5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Umum Jaringan adalah

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Umum
Jaringan adalah sekumpulan komputer berjumlah banyak yang terpisahpisah akan tetapi saling berhubungan dalam melaksanakan tugasnya.
2.1.1 Jenis Jaringan
Berdasarkan ruang lingkup :
a. Local Area Networks (LAN)
Merupakan jaringan milik pribadi di dalam sebuah gedung atau
kampus yang berukuran sampai beberapa kilometer. LAN seringkali
digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan
workstasion dalam kantor perusahaan atau pabrik-pabrik untuk
memakai bersama resource (misalnya printer) dan saling bertukar
informasi. LAN memiliki kapasitas kecepatan mulai dari 10 sampai
100 Mbps. (Tanenbaum, 2003, 16-17)
b. Metropolitan Area Networks (MAN)
MAN pada dasarnya merupakan versi LAN yang berukuran lebih
besar dan biasanya memakai teknologi yang sama dengan LAN. MAN
dapat mencakup kantor-kantor perusahaan yang berdekatan atau juga
sebuah kota dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan pribadi (swasta)
atau umum. (Tanenbaum, 2003, 16-17)
c. Wide Area Networks (WAN)
WAN mencakup daerah geografis yang luas, seringkali mencakup
sebuah negara atau benua. WAN terdiri dari kumpulan mesin yang
bertujuan untuk menjalankan program-program (aplikasi) pemakai.
(Tanenbaum, 2003, 16-17)
5
6
2.1.2 Media Transmisi
Dalam proses pengiriman data dibutuhkan jalur media yang
digunakan untuk mentransmisikan paket data dari sumber ke tujuan.
Media yang digunakan untuk mentransmisikannya salah satunya dengan
menggunakan kabel (fisik) sebagai media dalam mentransmisikan data
dari suatu komputer ke komputer lainnya. Salah satu jenis kabel yang
dapat digunakan dalam mentransmisikan data adalah twisted pair.
Twisted pair ini merupakan media transmisi yang paling tua dan masih
banyak digunakan sampai saat ini. Twisted pair terdiri dari 2 kawat
tembaga yang diisolasi, biasanya dengan ketebalan 1 mm, kabel tersebut
dililitkan bersama membentuk helix, seperti halnya molekul DNA.
Tujuan pelilitan kabel ini adalah untuk mengurangi interferensi listrik
yang bersal dari pasangan lainnya yang berdekatan. Twisted pair dapat
digunakan dalam jarak beberapa kilometer tanpa penguatan, tapi untuk
jarak yang lebih jauh dibutuhkan repeater. (Tanenbaum, 2003, 61-62).
Twisted pair dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
Gambar 2.1 Shielded Twisted pair(STP)
Gambar 2.2 Unshielded Twisted pair(UTP)
7
Di UTP ada beberapa jenis kabel :
a) Straight-through Cable
Gambar 2.3 Straight-through Cable
Straight-through Cable adalah kabel yang digunakan untuk
menghubungkan perangkat jaringan yang bekerja pada layer
yang berbeda.
b) Cross-over Cable
Gambar 2.4 Cross-over Cable
Cross-over Cable
adalah kabel yang digunakan untuk
menghubungkan perangkat jaringan yang sama.
8
2.1.3 Topologi Jaringan
a. Topologi Star
Gambar 2.5 Topologi Star
Pada topologi star, semua komputer dan perangkat-perangkat
dalam jaringan terhubung ke perangkat sentral sehingga membentuk
bintang. Dua jenis perangkat yang biasanya menyediakan titik koneksi
sentral dalam jaringan adalah hub dan switch. Semua data yang
ditransfer dari satu titik ke lainnya melewati hub atau switch. (Shelly
and Vermaat, 2011, 476)
Kelebihannya:
•
Mudah dipasang dan mudah pemeliharaannya.
•
Jika ada titik yang eror hanya akan mempengaruhi titik
tersebut, yang lainnya dapat berjalan dengan normal.
Kekurangannya:
•
•
Jika hub atau switch eror semua jaringan tidak dapat digunakan
sebelum hub atau switch diperbaiki.
Menyediakan hub atau switch cadangan apabila salah satunya
eror.
9
b. Topologi Bus
Gambar 2.6 Topologi Bus
Topologi bus terdiri dari sebuah kabel utama, yang
mengkoneksikan komputer-komputer dan perangkat lainnya. Pada
topologi ini mengirimkan data, instruksi, dan informasi dilakukan
dalam dua arah. Ketika sebuah perangkat mengirimkan data, alamat
dari perangkat penerima termasuk dalam proses pengirimannya
sehingga data diarahkan menuju ke perangkat yang sesuai. (Shelly and
Vermaat, 2011, 476)
Kelebihannya:
•
Biayanya murah dan mudah dipasang.
•
Jika ada satu perangkat yang eror tidak mempengaruhi
perangkat lainnya.
Kekurangannya:
•
Jika terjadi eror pada kabel utama akan menyebabkan jaringan
tidak dapat digunakan sebelum kabel utama diperbaiki.
2.1.4 Perangkat Jaringan
a. Switch
Gambar 2.7 Switch
10
Sekilas switch sangat mirip dengan hub, tetapi keduanya berbeda.
Pada switch, frame diteruskan berdasarkan MAC address yang
disimpan dalam tabel MAC address yang dimiliki switch. Switch
bekerja pada layer 2 (Data Link) pada model OSI. (Hands on Lab,
Jaringan Komputer)
Cara kerja switch:
•
Pada saat frame diterima switch, akan diperiksa apakah MAC
address (dalam tabel MAC Address) yang dituju tersambung
pada port yang sama dengan MAC address pengirim.
•
Jika pada port yang sama maka pengiriman frame tidak
diteruskan.
•
Jika tidak, maka frame akan diteruskan ke port jaringan yang
mengandung MAC address tujuan.
•
Dengan demikian terbentuk jalur logikal dalam switch antar
membuat
dua
buah
komputer
atau
end-device
yang
berkomunikasi, sehingga perangkat jaringan lainnya tidak
terganggu. Dengan demikian pada switch kecepatannya tidak
terbagi-bagi,
melainkan
masing-masing
port
memiliki
bandwidth yang penuh sehingga kecepatan transfer data pun
akan menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan hub.
Ada dua jenis switch, yaitu:
•
Unmanageable switch
Unmanageable switch hampir sama dengan hub tetapi jauh
lebih cepat dan data hanya dikirimkan kepada port yang
memiliki jaringan yang dituju.
•
Manageable switch
Manageable switch tidak hanya memiliki kemampuan yang
sama, juga ditambah dengan kemampuan untuk membuat
Virtual LAN dengan melakukan setting terhadap switch,
sehingga dapat diatur pengiriman data hanya dari dan ke
jaringan tertentu.
11
b. Router
Gambar 2.8 Router
Router adalah peralatan jaringan yang beroperasi pada layer OSI
3 (network layer). Beberapa router bergabung, menghubungkan
beberapa segmen jaringan atau bahkan seluruh jaringan. Router
mengirimkan data berdasarkan informasi pada layer 3. (Hands on
Lab)
c. Network Interface Card(NIC)
Gambar 2.9 Network Interface Card
NIC adalah sebuah papan sirkuit yang terpasang di sistem input
output komputer. Bagian belakang dari kartu ini berisikan antarmuka
fisik untuk jenis koneksi tertentu. Setiap jenis konektor dirancang
untuk media transmisi tertentu. Kartu ini menyediakan konektivitas
antara sumber daya internal sistem dan sumber daya eksternal
komputer yang terhubung ke jaringan. NIC mencakup data link layer
dan Physical layer.
12
2.1.5 OSI Layer
Gambar 2.10 OSI Layer
a. Physical Layer
Physical layer (tingkat 1) ini berada pada tingkatan paling bawah
pada 7 OSI layer yang merupakan seperangkat aturan yang
menjelaskan arus listrik dan koneksi secara fisik antar perangkat.
Layer ini menjelaskan hubungan kabel dan aturan arus listrik yang
diperlukan untuk transmisi data antar perangkat.
b. Data Link Layer
Data link layer (tingkat 2) merupakan layer lanjutan dari layer
sebelumnya, menunjukkan bagaimana sebuah perangkat mendapatkan
akses ke media yang akan dilewatinya pada physical layer. Ini juga
mendefiniskan format data, termasuk data framing beserta pesanpesan yang ditransmisikan, prosedur kontrol eror, dan aktifitas kontrol
link lainnya.
Ada 2 sub-layer pada data link layer, Logical Link Control(LLC)
dan Media Access Control(MAC). LLC bertanggung jawab untuk
menghasilkan dan menerjemahkan perintah yang mengatur data-flow
dan melakukan operasi pemulihan pada saat terjadi eror. Sedangkan
MAC bertanggung jawab untuk menyediakan akses ke LAN, yang
memungkinkan sebuah pemancar untuk mengirim informasi ke dalam
jaringan.
13
c. Network Layer
Network layer (tingkat 3) ini bertanggung jawab untuk mengatur
koneksi logikal antara titik sumber dengan titik tujuan dalam jaringan,
termasuk pemilihan dan pengaturan jalur yang akan dilewati
berdasarkan jalur yang tersedia pada saat itu.
d. Transport Layer
Transport layer (tingkat 4)
ini bertanggung jawab untuk
menjamin bahwa informasi sampai pada tujuan setelah jalur
ditentukan di dalam jaringan oleh protokol jaringan.
e. Session Layer
Session layer (tingkat 5) ini menyediakan seperangkat aturan
yang membangun dan menghapus data stream antar titik dalam
jaringan. Layer ini menyediakan layanan termasuk memulai dan
mengakhiri antar titik dalam jaringan, kontrol aliran pesan, kontrol
dialog dan kontrol data antara pengirim dan penerima.
f. Presentation Layer
Presentation layer (tingkat 6) ini mengatur konversi dan translasi
berbagai format data sebagai kompresi dan enksripsi data.
g. Applicarion Layer
Application layer (tingkat 7) ini bertindak sebagai jendela yang
memungkinkan untuk mendapatkan semua akses yang disediakan oleh
model. Contoh fungsi yang dapat dilakukan dalam layer ini adalah
seperti transfer file, berbagi sumber daya dan mengakses database.
2.1.6 Performa Jaringan
Kriteria-kriteria yang menunjukkan bahwa performa jaringan itu baik ada
5 yaitu:
• Throughput
Jumlah data yang berhasil di transfer tanpa eror antar komputer
per stauan waktu, biasanya menggunakan detik. Secara ideal
throughput harus sama dengan jumlah kapasitas, tetapi pada
14
kenyataannya bergantung pada metode akses, beban yang ada di
jaringan, dan tingkat eror.
• Accuracy
Secara keseluruhan tujuan yang ingin dicapai ialah jumlah data
yang diterima di tujuan harus sama dengan data yang di kirim dari
sumber.
• Efficiency
Berapa jumlah pengeluaran tambahan yang dibutuhkan untuk
mengirimkan data, pengeluaran tambahan tersebut bisa dikarenakan
collisions, error reporting, rerouting, acknowledgements, large
frame headers, a bad network design, dan lain-lain.
• Delay(latency)
Waktu yang dibutuhkan antara sebuah frame siap ditransmisi
dari sebuah perangkat dan pengiriman frame lain dalam jaringan.
• Response Time
Tingkat pengukuran paling dasar dalam pemindahan data di
dalam jaringan ialah response time. Pengguna menyadari jumlah
waktu yang diperlukan untuk menerima sebuah respon dari sistem
jaringan. Mereka juga menyadari perubahan kecil yang tidak sesuai
dengan harapan response time mereka dan menjadi frustasi ketika
response time-nya terlalu lama.
Pengguna mulai frustasi ketika response time lebih dari 100ms
atau 1/10 detik. Ketika melebihi 100ms pengguna menyadari mereka
sedang menunggu dari jaringan untuk menampilkan halaman web,
memunculkan karakter yang di ketik, mulai mengunduh e-mail, dan
lain lain. Tetapi jika response time–nya dibawah 100ms, kebanyakan
pengguna tidak menyadari adanya delay.
100ms sering digunakan sebagai acuan untuk mengukur apakah
protokol tersebut menyediakan transfer data yang dapat diandalkan.
Sebagai contoh, banyak protokol TCP dengan standar setelah
response time lebih dari 100ms akan mengirimkan ulang paket data
yang tidak diakui oleh tujuan.
15
2.2 Teori Khusus
2.2.1 Virtual Local Area Network(VLAN)
VLAN merupakan suatu model jaringan yang tidak terbatas pada
lokasi fisik seperti LAN, hal ini mengakibatkan suatu network dapat
dikonfigurasi secara virtual tanpa harus menuruti lokasi fisik peralatan.
Penggunaan VLAN akan membuat pengaturan jaringan menjadi sangat
fleksibel dimana dapat dibuat segmen yang bergantung pada organisasi
atau departemen, tanpa bergantung pada lokasi workstation seperti pada
gambar dibawah ini.
Gambar 2.11 Virtual LAN
Kinerja sebuah jaringan sangat dibutuhkan oleh organisasi terutama
dalam hal kecepatan dalam pengiriman data. Salah satu kontribusi
teknologi
untuk
meningkatkan
kinerja
jaringan
adalah
dengan
kemampuan untuk membagi sebuah broadcast domain yang besar
menjadi beberapa broadcast domain yang lebih kecil dengan
menggunakan VLAN sehingga mengurangi broadcast storm. Broadcast
domain yang lebih kecil akan membatasi device yang terlibat dalam
aktivitas broadcast dan membagi perangkat ke dalam beberapa grup
berdasar fungsinya, sehingga data transfer antar divisi berjalan dengan
cepat.
16
Teknologi Virtual Local Area Network(VLAN) bekerja dengan cara
melakukan pembagian network secara logika ke dalam beberapa subnet.
VLAN adalah kelompok device dalam sebuah LAN yang dikonfigurasi
(menggunakan software manajemen) sehingga mereka dapat saling
berkomunikasi asalkan dihubungkan dengan jaringan yang sama
walaupun secara fisik mereka berada pada segmen LAN yang berbeda.
Jadi VLAN dibuat bukan berdasarkan koneksi fisikal namun lebih pada
koneksi logikal, yang tentunya lebih fleksibel. Secara logika, VLAN
membagi jaringan ke dalam beberapa sub-network. VLAN mengijinkan
banyak subnet dalam jaringan yang menggunakan switch yang sama.
Dengan menggunakan VLAN, kita dapat melakukan segmentasi
jaringan switch berbasis pada fungsi, departemen atau pun tim proyek.
Kita dapat juga mengelola jaringan kita sejalan dengan kebutuhan
pertumbuhan perusahaan sehingga para pekerja dapat mengakses segmen
jaringan yang sama walaupun berada dalam lokasi yang berbeda.
2.2.2 Cara Kerja VLAN
VLAN dibagi menjadi 2 metode (tipe) yaitu menggunakan port,
MAC address. Semua informasi yang mengandung penandaan/
pengalamatan suatu VLAN(tagging) di simpan dalam suatu database
(tabel), jika penandaannya berdasarkan port yang digunakan maka
database harus mengindikasikan port-port yang digunakan oleh VLAN.
Untuk mengaturnya maka biasanya digunakan switch/bridge yang
manageable atau yang bisa diatur. Switch/bridge inilah yang bertanggung
jawab menyimpan semua informasi dan konfigurasi suatu VLAN dan
dipastikan semua switch/bridge memiliki informasi yang sama.
Switch akan menentukan kemana data-data akan diteruskan dan
sebagainya. atau dapat pula digunakan suatu software pengalamatan
(bridging software) yang berfungsi mencatat/menandai suatu VLAN
beserta workstation yang di dalamnya. Untuk menghubungkan antar
VLAN dibutuhkan router.
17
2.2.3 Tipe - Tipe VLAN
Keanggotaan dalam suatu VLAN dapat diklasifikasikan berdasarkan
port dan MAC address yang digunakan.
a. Port-based
Keanggotaan pada suatu VLAN dapat didasarkan port suatu
network device yang digunakan oleh komputer tersebut. Sebagai
contoh, pada bridge/switch dengan 12 port (gambar). Port 3 meliliki
VLAN 1, Port 6 meliliki VLAN 2, Port 9 meliliki VLAN 3, Port 12
meliliki VLAN 4.
Gambar 2.12 Port-based
Kelebihan dari tipe berdasarkan port mengurangi potensi
kehilangan data yang dikarenakan oleh perbedaan kecepatan antar
port. Serta memungkinkan perluasan jaringan virtual lebih dari 1
perangkat.
Sedangkan kelemahan dari tipe ini adalah user tidak bisa untuk
berpindah-pindah,
apabila
harus
berpindah
maka
network
adiminstrator harus mengkonfigurasi ulang.
b. MAC address-based
Keanggotaan suatu VLAN didasarkan pada MAC Address dari
setiap workstation /komputer yang dimiliki oleh user. Switch
mendeteksi/mencatat semua MAC address yang dimiliki oleh setiap
Virtual LAN. MAC Address merupakan suatu bagian yang dimiliki
oleh
NIC
(Network
Interface
Card)
di
setiap
18
workstation. Kelebihannya apabila user berpindah pindah maka dia
akan tetap terkonfigurasi sebagai anggota dari VLAN tersebut serta
dapat melakukan penambahan bandwidth dan client baru. Sedangkan
kekurangannya bahwa setiap mesin harus di konfigurasikan secara
manual, dan untuk jaringan yang memiliki ratusan workstation maka
tipe ini kurang efisien untuk dilakukan. Seperti pada contoh digambar
komputer yang berada pada VLAN 10 dapat berpindah tempat dari
switch 1 ke 2 dengan masih berstatus sebagai VLAN 10 tanpa harus di
konfigurasi ulang, karena di switch 1 MAC address komputer di
VLAN 10 sudah dicatat oleh switch 1.
Gambar 2.13 MAC address-based
2.2.4 Collision Domain dan Broadcast Domain
a. Collision Domain
Ketika memperluas jaringan ethernet LAN untuk mengakomodasi
pengguna yang lebih banyak dengan kebutuhan bandwidth yang lebih
banyak, potensi untuk terjadinya collision meningkat. Untuk
mengurangi jumlah node pada segmen jaringan yang telah diberikan,
dapat membuat segmen jaringan fisik yang terpisah, disebut collision
domain.
Area network dimana frame-frame berasal dan bertabrakan
disebut collision domain. Semua media lingkungan yang dibagikan,
19
seperti yang dibuat dengan hub,
adalah collision domain. Ketika
sebuah host terhubung ke sebuah port switch, switch membuat sebuah
koneksi tersendiri. Koneksi ini dianggap collision domain individu
karena traffic-nya disimpan terpisah dari semua traffic yang lain,
dengan demikian mengeliminasi potensi terjadinya collision domain.
Collision domain pada dasarnya dibuat ketika semua node yang
terhubung ke perangkat jaringan seperti hub, hub mengirimkan data ke
semua node yang terhubung sehingga terbentuk collision domain di
dalam jaringan tersebut.
Terdapat 4
collision domain
Gambar 2.14 Collision Domain
Contoh, jika sebuah switch 12 port memiliki perangkat yang
terhubung ke setiap port yang ada pada switch, terdapat 12 collision
domain dibuat. Switch mengurangi collision serta meningkatkan
penggunaan bandwidth dalam segmen jaringan karena switch
menyediakan bandwidth tersendiri bagi setiap segmen jaringan.
(Lewis, 2011)
b. Broadcast Domain
Meskipun switch menyaring hampir semua frame berdasarkan
MAC address, switch tidak menyaring frame broadcast. Sekumpulan
switch yang saling berhubungan membentuk satu broadcast domain.
Hanya entitas layer 3, seperti router atau VLAN, dapat mengikat
20
broadcast domain layer 2. Router dan VLAN digunakan untuk
memecah collision dan broadcast domain.
Terdapat 1
broadcast domain
Gambar 2.15 Broadcast domain
Broadcast domain pada dasarnya dibuat ketika ketika semua node
yang terhubung ke perangkat jaringan seperti switch, switch
mengirimkan data berdasarkan request yang dihasilkan oleh node,
switch tidak mengirimkan data ke semua node sehingga switch
memecah collision domain serta membuat broadcast domain. (Lewis,
2011)
2.2.5 Trunk
Trunk pada VLAN merupakan jalur ethernet point-to-point antara
interface switch ethernet dan interface ethernet pada perangkat jaringan
yang lain, seperti router atau switch, membawa beberapa traffic jaringan
VLAN melalui 1 jalur. Trunk memungkinkan perluasan jaringan VLAN
melewati seluruh jaringan. Switch Cisco mendukung IEEE 802.1Q untuk
pembentukan trunk pada interface fast ethernet dan gigabit ethernet.
Trunk bukan milik pada VLAN tertentu, tetapi lebih berfungsi sebagai
saluran untuk VLAN di antara switch. (Lewis, 2011, 144)
21
Gambar 2.16 Trunking Operation
2.2.6 Inter-VLAN Routing
Gambar 2.17 Inter-VLAN Routing
Setiap VLAN memiliki broadcast domain khusus, sehingga
komputer pada VLAN yang berbeda pada dasarnya tidak dapat untuk
berkomunikasi, untuk dapat melakukan komunikasi harus melakukan
inter-VLAN routing. (Lewis, 2011, 332)
22
Gambar 2.18 Router-on-a-Stick
Salah satu metode inter-VLAN routing adalah router-on-a-stick,
router-on-a-stick merupakan salah satu tipe konfigurasi router pada 1
physical interface dengan mengirimkan lalu lintas data antar VLAN pada
sebuah jaringan. (Lewis, 2011, 334)
2.2.7 Cisco Packet Tracer
Cisco Packet Tracer adalah sebuah aplikasi buatan Cisco System
yang memungkinkan untuk membuat jaringan, memvisualisasikan
bagaimana paket mengalir dalam jaringan, dan menggunakan alat-alat
pengujian dasar untuk menentukan apakah jaringan akan bekerja.
(Vachon dan Graziani, 2008, xxi)
Cisco Packet Tracer berfungsi untuk membangun jaringan komputer
secara visual, mulai dari jenis kabel, perangkat-perangkat jaringan dan
perangkat-perangkat end-user yang diperlukan dalam perancanan
jaringan komputer. Selain itu juga dapat melakukan simulasi bagaimana
alur paket data berjalan pada jaringan yang telah dirancang di dalam
aplikasi sebelum diimplementasikan. Jenis-jenis pengiriman paket
datanya juga bervariasi diantaranya adalah ARP, DHCP, ICMP, EIGRP,
dan OSPF. Aplikasi Cisco Packet Tracer tersedia gratis bagi instruktur,
murid, alumni, dan administrator Networking Academy yang terdaftar
dalam pengguna NetSpace.