Subnetting dan VLSM

Mari kita asumsikan bahwa Anda adalah administrator jaringan di perusahaan lokal dan suatu hari manajer TI memberikan tugas baru kepada Anda. 

Tugasnya adalah mendesain ulang skema IP perusahaan. Dia juga telah memberi tahu Anda untuk menggunakan kelas alamat yang sesuai dengan ukuran perusahaan dan untuk memastikan bahwa hanya ada sedikit IP sisa yang tidak terpakai.

Hal pertama yang Anda putuskan untuk lakukan adalah menggambar diagram jaringan tingkat tinggi (high level network diagram) yang menunjukkan hubungan antar cabang, router pada WAN setiap cabang dan jumlah host per kantor cabang seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

1. High level diagram

Gambar Network Diagram (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

2. Langkah 2 – menentukan kelas alamat yang sesuai dan alasannya

a. Subnet mask dapat memberi tahu kita banyak hal tentang jaringan, seperti berikut ini:

- Bagian network dan host dari alamat IP

- Jumlah host dalam suatu jaringan

b. Jika kita menggunakan subnet mask dari salah satu kelas alamat IP, kita akan mendapatkan host yang tersedia. Berikut subnet mask dari masing masing kelas.

Gambar Subnet mask berdasar kelas (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

c. Bagian network dari suatu alamat diwakili oleh bit 1 di subnet mask, sedangkan bit 0 mewakili bagian host. Kita dapat menggunakan rumus berikut untuk menghitung jumlah total alamat IP dalam suatu subnet dengan jumlah bit host yang diketahui dalam subnet mask.

d. Rumus total alamat IP adalah 2^H (2 pangkat H), di mana H mewakili jumlah bit 0 pada bagian host, sehingga didapatkan hasil berikut:

Kelas A = 2^24 = 16,777,216 IP total

Kelas B = 2^16 = 65,536 IP total 

Kelas C = 2^8 = 256 IP total

e. Di IPv4, ada dua IP yang tidak dapat digunakan ke perangkat apa pun. Ini adalah IP untuk Network ID dan Broadcast ID. Oleh karena itu, kita perlu mengurangi dua IP dari rumus IP total untuk menghitung jumlah IP yang dapat digunakan untuk host.

f. Rumusnya adalah (2^H)-2, sehingga berikut adalah totap IP yang dapat digunakan oleh pengguna atau perangkat (sebagai host) :

Kelas A = (2^24)-2 = 16,777,214 IP total

Kelas B = (2^16)-2 = 65,534 IP total 

Kelas C = (2^8)-2 = 254 IP total

g. Dengan mengacu kembali pada diagram jaringan, kita dapat mengidentifikasi tujuh jaringan yang dibutuhkan, yaitu sebagai berikut:

1. Cabang / Branch A LAN: 25 host

2. Cabang / Branch B LAN: 15 host

3. Cabang / Branch C LAN: 28 host

4. Cabang / Branch D LAN: 26 host

5. WAN R1-R2: 2 IP diperlukan

6. WAN R2-R3: 2 IP diperlukan

7. WAN R3-R4: 2 IP diperlukan

8. Total 100 alamat IP

h. Penentuan kelas alamat yang tepat tergantung pada jumlah host, jaringan dengan host terbesar, dan jumlah jaringan yang dibutuhkan. 

i. Saat ini, total IP yang dibutuhkan adalah 100, dan jaringan terbesar adalah Cabang C, yang memiliki 28 perangkat host yang membutuhkan alamat IP. 

j. Kita dapat menggunakan kelas terkecil yang tersedia, yaitu alamat Kelas C karena akan dapat mendukung kebutuhan 100 alamat IP dan jaringan terbesar yang kita miliki. 

k. Namun, untuk melakukan ini, kita perlu memilih blok alamat Kelas C. Mari kita gunakan blok 192.168.1.0/24 (bebas). (/24 adalah prefix yang dalam bentuk bitnya adalah subnet mask kelas C itu sendiri: 11111111.1111111.11111111.00000000).

l. Ingat, subnet mask digunakan untuk mengidentifikasi bagian network dari alamat IP. Ini juga berarti bahwa kita tidak dapat mengubah bagian network dari alamat IP saat melakukan subnetting, tetapi kita dapat mengubah bagian host, berikut:

24-bit pertama mewakili bagian network dan 8-bit sisanya mewakili bagian host pada alamat IP kelas C. Menggunakan rumus 2^H – 2 untuk menghitung jumlah IP host yang dapat digunakan, didapatkan hasil kelas C = (2^8)-2 = 254 IP total yang dapat digunakan.

Dengan menetapkan blok network tunggal ini ke salah satu dari tujuh jaringan, akan menimbulkan banyak alamat IP yang terbuang. Oleh karena itu, kita perlu menerapkan teknik subnetting ke blok alamat kelas C ini.

3. Langkah ke 3, membuat subnetting

a. Untuk membuat lebih banyak subnet atau subnetwork, kita perlu meminjam bit pada bagian bit host. 

b. Rumus 2^N digunakan untuk menghitung jumlah subnet, di mana N adalah jumlah bit yang dipinjam pada bagian host. 

c. Setelah bit-bit ini dipinjam, mereka akan menjadi bagian dari network sehingga subnet mask yang baru akan terbentuk.

d. Sejauh ini, kita memiliki Network 192.168.1.0/24. Kita perlu mendapatkan tujuh subnet, dan setiap subnet harus bisa masuk ke jaringan terbesar kita (yaitu Cabang C—28 host).

e. Mari kita buat subnet kita. Ingat bahwa kita perlu meminjam bit pada bagian host, mulai dari bit terakhir sebelah kiri pada bagian bit host. 

f. Mari kita pinjam dua bit host seperti terlihat pada gambar dibawah, bit yang dipinjam diwarnai hijau dan menerapkannya ke rumus kita untuk menentukan apakah kita bisa mendapatkan tujuh subnet (7 sub jaringan):

g. Ketika bit dipinjam pada bagian host, bit diubah menjadi 1 di subnet mask. Ini menghasilkan subnet mask baru untuk semua subnet yang telah dibuat.

h. Mari kita gunakan rumus kita untuk menghitung jumlah jaringan:

- Jumlah Jaringan = 2^N

- 2^2 = 4 jaringan

Gambar Proses subnet (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

i. Seperti yang kita lihat, dua bit host tidak cukup karena kita membutuhkan setidaknya tujuh sub jaringan baru. Mari kita pinjam satu bit host lagi:

- Jumlah Jaringan = 2^N

- 2^3 = 8 jaringan

j. Menggunakan 3 bit host, kita bisa mendapatkan total 8 subnet (sub jaringan baru). Karena saat ini hanya membutuhkan 7, 1 subnet sisanya dapat disisihkan untuk penggunaan pada cabang tambahan baru di masa mendatang.

Gambar Proses subnet (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

k. Langkah selanjutnya adalah membuat 8 subnet baru. Pedoman yang harus diikut pada saat ini adalah sebagai berikut:

- Tidak dapat mengubah bagian network dari alamat IP (merah)

- Tidak dapat mengubah bagian host dari alamat (hitam)

- Hanya dapat memodifikasi bit yang  dipinjam (hijau)

- Dimulai dengan ID Netwok dengan total IP sebanyak 32, maka didapatkan delapan subnet berikut:

Gambar Proses subnet (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

l. Jangan lupa juga bahwa subnet mask yang baru adalah seperti pada gambar di bawah ini. Seperti yang bisa kita lihat, ada dua puluh tujuh 1 dalam subnet mask, yang memberi kita 255.255.255.224 atau /27 sebagai subnet mask baru untuk kedelapan subnet yang baru saja kita buat.

Gambar Proses subnet (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

4. Langkah ke 4, memasangkan setiap jaringan dengan subnet yang sesuai dan menghitung rentangnya

a. Untuk menentukan alamat IP pertama yang dapat digunakan dalam subnet, bit pertama dari kanan harus 1. 

b. Untuk menentukan alamat IP terakhir yang dapat digunakan dalam subnet, semua bit host kecuali bit pertama dari kanan semuanya harus 1.

c. IP broadcast adalah IP pada subnet ketika semua bit host adalah 1. Berikut adalah alokasi IP untuk Cabang / Branch A. IP yang dapat digunakan untuk pengguna/perangkat adalah 192.168.1.1 sampai dengan 192.168.1.30

Gambar Alokasi IP

(Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

d. Berikut adalah alokasi IP untuk Cabang / Branch B, C, D.

Gambar Alokasi IP (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

e. Pada titik ini, kita telah berhasil mengalokasikan subnet 1 hingga 4 ke masing-masing LAN kantor cabang.

 

f. Saat ini, kita memiliki subnet 5 hingga 8 untuk alokasi WAN, tetapi jika kita mengalokasikan subnet 5, 6 dan 7 ke tautan WAN antara cabang R1-R2, R2-R3 dan R3-R4, kita akan membuang 28x3 alamat IP karena setiap WAN link (point-to-point) hanya membutuhkan 2 alamat IP.

5. Bagaimana jika kita dapat mengambil salah satu subnet yang ada dan membuat lebih banyak lagi jaringan yang lebih kecil agar sesuai dengan setiap kebutuhan IP pada link WAN (point-to-point)? --> VLSM

a. Kita dapat melakukan ini dengan proses yang dikenal sebagai Variable Length Subnet Masking (VLSM). Dengan menggunakan proses ini, kita dapat membuat subnet dalam subnet.

b. Untuk saat ini, kita akan menggunakan subnet ke 8 dan akan mengesampingkan subnet 5, 6, dan 7 sebagai reservasi di masa mendatang untuk cabang baru di masa mendatang.

c. Untuk link WAN, kita membutuhkan setidaknya tiga subnet. Masing-masing harus memiliki minimal dua alamat IP yang dapat digunakan.

d. Maka, pertama, gunakan rumus berikut untuk menentukan jumlah bit host yang diperlukan sehingga kita memiliki setidaknya dua alamat IP yang dapat digunakan dengan rumus : 2^H – 2, di mana H adalah jumlah bit host.

e. Percobaan 1, menggunakan satu bit, 2^1 – 2 = 2 – 2 = 0 alamat IP yang dapat digunakan, sehingga ini tidak memungkinkan.

f. Percobaan 2, Mari tambahkan bit host lagi dalam rumus, sehingga, 2^2 – 2 = 4 – 2 = 2 alamat IP yang dapat digunakan. Maka jumlah bit host yang diperlukan adalah 2. 

g. Pedoman selanjutnya dalam menyelesaikan ini adalah:

- Kita tidak dapat mengubah bagian jaringan dari alamat (merah)

- Karena kita tahu bahwa dua bit host diperlukan untuk mewakili dua alamat IP yang dapat digunakan, kita dapat menguncinya pada tempatnya (ungu)

- Bit antara bagian jaringan (merah) dan bit host yang terkunci (ungu) akan menjadi bit jaringan baru (hitam)

Gambar Proses VLSM (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

h. Untuk menghitung jumlah sub network baru, kita dapat menggunakan 2^N = 2^3 = 8 jaringan. dengan N adalah jumlah bit berwarna hitam diatas.

i. Meskipun kita mendapatkan lebih banyak sub network daripada yang sebenarnya dibutuhkan, sisanya dapat disisihkan untuk penggunaan di masa mendatang.

j. Untuk menghitung total IP, kita dapat menggunakan 2^H = 2^2 = 4 total alamat IP (termasuk IP Network dan alamat IP Broadcast).

k. Untuk menghitung jumlah alamat IP yang dapat digunakan perangkat, kita dapat menggunakan 2^H – 2 = 2^2 – 2 = 2 alamat IP yang dapat digunakan per jaringan.

l. Berikut adalah sub network / sub jaringan baru yang dihasilkan. sub netowrk 1 sampai dengan 3 akan digunakan untuk alokasi link WAN saat ini, sementara sisanya dapat digunakan untuk masa yang akan datang.

Gambar Proses VLSM (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

Gambar Proses VLSM alokasi IP WAN (Sumber: https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/)

Daftar Pustaka

Sofana, I. (2017). Cisco CCNA-CCNP Routing dan Switching. Informatika Bandung.

Lin, Y.-D., Hwang, R.-H., & Baker, F. (2012). Computer Networks An Open Source Approach. McGraw-Hill.

Petryschuk, S. (2021). Classful and Classless Addressing Explained | Auvik. https://www.auvik.com/franklyit/blog/classful-classless-addressing/

Dsouza, M. (2019). Understanding Address spaces and subnetting in IPv4 [Tutorial] | Packt Hub. https://hub.packtpub.com/understanding-address-spaces-and-subnetting-in-ipv4-tutorial/

https://www.udemy.com/course/comptia-network-n10-008/learn/lecture/28534495#content