Lapisan Network (IPv4 dan Subnet Mask)

Lapisan Network adalah Layer 3 dalam Model OSI, bertanggung jawab atas routing packet ke tujuannya. Protokol utamanya adalah IP (Internet Protocol); halaman ini berfokus pada IPv4. Materi mencakup header IP, tipe lalu lintas (unicast/broadcast/multicast), struktur alamat IPv4, representasi biner, serta subnet mask yang memisahkan jaringan menjadi subnet.

Ringkasan

Atribut	Nilai
Layer (OSI)	3 (Network)
PDU	Packet
Panjang alamat	32 bit (4 oktet)
Format	Dotted decimal (mis. 192.168.10.15)
Sifat	Connectionless, tanpa ACK di L3

Lapisan Network

Lapisan Network menangani routing dan Quality of Service (QoS). Karakteristik IP:

• Connectionless — tidak ada pembangunan koneksi maupun acknowledgment pada Layer 3 (keandalan diserahkan ke Layer 4/TCP).
• Protokol Layer 3 lain: ICMP (dipakai ping dan traceroute) dan IPsec.

Header IP

Field utama header IPv4

Field	Ukuran	Fungsi
Version	4 bit	Versi IP (4)
Header Length	4 bit	Panjang header
Type of Service	8 bit	QoS / prioritas
Total Length	16 bit	Panjang total paket (byte)
Identification	16 bit	ID untuk fragmentasi
Flags	3 bit	Kontrol fragmentasi
Fragment Offset	13 bit	Posisi fragmen
Time to Live (TTL)	8 bit	Batas hop; dikurangi tiap router, mencegah loop tak berujung
Protocol	8 bit	Protokol payload (TCP=6, UDP=17, ICMP=1)
Header Checksum	16 bit	Deteksi error header
Source IP Address	32 bit	Alamat pengirim
Destination IP Address	32 bit	Alamat tujuan
Options	0–40 byte	Opsi tambahan (jika ada)

Tipe lalu lintas IP

Tiga tipe lalu lintas

Tipe	Tujuan
Unicast	Satu host tujuan tunggal
Broadcast	Semua host di subnet (tidak diteruskan oleh router)
Multicast	Sekelompok host yang "berlangganan"

Pengalamatan IP sebagai logical addressing

Pengalamatan IP adalah skema logical addressing di Layer 3 yang dipakai untuk membagi jaringan besar menjadi subnet yang lebih kecil — meningkatkan performa, keamanan, dan kemudahan troubleshooting. Sebaliknya, MAC address (Layer 2) adalah skema datar (flat) tanpa pemisahan logis antar jaringan; pemisahan dilakukan di Layer 3.

Struktur alamat IPv4

Sebuah alamat IPv4 panjangnya 32 bit, ditulis sebagai 4 oktet dalam format dotted decimal (mis. 192.168.10.15). Tiap oktet panjangnya 8 bit (4 × 8 = 32) dan bernilai 0–255.

Nilai bit dalam satu oktet:

128  64  32  16   8   4   2   1

Konversi desimal ke biner

Metode pengurangan: untuk tiap kolom dari kiri (128) ke kanan (1), jika nilai kolom ≤ sisa angka, tulis 1 dan kurangi; jika tidak, tulis 0.

Contoh: oktet pertama 192 → 192 − 128 = 64, lalu 64 − 64 = 0 → 11000000.

Alamat lengkap:

192.168.10.15 = 11000000.10101000.00001010.00001111

Static vs DHCP

• Statis — IP diatur manual, biasanya pada server, printer, dan perangkat jaringan (router, switch).
• Otomatis — IP diberikan lewat DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), biasanya pada komputer desktop.

Subnet mask

Subnet mask membagi alamat IP menjadi network portion dan host portion, dan menentukan di mana batasnya. Mask juga panjangnya 32 bit dan ditulis dalam dotted decimal atau slash notation.

• Bit 1 pada mask = bit tersebut bagian dari network address.
• Bit 0 pada mask = bit tersebut bagian dari host address.

Operasi ini disebut "masking" dan secara teknis adalah operasi bitwise AND antara IP dan mask. Untuk contoh 192.168.10.15 / 255.255.255.0: network portion = 192.168.10, host portion = .15.

Aturan validitas: mask selalu diawali deretan bit 1 yang kontigu (berurutan) dari kiri. Contoh 11111111.11110000.00000000.00000000 valid; 11101101.11110000.11100000.00001111 tidak.

Same subnet atau routed

Host menggunakan mask untuk memutuskan cara mengirim:

• Jika network portion tujuan sama dengan miliknya → tujuan ada di subnet yang sama → kirim langsung lewat switch (Layer 2).
• Jika berbeda → tujuan ada di subnet lain → kirim ke default gateway (router) untuk diteruskan.

Contoh: host 192.168.10.15/24 ke 192.168.10.20 = same subnet (kirim langsung); ke 192.168.11.20 = beda subnet (lewat router). Pemeriksaan ini setara dengan (IP_A AND mask) == (IP_B AND mask).

Alamat khusus dalam subnet

Dua alamat di tiap subnet dicadangkan dan tidak boleh diberikan ke host:

Alamat khusus (contoh subnet 192.168.10.0/24)

Alamat	Bit host	Keterangan
Network address	semua 0	192.168.10.0 — "nama" subnet
Broadcast address	semua 1	192.168.10.255 — ke semua host di subnet
Host usable	selain di atas	192.168.10.1 – 192.168.10.254

Jumlah host usable = 2^{(bit host)} − 2. Untuk /24: 2⁸ − 2 = 254.

Setiap host portion harus unik dalam subnet; dua host dengan IP sama menyebabkan konflik (duplicate IP) sehingga jaringan tidak tahu ke mana mengirim. Host tidak harus diberi nomor berurutan.

Slash notation (CIDR)

Karena mask selalu berupa bit 1 kontigu dari kiri (1–32 bit), ia bisa ditulis ringkas sebagai slash notation (CIDR) — lebih praktis untuk diagram dan percakapan.

Contoh:

• 192.168.10.15 255.255.255.0 = 192.168.10.15/24; network address = 192.168.10.0/24.
• 10.10.10.15 255.0.0.0 = 10.10.10.15/8; network address = 10.0.0.0/8.

Tabel referensi CIDR

Prefix umum dan jumlah host (rumus: 2^(32−prefix) − 2)

Prefix	Subnet mask	Host usable
/8	255.0.0.0	16.777.214
/16	255.255.0.0	65.534
/24	255.255.255.0	254
/25	255.255.255.128	126
/26	255.255.255.192	62
/27	255.255.255.224	30
/28	255.255.255.240	14
/29	255.255.255.248	6
/30	255.255.255.252	2

Catatan: /31 (RFC 3021) dipakai untuk link point-to-point dengan 2 alamat tanpa broadcast, dan /32 menandai satu host tunggal (host route).

Lihat pula

• Model OSI
• Model TCP/IP
• Lapisan Transport (TCP dan UDP)
• ARP
• Sistem Penamaan Domain

Pranala luar

• RFC 791 — Internet Protocol (IPv4)
• RFC 4632 — Classless Inter-domain Routing (CIDR)