Cara Mudah Memahami IP Address dan Subnetting

Pada kesempatan ini, saya akan berbagi ilmu dengan para pembaca tentang IP Address dan Subnetting. Apa itu IP Address ?

IP Address merupakan suatu identitas numerik yang dilabelkan pada suatu alat seperti komputer, router atau printer yang terdapat dalam suatu jaringan komputer yang menggunakan internet protocol sebagai sarana komunikasi. IP Adress juga memiliki beberapa fungsi yaitu :

• Sebagai alat identifikasi host atau antarmuka pada jaringan
• Sebagai alamat lokasi jaringan

IP address dinyatakan dalam struktur bilangan biner yang terdiri atas 32 bit dengan bentuk sebagai berikut.

xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx

Contoh: 11000000.00001010.00011110.00000010

Agar kita mudah membaca IP address, maka 32 bit bilangan itu dibagi ke dalam 4 segmen yang masing-masing berisi 8 bit. Kedelapan bit itu bisa disebut oktat.

Selanjutnya, setiap oktat diterjemahkan ke dalam bilangan decimal. Misalnya:

11000000 = 192
00001010 = 10
00011110 = 30
00000010 = 2

Adapun nilai terbesar dari 8 bit adalah 11111111 atau sama dengan 255. Dengan demikian, jumlah IP address seluruhnya adalah 255 x 255 x 255 x 255. Struktur IP address terdiri atas dua bagian yaitu bagian networkID dan hostID. NetworkID menunjukkan ID alamat jaringan tempat host-host berada, sedangkan hostID adalah bagian yang menunjukkan host itu berada. Sederhananya, networkID seperti nama jalan sedangkan hostID adalah nomor rumah dijalan tersebut.

IP Address juga mempunyai dua pengalamatan yang berbeda atau versi dari IP Address :

• IP versi 4 (IPv4) yang terdiri dari 32-bit dan bisa menampung lebih dari 4.294.967.296 host di seluruh dunia, contoh nya yaitu 172.146.80.100, jika host di seluruh dunia melebihi angka 4.294.967.296 maka dibuatlah IPv6.
• IP versi 6 (IPv6) yang terdiri dari 128-bit, IP ini 4x dari IPv4, tetapi jumlah host yang bisa ditampung bukan 4x dari 4.294.967.296, melainkan 4.294.967.296 pangkat 4, jadi hasilnya 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456.

Organisasi yang mengatur alokasi IP address adalah IANA (Internet Assigned Number Authority), sehingga IANA lah yang mengatur penetapan parameter protokol internet negara-negara di dunia.

Untuk memudahkan dalam pembagiannya maka IP address dibagi-bagi ke dalam kelas-kelas yang berbeda, yaitu sebagai berikut.

1. Kelas A terdiri atas 8 bit untuk network ID dan sisanya 24 bit digunakan untuk host ID, sehingga IP address kelas A digunakan untuk jaringan dengan jumlah host sangat besar. Rentangan IP – nya antara 1 sampai 126.

• Karakteristik IP Kelas A

Format : 0NNNNNNN.HHHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH

Bit pertama : 0
NetworkID : 8 bit
HostID : 24 bit
Oktat pertama : 0 – 127
Jumlah network : 126 (untuk 0 dan 127 dicadangkan)
Rentang IP : 1.x.x.x – 126.x.x.x
Jumlah IP address : 16.777.214

Contoh: IP address 120.31.45.18 maka :

NetworkID = 120
HostID = 31.45.18
Jadi, IP diatas mempunyai host dengan nomor 31.45.18 pada jaringan 120.

2. Kelas B terdiri atas 16 bit untuk network ID dan sisanya 16 bit digunakan untuk host ID, sehingga IP address kelas B digunakan untuk jaringan dengan jumlah host tidak terlalu besar. Rentangan IP – nya antara 128 sampai 191.

• Karakteristik IP Kelas B

Format : 10NNNNNN. NNNNNNNN.HHHHHHHH.HHHHHHHH

Bit pertama : 10
NetworkID : 16 bit
HostID : 16 bit
Oktat pertama : 128 – 191
Jumlah network : 16.384
Rentang IP : 128.1.x.x – 191.255.x.x
Jumlah IP address : 65.534

Contoh: IP address 150.70.60.56 maka :

NetworkID = 150.70
HostID = 60.56
Jadi, IP diatas mempunyai host dengan nomor 60.56 pada jaringan 150.70

3. Kelas C terdiri atas 24 bit untuk network ID dan sisanya 8 bit digunakan untuk host ID, sehingga IP address kelas C digunakan untuk jaringan berukuran kecil. Kelas C biasanya digunakan untuk jaringan Local Area Network atau LAN. Rentangan IP – nya antara 192 sampai 223. 

• Karakteristik IP Kelas C

Format : 110NNNNN.NNNNNNNN. NNNNNNNN.HHHHHHHH

Bit pertama : 110
NetworkID : 24 bit
HostID : 8 bit
Oktat pertama : 192 – 223
Jumlah network : 2.097.152
Rentang IP : 192.0.0.x – 223.255.225.x
Jumlah IP address : 254

Contoh: IP address 192.168.1.1 maka :

NetworkID = 192.168.1
HostID = 1
Jadi, IP diatas mempunyai host dengan nomor 1 pada jaringan 192.168.1.1

Tabel : Jumlah networkID dan hostID

Kelas	Antara	Jumlah jaringan	Jumlah Host Jaringan
A	1 s.d. 126	126	16.777.214
B	128 s.d. 191	16.384	65.534
C	192 s.d. 223	2.097.152	254

Tabel : Rentang IP address untuk setiap kelas

Kelas	Alamat Awal	Alamat Akhir
A	XXX.0.0.1	XXX.255.255.255
B	XXX.XXX.0.1	XXX.XXX.255.255
C	XXX.XXX.XXX.1	XXX.XXX.XXX.255

Host Addressing

Setiap host di dalam suatu network mempunyai alamat (ID) yang unique. Pada setiap jaringan harus diberi ID (alamat) untuk membedakan antara jaringan yang satu dengan jaringan yang lain, jika jaringan-jaringan tersebut saling berhubungan.

Suatu host ada dua alamat:

• Alamat Jaringan (Network Address/Network Number))
• Alamat Host (Host Address/Host Number)

ID suatu host secara global ditulis dengan cara : alamat network terlebih dahulu, diikuti dengan alamat host. Contoh:

• 3.12 -> 3 adalah alamat network
• 12 adalah alamat host di dalam network tersebut

Kemudian saya juga akan membahas tentang konsep dari subnetting dalam IP Address. Konsep subnetting merupakan teknik yang digunakan di Internet untuk mengefisienkan alokasi IP Address dalam sebuah jaringan supaya bisa memaksimalkan penggunaan IP Address.
Subnetting juga dilakukan untuk mengatasi perbedaan hardware dan media fisik yang digunakan dalam suatu network. Router IP dapat mengintegrasikan berbagai network dengan media fisik yang berbeda hanya jika setiap network memiliki address network yang unik. Selain itu, dengan subnetting, seorang network administrator dapat mendelegasikan alokasi IP address untuk host di seluruh departemen dari suatu perusahaan besar kepada setiap departemen, untuk memudahkannya dalam mengatur keseluruhan network.
Setelah membuat subnet secara fisik, kita juga harus membuat subnet logic. Masing-masing subnet fisik setiap departemen harus mendapat subnet logic yang berbeda, berupa network address yang merupakan bagian (sub) dari network address perusahaan.

Suatu subnet didefinisikan dengan mengimplementasikan masking bit (subnet mask) kepada IP Address. Struktur subnet mask sama dengan struktur IP Address, yakni terdiri dari 32 bit yang dibagi atas 4 segmen. Bentuk subnet mask adalah urutan bit 1, diikuti bit 0. Jumlah bit 1 menentukan tingkat subnet mask. Tabel berikut memberikan beberapa contoh harga subnet mask.

No	Subnet Mask (Biner)	Desimal	Hexa	Tingkat
1	11111111.11111111.00000000.00000000	255.255.0.0	FF.FF.00.00	16 bit
2	11111111.11111111.11111111.00000000	255.255.255.0	FF.FF.FF.00	24 bit
3	11111111.11111111.11111111.10000000	255.255.255.128	FF.FF.FF.80	25 bit
4	11111111.11111111.11111111.11000000	255.255.255.192	FF.FF.FF.C0	26 bit
5	11111111.11111111.11111111.11100000	255.255.255.224	FF.FF.FF.E0	27 bit

Tabel 1. Contoh Subnet Mask

Bit 1 pada subnet mask berarti mengaktifkan masking (on), sedangkan bit 0 tidak aktif (off). Bit-bit dari IP Address yang “ditutupi” oleh bit-bit subnet mask yang aktif dan bersesuaian akan diinterpretasikan sebagai bit network.
Sebagai contoh kita ambil satu IP Address kelas A dengan nomor 44.132.1.20. Dengan aturan standard, nomor network IP Address ini adalah 44 dan nomor host adalah 132.1.20. Network addressnya adalah 44.0.0.0 dan broadcast addressnya 44.255.255.255.
Network tersebut dapat menampung maksimum lebih dari 16 juta host yang terhubung langsung. Misalkan pada address ini akan dikenakan subnet mask sebanyak 16 bit (desimal = 255.255.0.0, hexa = FF.FF.00.00 atau biner = 11111111.11111111.00000000.00000000).
Perhatikan bahwa pada 16 bit pertama dari subnet mask tersebut berharga 1, sedangkan 16 bit berikutnya 0. Dengan demikian, 16 bit pertama dari suatu IP Address yang dikenakan subnet mask tersebut akan dianggap sebagai bit network. Nomor network akan berubah menjadi 44.132 dan nomor host menjadi 1.20. Kapasitas maksimum host yang langsung terhubung pada network menjadi sekitar 65 ribu host.
Perhatikan Gambar berikut.

Gambar: Subnetting 16 bit untuk Kelas A

Subnetmask di atas identik dengan standard IP Address kelas B. Dengan menerapkan subnet mask tersebut pada satu network kelas A, dapat dibuat 256 subnetwork baru (44.1.xxx.xxx, 44.2.xxx.xxx, 44.3.xxx.xxx dst. sampai 44.255.xxx.xxx) dengan kapasitas masing-masing subnet setara dengan satu network kelas B. Network address dan broadcast address untuk setiap network berubah, karena komposisi bit-bit host dan bit-bit network juga berubah. Penerapan subnet yang lebih jauh, misalnya 24 bit (255.255.255.0 atau FF.FF.FF.00) pada kelas A akan menghasilkan 256² network (lebih dari 65 ribu network) setara kelas C dengan kapasitas masing-masing subnet sebesar 256 host. Network kelas A, B atau C juga dapat dibagi-bagi lagi menjadi beberapa subnet dengan menerapkan subnet mask yang lebih tinggi seperti 25 bit, 26 bit atau 27 bit dst. Jangan lupa bahwa setiap melakukan subnetting, maka network address dan broadcast address akan berubah. 

Gambar: Subnetting 27 bit untuk Kelas A

Sebagai penutup, kita akan membahas contoh kasus (sebenarnya merupakan “true story”) dari alokasi IP Address untuk penerapan di LAN. NIC telah mendelegasikan pemakaian satu network kelas B dengan nomor 167.205.xxx.xxx untuk untuk dipakai di ITB, dibawah koordinator Onno W Purbo. Langkah selanjutnya, IP Address tersebut di distribusikan kepada pihak-pihak yang ingin bergabung ke Internet melalui gateway Internet di ITB. Untuk jurusan maupun instansi yang mempunyai beberapa LAN, diberikan satu subnet setara kelas C. Jadi, contoh alokasinya sebagai berikut :

167.205.0.xxx Reserved
167.205.1.xxx Jurusan A
167.205.2.xxx Jurusan B, dst.

Misalnya, jurusan Teknik Elektro ITB mendapat alokasi subnet 167.205.7.xxx. (256 buah nomor IP Address). Dengan pendelegasian ini, maka IP Address 167.205.7.xxx tidak bisa dipakai lagi oleh instansi manapun, selain di lingkungan Jurusan Elektro. Penggunaan IP Address 167.205.7.xxx ini pun dikoordinasi oleh seorang kordinator lokal. Dengan demikian, koordinator utama tidak lagi ikut mengatur pemakaian subnet ini. Selanjutnya, koordinator IP Address di jurusan Elektro membuat subnet lagi yang lebih kecil, karena terdapat beberapa Laboratorium yang memiliki LAN di lingkungan Jurusan. Pertimbangan pembagian ini adalah berapa jumlah LAN yang ada dan berapa jumlah komputer pada setiap LAN serta prediksi jumlah tersebut dalam beberapa tahun mendatang.

Setelah didapat data mengenai jumlah komputer, konfigurasi subnetmask yang sesuai dapat segera dicari. Untuk subnet 167.205.7.xxx, kita memiliki 24 bit network yang sudah tetap dan 8 bit host (pada segmen terakhir) sebagai variabel. Sekarang mari kita pandang segmen terakhir ini sebagai bilangan biner, sehingga penulisannya menjadi 167.205.7.hhhhhhhh (h=bit untuk host). Untuk membuat subnet yang lebih kecil dari subnet 167.205.7.hhhhhhhh ini, beberapa bit pertama dari 8 bit host ini harus diambil sebagai bit network, sisanya tetap sebagai bit host. Beberapa alternatif untuk menentukan tingkat subnetting yang akan digunakan adalah :

No	Komposisi	Tinjauan 8 bit terakhir	Tinjauan keseluruhan 32 bit
1	hhhhhhhh	seluruh bit tetap menjadi bit host (bit network=0, bit host=8). Kita hanya memiliki 1 buah (20) subnetwork yang berkapasitas 256 host (28).	Bit network = 24 dan bit host = 8. Tingkat masking adalah 24 bit (netmask 255.255.255.0)
2	nhhhhhhh	bit network=1, bit host=7. Kita memiliki 2 buah (21) subnetwork yang berkapasitas 128 host (27)	Bit network = 25 dan bit host = 7. Tingkat masking adalah 25 bit (netmask 255.255.255.128)
3	nnhhhhhh	bit network=2, bit host=6. Kita memiliki 4 buah (22) subnetwork yang berkapasitas 64 host (26)	Bit network = 26 dan bit host = 6. Tingkat masking adalah 26 bit (netmask 255.255.255.192)
4	nnnhhhhh	bit network=3, bit host=5. Kita memiliki 8 buah (23) subnetwork yang berkapasitas 32 host (25)	Bit network = 27 dan bit host = 5. Tingkat masking adalah 27 bit (netmask 255.255.255.224)
5	nnnnhhhh	bit network=4, bit host=4. Kita memiliki 16 buah (24) subnetwork yang berkapasitas 16 host (24)	Bit network = 28 dan bit host = 4. Tingkat masking adalah 28 bit (netmask 255.255.255.240)

Tabel 2. Beberapa Alternatif Tingkatan Subnetting

Diperkirakan, jumlah komputer maksimum yang tersambung di dalam setiap LAN tidak akan melebihi 30 buah. Oleh karena itu, pemilihan subnetmask yang tepat untuk ini adalah 27 bit (255.255.255.224 atau FF.FF.FF.E0), yang berarti jumlah bit host adalah 5. Maka, subnet 167.205.7.xxx tadi dipecah menjadi 8 buah subnet baru yang lebih kecil. Setiap subnet baru terdiri dari 32 IP Address. Namun demikian, yang dapat dipakai oleh host pada subnet tersebut adalah 30 buah. Ingat bahwa address paling awal dalam setiap subnet (seluruh bit host bernilai 0) diambil sebagai network address dan address paling akhir (seluruh bit host bernilai 1) sebagai broadcast address. Dapat dilihat pada Tabel 3.

Subnet	Struktur IP Address	Network Address	Broadcast Address
Subnet 1	(167.205.7).000hhhhh	167.205.7.0	167.205.7.31
Subnet 2	(167.205.7).001hhhhh	167.205.7.32	167.205.7.63
Subnet 3	(167.205.7).010hhhhh	167.205.7.64	167.205.7.95
Subnet 4	(167.205.7).011hhhhh	167.205.7.96	167.205.7.127
Subnet 5	(167.205.7).100hhhhh	167.205.7.128	167.205.7.159
Subnet 6	(167.205.7).101hhhhh	167.205.7.160	167.205.7.191
Subnet 7	(167.205.7).110hhhhh	167.205.7.192	167.205.7.223
Subnet 8	(167.205.7).111hhhhh	167.205.7.224	167.205.7.255

Tabel 3. Pembagian Net 167.205.7.xxx menjadi 8 buah Subnet

Setelah mendapatkan angka-angka di atas, pendelegasian IP address dapat dilakukan. Contoh pembagiannya adalah sebagai berikut :

1. subnet 1 (167.205.7.0) untuk LAN pada Tata Usaha
2. subnet 2 (167.205.7.32) untuk LAN pada Laboratorium B
3. subnet 3 (167.205.7.64) untuk LAN pada Laboratorium C, dst.

Jika jumlah 30 host dalam satu subnet juga masih terlalu besar, kita dapat menggunakan masking 28 bit, yang berkapasitas 16 buah IP Address dalam setiap subnet (jumlah host maksimum 14 buah). Hal ini dilakukan untuk efisiensi IP Address, terutama jika jumlah yang kita miliki sangat terbatas. Perhatikan bahwa jika kita hanya memiliki 10 buah komputer pada LAN yang berkapasitas 30 host (penerapan masking 27 bit), maka 20 IP address lainnya yang belum/tidak terpakai tidak dapat dipakai pada LAN lain, karena akan mengacaukan jalannya routing.