TCP/IP (Bagian - 3) : IP Address

IP address adalah sebuah sistem pengalamatan unik setiap host yang terkoneksi ke jaringan berbasis TCP/IP. IP address bisa dianalogikan seperti sebuah alamat rumah. Ketika sebuah datagram dikirim, informasi alamat inilah yang menjadi acuan datagram agar bisa sampai ke device yang dituju. IP Address terbagi dalam 2 versi, IPv4 dan IPv6. Sebuah IP address versi 4 atau IPv4 terbentuk dari 32 binary bits. Dari 32 binary bits tersebut terbagi lagi menjadi 4 octet (1 octet = 8 bits). Nilai tiap oktet diatara 0 sampai 255 dalam format desimal, atau 00000000 - 11111111 dalam formal binary. Setiap octet dikonversi menjadi desimal dan dipisahkan oleh tanda titik (dot). Sehingga format akhir IP address biasanya berupa angka desimal yang dipisahkan dengan tanda titik, contohnya 172.16.254.1. 

Jika pada sebuah octet semua angka biner bernilai satu, maka nilai desimal dalam octet tersebut adalah 255. Cara konversi dari biner ke desimal, adalah dengan memperhatikan nilai bits. Jika dilihat dari posisi bits, bits paling kanan memiliki nilai 2 ⁰. Dan nilai pangkat ditambahkan untuk angka biner sebelah kirinya menjadi 2 ¹. Terus dilanjutkan sampai bits paling kiri.

 

Kita coba jabarkan IP address 172.16.254.1. Seperti yang telah kita pelajari sebelumnya bahwa satu IP address terbentuk dari 32 bits, maka detailnya akan menjadi seperti dibawah ini :

 

Jika Anda benar - benar ingin memahami konsep IP address, disarankan untuk memiliki pengetahuan dasar mengenai angka biner dan desimal, baik operasi perhitungan maupun konversi dari biner ke desimal atau sebaliknya.

Sistem komunikasi

Berdasarkan bagaimana perangkat saling berkomunikasi, terbagi menjadi beberapa jenis, yakni sebagai berikut:

• Unicast, merupakan komunikasi antar sebuah host atau point-to-point. Contoh : HTTP
• Broadcast, merupakan metode komunikasi dari sebuah host ke semua host yang masih dalam satu jaringan. Alamat broadcast digunakan dalam komunikasi one-to-everyone. Contoh : ARP Ethernet.
• Multicast, merupakan metode komunikasi dari sebuah host ke banyak host yang bergabung dalam group multicast yang sama. Alamat multicast digunakan dalam komunikasi one-to-many. Contoh : Video Streaming.
• Anycast, merupakan metode komunikasi dari sebuah host ke host atau kelompok host lain yang diset memiliki IP sama. Contoh : 6to4 relay.

Pada awal mula design network, diperkirakan konektivitas end-to-end terjadi pada seluruh host yang terkoneksi ke internet. Dan menjadi tugas IP address untuk menjadi sebuah alamat unik yang menjadi identitas sebuah host. Akan tetapi pada perkembangannya, tidak semua host butuh terkoneksi dengan dunia internet. Misalnya jaringan sebuah perusahaan yang hanya ingin masing - masing host cukup bisa berkomunikasi dengan host yang masih satu perusahaan, dan tidak perlu berkomunikasi dengan internet. Dengan adanya kasus seperti ini, maka IP address dibagi menjadi beberapa kelompok.

IP Public dan IP Private
IP Public Public IP Address merupakan IP Address yang dapat diakses di jaringan internet. IP Public juga dikenal sebagai globally routable unicast IP address. Ketika sebuah perangkat memiliki IP public dan terkoneksi ke jaringan internet, maka perangkat tadi bisa diakses darimanapun melalui jaringan internet juga. Akan tetapi kita tidak bisa memasang sembarang IP public di sebuah device. Ada aturan mengenai alokasi IP public. Kita bisa mendapatkan Public IP Address dari pinjaman ISP atau alokasi dari APNIC/IDNIC (www.idnic.net).

IP Private
Pada arsitektur IP address, Private IP Address adalah IP Address yang diperuntukkan untuk jaringan lokal. IP private tidak boleh ada di jaringan internet dan tidak dapat diakses di jaringan internet.  Pada implementasi di jaringan real, biasanya jaringan lokal menggunakan IP Private, kemudian ditambahkan sebuah router yang menjembatani jaringan lokal yang menggunakan IP private dengan jaringan publik yang menggunakan IP Public. Untuk cakupan IP Private, Anda bisa lihat tabel IP Private di pembahasan mengenai CIDR.
IP Khusus
Selain IP Private dan IP Public, ada beberapa IP khusus lain. IP ini sudah memiliki tujuan penggunaan khusus yang sudah disepakati secara international, sehingga tidak dapat digunakan untuk pengalamatan sebuah host.

Kelas IP Pada awal mula design IP address, IP address dibagi dalam beberapa kelas. Kelas IP dibedakan berdasarkan jumlah bits network ID. Masing masing kelas memiliki jumlah netowrk yang berbeda, dan jumlah host di tiap network yang berbeda pula. Pembagian ip address berdasarkan kelas ini sudah mulai ditinggalkan digantikan dengan sistem CIDR. Akan tetapi, ada baiknya kita coba lihat sejarah kelas IP address ini.

 

Kelas A
IP address kelas A biasa digunakan untuk jaringan dengan skala besar. Bits pertama di dalam IP address kelas A selalu diset dengan nilai 0 (nol). Bits kedua sampai bits ke delapan merupakan sebuah network identifier. 24 bit sisanya (atau tiga oktet terakhir) merepresentasikan host identifier. Dengan jumlah host identifier sampai 24 bits, artinya kelas A memiliki 16,777,214 host.

Kelas B
Kelas B biasa digunakan untuk jaringan skala menengah hingga skala besar. Dua bit pertama di dalam oktet pertama alamat IP kelas B biasanya berupa bilangan biner 10. 14 bit berikutnya merupakan network identifier. Sisa 16 bit merepresentasikan host identifier. Ip address kelas B memiliki 65,534 host.

Kelas C
Digunakan untuk jaringan berskala kecil. Tiga bit pertama bernilai biner 110. Kemudian 21 bit selanjutnya merupakan network identifier. Dan 8 bit sisanya merepresentasikan host identifier. Dengan begitu IP address kelas C memiliki 254 host untuk setiap network-nya.

Kelas D merupakan alokasi IP address yang disediakan hanya untuk alamat-alamat IP multicast, dan Kelas E merupakan IP alamat yang bersifat "eksperimental" atau percobaan dan dicadangkan untuk digunakan pada masa depan.

Kelas D

Kelas E

Akan tetapi pada perkembangannya, alokasi kelas IP address dengan metode ini dirasa sudah tidak cocok dan sekarang kita beralih menggunakan metode Classless Inter-Domain Routing (CIDR)
Subnet Mask
Subnet Mask merupakan nilai yang dibentuk dari angka biner 32 bits. sama seperti IP  address. Dari angka biner 32 bits ini, juga dipisahkan dengan tanda dot pada setiap octet. Fungsi dari subnet mask ini adalah membedakan network id dan host id. pada gambar kelas IP, kita bisa melihat alokasi nilai bits pada masing - masing identifier. Didalam subnet mask semua bit yang dialokasikan untuk network id diwakili oleh angka biner 1 sedangkan semua bit alokasi host id akan diwakili oleh angka biner 0. Selain membedakan identifier, subnet mask juga digunakan untuk menentukan letak suatu host, apakah di jaringan yang masih dalam satu segmen, atau sudah berbeda segmen.
Network Address dan Broadcast Address Dalam sebuah alokasi IP address, ada 3 jenis IP.

• Host address, IP address yang dapat dipasang ke sebuah perangkat jaringan seperti komputer atau router agar dapat saling interkoneksi. Host IP ini sifatnya unik, dalam artian dalam sebuah network tidak boleh ada host IP yang sama.
• Network address,  IP address yang mereprentasikan alamat sebuah network. Semua host dalam satu network memiliki network address yang sama. Network address merupakan IP pertama dalam sebuah subnet IP
• Broadcast address, jenis IP address yang digunakan untuk mengirim data ke semua host yang masih berada dalam satu network. Broadcast address adalah ip terakhir dalam sebuah subnet IP.

Network address dan broadcast address tidak dapat dipasang dalam sebuah perangkat. Contoh, kita memiliki IP address 192.168.0.1 dengan subnet mask 255.255.255.0 maka untuk mendapatkan nilai network address dan boradcast address, kita bisa membuat perhitungan seperti berikut :
IP address  192.168.0.1             11000000.10101000.00000000 .00000001
Untuk mendapatkan nilai network address, ubah semua bit dalam alokasi host-id menjadi bernilai 0.
Susunan bit awal                        11000000.10101000.00000000 .00000001
Susunan bit network address       11000000.10101000.00000000 .00000000
Dotted-decimal network address  192          168         0               0

Untuk mendapatkan nilai ubah semua bit dalam alokasi host-id menjadi bernilai 1.
Susunan bit awal                          11000000.10101000.00000000.00000001
Susunan bit broadcast address      11000000.10101000.00000000.11111111
Dotted-decimal broadcast address 192          168          0              255
Jadi untuk ip address 192.168.0.1 dengan subnet mask 255.255.255.0, memiliki network address 192.168.0.0 dan broadcast address 192.168.0.255.
Subnetting (VLSM)
Subnetting adalah sebuah mekanisme perhitungan pembagian network menjadi network dengan skala yang lebih kecil, biasa disebut subnet. Subbnetting dilakukan dengan meminjam nilai bits yang dialokasikan pada host id, sehingga memungkinkan penggunaan IP address yang lebih efisien. Subnetting biasa disebut juga Variable Length Subnet Mask (VLSM). Subnetting biasa diterapkan dengan mengubah nilai subnet mask. Contoh kasus misalnya sebuah perusahaan hanya memiliki 60 komputer yang akan terhubung dalam satu jaringan menggunakan IP kelas C dengan subnet mask default 255.255.255.0. Untuk alasan keamanan dan efisisnsi jaringan, maka hanya perlu alokasi IP kurang lebih sejumlah 60 ip address. Disinilah fungsi subnetting dibutuhkan. Berikut cara sederhana untuk melakukan subnetting dengan mengubah nilai subnet mask.

Desimal 255.255.255.0
Biner     1111111.11111111.11111111.00000000

Dari nilai biner diatas, berarti alokasi porsi bits untuk network-id sebanyak 24 bits, dan porsi untuk host-id ada 8 bits. Dengan porsi sebanyak 8 bits, maka maksimal IP address adalah 254. Karena kebutuhan perusahaan tersebut hanya 60 ip address, maka porsi host id akan dikurangi dengan metode subnetting. Pertama kita ubah jumlah IP yang kita butuhkan menjadi angka biner, 60 = 111100.

Kalau kita perhatikan, dengan jumlah kurang lebih 60 ip address, membutuhkan 6 bits nilai biner, maka kita kurangi alokasi bits pada host-id yang sebelumnya 8 bits, menjadi 6 bits. Ingat bahwa di dalam subnet mask, host-id di representasikan dengan angka biner 0.

Subnet awal   1111111.11111111.11111111.00000000  (8 bits host-id)
Subnet baru   1111111.11111111.11111111.11000000 (6 bits host-id)
Decimal         255        255          255          192

Dengan alokasi bits host-id 6 digit, maka kita memiliki alokasi IP address dalam subnet baru tersebut adalah 111111 dalam bilangan biner atau 63 ip address dalam desimal. Dengan adanya network addres dan boardcast address , maka IP yang bisa kita pasang pada device jaringan maksimal adalah 62 ip address, contoh:

Range IP Address :  192.168.0.1 - 192.168.0.62
Netmask : 255.255.255.192
Network : 192.168.0.0
Broadcast : 192.168.0.63

Classless Inter-Domain Routing (CIDR) Seiring dengan perkembangan dunia jaringan komputer yang cukup pesat, pembagian IP dengan menggunakan kelas A, B, dan C mulai ditinggalkan karena masih menyisakan banyak IP yang tidak digunakan. Selain mengurangi alokasi IP address, dengan cara yang sama dapat digunakan untuk keperluan sebaliknya, yakni menambah alokasi IP address. Contohnya kelas C yang secara teoritis hanya mendukung 254 alamat tiap jaringan, akan tetapi dengan CIDR, dapat menggunakan hingga 32766 alamat IP, yang seharusnya hanya tersedia untuk alamat IP kelas B. CIDR merupakan cara alternatif baru untuk merepresentasikan alamat IP dan subnet IP. CIDR disebut juga Supernetting atau Prefix. Jika kita sebelumnya sudah membahas mengenai IP Private, berikut tabel range IP address yang dilalokasikan sebagai IP Private dengan system CIDR.

 

Alokasi IP Private dengan system CIDR

CIDR biasanya ditulis dengan tanda "/" setelah IP  address, kemudian diikuti dengan informasi jumlah bits yang dialokasikan sebagai network-id, contoh 192.168.0.0/27. Jika Anda pernah melakukan konfigurasi router Mikrotik, tentu Anda sudah familiar dengan format IP seperti ini. Dari contoh subnet 192.168.0.0/27, maka dari 32 bits IP address, 27 bits dialokasikan untuk network-id,  tersisa 5 bits untuk host-id. Jumlah IP address yang ada dalam subnet tersebut bisa dihitung dengan rumus :

2 ^(32-x)

Dimana "x" adalah nilai CIDR.

Contoh, untuk subnet 192.168.0.0/27 bisa dihitung sebagai berikut :
2 ^(32-27) = 2 ⁽⁵⁾= 32 Nilai 32 adalah total IP address yang ada dalam subnet tersebut. Dikurangi dengan network address dan broadcast address, maka IP yang bisa dipasang pada perangkat jaringan ada 30 ip address.
Range IP Address :  192.168.0.1 - 192.168.0.30
Netmask : 255.255.255.224
Network : 192.168.0.0
Broadcast : 192.168.0.31
Perhitungan IP address sebenarnya tidak harus dilakukan secara manual. Ada banyak alat bantu untuk melakukan perhitungan IP address dan subnetting, misalnya IP Subnet Calculator. Akan tetapi, ada baiknya kita tahu bagaimana konsep IP address, sehingga dalam penerapan di jaringan, kita bisa membuat sebuah jaringan yang benar - benar sehat dan ideal.