Tutorial STP

Spanning Tree Protocol (STP)

Untuk mengatasi kesalahan/kegagalan di jaringan banyak network admin mengaplikasikan redundant paths, mengunakan beberapa switch untuk traffic di network mereka. Lihat gambar redundant di bawah ini :

Apabila suatu saat jalur ke S1 ke D1 mengalami kegagalan, data tetap bisa di kirimkan melalui jalur ke S1 ke D2.

Salah satu isu pada redundant adalah looping, dimana data tidak pernah sampai ke host, tetapi hanya berputar-putar di Switch. Ini terjadi bila STP tidak di aktifkan Bila kita lihat gambar di atas, apa yang terjadi bila PC1 mengirim paket broadcast, seperti yang kita ketahui bahwa broadcast frame akan di teruskan(forwarded ke semua swich kecuali dimana frame di terima, setiap switch akan melakukan hal yang sama, bisa di bayangkan apa yang terjadi bila setiap host mengirimkan broadcast!! Semua switch akan memforward broadcast frame secara terus menerus, dan memenuhi traffic di network. Ini yang di sebut dengan broadcast strom.

Masalah lain nya pada redundant adalah duplicate unicast Frame, dimana unicast frame dikirim ke network, network yang menerima(destination device) akan mendapatkan duplicate frame.

Untuk mengatasi masalah ini di ciptakanlah protocol untuk mengatasinya yaitu Spanning Tree Protocol (STP). STP mencegah loop dengan cara memblock satu dari switch port, sebagai contoh dengan memblok port Fa0/0 dari SwA, tidak ada data traffic yang di kirim pada link ini sehingga loop di network bisa teratasi.

Lihat gambar di atas, bila jalur di S2-S1 tiba-tiba down, secara otomatis STP akan memblok Jalur ke S2-S1 dan membuka jalur S2-S3.

Tapi pertanyaanya adalah bagaimana STP menentukan port mana yang harus di block??

Untuk mengetahuinya kita perlu tahu bagaimana STP bekerja.

STP mengunakan Spanning Tree Algorithm (STA) untuk menentukan switch port yang dikonfigur atau di blok untuk mencegah loop. STA menentukan satu switch sebagai root bridge dan menjadikanya sebagai referensi point untuk mengkalkulasi semua path. Lihat gambar di bawah

Pada gambar di atas Switch 1 terpilih menjadi root bridge melalui proses PEMILU. Semua switch berpartisipasi saat pemilu ini, yaitu menukarkan BPDU frames untuk menentukan switch mana yang memiliki bridge ID(BID) yang terkecil di network. Switch yang memiliki BID yang TERKECIL akan menjadi root bridge. Pertanyaannya Apa isi BPDU yang ditukarkan?? BPDU ini berisi identitas BID, yaitu nilai prioritas MAC address switch dan optional extended system ID. Nilai BID yang terkecil ditentukan dengan kombinasi dari tiga bidang ini : --- > Bridge ID = Bridge Priority + MAC Address

 Setelah Root bridge ditentukan/didapatkan, STA akan mengkalulasi jalur terdekat menuju root bridge. Setiap switch akan mengunakan STA untuk menentukan port mana yang akan dijadikan root port, designated port atau non-designated port. “ketika STA melakukan perhitungan, semua traffic tidak diizinkan di forward di network.” Lihat kembali gambar di atas, karena jalur terdekat ke root bridge”S1” dari S2 melalui Fa0/1, dengan STA S3 akan memblok Fa0/2 berdasarkan "cost" lebih jelas di bawah.

Catatan :

+ root ports ---- > switch port yang terdekat dengan root bridge. Sebagai contoh S2 fa0/1 merupakan root port

+Designated ports ----- > semua yang buakan root port yang masih boleh memforward traffic di network, contoh Fa0/2 di S2

+ Non-designated ports ---- > semua ports yang dikonfigurasi untuk di block mencegah loop, conth Fa0/2 di S3

Jadi berikut merupakan urutan kerja dari STP agar bebas dari loop "loop-free" di topology network:

1. Elects one root bridge --- > memilih satu root bridge

2. Select one root port per nonroot bridge  ----- > root port jalur terdekat ke root bridge

3. Select one designated port on each network segment  ---- > memilih satu designated port

Sekarang mari kita coba lihat cara kerjanya mulai dari awal, ketika anda menghidupkan “turned on” switches.

1.      Elects one root bridge

Yang lucu saat switch di hidupkan “turned on”, setiap switch akan ngaku-ngaku dirinya adalah root bridge secepatnya dan mengirimkan multicast frame BPDUs. (pemilihan ulang hanya dengan mematikan port dan menghidupkannya lagi.)

 Sebagai contoh:

+ bridge priority SwA adalah 32768 dan MAC addressnya 0000.0000.9999 -> bridge ID SwA adalah 32768:0000.0000.9999

+ bridge priority SwB adalah 32768 dan MAC addressnya 0000.0000.1111 -> bridge ID SwB adalah 32768:0000.0000.1111  --- > SwB akan menjadi root karena lebih BID lebih kecil.

2.      Select one root port per nonroot bridge

Root ports adalah ports yang paling dekat ke root bridge,

 Setelah mendapatkan root bridge STA, akan melakukan perhitungan mana jarak terdekat degnan root bridge. Perhitungan dapat juga melihat cost untuk ke root bridge. Pada contoh di atas Fa0/0 ke Fa0/0 SwB memakai link 10Mbps (cost 100) dan Fa0/1SwA ke Fa0/1SwB memakai 100Mbps (cost 19). Cost terendah akan dipilih. Berikut nilai-nilai cost

3.      Select one designated port on each network segment.

Setelah memilih root port, STA akan memilih satu designated port di setiap segment network, selain port tersebut akan di jadikan nondesignated port (port yang di block)

Untuk melihat ilustrasi dari proses ini bisa anda lihat di sini

The spanning tree algorithm provides the following benefits:

* Eliminates bridging loops --- > mengeliminasi loops

* Provides redundant paths between devices --- > memungkinkan redundant antara switch

* Enables dynamic role configuration  --- > memungkinkan konfigurasi secara dymanic

* Recovers automatically from a topology change or device failure --- > otomatis recovery saat ada perubahan topology

* Identifies the optimal path between any two network devices --- > mengidentifikasi path antara dua network devices

STP switch port states (tahapan port STP) :

Ketika STP dalam keadaan enabled, setiap switch di network berada pada blocking state dan kemudian keadaan transitory states dari listening dan learning. Setelah itu port siap untk forwarding atau blocking state.

* Blocking – no user data is sent or received but it may go into forwarding mode if the other links in use fail and the spanning tree algorithm determines the port may transition to the forwarding state. BPDU data is still received in blocking state but discards frames, does not learn MAC address.

* Listening – The switch processes BPDUs and awaits possible new information that would cause it to return to the blocking state, discards frames and MAC address.

* Learning – receives and transmits BPDUs and learns MAC addresses but does not yet forward frames.

* Forwarding – receives and sends data, normal operation, learns MAC address, receives and transmits BPDUs.

Dibawah sini ringkasan dari STP states:

 

* MaxAge - Berapa lama setiap bridge harus menunggu, setelah dari awal tidak mendengar hellos, sebelum mencoba merubah STP topology. Biasanya multiple hello time: default is 20 seconds.

* Forward Delay – Delay that affects the time involved when an interface changes from blocking state to forwarding state. A port stays in listening state and then learning state for the number of seconds defined by the forward delay. This timer is covered in more depth shortly.

Lihat contoh di bawah ketika link 100Mbps down/rusak.

 When the lower link is broken, SwA must wait for Max Age seconds before it begins to transition fa0/0 interface from blocking to listening state. In listening state it must wait for the Forward Delay seconds to move to the Learning state. Next it continues waiting for more Forward Delay seconds. If no BPDU is received, it is then placed in forwarding state. These three waiting periods of (by default) 20, 15, and 15 seconds create STP’s relatively slow convergence.

Konfigurasi dan verifikasi BID

Note: Cisco PortFast technology can be used to support DHCP. Without PortFast, a PC can send a DHCP request before the port is in forwarding state, denying the host from getting a usable IP address and other information. Because PortFast immediately changes the state to forwarding, the PC always gets a usable IP address.

Untuk informasi lebih lanjut tentang konfigurasi BPDU guard, lihat di sini

Note: Because the purpose of PortFast is to minimize the time that access ports must wait for spanning tree to converge, it should be used only on access ports. If you enable PortFast on a port connecting to another switch, you risk creating a spanning-tree loop

Seperti kebanyakan standard networking, evolusi dari STP banyak di kembangakn oleh industry seperti RSTP, PVST, PVST+, rapid-PVST+. Biasanya keluar di soal sertifikasi.

Soal-Soal STP bisa di lihat di sini

Tutorial VLAN

Pengenalan VLAN

“virtual LAN (VLAN) adalah sebuah group di peralatan network yang berada pada satu broadcast domain, secara logical” apa sih sebenarnya kegunaan VLAN? Apa itu LAN? Seperti yang kita tahu, LAN adalah group networking yang berada pada satu broadcast domain yang sama, misalnya dalam satu gedung terdapat dua LAN murid berada di network 192.168.1.0/24 merupakan LAN_murid, network 192.168.2.0/24 adalah LAN_fakultas.

VLAN adalah grup dari networking device yang berada pada satu broadcast domain, secara logical.

Itu artinya, paralatan yang berada pada VLAN yang sama akan di pisahkan di jaringan, baik secara geography dan lokasi. VLAN adalah logial segment network yang meneruskan paket broadcast domain hanya pada vlan yang sama.

Kita ambil contoh “lihat gambar di bawah” agar lebih mengerti tentang vlan, sebelum teknologi vlan ditemukan untuk memisahkan network antara murid dan fakultas, diperlukan alat yang berbeda.

Murid di lantai atas mengunakan Switch yang terhubung R1, dan fakultas di lantai 3 mengunakan switch yang terhubung ke R1. Setiap latai berada pada satu network, bisa juga host fakultas pindah ke lantai atas, tetapi tetap kabelnya akan terhubung ke swith3 yang berada di laintai 3. Inilah yang terjadi sebelum teknologi VLAN ada.

VLAN dibuat secara logical, sehingga memungkinkan host faculty berada di lantai atas dan langsung terhubung ke switch2. Lihat contoh vlan di bawah.

 

  Apa keuntungan VLAN?

-          Security --> Group yang memiliki data penting seperti faculty akan terpisah ke student & guest karena berbeda network, walaupun berada di satu device yg sama.

-          Cost Reduction --> lebih hemat karena tidak perlu mengupgrade network dan efficient pengunaan bandwidth dan uplinks

-          Higher performace --> membagi data layer 2 netwrok ke berbagai logical workgroup (broadcast domain) mengurangi lalulintas yang tidak perlu di jaringan, meingkatkan performace.

-          Broadcast storm mitigation --> membagi VLAN otomastis mengurangi perangkat yang berpartisipasi pada broadcast storm

-          Improved IT staff efficiency --> VLAN mudah di manage di network karena, semua policies yang terkonfigurasi akan di implementasikan ketika port di pasang.

-          Project yang simple / mudah memanagement applikasi.

Karakteristik dari VLAN

Catatan:

+ pada switch cisco default VLAN adalah VLAN 1yang terdaftar di semua port à VLAN 1 memiliki semua fitur dari VLAN apa saja, kecuali anda tidak dapat merename dan menghapus. Security yang baik tidak menjadikan default vlan menjadi traffic trunks antar switch.

Native VLAN à digugaskan untuk 802.1Q trunk port. 802.1Q trunk port memungkinkan traffic untuk berbagai macan VLANs (tagged traffic) dan  traffic yang tidak dating dari VLAN (untagged traffic).

 

Perhatikan gambar di atas, pada CCNA exploration:Network Fundamentas, kita belajar tentang beberapa perbedaan traffic yang ada di jaringan. Karena VLAN merupakan karakteristik dari LAN, vlan harus mengakomodasi satu  network tiap satu traffic. Missal voice berada di VLAN 150.

Catatan :

 Cisco Phone adalah switch, cisco ip phone memiliki tiga port 10/100 switch.

Contoh konfigurasi VLAN à pada switch

Mode static :

Konfigurasi di atas menunjukkan bahwa prot fa0/18 di swith digunakan untuk vlan 20, dengan mode access.

Voice mode :

Konfigurasi di atas menunjukkan bahwa port fa0/18 juga menjadi member vlan voice 150.

Command mls qos trust cos à memastikan bahwa voice traffic akan penjadi prioritas traffic. Ingatlah bahwa dalam network porority utama adalah voice traffic.

VLAN TRUNKs

Trunks adalah point-to-point link antara dua network device yang terdapat lebih dari satu VLAN. Lihat gambar di bawah agal lebih jelas tentang vlan trunks.

Berikut contoh untuk mengkonfigurasi trunks

 Contoh untuk memverifikasi konfigurasi trunks

 DPT (Dynamic Trunking Protocol) à merupakan proprietary protocol cisco, switch dari vendor lain tidak support DTP. DTP secara otomatis enable di switch port ketika trunk di konfigurasi di switch port. Fungsinya apa?? Jadi misalnya kita ingin mengkonfigurasi trunk antara 2 switch, kita tidak perlu mengkonfigurasi dua-duanya. Cukup satu switch saja, satunya dynamic otomatis akan ikut trunk. Berikut interaksi dari DPT.

 

+ untuk menghapus VLAN pada global configuration gunakan command no vlan vlan-id

+ Alternatife yang lain untuk menghapus vlan kita bisa men delete flash:vlan.dat di privilege EXEC mode setelah switch di reload configurasi semua vlan akan hilang.

Beberapa permasalahan di vlan dan trunk

 Untuk soal-soal VLAN bisa di lihat di sini

Tutorial ACLs & NAT

ACLs & NAT

Materi ini merupakan meteri  yang dibahas CCNA exploration 4:Accessing the WAN pada cisco course.

Berikut ringkasan dari materinya, semoga dapat membantu.

Salah satu skill yang penting yang harus di kuasai network administrator(selanjutnya saya sebut admin) adalah menguasai access control list (ACLs). Admin mengunakan ACLs untuk menghentikan traffic atau mengizinkan traffic lewat di jaringan. Pada cisco router, kita dapat mengkonfigurasi firewall yang simple dengan memfilter traffic di network mengunakan ACLs sehingga dapat meningkatkan security di jaringan kita.

ACLs memungkinkan kita mengontrol traffic dengan simple permit atau deny host/address. ACLs dapat juga dikonfigurasi untuk mengontrol traffic berdasarkan TCP port yang digunakan. Sehingga kita dapat mengkatagorikan ACLs menjadi 2 tipe:

A.    Standard ACLs

Standard ACLs à mengizinkan kita untuk mempermit atau deny traffic dari source IP address. Destination packet dan port tidaklah dipedulikan. Oleh karena itu yang perlu di ingat saat mengkonfigurasi standard adalah ACLs biasanya di konfigurasi sedekat mungkin dengan tujuan(destination address) yang akan di block.

Gambar di atas menunjukkan ilustrasi dari pemasangan standard ACLs, ACL harus di pasang di R3. Karena bila di pasang di R1 traffic PC1-PC3 akan di blok, tapi traffic PC-1-PC2 akan ikut di blok.

Berikut di bawah ini contoh konfigurasi standard ACL, yang hanya mengizinkan semua traffic dari network 192.168.30.0/24 dan memblok traffic selain dari network tersebut. (default deny any)

Di standard ACLs dapat dikonfigurasi dengan angka 1-99, 1300-1999 atau dengan nama, berikut contoh konfigurasi dengan nama:

 

B.     Extended ACLs

Extended ACLs à memfilter traffic IP packet dengan beberapa attribute, seperti tipe protocol, source dan destination IP address, soure TCP atau UDP port, destination TCP atau UDP port. Dengan kemampuan ini memungkinkan konfigurasi extended ACLs utuk dikonfigurasi sedekat mungkin dengan sumber (source address).

Berikut di bawah ini adalah contoh konfigurasi extended ACLs yang mengizinkan traffic dari address 192.168.30.0/24 ke host manapun untuk akses port 80 (HTTP) à mengakses web.

 Berikut contoh konfigurasi extended ACL dengan angka

Berikut contoh konfigurasi extended ACLs dengan nama:

 Cara mengkonfigurasi ACLs

Pertama pasanglah syntax di global configuration mode.

access-list access-list-number {permit | deny} source {source-mask}

selanjutnya masuk ke interface untuk mengaplikasikanya.

ip access-group access-list-number {in | out}

UNTUK LATIHAN SOAL-SOAL ACL bisa di lihat di sini

 
NAT

Untuk pergi ke internet kita memerlukan IP public. Karena perkembangan internet sedemikian luas, IP public menjadi semakin langka. Oleh karena itu diciptakanlah NAT (Network Address Translation) yang memugkinkan IP private di translate ke IP public. “Nat memungkinkan host dengan ip address private berkomunikasi dengan host di internet”. à tentu saja jaringan private tersebut membutuhkan setidaknya satu IP public yang akan di gunakan bersama-sama. Contoh NAT pada warnet dimana warnet hanya memiliki satu IP public, tapi digunakan oleh banyak host yang dapat mengakses internet.

Berikut ilustrasi dari NAT Overload kadang disebut PAT(Port Address Translation)

PAT permit berbagaimacam address di LAN untuk di mapped ke satu IP public address dengan berbeda port number.

Cisco mengunakan inside local untuk private IP address dan inside global untuk public IP address

Ada dua tipe dari NAT yaitu dynamic dan static.

Static NAT à di desain untuk mengizinkan one-to-one mapping antara local dan global address. Ini membuat host menjadi IP public

Dynamic NAT à di desain untuk map ip address private di register ke ip address public dari pool yang ada.

PAT (NAT Overloading) à memungkinkan multiple private IP address ke satu atau lebih ip public berdasarkan port.

UNTUK LATIHAN SOAL-SOAL NAT Bisa di lihat di sini

Router and Routing Basics

Router dan basic routing merupakan bagian dari materi CCNA Exploration2. Dimana Materinya terdiri dari 11 BAB, yaitu :

 

Berikut ringkasan dari materinya..

BAB1. Pengenalan Routing dan packet forwarding

 Router adalah computer, yang memiliki komponen sama seperti  yang terdapat pada computer yaitu :

• CPU
• RAM --> OS di simpan, Running configuration file, IP routing table, ARP Cache, Packet Buffer
• ROM --> memori volatile, isinya akan hilang ketika router dimatikan. Router juga memiliki Flash dan NVRAM. Flash merupakan nonvolatile memory bisa di simpan dan dihapus, IOS secara permanen disimpan di Flash dan dikopi ke RAM saat proses booting.
• Operating System --> Cisco IOS (Internetwork Operating System)

 Roter bertugas untuk menghubungkan dua atau lebih network, meneruskan data dari satu network ke network lainya dengan cara :

- Memilih jalur terbaik (Routers determine the best path)

- Meneruskan paket tersebut ke tujuannya (Forwarding packets toward their destination)

Bagaimana router menentukan jalur terbaik (best path)? Router mengunakan routing table untuk menentukan jalur terbaik untuk meneruskan paket.

 

+Router bekerja pada layer1 (phyical), layer2 (data-link) dan layer 3 (network) --> pada OSI model

Berikut merupakan basic setting pada router cisco :

 

Secara umum, router dibagi menjadi dua buah jenis, yakni: 

static router (router statis): adalah sebuah router yang memiliki tabel routing statis yang di setting secara manual oleh para administrator jaringan.  

Kapan mengunakan static routing?

- Static routing digunakan untuk network sekala kecil dimana hanya ada beberapa router ( network consists of only a few routers.)

- Ketika netwrok terhubung hanya dengan satu ISP (A network is connected to the Internet only through a single ISP. )

- Ketika network besar mengunakan topologi hub-and-spoke (A large network is configured in a hub-and-spoke topology. )

 - Ketika menginginkan security yang lebih --> karena isi routing table di masukkan secara manual oleh admin.

Dynamic router (router dinamis): adalah sebuah router yang memiliki dan membuat tabel routing dinamis, dengan melihat traffic di network dan juga dengan saling berhubungan dengan router lainnya.

Dynamic roting biasanya digunakan untuk network dengan sekala yang besar, dimana ada begitu banyak router, sehingga akan sulit bila harus melakukan update sacara manual. Berikut ini beberapa routing protocol untuk IP yang digunakan Dynamic routing, yaitu :

• RIP (Routing Information Protocol) 
• IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) --> product cisco
• EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) --> product cisco
• OSPF (Open Shortest Path First)
• IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) 
• BGP (Border Gateway Protocol)

*RIP, EIGRP, OSPF--> akan kita bahas lebih lanjut, di artikel berikutnya (Inysa Allah)

Pada dynamic routing, router menentukan jalur terbaik (best path) untuk meneruskan paket ke tujuan dengan cara melihat Hop Count (pada RIP) atau Metric (pada EIGRP & OSPF) di routing table. 

Gambar untuk Hop Count :

 

Gambar untuk Metric :

Anda mungkin bertanya bagaimana jika antara R1-R3 juga mengunakan T1, nilai metric di routing table R1 akan sama. untuk kasus nilai metric yang sama makan paket akan dikirimkan secara load balancing, melalui R2 juga R3. 

 

 Cara kerja router mirip dengan bridge jaringan, yakni mereka dapat meneruskan paket data jaringan dan dapat juga membagi jaringan menjadi beberapa segmen atau menyatukan segmen-segmen jaringan. Akan tetapi, router berjalan pada lapisan ketiga pada model OSI (lapisan jaringan), dan menggunakan skema pengalamatan yang digunakan pada lapisan itu, seperti halnya alamat IP. Sementara itu, bridge jaringan berjalan pada lapisan kedua pada model OSI (lapisan data-link), dan menggunakan skema pengalamatan yang digunakan pada lapisan itu, yakni MAC address.

Demikian ringkasan materi dari BAB.1 semoga bermanfaat... ^_^

Bersambung... --> BAB.2 Static Routing
CONTOH SOAL-SOAL ROUTING ADA di sini