LLC dan MAC Sublayers
Ethernet adalah teknologi LAN yang paling banyak digunakan digunakan saat ini.
Ethernet beroperasi pada lapisan data link dan lapisan fisik. Ini adalah keluarga dari teknologi yang didefinisikan dalam standar IEEE 802.2 dan 802.3 jaringan. 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)
Ethernet bergantung pada dua sub-lapisan yang terpisah dari lapisan data link untuk beroperasi, Logical Link Control (LLC) dan sub-lapisan MAC.
1. LLC sublayer
Ethernet LLC sublayer menangani komunikasi antara lapisan atas dan lapisan bawah. Ini biasanya antara perangkat lunak jaringan dan perangkat keras. Sublayer LLC mengambil data protokol jaringan, yang biasanya paket IPv4, dan menambahkan kontrol informasi untuk membantu memberikan paket ke node tujuan
LLC diimplementasikan dalam perangkat lunak, dan pelaksanaannya independen dari perangkat keras. Dalam komputer, LLC dapat dianggap perangkat lunak driver untuk NIC. Driver NIC adalah program yang berinteraksi langsung dengan hardware pada NIC untuk melewatkan data antara sublayer MAC dan media fisik.
2. MAC sublayer
MAC merupakan sublayer bawah dari layer data link. MAC diimplementasikan dalam perangkat keras/hardware, biasanya di komputer NIC. Spesifik ditentukan dalam standar IEEE 802.3.
Ethernet MAC sublayer memiliki dua tanggung jawab utama:
- Media access control
- enkapsulasi data
Proses enkapsulasi data
Proses enkapsulasi data termasuk frame perakitan sebelum transmisi, dan frame pembongkaran pada penerimaan frame. Dalam membentuk frame, layer MAC menambahkan header dan trailer ke PDU lapisan jaringan.
Data enkapsulasi menyediakan tiga fungsi utama:
1. Pembatas frame:
Proses framing memberikan pembatas penting yang digunakan untuk mengidentifikasi kelompok bit yang membentuk sebuah frame. Proses ini memberikan sinkronisasi antara pengirim dan penerima node.
2. Pengalamatan:
Proses enkapsulasi juga menyediakan lapisan data link untuk pengalamatan. Setiap header Ethernet ditambahkan dalam frame yang berisi alamat fisik (MAC address) yang memungkinkan frame yang akan dikirimkan ke node tujuan.
3. Deteksi kesalahan:
Setiap frame Ethernet mengandung sebuah trailer dengan cyclic redundancy check (CRC) dari isi frame. Setelah penerimaan frame, node penerima menciptakan CRC untuk membandingkan dengan yang dalam frame
Media Access Control
Tanggung jawab kedua sublayer MAC adalah media access control. Media akses kontrol bertanggung jawab untuk penempatan frame pada media dan penghapusan frame dari media. Seperti namanya, ia mengendalikan akses ke media. sublayer ini berkomunikasi langsung dengan lapisan fisik.
Ethernet menyediakan metode untuk mengontrol bagaimana akses node saham melalui penggunaan Carrier Sense Multiple Access (CSMA) technology.
Proses CSMA digunakan pertama untuk mendeteksi jika media membawa sinyal. Jika sinyal pembawa pada media dari node lain terdeteksi, itu berarti bahwa perangkat lain transmisi. Ketika perangkat mencoba untuk mengirimkan melihat bahwa media sedang sibuk, ia akan menunggu dan mencoba lagi setelah periode waktu yang singkat.
CSMA biasanya diimplementasikan dalam hubungannya dengan metode untuk menyelesaikan pertentangan Media. Dua metode yang umum digunakan adalah:
1. CSMA / Collision Detection
Dalam CSMA / Collision Detection (CSMA / CD), perangkat memantau media untuk kehadiran sinyal data. Jika sinyal data tidak hadir, menunjukkan bahwa media bebas, perangkat mentransmisikan data. Jika sinyal kemudian mendeteksi bahwa menunjukkan perangkat lain yang transmisi pada saat yang sama, semua perangkat berhenti mengirim dan coba lagi nanti.
Hampir semua koneksi kabel antara perangkat di LAN saat ini adalah koneksi full-duplex : perangkat mampu mengirim dan menerima secara bersamaan.
2. CSMA / Collision Avoidance
Dalam CSMA / CA, perangkat meneliti media untuk kehadiran sinyal data. Jika media bebas, perangkat mengirim pemberitahuan di media untuk menggunakannya. Perangkat kemudian mengirimkan data. Metode ini digunakan oleh 802.11 teknologi jaringan nirkabel.
MAC Address: Ethernet Identity
Untuk mencegah overhead yang berlebihan yang terlibat dalam pengolahan setiap frame, pengenal unik yang disebut alamat MAC. Alamat MAC diciptakan untuk mengidentifikasi sumber dan tujuan node sebenarnya dalam jaringan Ethernet.
pengalamatan MAC menyediakan metode untuk identifikasi perangkat pada tingkat yang lebih rendah dari model OSI. Seperti yang Anda ingat, pengalamatan MAC ditambahkan sebagai bagian dari Layer 2 PDU. Sebuah alamat Ethernet MAC adalah nilai biner 48-bit dinyatakan sebagai 12 digit heksadesimal (4 bit per heksadesimal digit).
MAC Address Struktur
Alamat MAC harus unik secara global. Nilai alamat MAC adalah akibat langsung dari aturan IEEE-diberlakukan untuk vendor, untuk memastikan alamat global yang unik untuk setiap perangkat Ethernet. Aturan yang ditetapkan oleh IEEE memerlukan vendor yang menjual perangkat Ethernet untuk mendaftar dengan IEEE. IEEE memberikan vendor 3-byte (24-bit) kode, disebut Organizationally Unique Identifier (OUI).
Frame processing
Alamat MAC sering disebut sebagai alamat terbakar di (BIA) karena, secara historis alamat ini dibakar dalam ROM (Read-Only Memory) pada NIC. Ini berarti bahwa alamat dikodekan ke dalam chip ROM secara permanen - tidak dapat diubah oleh perangkat lunak.
Alamat MAC yang ditugaskan untuk workstation, server, printer, switch, dan router - perangkat yang harus berasal dan / atau menerima data pada jaringan. Semua perangkat yang terhubung ke LAN Ethernet memiliki antarmuka MAC.
hardware dan software yang berbeda produsen mungkin mewakili alamat MAC dalam format heksadesimal yang berbeda. Format alamat mungkin mirip dengan:
00-05-9A-3C-78-00
00: 05: 9A: 3C: 78: 00
0005.9A3C.7800
Ethernet Frame Attributes
Ethernet Encapsulation
Ethernet diciptakan pada tahun 1973,versi awal Ethernet relatif lambat pada 10 Mbps. Sedangkan versi terbaru dari Ethernet beroperasi pada 10 Gigabits per detik. Pada lapisan data link, struktur rangka hampir identik untuk semua kecepatan Ethernet. Struktur frame Ethernet menambahkan header dan trailer sekitar Layer 3 PDU untuk merangkum pesan yang dikirim.
IEEE standar 802.3 Ethernet yang telah diperbarui beberapa kali untuk memasukkan teknologi baru Standar DIX Ethernet yang sekarang disebut Ethernet II
Perbedaan antara gaya framing yang minimal. Perbedaan yang paling signifikan antara kedua standar adalah penambahan Start Frame Delimiter (SFD) dan perubahan dari kolom Jenis untuk bidang Panjang di 802.3.
Ethernet II adalah format frame Ethernet digunakan dalam jaringan TCP / IP.
Ethernet Frame Sizes
Kedua standar Ethernet II dan IEEE 802.3 mendefinisikan ukuran frame minimum 64 byte dan maksimal sebagai 1518 byte. Ini termasuk semua byte dari Destination MAC Address lapangan melalui Frame Check Sequence (FCS) lapangan. Pembukaan dan Mulai bidang Frame Pembatas tidak disertakan saat menggambarkan ukuran frame.
Setiap frame kurang dari 64 byte panjangnya dianggap sebagai "collision fragmen" atau " runt frame " dan secara otomatis dibuang oleh stasiun penerima.
IEEE 802.3ac standar, dirilis pada tahun 1998, diperpanjang ukuran frame maksimum untuk 1522 byte. Ukuran frame meningkat untuk mengakomodasi teknologi yang disebut Virtual Local Area Network (VLAN).
Ethernet MAC
Alamat MAC dan Heksadesimal
Hexadecimal adalah kata yang digunakan baik sebagai kata benda dan sebagai kata sifat. Heksadesimal menyediakan cara yang nyaman untuk mewakili nilai-nilai biner. Dasar enam belas sistem nomor menggunakan angka 0 sampai 9 dan huruf A sampai F. Hal ini lebih mudah bagi kita untuk mengekspresikan nilai sebagai digit heksadesimal tunggal dari empat bit biner.
Mengingat bahwa 8 bit (byte) adalah pengelompokan biner umum, biner 00000000-11111111 dapat direpresentasikan dalam heksadesimal sebagai kisaran 00 sampai FF.
Heksadesimal juga digunakan untuk mewakili alamat Ethernet MAC dan IPv6
Representasi MAC Address
Pada host Windows, perintah ipconfig / all dapat digunakan untuk mengidentifikasi alamat MAC dari adaptor Ethernet. Tergantung pada perangkat dan sistem operasi, Anda akan melihat berbagai representasi dari alamat MAC.
Dalam Ethernet, alamat MAC yang berbeda digunakan untuk Layer 2 unicast, broadcast, dan komunikasi multicast.
1. Unicast MAC Address
Sebuah alamat MAC unicast adalah alamat unik yang digunakan ketika sebuah frame dikirim dari perangkat transmisi tunggal untuk perangkat tujuan tunggal. Dengan contoh host dengan 192.168.1.5 alamat IP (sumber) meminta halaman web dari server di IP 192.168.1.200 alamat. Untuk paket unicast dikirim dan diterima, alamat IP tujuan harus dalam header paket IP. IP dan alamat MAC menggabungkan untuk memberikan data kepada tuan rumah tujuan tertentu.
2. Broadcast MAC Address
Sebuah paket broadcast berisi alamat IP tujuan yang memiliki semua (1s) yang di bagian host. penomoran di alamat ini berarti bahwa semua host di jaringan lokal (domain broadcast) akan menerima dan memproses paket. Banyak protokol jaringan, seperti DHCP dan Address Resolution Protocol (ARP), menggunakan siaran.
3. Multicast MAC Address
Alamat multicast memungkinkan perangkat sumber untuk mengirim paket ke sekelompok perangkat. Perangkat milik kelompok multicast ditugaskan kelompok multicast alamat IP. Kisaran IPv4 alamat multicast adalah 224.0.0.0 ke 239.255.255.255. Karena alamat multicast mewakili sekelompok alamat (kadang-kadang disebut kelompok host), mereka hanya dapat digunakan sebagai tujuan dari sebuah paket. Sumber itu akan selalu memiliki alamat unicast.
MAC dan IP
End-to-End Connectivity, MAC, dan IP
Sebuah sumber perangkat akan mengirim paket berdasarkan alamat IP. Salah satu cara yang paling umum yang digunakan perangkat untuk menentukan alamat IP dari perangkat tujuan adalah melalui Domain Name System (DNS), di mana alamat IP dikaitkan dengan nama domain. Misalnya, www.cisco.com sama dengan 209.165.200.225. Alamat IP ini akan mendapatkan paket ke lokasi jaringan perangkat tujuan. Ini adalah alamat IP ini yang router akan menggunakan untuk menentukan jalur terbaik untuk mencapai tujuan. Jadi, singkatnya, alamat IP menentukan perilaku end-to-end dari sebuah paket IP.
ARP
Dalam rangka untuk mengirim data, node harus menggunakan kedua alamat tersebut. node harus menggunakan sendiri MAC dan alamat IP-nya di bidang sumber dan harus menyediakan baik alamat MAC dan alamat IP untuk tujuan. Sedangkan alamat IP tujuan akan diberikan oleh yang lebih tinggi OSI lapisan, node pengirim perlu cara untuk menemukan alamat MAC dari tujuan untuk link Ethernet diberikan. Ini adalah tujuan dari ARP.
ARP bergantung pada jenis tertentu dari pesan broadcast Ethernet dan pesan unicast Ethernet, disebut permintaan ARP dan balasan ARP.
Protokol ARP menyediakan dua fungsi dasar:
Menyelesaikan alamat IPv4 ke alamat MAC
Mempertahankan tabel pemetaan
Fungsi ARP
1. Menyelesaikan Alamat IPv4 ke Alamat MAC
Dari frame untuk ditempatkan pada media LAN, ia harus memiliki tujuan alamat MAC. Ketika sebuah paket dikirim ke data link layer yang akan dikemas dalam frame, node mengacu ke tabel dalam memori untuk menemukan alamat lapisan data link yang dipetakan ke alamat IPv4 tujuan. tabel ini disebut tabel ARP atau cache ARP. Tabel ARP disimpan dalam perangkat RAM.
Setiap entri, atau baris, dari tabel ARP mengikat alamat IP dengan alamat MAC. Tabel ARP menyimpan sementara (cache) pemetaan untuk perangkat pada LAN lokal.
2. Mempertahankan ARP Table
Tabel ARP dipertahankan secara dinamis. Ada dua cara yang perangkat dapat mengumpulkan alamat MAC. Salah satu cara adalah untuk memantau lalu lintas yang terjadi pada segmen jaringan lokal. Sebagai node menerima frame dari media, dapat merekam sumber IP dan alamat MAC sebagai pemetaan dalam tabel ARP. Frame ditransmisikan pada jaringan, perangkat akan mengisi tabel ARP dengan pasangan alamat.
ARP Operation
Membuat Frame
Ketika ARP menerima permintaan untuk memetakan alamat IPv4 ke alamat MAC, tampaknya untuk peta cache dalam tabel ARP nya. Jika entri tidak ditemukan, enkapsulasi paket IPv4 gagal dan proses Layer 2 memberitahu ARP yang dibutuhkan peta. Proses ARP kemudian mengirimkan sebuah paket permintaan ARP untuk menemukan alamat MAC dari perangkat tujuan pada jaringan lokal. Jika perangkat menerima permintaan memiliki alamat IP tujuan, itu merespon dengan balasan ARP. Sebuah peta dibuat dalam tabel ARP. Paket untuk alamat IPv4 sekarang dapat dirumuskan dalam frame.
Jika tidak ada perangkat menanggapi permintaan ARP, paket akan dibuang karena frame tidak dapat dibuat. Kegagalan enkapsulasi ini dilaporkan ke lapisan atas perangkat. Jika perangkat adalah perangkat perantara, seperti router, lapisan atas dapat memilih untuk menanggapi sumber host dengan kesalahan dalam paket ICMPv4.
ARP Peran dalam Komunikasi Jarak Jauh
Semua frame harus dikirim ke node pada segmen jaringan lokal. Jika tujuan IPv4 host di jaringan lokal, frame akan menggunakan alamat MAC dari perangkat ini sebagai tujuan alamat MAC.
Jika tujuan IPv4 host tidak pada jaringan lokal, node sumber perlu menyampaikan frame ke antarmuka router yang merupakan pintu gerbang atau hop berikutnya yang digunakan untuk mencapai tujuan itu. Node sumber akan menggunakan alamat MAC gateway sebagai alamat tujuan untuk frame yang berisi paket IPv4 yang ditujukan kepada host di jaringan lain.
Menghapus Entries dari ARP Table
Untuk setiap perangkat, cache waktu ARP menghapus entri ARP yang belum digunakan untuk jangka waktu tertentu. Kali berbeda tergantung pada perangkat dan sistem operasi.
Setiap perangkat memiliki sistem khusus perintah operasi untuk menghapus isi dari cache ARP. Perintah-perintah ini tidak meminta eksekusi ARP dengan cara apapun. Mereka hanya menghapus entri dari tabel ARP. Layanan ARP terintegrasi dalam protokol IPv4 dan dilaksanakan oleh perangkat
Tabel ARP pada Perangkat Jaringan
Pada router Cisco, perintah show ip arp digunakan untuk menampilkan tabel ARP.
Pada Windows 7 PC, perintah arp -a digunakan untuk menampilkan tabel ARP.
0 komentar