9 BAB 2 LANDASAN TEORI Bab 2 ini akan dituliskan tentang teori

BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab 2 ini akan dituliskan tentang teori – teori pendukung yang menjadi dasar
untuk melakukan analisis dalam rangka pengembangan topologi jaringan yang menjadi
topik skripsi penulis.
Bagian awal bab ini penulis akan memaparkan teori-teori dasar yang menjadi
landasan dalam memecahkan permasalahan yang dihadapi seperti jenis-jenis topologi,
beberapa protokol-protokol yang akan digunakan dan berjalan dalam jaringan agar suatu
data dapat sampai ke tujuan yang dituju dengan baik. Setelah itu pada bab ini juga akan
dijelaskan Konsep tentang Global System for Mobile(GSM), dikarenakan tempat
dimana penulis melakukan analisis tentang peningkatan topology jaringan yaitu PT
Natrindo Telepon Selular bergerak di bidang GSM.
Oleh sebab itu konsep dasar teori GSM ini perlu dipaparkan untuk memudahkan
pemahaman cara kerja dalam topologi yang akan dibahas.
2.1
Pengertian Jaringan Komputer
Jaringan
komputer adalah
sebuah sistem yang
terdiri
atas komputer, software dan perangkat jaringan lainnya yang bekerja bersamasama untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Tujuan dari jaringan komputer
adalah:.
ƒ
Komunikasi: contohnya surat elektronik, instant messaging.
ƒ
Membagi sumber daya sebagai contohnya berbagi pemakaian printer, dsb.
9
10
ƒ
Akses informasi: contohnya web browsing.
Setiap bagian dari jaringan komputer meminta dan memberikan layanan (service) untuk
mencapai tujuan yang sama. Pihak yang meminta/menerima layanan disebut klien
(client) dan yang memberikan/mengirim layanan disebut pelayan (server). Arsitektur ini
disebut
dengan
sistem client-server,
dan
digunakan
pada
hampir
seluruh aplikasi jaringan komputer.
2.1.1 Model-model Topologi Jaringan
a. Topologi Bus
Model pada topologi ini, masing-masing server dan workstation
dihubungkan pada sebuah kabel yang disebut bus. Kabel yang digunakan untuk
menghubungkan jaringan ini biasanya kabel Coaxial.
Adapun kelebihan dari Jaringan topologi bus adalah:
1. Penggunaan kabel yang sedikit sehingga terlihat sederhana
2. Pengembangan Jaringannya mudah
Kekurangan Jaringan bertopologi bus adalah:
1. Membutuhkan repeater untuk jarak jaringan yang terlalu jauh.
2. Jaringan akan terganggu apabila salah satu komputer mengalami
kerusakan.
3. Apabila terjadi gangguan yang serius maka jaringan tidak dapat
digunakan dan pengaruhnya adalah proses pengiriman data akan menjadi
lambat dikarenakan lalu-lintas jaringan penuh dan padat akibat tidak
11
adanya pengontrolan user.
4. Deteksi kesalahan sangat kecil, sehingga apabila terjadi gangguan maka
sulit sekali mencari kesalahan tersebut.
Gambar 2.1 Topologi bus
b. Topologi Token Ring
Model tipe jaringan topologi ring, semua jaringan terhubung dari satu
komputer ke komputer lain berkeliling membentuk suatu lingkaran
(loop). Dalam sistem ini apabila kabel jaringan di salah satu komputer
terputus maka hubungan jaringan dalam topologi tidak akan berfungsi.
Hal ini dapat kita atasi menggunakan perangkat Multistation Access Unit
(MAU).
MAU adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menutup hubungan
jaringan secara otomatis apabila hubungan kabel jaringan terputus pada
suatu workstation.
12
Kelebihan dari jaringan topologi ini adalah:
1. Hemat Kabel
2. Dapat mengisolasi kesalahan dari suatu workstation
Kekurangan dari jaringan topologi ini adalah:
3. Sangat peka terhadap kesalahan jaringan walaupun sekecil apapun.
4. Sukar untuk mengembangkan jaringan, sehingga jaringan tersebut
tampak statis.
5. Biaya pemasangan lebih besar.
Gambar 2.2 Topologi Token Ring
c. Topologi Star
Model tipe jaringan topologi ini ,setiap workstation dihubungkan
dengan
server
menggunakan
suatu
konsentrator.
Masing-masing
workstation tidak saling berhubungan. Setiap user yang terhubung ke
13
server tidak akan dapat berinteraksi dan melakukan apa-apa sebelum
komputer server kita hidupkan. Apabila komputer server kita matikan,
maka semua koneksi jaringan akan terputus. Jaringan ini cocok kita
gunakan untuk pengembangan.
Kelebihan Jaringan Topologi Star:
1. Mudah dalam mendeteksi kesalahan jaringan karena control jaringan
terpusat.
2. Fleksibel dalam hal pemasangan jaringan baru, tanpa mempengaruhi
jaringan yang lain.
3. Apabila salah satu kabel koneksi user terputus, maka hanya user yang
bersangkutan saja yang tidak akan berfungsi dan tidak mempengaruhi
user yang lain. Keseluruhan jaringan masih tetap bekerja.
Kekurangan jaringan bertopologi Star:
1. Boros dalam pemakaian kabel jika kita hubungkan dengan jaringan
yang lebih besar dan luas
2. Kontrol hanya terpusat pada hub/switch sehingga operasionalnya
perlu ditangani secara khusus.
14
Gambar 2.3 Topologi Star
d. Topologi Mesh
Topologi Mesh adalah topologi yang didesain untuk memiliki tingkat
restorasi, dengan berbagai alternatif rute yang umumnya disiapkan
melalui dukungan perangkat lunak. Setiap peripheral yang berada di
jaringan ini dihubungkan secara langsung ke setiap peripheral yang lain
dalam jaringan. Sebagai contohnya, apabila terdapat 10 komputer yang
kita hubungkan dengan jaringan, maka setiap komputer yang terhubung
dalam jaringan kita hubungkan dengan 9 buah komputer lainnya secara
terus menerus.
Ciri-ciri topologi Mesh:
1. Topologi Mesh digunakan pada ISP(Internet Service Provider) untuk
memastikan apabila terjadi suatu kerusakan pada salah satu system
komputer maka tidak akan mengganggu hubungan jaringan dengan
system komputer lain dalam jaringan
2. Jumlah saluran yang harus kita sediakan untuk membentuk jaringan
15
Mesh adalah jumlah sentral dikurangi 1
3. Tingkat kesulitan jaringan sebanding dengan meningkatnya jumlah
sentral yang terpasang pada jaringan tersebut.
Gambar 2.4 Topologi Mesh
e. Topologi Tree/Hybird
Jaringan topologi tree disebut juga dengan topologi hybrid karena
beberapa system rangkaian yang berbentuk star disambungkan pada
topologi bus yang berperan sebagai tulang punggung jaringan. Topologi
tree digunakan untuk menghubungkan antar sentral dengan beberapa
16
hirarki jaringan yang berbeda. Oleh karena itu, jaringan yang
menggunakan topologi ini disebut juga dengan topologi jaringan
bertingkat.
Ciri-ciri jaringan tree/hybrid:
1. Merupakan pengembangan dari topologi jaringan star.
2. Jaringan topologi tree digunakan untuk mendukung algoritma
searching dan sorting
3. Setiap tangkai(node) dalam tree akan dihubungkan dengan
pusat hub yang berada pada awal trafik rangkaian.
Gambar 2.5 Topologi Tree
2.1.2 Perangkat Network
a. Router
17
Router sering digunakan untuk menghubungkan beberapa network. Baik
Network yang sama maupun yang berbeda dari segi teknologinya. Seperti
menghubungkan network yang menggunakan topologi Bus, Star, dan Ring.
Router juga digunakan untuk membagi network besar menjadi beberapa buah
subnetwork(network-network kecil). Sebuah router memilki kemampuan routing.
Artinya router secara cerdas dapat mengetahui kemana rute perjalanan
informasi(yang disebut packet) akan dilewatkan. Apakah ditujukan untuk host
lain yang satu network ataukah berbeda network. Jika paket-paket ditujukan
untuk host pada network yang lain maka router akan meneruskannya ke network
tersebut. Sebaliknya, jika paket-paket ditujukan untuk host yang satu network
maka router akan menghalangi paket-paket keluar, sehingga paket-paket tersebut
tidak memenuhi network yang lain.
Dalam diagram atau bagan jaringan, sebuah router seringkali dinyatakan
dengan simbol khusus . Berikut ini merupakan symbol yang digunakan untuk
menggambarkan router.
Gambar 2.6 Router
18
b. Bridge
Bridge atau kadangkala disebut transparent bridge merupakan perangkat
network yang digunakan untuk menghubungkan dua buah LAN(Local Area
Network) atau membagi sebuah LAN menjadi dua buah segmen. Tujuannya
adalah untuk mengurangi traffic sedemikian rupa sehingga dapat meningkatkan
performa network.
Bridge dapat mengetahui apakah frame yang ditujukan untuk host yang
satu segmen atau berbeda segmen. Jika frame ditujukan kepada host yang satu
segmen maka bridge akan meneruskannya ke host tersebut dan menutup jalur ke
segmen lain. Sebaliknya jika frame ditujukan untuk host pada segmen yang
berbeda maka bridge akan meneruskannya ke segmen tujuan.
Seringkali orang bingung membedakan router dengan bridge, sepintas
keduanya tampak sama dan dapat menghubungkan dua buah LAN. Namun
sesungguhnya cara kerja dan fungsi utama kedua perangkat tersebut berbeda.
Dalam bridge tidak dikenal istilah subnet. Semua segmen yang
dihubungkan oleh bridge akan dipandang sebagai sebuah subnet. Bridge juga
tidak dapat membedakan network protocol address. Jadi, apapun protocol yang
digunakan akan dapat diloloskan oleh bridge. Bridge tidak dapat mengenali
alamat logika( seperti IP address). Bridge hanya mengenali alamat fisik host yang
disebut MAC address (Media Access Control) atau hardware address.
Sebuah router dapat bekerja lebih baik pada network dengan beban traffic
yang tinggi dibandingkan dengan bridge. Jika traffic terlalu “tinggi” maka bridge
malah akan menyebabkan penyempitan jalur transportasi yang biasa disebut
“bottleneck” sehingga menyebabkan pelambatan atau kemacetan aliran
19
transportasi. Simbol yang digunakan untuk menggambarkan bridge adalah
sebagai berikut:
Gambar 2.7 Bridge
Ada 3 buah jenis bridge, yaitu:
1. Transparent bridging, jenis bridge yang digunakan pada network Ethernet.
2. Source-route bridging, jenis bridge yang digunakan pada network Token Ring.
3. Translation bridging, digunakan untuk menghubungkan network yang berbeda
teknologi. Misalkan menghubungkan network Token Ring dengan network
Ethernet.
Saat ini bridge sudah semakin jarang digunakan. Salah satu penyebabnya adalah
semakin terjangkaunya harga switch maupun router dan juga karena perbedaan
kemampuan yang cukup signifikan.
c. Switch
Switch berfungsi sebagai sentral atau kosentrator pada sebuah network. Cara
kerja switch mirip dengan bridge, dan memang sesungguhnya switch adalah bridge yang
memiliki banyak port. Switch dapat mempelajari alamat hardware host tujuan, sehingga
informasi bisa langsung dikirim ke host tujuan. Switch yang lebih cerdas dapat
mengecek frame yang error dan dapat memblok frame yang error tersebut.
20
Dari cara kerjanya maka switch dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis, yaitu:
1. Cut through atau fast forward
Switch jenis ini hanya mengecek alamat tujuan. Selanjutnya frame akan
diteruskan ke host tujuan. Kondisi ini dapat mengurangi “waktu tunggu” atau
latecy. Inilah jenis switch tercepat di antara jenis lainnya.
Kelemahan Jenis switch ini yaitu tidak dapat mengecek frame-frame yang error.
Frame yang error akan tetap diteruskan ke host tujuan.
2. Store and forward
Switch akan menyimpan semua frame untuk sementara waktu sebelum
diteruskan ke host tujuan. Seluruh frame akan dicek melalui mekanisme
CRC(Cyclic Redudancy Check). Jika ditemukan error maka frame akan
“dibuang” dan tidak diteruskan ke host tujuan. Switch Jenis ini paling
“terpercaya” di antara jenis lainnya. Kelemahan jenis switch ini adalah
meningkatnya latency akibat adanya proses pengecekan seluruh frame yang
melalui switch.
3. Fragment free atau modified cut through
Switch akan membaca 64 byte dari frame sebelum meneruskannya ke host
tujuan. Nilai 64 byte ini merupakan jumlah minimum byte yang dianggap
penting untuk menentukan apakah frame error atau tidak. Sehingga switch jenis
ini memiliki unjuk kerja yang cukup baik dan tetap dapat diandalkan.
Seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan, maka switch telah diberi
beberapa fitur tambahan yang tidak dijumpai pada switch jenis lama. Inilah yang disebut
dengan multilayer switch (MLS). Switch jenis ini berfungsi sama dengan switch
21
tradisional, hanya saja memiliki fitur lain seperti QoS(Quality of Service), ToS(Type of
Service), IP Security, IP DSCP to VLAN, VLAN to IP DSCP, dan sebagainya.
2.2
Pengertian Routing
Routing adalah proses dimana suatu router memforward paket ke jaringan yang
dituju. Suatu router membuat keputusan berdasarkan IP address yang dituju oleh paket.
Semua router menggunakan IP address tujuan untuk mengirim paket. Supaya keputusan
routing tersebut benar, router harus belajar bagaimana untuk mencapai tujuan. Ketika
router menggunakan routing dinamis, informasi ini dipelajari dari router yang lain.
Ketika menggunakan routing statis, seorang network administrator mengkonfigurasi
informasi tentang jaringan yang ingin dituju secara manual.
2.2.1 Static Routing
Dalam Static routing, konfigurasinya harus dilakukan secara manual,
administrator jaringan harus memasukkan atau menghapus rute statis jika terjadi
perubahan topologi. Pada jaringan skala besar, jika tetap menggunakan routing
statis, maka akan sangat membuang waktu administrator jaringan untuk
melakukan update table routing. Oleh sebab itu routing statis hanya mungkin
dilakukan untuk jaringan skala kecil. Sedangkan routing dinamis bisa diterapkan
di jaringan skala besar dan membutuhkan kemampuan lebih dari administrator.
Cara kerja routing statis dapat dibagi menjadi 3 bagian:
- Administrator jaringan yang mengkonfigurasi router.
- Router melakukan routing berdasarkan informasi dalam tabel routing.
- Routing statis digunakan untuk melewatkan paket data.
22
Seorang administrator harus menggunakan perintah iproute secara manual
untuk mengkonfigurasi router dengan routing statis.
Perintah yang digunakan untuk mengkonfigurasi statis routing:
Router(config)#ip route [network][Network Mask][address/interface
Next Hop]
2.2.2 Routing Dinamis
Routing protocol adalah berbeda dengan routed protocol. Routing
protocol adalah komunikasi antara router-router. Routing protocol
mengijinkan router-router untuk sharing informasi tentang jaringan dan
koneksi antar router.kemudian Router menggunakan informasi ini untuk
membangun dan memperbaiki table routingnya.
Beberapa contoh routing protokol:
- Routing Information Protocol (RIP)
- Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)
- Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)
- Open Shortest Path First (OSPF)
Routed protocol digunakan untuk trafik user langsung.
Routed protocol menyediakan informasi yang cukupdalam layer
address jaringannya untuk melewatkan paket yang akan diteruskan dari
satu host ke host yang lain berdasarkan alamatnya.
Contoh routed protocol:
n - Internet Protocol (IP)
n - Internetwork Packet Exchange (IPX)
23
Perintah yang digunakan untuk mengkonfigurasi dinamik routing:
Open System Interconnection (OSI) Layer
Pada awal tahun 1980an terjadi peningkatan pesat jumlah jumlah dan
ukuran jaringan. Setelah terjadi hal tersebut dan teknologi berkembang pesat,
disadari akan sulit sekali berkomunikasi dengan bahasa yang berbeda.
Maksudnya adalah, alat-alat jaringan yang dikembangkan tidak memiliki standar
aturan, sehingga alat-alat jaringan mengalami masalah dalam berkomunikasi
antar alat jaringan yang berbeda.
International Organization for Standardization (ISO) mengembangkan
model jaringan seperti Digital Equipment Corporation net (DECnet), System
Network Architecture (SNA), dan TCP/IP untuk menetapkan aturan-aturan yang
dapat diimplementasikan ke semua jaringan. Dengan model yang dikembangkan
oleh ISO, vendor dapat membuat jaringan yang sesuai standar sehingga mampu
berkomunikasi dengan alat jaringan yang berbeda.
Open System Interconnetion (OSI) yang dikeluarkan tahun 1984
merupakan model jaringan yang dibuat oleh ISO. OSI menyediakan vendor
dengan serangkaian standar yang menjamin kesesuaian yang lebih tinggi dengan
teknologi jaringan yang lainnya. Keuntungan dari model OSI layer (Cisco
Systems, 2005) adalah :
1. Mengurangi kerumitan
2. Standarisasi interface
3. Mempermudah penanganan secara modular
24
4. Menjamin interoperabilitas teknologi yang berbeda
5. Perkembangan yang sangat cepat
6. Mempermudah pembelajaran dan pengajaran
OSI merupakan sebuah framework yang digunakan untuk mengerti
bagaimana informasi berjalan dalam network. Model OSI menjelaskan
bagaimana paket berjalan melalui berbagai macam later ke hardware dalam
sebuah network, bahkan bila pengirim dan penerima memiliki tipe jaringan yang
berbeda.
Model referensi OSI memiliki tujuh layer dengan fungsinya masingmasing. Sebuah data yang melewati model ini akan melalui tujuh layer tersebut
secara berurutan tergantung dari arah data tersebut.
Layer-layer tersebut berikut fungsinya mulai dari layer teratas adalah
sebagai berikut (Cisco System 2005) :
1.
Application Layer (Layer 7)
Menyediakan servis kepada aplikasi seperti e-mail, transfer file, dan
lainnya.
Berfungsi
sebagai
antarmuka
dengan
aplikasi
dengan
fungsionalitas jaringan, mengatur bagaimana aplikasi dapat mengakses
jaringan, dan kemudian membuat pesan-pesan kesalahan. Protokol yang
berada dalam lapisan ini cotohnya adalah HTTP, FTP, SMTP, dan NFS.
2.
Presintation Layer (Layer 6)
Layer ini mengelola informasi yang disediakan oleh layer aplikasi
(application layer) supaya informasi yang dikirimkan dapat dibaca oleh
layer aplikasi pada system lain. Layer ini juga menangani representasi
25
data seperti format, encoding, dan jenis kompresi.
Contoh protokol yang digunakan
dalam rancangan topologi adalah
protokol SSH.
3.
Session Layer (Layer 5)
Menyediakan struktur control untuk komunikasi diantara aplikasi-aplikasi,
membuka, mengatur, dan menghentikan koneksi (session) diantara
aplikasi-aplikasi yang saling bekerja. Berfungsi untuk mendefinisikan
bagaimana koneksi dapat dibuat, dijaga, atau dihancurkan. Selain itu, di
level ini juga dilakukan resolusi nama.
4.
Transport Layer (Layer 4)
Menyediakan end-to-end connection yang menjamin reliabilitas data,
transparan diantara titik-titik; menyediakan end-to-end recovery dan flow
control.
Berfungsi untuk memecah data ke dalam paket-paket data serta
memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun
kembali pada sisi tujuan setelah diterima. Selain itu, pada level ini juga
membuat sebuah tanda bahwa paket diterima dengan sukses
(acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadp paket-paket yang
hilang di tengah jalan.
Contoh protokol yang digunakan dalam rancangan topologi jaringan
adalah TCP dan UDP.
5.
Network Layer (Layer 3)
Member alamat logis data dan menentukan jalur yang akan dilewatinya;
menyediakan informasi bagi layer yang lebih tinggi dalam transmisi data
26
dan teknologi switching yang digunakan untuk menghubungkan system;
bertanggung jawab dalam membuka, menjaga dan menutup koneksi. Pada
rancangan topologi yang dibuat, contoh protokol yang digunakan adalah
HSRP, dan OSPF
6. Data Link Layer (Layer 2)
Menangani perpindahan data dari network interface menuju ke medium
fisik. Menyediakan transfer informasi yang reliable melewati media fisik.
Mengirim blok-blok (frame) dengan sinkronisasi, error control, dan flow control.
Selain itu, pada level ini terjadi, pengalamatan perangkat keras (seperti
halnya Media Access Control Address (MAC Address)), dan menetukan
bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater, dan switch
layer 2 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level
anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access
Control (MAC).
Dalam rancangan topologi yang dibuat, data link layer yang digunakan
adalah CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
CSMA/CD merupakan metode akses jaringan yang paling populer digunakan di
dalam jaringan lokal, jika dibandingkan dengan teknologi metode akses jaringan
lainnya. CSMA/CD didefinisikan dalam spesifikasi IEEE 802.3 yang dirilis
oleh Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).
7. Physical Layer (Layer 1)
Berhubungan dengan transmisi dan aliran bit dalam media fisik;
berhubungan dengan perangkat keras, fungsi, dan procedural dalam mengakses
27
media fisik,
contoh : kabel, connector, tegangan, dan data rates.
Dalam topologi jaringan yang telah dibuat, physical layer yang digunakan adalah
teknologi Ethernet.
Gambar 2.8 Alur Data Melewati OSI 7-layer
Setiap layer bertanggung jawab untuk meneruskan data dalam bentuk yang
sesuai kepada layer di atas dan di bawahnya.
2.4
Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)
U.S. Department of Defense (DoD) menciptakan model TCP/IP, karena
DoD ingin mendesain network yang dapat tetap berfungsi dalam kondisi apapun,
termasuk perang nuklir (Cisco System, 2005). Dunia networking terhubung
dengan berbagai
macam
media yang berbeda-beda seperti cooper wires,
microwaves, optical fibers, dan satellite links. DoD menghendaki transmisi paket
28
setiap saat dalam kondisi apapun. Kesulitan ini membawa DoD ke dalam
penciptaan TCP/IP.
Tidak seperti teknologi networking yang sebelumnya, TCP/IP dirancang
dengan standar terbuka. Ini berarti semua orang bebas unruk menggunakan
TCP/IP. Ini mempercepat perkembangan TCP/IP sebagai sebuah standar.
Sebagai sebuah protocol TCP/IP juga memiliki model referensi sendiri
yang terdiri dari 4 layer dengan keterangan sebagai berikut (Cisco Systems,
2005) :
1.
Application Layer
Layer ini berfungsi untuk menangani high-level protocol, masalah
representasi data, proses encoding, dan dialog control; yang memingkinkan
terjadinya komunikasi antar aplikasi jaringan. Layer ini berisi spesifikasi
protokol-protokol khusus yang menangani aplikasi umum seperti Telnet, File
Transfer Protocol (FTP), Domain Name Syster (DNS), dan lain-lain.
2.
Transport Layer
Layer ini meyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ke
tujuan data dengan cara membuat logical connection antara keduanya. Layer ini
bertugas untuk memecah data dan membangun kembali data yang diterima dari
application layer ke dalam aliran data yang sama antara sumber dan pengirim
data. Transport layer juga menangani masalah realibility, flow control, dan error
correction. Layer ini terdiri dari dua protokol yaitu TCP dan UDP. Protokol TCP
memiliki orientasi terhadap reliabilitas data. Sedangkan protokol
berorientasi kepada kecepatan pengiriman data.
3. Internet Layer
UDP lebih
29
Layer ini memiliki tugas utama untuk memilih rute terbaik yang akan
dilewati oleh sebuah paket data dalam sebuah jaringan. Selain itu, layer ini juga
bertudas untuk melakukan packet switching untuk mendukung tugas utama
tersebut.
Layer ini terdiri dari Internet Protocol (IP), Internet Control Message Protocol
(ICMP), Address Resolution Protocol (ARP), dan Reverse Addres Resolution
Protocol (RARP).
4. Network Access Layer
Layer ini bertugas untuk mengatus semua hal-hal yang diperlukan sebuah
paket IP agar dapat dikirimkan melalui sebuah medium fisik jaringan. Termasuk
didalamnya detil teknologi LAN dan WAN.
2.5
Teknologi Ethernet
Ethernetcadalah teknologi komputer berbasis jaringan frame untuk Local
area
network (LAN). Asal
Ethernet
bermula
dari
sebuah
pengembangan WAN di University of Hawaii pada akhir tahun 1960 yang
dikenal dengan nama "ALOHA". Universitas tersebut memiliki wilayah yang
luas dan berkeinginan untuk menghubungkan komputer-komputer yang tersebar
di kampus tersebut menjadi sebuah jaringan komputer kampus.
Proses standardisasi teknologi Ethernet akhirnya disetujui pada tahun
1985 oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), dengan
sebuah standar yang dikenal dengan Project 802. Standar IEEE selanjutnya
30
diadopsi oleh International Organization for Standardization (ISO), sehingga
menjadikannya sebuah standar internasional dan mendunia yang ditujukan untuk
membentuk jaringan komputer. Ethernet dapat bertahan hingga saat ini dan
menjadi arsitektur jaringan yang paling banyak digunakan dikarenakan
keserdahanaan dan keandalannya.
Jika dilihat dari kecepatannya, Ethernet terbagi menjadi empat jenis, yakni
sebagai berikut:
1.
10 Mbit/detik, yang sering disebut sebagai Ethernet saja (standar yang
digunakan: 10Base2,10Base5,10BaseT,10BaseF).
2.
100 Mbit/detik, yang sering disebut sebagai Fast Ethernet (standar yang
digunakan: 100BaseFX,100BaseT,100BaseT4,100BaseTX).
3.
1000 Mbit/detik atau 1 Gbit/detik, yang sering disebut sebagai Gigabit
Ethernet (standar
yang
digunakan: 1000BaseCX,1000BaseLX,1000baseSX,1000BaseT).
4.
10000
Mbit/detik atau
10
Gbit/detik. Standar ini belum banyak
diimplementasikan.
Ethernet adalah LAN yang paling popular saat ini dan setidaknya hingga beberapa tahun
mendatang. Popularitas teknologi ini lebih dikarenakan aspek ekonomisnya daripada
keunggulan-keunggulan teknis apapun. Pada kenyataannya, terdapat teknologi-teknologi
lain yang lebih cepat dan aman yang mampu mengakomodir komunikasi untuk jarak
yang jauh melebihi Ethernet. Namun demikian, tidak ada yang lebih murah
dibandingkan Ethernet. Perusahaan memilih menggunakan Ethernet karena kebanyakan
31
hardware yang beredar juga hampir semuanya mengadopsi teknologi Ethernet, sehingga
perusahaan memutuskan teknologi ini.
Keberhasilan Ethernet disebabkan oleh faktor-faktor berikut ini:
ƒ
Kesederhanaan dan kemudahan pemeliharaan
ƒ
Kemampuan untuk memadukan teknologi baru
ƒ
Reliabilitas
ƒ
Rendahnya biaya instalasi dan upgrade
2.6
Spanning Tree Protocol
Spanning Tree Protocol (STP) adalah data link layer network protocol
yang menjamin tidak adanya loop dalam topologi dari banyak bridge/switch
dalam LAN. Dalam model OSI untuk jaringan komputer, STP ada di layer 2 OSI.
Spanning tree memperbolehkan desain jaringan memiliki redundan
(pengurangan) links untuk membuat jalur backup otomatis jika sebuah link aktif
gagal bekerja, tanpa adanya bahaya dari loop pada bridge.Secara garis besar,
Spanning Tree Protocol bekerja dengan cara :
1.
Menentukan root bridge :
Root bridge dari spanning tree adalah bridge dengan bridge ID terkecil
(terendah). Tiap bridge mempunyai unique identifier (ID) dan sebuah priority
number yang bisa dikonfigurasi. Untuk membandingkan dua bridge ID, priority
32
number yang pertama kali dibandingkan. Jika priority number antara kedua
bridge tersebut sama, maka yang akan dibandingkan selanjutnya adalah MAC
addresses.
2. Menentukan least cost paths ke root bridge (penjaluran):
Spanning tree yang sudah dihitung mempunyai properti yaitu pesan dari
semua alat yang terkoneksi ke root bridge dengan pengunjungan (traverse)
dengan cost jalur terendah, yaitu path dari alat ke root memiliki cost terendah
dari semua paths dari alat ke root.Cost of traversing sebuah path adalah jumlah
dari cost-cost dari segmen yang ada dalam path. Beda teknologi mempunyai
default cost yang berbeda untuk segmen-segmen jaringan. Administrator dapat
memodifikasi cost untuk pengunjungan segment jaringan yang dirasa penting.
3.kNon-aktifkan root path lainnya
Langkah bertujuan untuk menentukan cost terendah untuk tiap path dari
peralatan ke root bride, maka port yang aktif yang bukan root port diset menjadi
blocked port. Hal ini dilakukan untuk antisipasi jika root port tidak bisa bekerja
dengan baik, maka port yang tadinya di blok akan di aktifkan dan kembali lagi
untuk menentukan path baru.
33
Gambar 2.9 Bridging loops dan STA – Algoritma Spanning Tree
Bridge menghubungkan dua segmen LAN, membentuk satu jaringan. Bridge,
dengan namanya saja sudah mensiratkan arti sebuah jembatan, merupakan titik
pertemuan antara dua segmen jaringan.
Jika bridge ini tidak berfungsi, maka sudah pasti traffic antara kedua segmen
jaringan tersebut menjadi tidak mungkin. Agar dua jaringan tadi bisa fault
tolerance (artinya jika ada kerusakan maka harus ada backup yang menggantikan
fungsi tersebut), maka setidaknya harus ada dua bridge untuk menghubungkan
kedua jaringan.
2.6.1 Spanning Tree Protocol - Bridging Loop
Dalam gambar ini, kedua jaringan dihubungkan dua buah bridge
yang bersifat fault tolerance, jika fungsi bridge yang beroperasi tidak
berfungsi, atau gagal berfungsi, maka bridge satunya akan menggantikan
fungsi bridge yang gagal fungsi tadi. Walaupun kedua bridge ini hidup,
34
akan tetapi secara teori hanya satu saja yang berfungsi (misalnya bridge
#1). Jika bridge # 1 ini tidak berfungsi, maka bridge # 2 akan
menggantikan fungsinya.
Gambar 2.10 Spanning Tree Protocol - Broadcast Storm
Terdapat hanya satu jalur pada karena jika keduanya berfungsi, maka
terjadi redundansi link (jalur) antara dua segmen jaringan tersebut.
akibatnya sudah dipastikan bahwa paket antar dua jaringan tersebut
berputar-putar melewati kedua bridge tadi tanpa henti sampai akhirnya
mati sendiri. Kondisi ini disebut sebagai bridging loops atau bisa juga
disebut dengan broadcast storm.
Komisi standard 802.1d mendefinisikan standard yang disebut Spanning
Tree Algoritm (STA), atau Spanning Tree Protocol (STP) untuk mencegah
terjadinya bridging loop. Dengan protocol ini, satu bridge untuk setiap
jalur (rute) di beri tugas sebagai designated bridge. Hanya designated
bridge yang bisa meneruskan paket. Sementara redundansi bridge
bertindak sebagai backup.
35
2.6.2 Keuntungan dari spanning tree algoritma
Spanning tree algoritma sangat penting dalam implementasi
bridge pada jaringan anda. Keuntungan nya adalah sebagai berikut:
1.Mengeliminir bridging loops
2.Memberikan jalur redundansi antara dua piranti
3.Recovery secara automatis dari suatu perubahan topology atau
kegagalan bridge
4.Mengidentifikasikan jalur optimal antara dua piranti jaringan
2.6.3 Cara Kerja Spanning Tree
Spanning tree algoritma secara otomatis menemukan topology
jaringan, dan membentuk suatu jalur tunggal yang yang optimal melalui
suatu bridge jaringan dengan menugasi fungsi-fungsi berikut pada setiap
bridge. Fungsi bridge menentukan bagaimana bridge berfungsi dalam
hubungannya dengan bridge lainnya, dan apakah bridge meneruskan
traffic ke jaringan-jaringan lainnya atau tidak.
2.7 OSPF (Open Shoest Path First)
OSPF bekerja dengan sebuah algoritma yang disebut Dijkstra. Pertama, sebuah
pohon jalur terpendek (shortest path tree) akan dibangun, dan kemudian routing
36
table akan diisi dengan jalur terbaik yang dihasilkan dari pohon tersebut. OSPF
melakukan converge dengan cepat, meskipun tidak secepat EIGRP, dan OSPF
mendukung multiple route dengan biaya (cost) yang sama,dengan tujuan yang sama
2.7.1
Cara OSPF Membentuk Hubungan dengan Router Lain
OSPF dalam menjalankan pertukaran informasi routing, hal
pertama yang harus dilakukannya adalah membentuk sebuah komunikasi
dengan para router lain. Router lain yang berhubungan langsung atau
yang berada di dalam satu jaringan dengan router OSPF tersebut disebut
dengan neighbour router atau router tetangga. Langkah pertama yang
harus dilakukan sebuah router OSPF adalah harus membentuk hubungan
dengan neighbor router. Router OSPF mempunyai sebuah mekanisme
untuk dapat menemukan router tetangganya dan dapat membuka
hubungan. Mekanisme tersebut disebut dengan istilah Hello protocol.
Dalam membentuk hubungan dengan tetangganya, router OSPF akan
mengirimkan sebuah paket berukuran kecil secara periodik ke dalam
jaringan atau ke sebuah perangkat yang terhubung langsung dengannya.
Paket kecil tersebut dinamai dengan istilah Hello packet. Pada kondisi
standar, Hello packet dikirimkan berkala setiap 10 detik sekali (dalam
37
mediabroadcast multiaccess) dan 30 detik sekali dalam media Point-toPoint.
Hello packet berisikan informasi seputar pernak-pernik yang ada pada
router
pengirim. Hello
packet pada
umumnya
dikirim
dengan
menggunakan multicast address untuk menuju ke semua router yang
menjalankan OSPF (IP multicast 224.0.0.5). Semua router yang
menjalankan OSPF pasti akan mendengarkan protocol hello ini dan juga
akan mengirimkan hello packet-nya secara berkala. Cara kerja dari Hello
protocol dan pembentukan neighbour router terdiri dari beberapa jenis,
tergantung dari jenis media di mana router OSPF berjalan.
2.8
Ping
Ping (Packet Internet Gopher) adalah sebuah program utilitas yang dapat
digunakan
untuk
memeriksa
konektivitas jaringan berbasis
teknologi Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).
Dengan menggunakan utilitas ini, dapat diuji apakah sebuah komputer
terhubung dengan komputer lainnya. Hal ini dilakukan dengan mengirim
sebuah paket kepada alamat IP yang hendak diujicoba konektivitasnya dan
menunggu respon darinya.
Utilitas ping akan menunjukkan hasil yang positif jika dua buah komputer
saling terhubung di dalam sebuah jaringan. Hasil berupa statistik keadaan
koneksi kemudian ditampilkan di bagian akhir. Kualitas koneksi dapat dilihat
dari besarnya waktu pergi-pulang (roundtrip) dan besarnya jumlah paket yang
hilang (packet loss). Semakin kecil kedua angka tersebut, semakin bagus kualitas
38
koneksinya.
Traceroute (Tracert) adalah perintah untuk menunjukkan rute yang
dilewati paket untuk mencapai tujuan. Ini dilakukan dengan mengirim pesan
Internet Control Message Protocol (ICMP) Echo Request ke tujuan dengan nilai
Time to Live yang semakin meningkat. Rute yang ditampilkan adalah daftar
interface router (yang paling dekat dengan host) yang terdapat pada jalur antara
host dan tujuan.
Time To Live (TTL) adalah suatu nilai waktu yang diberikan dalam
paket data yang dikirimkan melalui jaringan TCP/IP untuk menyatakan berapa
lama paket tersebut bisa beredar/berjalan di dalam jaringan. Nilai tersebut akan
memberitahukan kepada router apakah paket tersebut harus diteruskan ke router
selajutnya (next hop router) atau di-discard.
2.9 Konsep jaringan GSM
Global System for Mobile Communication (GSM) merupakan salah satu trend teknologi
seluler yang paling banyak dipakai pada saat ini. GSM merupakan teknologi seluler
generasi-2 (2G) yang menggunakan teknologi modulasi digital, menyediakan kapasitas
lebih besar, kualitas suara dan sekuritas yang lebih baik jika dibandingkan teknologi
seluler generasi-1 (1G).Pada teknologi ini suatu pita frekuensi tertentu yang lebih lebar
dibagi - bagi ke dalam beberapa time slot. Hal ini berarti bahwa beberapa panggilan
39
dapat menggunakan kanal frekuensi yang sama tetapi pada suatu time slot yang berbeda
– beda.
Awalnya teknologi ini dirancang pada frekuensi 900 MHz (GSM 900). Pada
perkembangan selanjutnya, teknologi GSM mulai dioperasikan pada frekuensi 1800
MHz atau disebut DCS 1800.Global System for Mobile Communication (GSM) mampu
mentrasmisikan voice dan data, namun bit ratenya masih kecil yaitu sekitar 9,6 kbps.
Dimana dengan bit rate seperti itu hanya data-data yang mempunyai bit rate rendah
seperti SMS saja yang bisa dikirimkan. Komunikasi pada GSM berbasiskan circuit
switch, artinya pembagian kanal dimana setiap satu kanal itu mutlak dimiliki oleh
satu user.
Sebuah jaringan GSM terdiri dari jaringan akses radio dan jaringan inti.Jaringan akses
radio disebut Base Station Subsystem (BSS). Ini terdiri dari:
• Cell - daerah dilayani oleh pemancar radio / penerima. Operator akan menentukan
besar atau kecil- nya area ini tergantung pada jumlah pelanggan yang menggunakan
pada daerah tersebut dan faktor-faktor lain (misalnya cell akan lebih kecil di daerah
perkotaan yang sangat padat penduduknya dan lebih besar di daerah pedesaan yang
kurang penduduknya).
40
• BTS (Base Transceiver Station) - pemancar radio / penerima yang berkomunikasi
dengan stasiun bergerak. Selain itu mungkin ada peralatan lainnya pada base station
untuk transcoding dll.
• BSC (Base Station Controller) - entitas fisik yang menghubungkan sekelompok sel
dengan MSC. Setiap BSC bertanggung jawab untuk tugas-tugas seperti serah terima
ketika subscriber fisik bergerak antar sel.
• MSC - Mobile Switching Centre. Sebuah MSC adalah switch. Satu MSC mengontrol
switching untuk kumpulan dari beberapa cell dalam satu lokasi. biasanya ada hubungan
langsung
antara
MSC
dan
VLR.
• HLR - Home Location Register. HLR menyimpan secara permanen data langganan
(profil layanan) untuk setiap pelanggan di jaringan operator. Hal ini juga menyimpan
lokasi pelanggan saat ini (alamat MSC saat ini) dalam jaringan.
• EIR - Equipment Identity Register. Sebuah EIR adalah database dari nomor IMEI
handset (International Mobile Equipment Identity. EIR setiap mengotentikasi handset
dalam jaringan dengan memeriksa IMEI dalam database EIR. Umumnya EIR hanya
digunakan dalam jaringan yang memerlukan hukum atau peraturan nasional
memerlukannya sehingga tidak semua operator akan memiliki EIR.
41
Jaringan Asing - Sebuah jaringan milik operator lain. Umumnya operator memiliki
perjanjian roaming dengan operator di negara-negara yang berbeda yang memungkinkan
pelanggan untuk menerima layanan jaringan saat pelanggan berada dalam batas-batas
geografis jaringan operator asing. Gateway MSC digunakan antara jaringan untuk
signaling dan call routing.
2.9.1 HLR Overview
Home Location Register Home Location Register (HLR) adalah database yang
digunakan untuk penyimpanan dan pengelolaan data user, untuk semua pelanggan dalam
satu operator. Ketika seseorang membeli nomor, data pelanggan akan terdaftar di HLR
operator tersebut. HLR menyediakan informasi tentang pelanggan ke jaringan untuk
membuat dan menerima panggilan.Tanpa HLR jaringan tidak akan mampu memberikan
layanan kepada pelanggan.
• HLR bertanggung jawab untuk mengetahui daerah yang MSC dimana pelanggan yang
saat ini berada
• HLR bertanggung jawab untuk menyimpan semua detail tentang profil
pelanggan.Bahkan, HLR harus memegang data yang digunakan jaringan untuk
memberikan
layanan
kepada
pelanggan.
42
• HLR bertanggung jawab untuk menyimpan hubungan antara IMSI danMSISDN(s)
pada setiap subscription.
• HLR bertanggung jawab untuk menyimpan data yang dapat mengotentikasi pelanggan.
2.9.2 Fungsi Utama HLR
1.
Otentikasi
HLR menyimpan data untuk setiap pelanggan yang berguna untuk menandakan
pelanggan tersebut. Data ini digunakan untuk mencegah penggunaan penipuan
identitas pelanggan, yang penting baik bagi pelanggan dan operator jaringan.
2.
Manajemen mobilitas
HLR menyimpan data tentang lokasi (VLR dan SGSN)untuk setiap pelanggan di
jaringan dimana mereka mendaftarkan nomor mereka. Setiap kali pelanggan
bergerak secara geografis ke daerah lain maka HLR diberitahu tentang lokasi
baru si pelanggan tersebut.
3.
Layanan pesan singkat
HLR menyediakan dukungan untuk layanan pesan singkat dengan menyediakan
lokasi pelanggan dan memberi informasi tentang pesan yang tidak terkirim.
43
2.9.3 Data yang terdapat pada HLR
Data pelanggan
HLR menyimpan data pelanggan(setiap profil pelanggan).Data ini menentukan
layanan pelanggan yang dipilih, dan pengaturan terkait untuk pelanggan
tersebut.Contohnya adalah:
1. pengaturan individual pelanggan otentikasi.
2. data tentang telepon dan layanan data untuk pelanggan yang ditetapkan.
3. lokasi saat ini pelanggan dalam jaringan.
2.10. HSRP (Hot Standby Router Protocol)
HSRP adalah metode standar untuk memberikan ketersediaan jaringan
yang tinggi dengan menyediakan First-hop redundancy untuk IP host pada LAN
IEEE 802 dikonfigurasi dengan default gateway IP address. Sebuah jaringan
dengan High availability menyediakan sarana alternatif yang mana semua
infrastructure paths dan key server dapat diakses setiap saat. Hot Standby Router
Protocol (HSRP) adalah salah satu fitur perangkat lunak tersebut yang dapat
dikonfigurasi untuk menyediakan Layer 3 redundansi untuk network host.
Dengan adanya protokol HSRP memungkinkan dua router interface untuk
bekerja sama untuk menyajikan penampilan satu virtual router atau default
gateway untuk host di LAN. Dengan kata lain ketika salah satu router yang
terkonfigurasi dalam HSRP nya down maka Link pada jaringan tersebut tetap
44
berjalan, dikarenakan ip gateway yang di kenal si host adalah ip nya virtual
router.
HSRP mendefinisikan sebuah Standby router, dengan satu router sebagai
Active Router. HSRP menyediakan gateway redundancy dengan sharing IP dan
MAC address antara redundant gateways yang tergabung dalam HSRP yang
sama.
Tabel menjelaskan beberapa istilah yang digunakan dengan HSRP.
Term ( Istilah )
Definition ( Definisi )
Active Router
Router yang meneruskan paket-paket untuk virtual router
Standby Router
Router cadangan Bila Active Router Down
Group dari router yang berpatisipasi dalam HSRP yang secara
Standby Group
bersamaan mengemulasi suatu virtual router
Sebuah HSRP Group terdiri dari :
1.
Satu aktif router
2.
Satu siaga router
3.
Satu virtual router
4.
router Lainnya
HSRP Active dan Standby Router mengirimkan hello message ke multicast
address 224.0.0.2 User Datagram Protocol (UDP) port 1985.
45
Virtual Router
Virtual Router hanya sebuah IP dan MAC address pada end device yang
dikonfigurasi sebagai default gateway . Router yang aktif akan memproses semua
paket dan frame yang dikirim ke virtual router addrress.
Router aktif
Di dalam HSRP Group, satu router dipilih untuk menjadi router aktif. Router aktif
memforward paket yang dikirimkan ke MAC address pada Virtual Router.
Active Router merespon traffic untuk virtual router. Jika end station mengirimkan
sebuah paket ke virtual router MAC address, Active router menerima dan
memproses paket tersebut. Jika end station mengirimkan ARP request dengan
virtual router IP address, Active router membalas dengan virtual router MAC
address.
HSRP menggunakan skema prioritas untuk menentukan router mana yang
menjadi router aktif . Untuk mengkonfigurasi router sebagai router aktif,kita
memberikan prioritas yang lebih tinggi daripada prioritas router yang
standby.Prioritas default jika tidak diubah adalah 100, jadi jika kita
46
mengkonfigurasi hanya pada satu router untuk memiliki prioritas yang lebih
tinggi, maka router itu yang akan menjadi router aktif.
HSRP berjalan dengan melakukan pertukaran pesan multicast untuk
memberitahukan prioritas diantara router-router yang telah dikonfigurasi. Ketika
router aktif gagal untuk mengirim pesan berupa “halo” dalam jangka waktu yang
tentukan,maka router siaga dengan prioritas tertinggi akan menjadi router
aktif. Router-router yang telah dikonfigurasikan HSRP melakukan pertukaran tiga
jenis pesan multicast:
1.
Halo --- pesan halo memberitahukan
kepada router lain tentang prioritas
router dan status kondisi router. Secara default, router mengirimkan pesan
halo HSRP setiap tiga detik.
2.
Coup --- Ketika sebuah router siaga berubah fungsi menjadi router aktif, maka
router ini mengirimkan coup message.
3.
Resign --- Sebuah router yang aktif akan mengirimkan pesan ini ketika akan
dimatikan atau ketika ada sebuah router yang memiliki prioritas lebih tinggi
dari router tersebut mengirimkan pesan halo.
HSRP-router akan dikonfigurasikan menjadi salah satu status dibawah ini:
1. Aktif --- Router yang melakukan fungsi transfer paket.
2. Standby --- Router yang siap untuk melakukan fungsi transfer paket jika
router aktif mati.
47
3. Speaking and listening --- router sedang mengirim dan menerima pesan
halo.
4. Listening --- Router sedang menerima pesan halo .