protokol, dan protokol adalah sebuah sistem yang terdiri dari beberapa aturan dan prosedur. Kali ini kita akan mengulas tentang Sistem Protokol TCP/IP dan menunjukkan bagaimana komponen-komponen TCP/IP bekerja sama mengirimkan dan menerima data melalui network.

Sistem Protokol TCP/IP

Sebuah sistem protokol seperti TCP/IP harus bertanggung jawab untuk melaksanakan tugas-tugas seperti berikut :

• Memecah data menjadi bagian-bagian kecil sehingga data bisa melewati medium transmisi dengan efisien.
• Menjadi antarmuka dengan hardware network adapter/kartu jaringan
• Addressing/Pengalamatan: Komputer pengirim harus mampu mengarahkan data kepada komputer penerima. Komputer penerima harus bisa mengenali pesan yang seharusnya dia terima.
• Routing (mengarahkan) data menuju subnet dimana komputer tujuan berada, meski physical network subnet dari komputer pengirim tidak sama dengan physical network subnet dari komputer penerima.
• Menyediakan fungsi error control, flow control, dan acknowledgment (konfirmasi diterimanya data penerima kepada pengirim) : agar komunikasi bisa diandalkan (reliable) komputer pengirim dan penerima harus bisa mengidentifikasi dan mengoreksi kesalahan transmisi dan juga mengontrol aliran data.
• Menerima data dari sebuah aplikasi dan menyampaikannya pada network.
• Menerima data dari network dan menyampaikannya pada aplikasi.

Sistem protokol TCP/IP dibagi-bagi menjadi beberapa layer yang masing-masing menjalankan tugas yang spesifik. Model berupa protocol stack (tumpukan protokol layer) ini bermula sejak pertama kali TCP/IP dibuat. Berikut adalah layer-layer protokol TCP/IP secara official.

Apa itu TCP/IP?

TCP/IP adalah sebuah sistem protokol (sekumpulan protokol yang mendukung komunikasi dalam jaringan/network). Lantas Apa itu protokol? Apa juga yang disebut network?

Networks dan Protocols

Network adalah sekumpulan komputer atau perangkat-perangkat yang mirip komputer yang bisa berkomunikasi satu sama lain melalui suatu media transmisi.

Dalam sebuah network, request dan data dari satu komputer ke komputer lainnya akan dikirimkan melalui sebuah medium transmisi (bisa saja berupa kabel jaringan atau kabel telepon)

Konsep Protokol Routing

Router harus memiliki daftar rute dalam tabel routing-nya agar bisa menjalankan fungsinya mem-forward paket (routing). Ada dua jalan yang ditempuh oleh router untuk menambahkan daftar rute ke dalam tabel routingnya yakni, pertama router secara otomatis menambahkan (sub)network-network yang terhubung langsung dengan interfacenya kedalam tabel routing dan kedua dengan mengkonfigurasi routing melalui global configuration.

Rute yang Terhubung Langsung

Router menambahkan daftar rute ke dalam tabel routingnya untuk semua subnet yang terhubung langsung dengan interfacenya. Agar bisa begini, interface router harus sudah dikonfigurasi IP Address dan Mask nya. Konsepnya sederhana, jika router memiliki suatu interface pada suatu subnet, maka router bisa mem-forward paket kedalam subnet tersebut, jadi router harus menambahkan subnet tersebut kedalam tabel routingnya.

WLAN Sekuriti

Isu-isu sekuriti WLAN

Ada beberapa kelemahan pada WLAN yang tidak ditemukan pada LAN. Kelemahan-kelemahan ini memberikan kesempatan bagi para hacker untuk menyebabkan kerugian dengan mencuri informasi, mengakses komputer pada jaringan kabel, atau mematikan network dengan serangan DoS(Denial of Service). Kelemahan lain bisa disebabkan oleh pemasangan AP tanpa izin dari atasan, dan tanpa sekuriti.

Untuk mengurangi resiko serangan-serangan tersebut, ada 3 metode yang bisa diterapkan pada WLAN:

• Mutual authentication
• Enkripsi
• Tool-tool intrusion.

Mutual authentication harus digunakan antara klien dan AP. Proses autentikasi menggunakan password pada kedua klien dan AP. Dengan menggunakan algoritma matematika canggih, AP dapat mengkonfirmasi bahwa klien memiliki kata kunci yang benar, dan klien juga bisa mengkonfirmasi bahwa AP memiliki kata kunci yang benar juga. Dalam proses ini, key yang digunakan tidak pernah dikirimkan via wireless, jadi meskipun attacker(penyerang,cracker,hacker) dapat mengkopi frame didalam WLAN, attacker tidak akan pernah tahu nilai dari key yang digunakan. Dan juga, dengan menggunakan mutual authentication, klien dapat mengkonfirmasi bahwa AP memiliki key yang benar, sehingga klien tidak melakukan koneksi dengan AP liar.

Enkripsi menggunakan kunci rahasia dan formula matematika untuk mengacak-acak isi data dalam frame. Kemudian penerima menggunakan formula lain untuk men-dekrip dan menyusun ulang isi dari frame tersebut. Sehingga,tanpa kunci rahasia, attacker mungkin bisa mengkopi frame tapi tidak akan bisa membaca isi dari frame tersebut.

Yang ketiga adalah penggunaan tools-tools yang secara umum bisa disebut  tool-tool intrusion. Misalnya Intrusion Detection Systems (IDS) dan Intrusion Prevention Systems (IPS), dan lain-lain