Networking Fundamental

Contents : Networking Terminology, Data Network, Network History, Networking Device, Topology, Protocol, Bandwidth, Bandwidth Analogy, Bandwidth Limit, Throughput, Calculate, OSI Model, OSI Layer, TCP/IP Model, Encapsulation

   

   Terminology Jaringan:

Ketika mendesign suatu jaringan penggunaan bandwidth merupakan hal yang sangat penting dan menentukan transfer data. Model layer yang digunakan akan mendeskripsikan fungsi dalam jaringan seperti Open System Interconnection (OSI) dan Transfer Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) baik dalam jaringan LAN, MAN, WAN, SAN dan VPN.

Pada bagian ini akan dibahas jaringan data, perangkat jaringan, topology serta penggunaan bandwidth, indentifikasi bps, kbps, Mbps, bandwidth throughput, perhitungan transfer data, melalui pendekatan OSI model dan TCP/IP model, indentifikasi perangkat jaringan yang digunakan.

          Jaringan Data :
Jaringan data yang ada saat ini adalah merupakan bagian dari proses dan hasil kerja suatu aplikasi bisnis yang ditulis oleh computer personal, ketika computer personal ini tidak terkoneksi kedalam suatu jaringan maka yang terjadi adalah tidak efisiennya waktu kerja yang digunakan bahkan sampai dengan perhitungan cost effective suatu bisnis. Bayangkan jika seseorang yang bekerja pada perusahaan besar dan akan melakukan penggandaan file atau mengcopy file maka yang akan dilakukan adalah berjalan menuju tempat dimana sumber data tersebut tersimpan, hal ini akan sangat melelahkan dan menghabiskan waktu. Bagaimanakah agar komunikasi kerja dapat menjadi efektif ? Maka solusi apa yang dilakukan guna menyikapi kondisi tersebut ?,

hal yang dapat dilakukan adalah dengan membangun jaringan computer dilingkungan kerja. Dengan membangun standar local area network (LAN) maka pertukaran data atau informasi antar personal maupun bagian dalam suatu perusahaan dapat teratasi secara cepat dan akurat .

 Jarak perpindahan data dalam suatu jaringan akan mempengaruhi perangkat jaringan, kabel, topology dan jenis jaringan yang digunakan, sebagai pertimbangan dapat dilihat pada table standar jarak yang digunakan dalam suatu jaringan.

1.       Sejarah Jaringan Komputer

Banyak catatan tentang sejarah dalam jaringan computer dengan berbagai macam versi yang sangat komplek, dari catatan yang diambil dari cisco system sejarah jaringan secara singkat.

 

1.       Perangkat Jaringan

Agar suatu jaringan LAN atau Workgroup dapat terbentuk, selain harus memiliki komputer client/workstation dan server, juga diperlukan perangkat keras lain yang mendukung jaringan tersebut. Selain hardware, sistem operasi harus diinstal agar jaringan dapat berfungsi dengan baik. Sistem operasi yang ada antara lain Windows Server 200, Windows Server 2003, dsb. Untuk lebih jelasnya, akan dijabarkan lebih rinci di bawah ini. Untuk membuat suatu sistem jaringan diperlukan beberapa peralatan antara lain sebagai berikut:

a.       Sebuah komputer file-server atau yang lebih dikenal dengan server, sebagai pusat data.

b.    Komputer sebagai tempat kerja atau yang disebut dengan workstation. Jumlah dari workstation bervariasi, mulai dari satu hingga ratusan.

c.     NIC (Network Interface Card)

d.    Wireless LAN (Jika diperlukan)

e.    HUB, Switch, Repeater

f.     Switch Wireless (Jika Diperlukan)

g.    Kabel UTP

h.    Kabel Telepon

i.      Connector RJ45 dan RJ11

j.      VDSL Converter

k.    UPS jika diperlukan

 

Peralatan jaringan tersebut merupakan kebutuhan standar untuk membuat sebuah jaringan. Apabila jaringan ingin ditingkatkan harus dilakukan penambahan beberapa peralatan sebagai berikut:

a.    Repeater

b.    Bridge

c.     Router

d.    Gateway

a.    Komputer Server

Server adalah sistem komputer yang berjalan terus menerus di jaringan dengan tugas untuk melayani komputer lain (workstation) dalam jaringan. Banyak server yang memegang peranan tersebut, akan tetapi ada pula yang digunakan secara bersama untuk tujuan lain (misalnya sebagai workstation juga). Secara fisik, server hampir serupa dengan lomputer pada umumnya, meski konfigurasi hardware lebih sering dioptimisasi untuk memenuhi peranannya sebagai server. Perbedaan antar server dan komputer pada umumnya lebih terletak pada software yang digunakan.

Server juga secara sering menjadi host dalam mengontrol hardware yang akan dishare pada workstation seperti printer (print server) dan sistem file (file server).

Proses sharing baik untuk kontrol akses dan keamanan, serta dapat mengurangi cost untuk duplikasi hardware (penggunaan hardware dapat optimal).

Beberapa istilah yang berhubungan dengan server adalah sebagai berikut:

Mail Server

Mail Server memiliki istilah teknis yaitu Mail Transfer Agent (MTA). Mail server adalah suatu aplikasi pada server yang bekerja menerima email datang dari user lokal dan meneruskannya ke user pada domain lain, atau sebaliknya. Penjelasan lebih lanjut dari Mail Server ini akan dijelaskan pada bagian selanjutnya dari modul ini.

Streaming Media Server

Streaming media adalah media yang digunakan untuk menyebarkan (menyampaikan) sesuatu untuk dikonsumsi (dibaca, dilihat, atau didengarkan). Penyampaiannya menggunakan jaringan. Contoh dari streaming adalah radio dan film (televisi). Contohnya user dapat meminta video atau suara. Akan tetapi user tidak mempunyai kontrol penuh terhadap dan hanya terjadi komunikasi satu arah,

yang dikenal dengan Video on Demand. Untuk situs yang berisikan aplikasi streaming dibutuhkan suatu server streaming untuk memproses layanan tersebut. Contoh dari aplikasi Streaming Server adalah VLC dan Darwin Server. Aplikasi streaming biasanya memiliki ekstensi *.tar.gz dan *.exe untuk diinstalasi. Masing-masing didukung oleh sistem operasi terentu. Aplikasi streaming *.tar.gz didukung oleh sistem operasi FreeBSD 5.2, Fedore 10.0, dan Red Hat, dalam proses instalasi. Sementara itu, sistem operasi Windows 2000 dan Windows XP mendukung instalasi aplikasi streaming berekstensi *.exe.

Web Server

Ada dua buah pengertian mengenai web server, sebagai berikut :

-          Sebuah komputer yang bertanggung jawab untuk menerima request HTTP dari clients dan menyediakan Web Pages serta objek-objek yang berkaitan dengannya.

-          Sebuah program komputer yang berfungsi seperti yang telah dijelaskan pada point pertama.

FTP Server

Penjelasan lebih lanjut dari FTP Server ini akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.

Proxy Server

Penjelasan lebih lanjut dari Proxy Server ini akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.

Database Server

Sebuah database server adalah program komputer yang menyediakan layanan basis data untuk program komputer atau komputer lain. Basis data kadang diperlukan untuk sebuah aplikasi client-server. DBMS (Database Management System) sering menyediakan jasa basis data pada model client-server untuk akses basis data. Saat ini, banyak vendor-vendor yang menyediakan jasa pembuatan server khusus yang dapat memenuhi kebutuhan user dan mudah dalam dalam perawatan serta penambahan hardware baru. Vendor-vendor tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

ACER

DELL

EXTRON

HP

IBM

a.    Network Interface Card (NIC)

               NIC adalah kartu jaringanyang berupa papan elektronik yang akan dipasang pada setiap            

                   komputer  yang terhubung pada jaringan. Saat ini, banyak sekali jenis kartu

jaringan. Akan tetapi, ada beberapa hal yang perlu diketahui dari kartu jaringan seperti tipe kartu, jenis protokol dan tipe kabel yang didukungnya.

Dengan perkembangan PC dan mainboard, maka tipe solt dan expansion slot pun bermacam-macam. Akan tetapi pada modul ini cukup dibahas mengenai ISA dan PCI. Ketika membeli komputer (khususnya komputer rakitan), tidak semua slot terisi. Slot yang kosong dapat digunakan untuk melakukan pemasangan kartu tambahan (mis: kartu suara, modem internal, atau kartu jaringan). Untuk membedakan slot ISA dan PCI tidak begitu sulit. Jika casing komputer dibuka, slot ISA biasanya berwarna hitam, sedangkan PCI berwarna putih. Untuk slot yang bewarna coklat umumnya adalah slot AGP. Untuk protokol jaringan, ada beberapa protokol untuk sebuah kartu jaringan seperti Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI, dan ATM. Jenis Ethernet atau Fast Ethernet sering digunakan

                 

    Hub

Hub adalah suatu perangkat yang memiliki banyak port. Hub akan menghubungkan beberapa node (komputer) sehingga akan membentuk suatu jaringan dengan topologi star2. Pada jaringan yang umum, sebuah port akan menghubungkan hub dengan komputer Server. Sementara itu port yang lain digunakan untuk menghubungkan hub dengan node-node.Penggunaan hub dapat dikembangkan dengan mengaitkan suatu hub ke hub lainnya. Sedangkan dari segi pengelolaannya, HUB dibagi menjadi dua jenis.

HUB dibagi menjadi dua jenis, sebagai berikut:

-          Hub manageable

Hub jenis ini bisa dikelola dengan software yang ada di bawahnya.

-          Hub non-managable

Hub jenis ini pengelolaannya dilakukan secara manual.

Hub hanya memungkinkan user untuk berbagi jalur yang sama. Pada jaringan tersebut, tiap user hanya akan mendapatkan kecepatan dari bandwith yang ada. Misalkan jaringan yang digunakan adalah Ethernet 10 Mbps dan pada jaringan tersebut tersambung 10 unit komputer. Jika semua komputer tersambung ke jaringan secara bersamaan, maka bandwith yang dapat digunakan oleh masingmasing user rata-rata adalah 1 Mbps.

a.    Repeater

Repeater hampir sama seperti Hub. Repeater menggunakan topologi bus, yang bekerja memperkuat sinyal agar lalu lintas data dari workstation (client) ke server atau sebaliknya lebih cepat jika jaraknya semakin jauh. Dengan repeater ini, jaringan dan sinyal akan semakin kuat, apalagi jika kabel yang digunakan adalah jenis koaksial.

a.    Brigde (jembatan)

Bridge, sesuai dengan namanya, berfungsi menghubungkan beberapa jaringan yang terpisah, untuk jaringan yang sama maupun berbeda. Bridge memetakan alamat jaringan dan hanya memperbolehkan lalu lintas data yang diperlukan. Ketika menerima sebuah paket, bridge menentukan segmen tujuan dan sumber. Jika segmennya sama, maka paket akan ditolak. Bridge juga dapat mencegah pesan rusak agar tidak menyebar keluar dari suatu segmen.

b.  Switch

Switch dikenal juga dengan istilah LAN switch merupakan perluasan dari bridge. Ada dua buah arsitektur switch, sebagai berikut:

-       Cut through

Kelebihan dari arsitektur switch ini terletak pada kecepatan, karena pada saat sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuan sebelum diteruskan ke segmen tujuannya.

-       Store and forward

Switch ini menerima dan menganalisa seluruh isi paket sebelum meneruskannya ke tujuan dan untuknya memerlukan waktu. Keuntungan menggunakan switch adalah karena setiap segmen jaringan memiliki bandwith 10 Mbps penuh, tidak terbagi seperti pada hub.

a.    VDSL

Very high-bit-rate Digital Subscriber Line port merupakan alat yang berguna sebagai converter dari label UTP ke kabel telepon. VDSL biasanya digunakan untuk menghubungkan jaringan LAN yang jaraknya kurang dari 500 meter. Untuk menggunakannya harus sepasang, satu dipasang di Switch atau Hub yang berhubungan dengan server. Sedangkan yang satu lagi, dipasang di Switch atau Hub yang berhubungan dengan client.

b.    Wireless

Ada bermacam-macam merk dan jenis dari wireless. Beberapa notebook sudah memasang wireless secara otomatis. Untuk memanfaatkan wireless yang sudah ada di komputer atau memasang sebagai kartu jaringan, user harus memiliki Hub atau Switch yang ada fasilitas wirelessnya.

c.     Router

Cara kerja router mirip dengan switch dan bridge. Perbedaannya, router adalah penyaring atau filter lalu lintas data. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan protokol tertentu. Router bukanlah perangkat fisikal, melainkan logikal. Misalnya sebuah IP router dapat membagi jaringan menjadi beberapa subnet sehingga hanya lalu lintas yang ditujukan untuk IP adress tertentu yang dapat mengalir dari suatu segmen ke segmen lainnya.

 

1.                                Topology Jaringan
               

Setelah kita mengetahui komponen untuk membangun sebuah jaringan, maka langkah selanjutnya adalah merancang jaringan sesuai yang kita perlukan. Apakah jaringan yang akan kita bangun akan berbentuk garis lurus (bus), bintang (star), lingkaran (ring), dan sebagainya. Hal tersebut dinamakan dengan topologi jaringan. Secara fisik, topologi jaringan dapat berupa topologi bus, ring, star, extended star, hierarchical, ataupun mesh.

1.1. Topology Bus

Jaringan dengan topologi ini disebut juga dengan linear bus karena dihubungkan hanya melalui satu kabel yang linier. Kabel yang umum digunakan adalah kabel koaksial. Pada awal dan akhir kabel digunakan terminator. Contoh: Jaringan yang menggunakan kartu penghubung jaringan ethernet 10Base2.

1.1. Topology Start

Jaringan dengan teknologi ini berbentuk seperti bintang. Hubungan antar node diperantari dengan menggunakan hub atau concentrator. Tiap node dihubungkan dengan kabel ke hub. Contoh: Jaringan yang memakai ethernet 10BaseT, membangun jaringan dengan menggunakan manageable switch.

1.1. Topology Ring

Pada topologi ini setiap node saling berhubungan dengan node lainnya sehingga membentuk ring. Contoh: Jaringan yang menggunakan FDDL.

1.1. Topology Tree

Topologi tree ini merupakan gabungan dari kombinasi tiga topologi yang ada. Beberapa pihak juga menyebut dengan topologi mesh.

1.1. Topology Logic

Secara logik, jaringan dibedakan atas bagaimana data dilewatkan melalui jaringan. Ada dua buah topologi logik, yakni:

Bus

Sistem ini menggunakan metode broadcast ke  jaringan untuk komunikasi data dari node ke node. Tiap node akan menerima broadcast ini dan aakn diabaikan jika memang bukan tujuannya.

Ring

Sistem ini menggunakan metode token-passing dimana data yang dikirim akan berputar dari node ke node sampai node tujuan ditemukan.

1.2. Pemilihan Topology

Pada saat pemilihan topologi jaringan, cukup banyak pertimbangan yang harus diambil tergantung pada kebutuhan. Faktor-faktor yang perlu mendapatkan pertimbangan  antara lain adalah sebagai berikut :

-          Biaya, sistem apa yang paling efisien yang dibutuhkan organisasi

-          Kecepatan, sejauh mana kecepatan yang dibutuhkan oleh system

-          Lingkungan, mis: listrik, adakah faktor lingkungan yang berpengaruh

-          Ukuran (skalabilitas), berapa besar ukuran jaringan. Apakah jaringan memerlukan file server atau sejumlah server khusus.

-          Konektivitas, apakah pemakai yang lain perlu mengakses jaringan dari berbagai lokasi.

1.       Bandwidth

Bandwidth sebagai salah satu media yang menentukan performance dari suatu jaringan karena bandwidth merupakan media pembawa informasi, bandwidth juga menjadi faktor batasan dalam transfer data hal ini terjadi bisa disebabkan karena kemampuan dari suatu perangkat jaringan yang tidak mendukung atau kesalahan dalam penggunaannya Contoh :

Sebuah PC memiliki NIC dengan spesifikasi 10/100 kbps, terkoneksi kedalam jaringan menggunakan media kabel UTP  dan bandwidth internet yang dimiliki adalah sebesar 32 Kbps, dan user akan mengirim data sebesar 100 KB maka yang terjadi adalah data

1.1. Maksimum dan batasan jarak Bandwidth

Transfer data dalam suatu jaringan tergantung dari perangkat, jarak, media dan teknologi jaringan yang digunaan.

Sebagai contoh kecepatan transfer data yang mengalir didalam kabel UTP akan berbeda dengan kecepatan transfer data yang mengalir melalui media fiber optic. Hal ini terjadi karena masing-masing perangkat jaringan diproduksi oleh vendor dengan spesifikasi yang disesuaikan dengan kebutuhan pengguna berdasarkan topology, data yang mengalir, geography suatu jaringan.

1.1. Throughput Bandwidth

Bandwidth adalah sebagai media yang membawa paket data dalam suatu jaringan, transfer data yang terjadi tergantung dari jarak, waktu, perangkat yang digunakan misalkan sebuah komputer desktop memiliki NIC dengan kemampuan mengirim data sebesar 100 Mbps tetapi bukan berarti data yang mengalir 100 Mbps hal ini disebut sebagai throughput dan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti :

-     Perangkat Jaringan

-     Tipe atau jenis data yang mengalir

-     Topology Jaringan

-     Jumlah pengguna dalam jaringan

-     Jumlah computer

-     Computer server

-     Kondisi power (listrik)

Perhitungan transfer data sebagai berikut :

Typical Download

               
T = Waktu

S = Ukuran File (bits)

P = Actual Througput

BW = Bandwidth

Model lapisan/layer yang mendominasi literatur komunikasi data dan jaringan sebelum 1990 adalah Model Open System Interconnection (OSI). Setiap orang yakin bahwa model OSI akan menjadi standar terakhir untuk komunikasi data, namun nampaknya hal itu tidak pernah terjadi. Justru protokol TCP/IP yang telah menjadi arsitektur model lapisan dari protocol internet yang sangat dominan bahkan terus menerus diuji, dikembangkan dan diperluas standarnya.

OSI Model Adalah sebuah badan multinasional yang didirikan tahun 1947 yang bernama International Standards Organization (ISO) sebagai badan yang melahirkan standar-standar standar internasional. ISO ini mengeluarkan juga standar jaringan komunikasi yang mencakup segala aspek yaitu model OSI. OSI adalah open system yang merupakan himpunan protokol yang memungkinkan terhubungnya 2 sistem yang berbeda yang berasal dari underlying architecture yang berbeda pula. Jadi tujuan OSI ini adalah untuk memfasilitasi bagaimana suatu komunikasi dapat terjalin dari sistem yang bebeda tanpa memerlukan perubahan yang signifikan pada hardware dan software di tingkat underlying.

Model OSI disusun atas 7 lapisan; fisik (lapisan 1), data link (lapisan 2), network (lapisan 3), transport (lapisan 4), session (lapisan 5), presentasi (lapisan 6) dan aplikasi (lapisan 7). Pada gambar 20, kita dapat juga melihat bagaimana setiap lapisan terlibat pada proses pengiriman pesan/message dari Device A ke Device B.

Setiap mesin/komputer hanya dapat memanfaatkan service lapisan yang terdapat tepat di lapisan bawahnya. Contoh: Lapisan 3 menggunakan service yang disediakan oleh lapisan 2 dan menyediakan service untuk lapisan 4.

1.1.   Proses peer to peer

Bila dua mesin/komputer berinteraksi melakukan proses harus mematuhi aturan dan konvensi yang disebut protokol. Proses yang terjadi pada setiap mesin pada lapisan tertentu disebut peer-to-peer processes (proses peer-to-peer). Jadi dengan demikian jika 2 mesin akan dapat berkomunikasi jika pada lapisan tertentu menggunakan protokol yang sama. message atau pesan yang dikirim oleh device A menuju device B harus melalui lapisan-lapisan yang paling atas menuju lapisan bawah berikutnya sampai lapisan terbawah kemudian kembali menuju lapisan yang lebih tinggi dan seterusnya melewati lapisan tepat diatasnya. Pesan-pesan yang dikirim adalah berupa informasi yang dibentuk dalam paket-paket di mana pada layer tepat di bawahnya informasi tersebut “dibungkus”. Jadi pada sisi penerima informasi yang sampai berupa paket-paket yang telah “dibuka” bungkusannya dan dikonstruksi kembali.

1.2.   Proses Antarmuka antar Lapisan

Pada saat pengiriman dan penerimaan pesan, lapisan memerlukan antarmuka dengan lapisan atas dan bawahnya yang berdekatan. Sepanjang sebuah lapisan menyediakan layanan yang dimaksud pada layer tepat di atas atau di bawahnya, dapat diimplementasikan fungsi yang termodifikasi atau diganti tanpa memerlukan perubahan di seluruh lapisan.

1.3.   Pengoperasian Lapisan

Pada saat pengiriman dan penerimaan pesan, lapisan memerlukan antarmuka dengan lapisan atas dan bawahnya yang berdekatan. Sepanjang sebuah lapisan menyediakan layanan yang dimaksud pada layer tepat di atas atau di bawahnya, dapat diimplementasikan fungsi yang termodifikasi atau diganti tanpa memerlukan perubahan di seluruh lapisan.