BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Dasar-dasar Jaringan Komputer
Wikipedia.com mendefinisikan jaringan komputer sebagai berikut: “A
computer network is a system for communication among two or more computers.
These networks may be fixed (cabled, permanent) or temporary (as via modems or
null modems).”
Berdasarkan kutipan di atas, jaringan komputer adalah sebuah sistem
komunikasi antara dua atau lebih komputer. Jaringan ini dapat bersifat permanen
(terhubung melalui kabel) atau sementara (terhubung melalui modem atau null
modem).
Tujuan utama dari sistem komunikasi adalah pertukaran data antara dua pihak.
Elemen-elemen utama dari model komunikasi adalah sebagai berikut:
a. Sumber (source)
Alat ini menghasilkan data untuk dikirim contohnya adalah telepon dan
Personal Computer (PC).
b. Transmitter
Biasanya, data yang dihasilkan oleh sebuah sumber tidak dikirimkan secara
langsung dalam bentuk mereka dihasilkan. Sebuah transmitter mengubah dan
mengkodekan informasi dengan suatu cara tertentu untuk menghasilkan sinyal
elektromagnetik yang dapat dikirimkan melalui suatu sistem transmisi. Sebagai
contoh, modem mengambil aliran bit digital dari suatu alat yang terhubung
5
6
seperti PC dan mengubah aliran bit tersebut menjadi sinyal analog yang dapat
diterima oleh jaringan telepon.
c. Sistem Transmisi
Dapat
berupa
line
transmisi
tunggal
atau
jaringan
kompleks
yang
menghubungkan sumber dan tujuan.
d. Receiver
Menerima sinyal dari sistem transmisi dan mengubahnya ke dalam bentuk yang
dapat diterima oleh tujuan. Sebagai contoh, sebuah modem akan menerima
sinyal analog yang datang dari jaringan atau line transmisi dan mengubahnya ke
dalam aliran bit digital.
e. Tujuan (destination)
Mengambil data yang datang dari penerima.
Jenis-jenis jaringan komputer :
a. Local Area Network (LAN)
LAN adalah sebuah jaringan komputer yang dibatasi oleh area geografis yang
relatif kecil dan umumnya dibatasi oleh area lingkungan seperti perkantoran
atau sebuah sekolah dan biasanya ruang lingkup yang dicakupnya tidak lebih
dari 2 km2.
LAN didesain untuk:
•
beroperasi pada wilayah geografi yang terbatas,
•
memungkinkan banyak user untuk mengakses media dengan kecepatan
tinggi,
7
•
menyediakan koneksi ke layanan lokal setiap saat (seperti printer dan file di
server),
•
menghubungkan peralatan yang berdekatan.
Jenis-jenis topologi dalam LAN:
•
Physical Topology
Bentuk jaringan komputer sebenarnya yang dihubungkan secara langsung.
Physical Topology yang sering dipakai adalah sebagai berikut:
- Bus Topology
Menggunakan "single backbone segment" sebagai penghubung semua
komputer yang ada pada jaringan. Semua komputer tersebut terhubung
secara langsung ke kabel tersebut.
- Ring Topology
Menghubungkan satu komputer dengan komputer berikut dan seterusnya
sehingga komputer paling akhir akan kembali terhubung ke komputer
yang pertama.
- Star Topology
Menghubungkan semua kabel ke sebuah titik pusat. Titik pusat ini
biasanya berupa hub/switch sehingga komputer-komputer yang terhubung
seolah-olah berbentuk seperti bintang.
- Extended Star Topology
Menggabungkan beberapa star topology menjadi satu. Hub/switch yang
dipakai untuk menghubungkan beberapa komputer pada satu jaringan
8
dengan menggunakan star topology dihubungkan lagi ke hub/switch
utama.
- Hierarchical Topology
Dibuat mirip dengan extended star topology tetapi pada sistem jaringan
yang dihubungkan dapat mengontrol arus data.
- Mesh Topology
Digunakan pada jaringan yang sangat penting di mana tidak boleh
ada sedikitpun kesalahan dalam komunikasi. Contohnya adalah sistem
kontrol pembangkit tenaga nuklir. Setiap host memiliki hubungan
langsung dengan semua host lainnya dalam jaringan. Topologi ini juga
merefleksikan internet, yang memiliki banyak jalur ke satu titik.
Gambar 2.1 Physical Topology LAN
9
•
Logical Topology
Bentuk jaringan komputer yang menjelaskan bagaimana sebuah host
berkomunikasi melalui media. Dua tipe logical topology yang sering
digunakan adalah:
- Broadcast Topology
Setiap host yang mengirim paket akan mengirimkan paket ke semua host
pada media komunikasi jaringan.
- Token-passing
Akses jaringan dikendalikan dengan mengedarkan sebuah token
elektronik yang secara sekuensial akan melalui setiap host dalam
jaringan.
b. Metropolitan Area Network (MAN)
Sebuah MAN mencakup area yang lebih besar dari LAN, misalnya antarwilayah
dalam satu propinsi. MAN juga dapat menghubungkan beberapa LAN menjadi
suatu bagian jaringan yang lebih besar. Cakupan geografis dari MAN terbatas
pada area geografis yang sama.
c. Wide Area Network (WAN)
WAN adalah jaringan yang ruang lingkupnya sudah terpisahkan oleh batas
geografis. WAN memiliki sejumlah switching nodes yang saling terhubung.
Transmisi dari salah satu peralatan diteruskan melalui node internal ke peralatan
tujuan. Node ini tidak berhubungan dengan isi data. Tujuan node adalah untuk
menyediakan fasilitas switching yang akan memindahkan data dari satu node ke
node lainnya hingga sampai ke tujuan.
10
Dua jenis arstitektur protokol standar:
a. Open System Interconnection (OSI)
Terdiri atas:
•
Physical Layer (Layer 1)
Berhubungan dengan transmisi aliran bit yang tidak terstruktur melalui
media fisik; berkaitan dengan karaterisik mekanik, elektrik, fungsional dan
prosedural untuk mengakses media fisik.
•
Data Link Layer (Layer 2)
Menyediakan transfer informasi yang handal melalui physical link;
mengirim blocks (frames) dengan sinkronisasi yang diperlukan, error
control dan flow control.
•
Network Layer (Layer 3)
Menyediakan layanan kepada layer yang lebih tinggi dengan kebebasan
transmisi
data
menghubungkan
dan
teknologi
sistem;
switching
bertanggung
yang
jawab
digunakan
untuk
untuk
membangun,
mempertahankan dan memutuskan koneksi.
•
Transport Layer (Layer 4)
Menyediakan transfer data yang handal dan transparan dari sumber dan
tujuan; menyediakan error recovery dan flow control.
•
Session Layer (Layer 5)
Menyediakan struktur kendali komunikasi antara aplikasi; membangun,
mengatur dan memutuskan hubungan (sesi) antara aplikasi yang saling
terkait.
11
•
Presentation Layer (Layer 6)
Menyediakan
kebebasan
kepada
proses
aplikasi
dari
perbedaan
reprensentasi data (sintaks).
•
Application Layer (Layer 7)
Layer ini adalah layer yang paling dekat dengan user, layer ini menyediakan
sebuah layanan jaringan kepada pengguna aplikasi.
b. TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol)
Terdiri atas:
•
Physical Layer
Menangani antarmuka fisik antara peralatan transmisi data dan media
transmisi atau jaringan. Layer ini berhubungan dengan karakteristik media
transmisi, sinyal, data rate.
•
Network Access Layer
Berhubungan dengan pertukaran data antara sumber dan tujuan dengan
jaringan yang terhubung. Komputer pengirim harus menyertakan alamat
komputer tujuan sehingga jaringan dapat meneruskan data ke tujuan yang
dimaksud. Komputer pengirim dapat
menggunakan layanan-layanan
tertentu, seperti priority, yang mungkin disediakan oleh jaringan.
Layer ini berhubungan dengan akses dan pemilihan jalur pengiriman data
untuk dua sistem yang terhubung dalam jaringan yang sama.
•
Internet Layer
Internet Layer memungkinkan fungsi routing antarjaringan yang berbeda.
Pada layer ini digunakan Internet Protocol (IP) yang diimplementasikan
12
tidak hanya di end system tetapi juga di router. Router adalah sebuah
prosesor yang menghubungkan dua jaringan komputer yang berfungsi untuk
meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya.
•
Transport Layer
Pada layer ini digunakan Transmition Control Protocol (TCP) yang
menyediakan cara yang fleksibel untuk menciptakan jaringan komunikasi
yang dapat diandalkan, mengalir dengan baik, dan memiliki tingkat
kesalahan yang rendah. TCP adalah protokol yang bersifat connectionoriented.
•
Application Layer
Layer ini menangani protokol tingkat tinggi, representasi, encoding, dan
dialog control. Layer ini juga memastikan data itu dienkapsulasi dengan
tepat untuk layer dibawahnya.
Peralatan jaringan komputer:
a. Hub (multi-port repeater)
Merupakan peralatan yang dapat menghubungkan beberapa komputer menjadi
satu jaringan. Di dalam hub terdapat penguat sinyal yang dapat menjangkau
peralatan yang berjarak hingga 100 meter dari hub dan mengirimkannya
kembali hingga jarak yang sama. Semua transmisi yang masuk ke hub akan
dikirimkan kembali ke semua peralatan yang terhubung ke port-nya untuk
diproses lagi oleh masing-masing peralatan tersebut. Kecepatan transfer dalam
hub dibagi antara peralatan yang tersambung, sehingga makin banyak port yang
terisi maka kecepatan hub akan semakin lambat.
13
b. Switch (multi-port bridge)
Pada switch, paket diteruskan berdasarkan Media Access Control (MAC)
address yang disimpan dalam tabel MAC address yang dimiliki switch. Switch
bekerja pada layer 2 model OSI. Ada dua jenis switch:
•
Unmanageable switch
Hampir sama dengan hub tetapi jauh lebih cepat dan data hanya dikirimkan
kepada port yang memiliki jaringan yang dituju.
•
Manageable switch
Tidak hanya memiliki kemampuan yang sama dengan unmanageable switch
tapi juga ditambah dengan kemampuan untuk membuat virtual LAN dengan
cara melakukan setting terhadap switch, sehingga dapat diatur pengiriman
data hanya dari dan ke jaringan tertentu.
c. Router
Merupakan peralatan jaringan yang beroperasi pada layer 3 model OSI
(network layer). Beberapa router menghubungkan beberapa segmen jaringan
atau bahkan seluruh jaringan. Router membuat keputusan berdasarkan jalur
terbaik untuk pengiriman data dalam jaringan dan kemudian mengantarkan paket
menuju port dan segmen yang sesuai. Router mengambil paket dari peralatan
LAN
(contohnya
workstation)
dan
berdasarkan
informasi
layer
3,
meneruskannya melalui jaringan. Pada prakteknya, router kadang-kadang
dinyatakan sebagai layer 3 switching.
14
2.2 Teknologi Frame Relay
Frame Relay adalah salah satu protokol WAN yang memiliki performa tinggi
yang beroperasi pada physical dan data link layer pada model OSI. Pada awalnya
Frame Relay didesain untuk penggunaan pada interface Integrated Services Digital
Network (ISDN). Sekarang, Frame Relay juga digunakan pada interface jaringan
lainnya. Frame Relay adalah satu contoh teknologi packet-switched. Jaringan
packet-switched memungkinkan end stations untuk berbagi media jaringan dan
bandwidth yang tersedia secara dinamis.
Dua teknik yang digunakan pada teknologi packet-switching:
a. Variable-length Packets
Digunakan untuk transfer data yang lebih efisien dan fleksibel. Paket-paket ini
diedarkan antara segmen-segmen yang berbeda dalam jaringan hingga sampai di
tujuan.
b. Statistical Multiplexing
Teknik ini mengendalikan akses jaringan dalam suatu jaringan packet-switched.
Keunggulan teknik ini adalah dapat mengakomodasi penggunaan bandwidth
sehingga lebih fleksibel dan efisien. Contoh yang mengunakan teknik tersebut
saat ini adalah Ethernet dan Token Ring
2.2.1 Standardisasi Frame Relay
Frame Relay sering digambarkan sebagai versi sederhana dari X.25,
yang tidak memiliki kemampuan untuk transmisi ulang data terakhir seperti
yang dimiliki X.25. Hal ini dikarenakan Frame Relay biasanya beroperasi
melalui WAN yang menawarkan layanan koneksi yang lebih handal daripada
15
fasilitas yang tersedia di antara akhir 1970 hingga awal 1980 yang berfungsi
sebagai platform umum untuk WAN X.25. Frame Relay merupakan protokol
Layer 2 sedangkan X.25 juga menyediakan layanan pada Layer 3 (network
layer). Hal ini memungkinan Frame Relay memberikan performa yang lebih
tinggi dan efisiensi transmisi yang lebih baik daripada X.25, dan membuat
Frame Relay sangat cocok untuk aplikasi WAN saat ini, seperti interkoneksi
LAN.
Proposal awal untuk standarisasi Frame Relay dikemukakan kepada
Consulatitve Committee on International Telephone and Telegraph (CCITT)
pada tahun 1984. Karena adanya kekurangan pada interoperabilitas dan
standarisasi yang lengkap, menjadikan Frame Relay tidak dapat digunakan
secara signifikan pada akhir tahun 1980.
Kemajuan besar dalam sejarah Frame Relay terjadi pada tahun 1990
ketika Cisco Systems, Digital Equipment Corporation (DEC), Northern
Telecom dan StrataCom membentuk sebuah konsorsium untuk fokus pada
pengembangan teknologi Frame Relay. Konsorsium ini mengembangkan
sebuah spesifikasi yang didasarkan pada protokol Frame Relay yang telah
didiskusikan di CCITT, dan melengkapi protokol tersebut dengan fitur-fitur
yang menyediakan kemampuan tambahan untuk lingkungan antarjaringan
yang rumit. Tambahan-tambahan Frame Relay ini disebut sebagai Local
Management Interface (LMI). Sejak spesifikasi konsorsium dikembangkan
dan
dipublikasikan,
banyak
vendor
memberikan
dukungan
kepada
pengembangan Frame Relay ini. American National Standards Institute
(ANSI) dan CCITT secara berkesinambungan telah membuat standarisasi
16
pada spefisikasi awal LMI, dan standarisasi ini telah banyak digunakan
daripada versi aslinya.
Secara internasional, Frame Relay distandardisasi oleh International
Telecommunications Union-Standards Section (ITU-T). Di Amerika Serikat,
Frame Relay adalah sebuah standar ANSI.
2.2.2 Peralatan Frame Relay
Peralatan yang terhubung pada WAN Frame Relay terbagi atas dua
kategori umum:
a. Data Terminal Equipment (DTE)
DTE secara umum dianggap sebagai terminating equipment untuk suatu
jaringan khusus dan biasanya terletak pada sisi client. Kenyataannya,
mereka mungkin dimiliki oleh client. Contoh peralatan DTE adalah
terminal, PC, router, dan bridge.
b. Data Circuit-terminating Equipment (DCE)
DCE adalah peralatan antarjaringan carrier. Tujuan dari DCE adalah
menyediakan layanan clocking dan switching dalam suatu jaringan. DCE
adalah peralatan yang mengirimkan data melalui WAN. Dalam
kebanyakan kasus, data ini adalah packet-switched. Gambar dibawah ini
menunjukkan hubungan antara dua kategori peralatan
17
Gambar 2.2 Peralatan DCE umumnya berada dalam Carrier-Operated WAN
(sumber: http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/frame.htm)
Koneksi antara peralatan DTE dan DCE terdiri atas komponen physical
dan data link layer. Komponen physical mendefinisikan spesifikasi mekanis,
elektrik, fungsional dan prosedural untuk koneksi antara peralatan. Satu dari
interface physical layer yang paling sering digunakan adalah spefisikasi
recommended-standard (RS)-232. Komponen data link layer mendefinisikan
protokol yang menciptakan koneksi antara peralatan DTE, seperti router, dan
peralatan DCE, seperti switch.
2.2.3 Frame Relay Virtual Circuits
Frame Relay menyediakan komunikasi link layer yang bersifat
connection-oriented. Hal ini berarti komunikasi terjalin antara sepasang
peralatan dan koneksi ini terhubung dengan connection identifier. Pelayanan
ini diimplementasikan menggunakan Frame Relay virtual circuit, yang
18
merupakan koneksi logikal yang tercipta antara antara dua peralatan DTE
melalui Frame Relay packet-switched network (PSN).
Virtual circuit menyediakan jalur komunikasi dua arah dari satu peralatan
DTE ke peralatan DTE lainnya dan diidentifikasi secara unik oleh data-link
connection identifier (DLCI). Sejumlah virtual circuit dapat di-multiplex
menjadi sebuah physical circuit tunggal untuk transmisi dalam jaringan.
Kemampuan ini sering kali dapat mengurangi kompleksitas peralatan dan
jaringan yang diperlukan untuk menghubungkan beberapa peralatan DTE.
Sebuah virtual circuit dapat melewati peralatan DCE (switch) yang
terdapat dalam Frame Relay PSN.
Frame Relay virtual circuit dibagi menjadi dua kategori:
a. Switched Virtual Circuit (SVC)
Adalah koneksi sementara yang digunakan pada situasi yang hanya
memerlukan transfer data sporadis antara peralatan DTE dalam jaringan
Frame Relay. Sebuah sesi komunikasi dalam SVC terdiri dari empat tahap
operasional:
•
Call Setup — terciptanya virtual circuit antara dua peralatan DTE
Frame Relay.
•
Data transfer — data ditransmisi antara peralatan DTE melalui virtual
circuit.
•
Idle — koneksi antara peralatan DTE tetap terjalin tetapi tidak ada
transfer data. Jika sebuah SVC berada pada tahap idle selama periode
tertentu, panggilan dapat diputuskan.
19
•
Call termination — virtual circuit antara peralatan DTE diputuskan.
Setelah virtual circuit diputuskan, peralatan DTE harus membangun sebuah
SVC baru jika ada tambahan pertukaran data. Diharapkan SVC akan
diciptakan, dipertahankan, dan diputuskan menggunakan signaling
protocol. Hanya beberapa produsen peralatan DCE Frame Relay
mendukung koneksi switched virtual circuit. Maka dari itu, penggunaannya
sangat minim dalam jaringan Frame Relay saat ini. Perusahaan telah
menyadari bahwa SVC menghemat biaya karena sirkuit tidak selalu
terbuka.
b. Permanent Virtual Circuit (PVC)
PVC adalah koneksi permanen yang digunakan untuk transfer data
antarperalatan DTE melalui jaringan Frame Relay secara konsisten.
Komunikasi melalui PVC tidak membutuhkan tahap call setup dan
termination yang digunakan oleh SVC.
PVC selalu beroperasi dalam salah satu tahap di bawah ini:
ƒ
Data transfer — data ditransmisi antara peralatan DTE melalui virtual
circuit.
ƒ
Idle — koneksi antara peralatan DTE masih terjalin tetapi tidak ada
transfer data. Tidak seperti SVC, koneksi PVC tidak akan terputus
walaupun di dalam tahap idle.
Peralatan DTE dapat mulai mentransfer data kapanpun karena sirkuit
terhubung secara permanen.
20
Frame Relay virtual circuit diidentifikasi oleh data-link connection
identifier (DLCI). Nilai DLCI biasanya diberikan oleh Frame Relay service
provider.
Frame Relay DLCI memiliki ciri khas lokal, di mana nilainya unik dalam
LAN, tetapi tidak dalam Frame Relay WAN.
Gambar di bawah ini mengilustrasikan bagaimana dua peralatan DTE
yang berbeda dapat diberi nilai DLCI yang sama di dalam sebuah Frame Relay
WAN.
Gambar 2.3 Sebuah Frame Relay virtual circuit tunggal dapat diberikan DLCI
berbeda pada tiap ujung sebuah virtual circuit.
(sumber: http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/frame.htm)
2.2.4 Fitur-fitur dalam Frame Relay
Frame
Relay
mengurangi
beban
jaringan
dengan
cara
mengimplementasikan mekanisme congestion notification sederhana daripada
virtual-circuit flow control. Frame Relay biasanya diimplentasikan pada media
21
jaringan yang handal sehingga integritas data tidak dikorbankan karena flow
control dapat ditangani oleh protokol layer di atasnya.
Frame Relay menggunakan mekanisme error checking umum yang
dikenal dengan nama Cyclic Redundancy Check (CRC). CRC membandingkan
dua nilai untuk menentukan apakah muncul kesalahan selama transmisi dari
sumber ke tujuan. Frame Relay mengurangi beban jaringan dengan cara
mengimplementasikan error checking daripada error correction.
Local Management Interface (LMI) adalah sekumpulan perkembangan
spesifikasi Frame Relay dasar. LMI dikembangkan pada tahun 1990 oleh Cisco
Systems, StrataCom, Northern Telecom, dan DEC. LMI memberikan fitur
untuk mengatur antarjaringan yang kompleks. Tambahan key Frame Relay
LMI mencakup global addressing, virtual circuit status messages, dan
multicasting.
Tambahan global addressing LMI memberikan nilai global kepada
Frame Relay data-link connection identifier (DLCI). Nilai DLCI menjadi
alamat DTE yang bersifat unik dalam Frame Relay WAN. Tambahan global
addressing
memberikan
fungsi
dan
kemampuan
pengaturan
kepada
antarjaringan Frame Relay. Antarmuka jaringan individual dan end nodes
yang terhubung dengannya dapat diidentifikasi menggunakan addressresolution standard dan discovery techniques. Sebagai tambahan, bagi router,
keseluruhan jaringan Frame Relay muncul sebagai LAN biasa.
LMI virtual circuit status messages menyediakan komunikasi dan
sinkronisasi antara peralatan DTE dan DCE Frame Relay. Messages ini
22
digunakan untuk melaporkan status PVC secara berkala, yang mencegah data
dikirim kembali ke dalam lubang hitam (melalui PVC yang tidak lagi ada).
Tambahan
multicasting
LMI
memungkinkan
multicast
groups.
Multicasting menghemat bandwidth dengan mengirimkan routing updates dan
address-resolution messages hanya kepada router-router tertentu. Tambahan
LMI juga mengirimkan laporan status multicast groups dalam update
messages.