SAINS Volume 15, Nomor 2/ Juli 2015 : 38 – 43
ANALISIS PEMILIHAN TOPOLOGI JARINGAN KOMPUTER DENGAN GRAF DI LINGKUNGAN FMIPA UNIVERSITAS CENDERAWASIH Ishak S. Beno, S.Si., Westy B. Kawuwung,M.Sc. ABSTRACT This research is about trying to find an effective and efficient computer network topology of Mathematics and Natural Sciences Faculty, Cenderawasih University. In this research was used the analysis of the minimum weight of each graph, so the best one of those topology could be chosen for each category. The best topology for standard group is star topology and in development group is the combination of bus and star topology (the combination V). These are the result of this research. Key words : topology,computer network, graph weight analysis and minimum weight.
PENDAHULUAN Era sekarang ini, jaringan komputer dan internet sudah sangat umum digunakan dalam berbagai aspek kehidupan masyarakat. Internet digunakan oleh banyak orang karena internet menjanjikan penghematan waktu dan kemudahan dalam melakukan berbagai hal, seperti: pencarian informasi, transaksi perbankan dan belanja online, permainan dan segala hiburan lainnya yang bersifat online. Graf didefinisikan sebagai himpunan simpul yang dihubungkan dengan sisi. Setiap sisi diasosiasikan tepat dengan dua simpul. Graf juga merupakan model matematika yang sangat kompleks dan rumit, tapi bisa juga menjadi solusi yang sangat bagus terhadap beberapa kasus tertentu. Jaringan komputer dapat direpresentasikan dengan graf. Hal penting yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu jaringan komputer adalah keefektifan dan efisiensi topologi jaringan yang akan dipakai. Di dalam penelitian ini akan dibahas salah satu aplikasi graf dalam bidang analisis pemilihan jaringan komputer. Berdasarkan permasalahan-permasalahan yang ada, sehingga terdapat dua hal yang menjadi tujuan penelitian, yaitu: Mengkaji dan *Alamat korespondensi : Kampus Uncen Waena,Jurusan Matematika, Program Studi Matematika, Jayapura. e-mail:
[email protected]
merepresentasikan bentuk topologi jaringan komputer yang cocok dengan kondisi fisik lingkungan FMIPA UNCEN. Menunjukkan kinerja teori graf dalam proses analisis pemilihan topologi tersebut berdasarkan faktor-faktor pendukung lainnya yang terkait dengan perancangan sistem jaringan komputer. LANDASAN TEORI Definisi 2.1 Graf(Rheinhard, Diestel. 2000) Graf G didefinisikan sebagai pasangan himpunan (V,E). V adalah himpunan tidak kosong dari simpul-simpul (vértices atau node), yang biasa dinotasikan dengan {v1, v2, v3, ..., vn}. E adalah himpunansisi (Edges atau arcs) yang menghubungkan sepasang simpul dan biasa dinotasikan dengan {e1, e2, e3, ..., en}. Dengan demikian graf dapat ditulis singkat dengan notasi G(V, E). Lintasan Terpendek(Shortest Path) Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan lintasan terpendek, yaitu metode Dijkstra, Moore, Bellman, Matriks, dan Ford. Selain beberapa metode tersebut masih terdapat metode lainnya sebagai pengembangan dari metode Ford, yaitu Hert et al (1968), Floyd (1962), Spira (1973), serta Johnson (1973). Length merupakan jumlah bobot dari lintasan, sedangkan bobot minimum dari lintasan (u,v) disebut distance d(u,v). Bobot
SAINS Volume 15, Nomor 1/ Januari 2015 : 38 – 43
minimum lintasan disebut lintasan terpendek. Jika e ∉ E(G) maka w(e) = ∞. Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah sekelompok komputer otonom yang saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya menggunakan protokol komunikasi melalui media komunikasi sehingga dapat saling berbagi informasi. Dalam membangun jaringan komputer memang tidak semudah tujuannya. Ada beberapa hal yang masih menjadi kendala, antara lain: 1. Masih mahalnya fasilitas komunikasi yang tersedia dan bagaimana memanfaatkan jaringan komunikasi yang ada secara efektif dan efisien. 2. Jalur transmisi yang digunakan tidak benarbenar bebas dari masalah gangguan (noise). Tipe Jaringan Komputer 1. Jaringan Client Server Server adalah komputer yang menyediakan fasilitas bagi komputer-komputer lain di dalam jaringan dan client (klien) adalah komputer-komputer yang menerima atau menggunakan fasilitas yang disediakan oleh server. Server di jaringan tipe client-server disebut dengan Dedicated Server karena murni berperan sebagai server yang berperan sebagai server. 2. Jaringan Peer to Peer Bila ditinjau dari peran server pada kedua tipe jaringan tersebut, maka server tipe jaringanpeer to peer diistilahkan non-dedicated server, karena server tidak berperan sebagai server murni melainkan sekaligus dapat berperan sebagai workstation/client. Topologi Jaringan Komputer 1. Topologi Bus Pada topologi ini semua sentral dihubungkan secara langsung pada medium transmisi dengan konfigurasi yang disebut bus. Transmisi sinyal dari suatu sentral tidak dialirkan secara bersamaan dalam dua arah. Topologi bus menggunakan metode unicast, multicast dan broadcast. 2. Topologi Cincin (ring) Metode ring menghubungkan komputer sehingga berbentuk lingkaran dan setiap simpul mempunyai tingkatan yang sama.
39
3. Topologi Bintang Topologi ini merupakan kontrol terpusat, semua link harus melewati pusat yang menyalurkan data tersebut ke semua simpul atau client yang dipilihnya. 4. Topologi Pohon Topologi ini sering disebut juga Topologi hybrid karena merupakan jaringan yang dibentuk dari berbagai topologi dan teknologi. Sebuah topologi hybrid memiliki semua karakteristik dari topologi dasar yang terdapat dalam jaringan tersebut. 5. Topologi Mesh Topologi jaringan ini menerapkan hubungan antar sentral secara penuh. Jumlah saluran harus disediakan untuk membentuk jaringan mesh adalah jumlah sentral dikurangi 1 (n-1, n = jumlah sentral). Tingkat kerumitan jaringan sebanding dengan meningkatnya jumlah sentral yang terpasang HASIL DAN PEMBAHASAN Perencanaan Jaringan Satu langkah yang paling penting dalam perencanaan jaringan ini adalah pencarian atau investigasi dalam konteks sebelum jaringan terbentuk. Investigasi ini bertujuan untuk mencari pola kerja, alur, trafik dan kemungkinan lain di dalam jaringan. Selain itu investigasi bisa membantu dalam kemungkinan kebutuhan di masa selanjutnya. Berbicara langsung dengan penggunalangsung akan mendapatkan input yang lebih signifikan tentang kebutuhan, keinginan dan mungkin juga ketakutan pengguna. Langkah selanjutnya adalah merancang biaya dengan batasan faktor-faktor kebutuhan dan keinginan di atas. Elemen-elemen yang menyangkut pembiayaan antara lain: 1 Kabel, menyangkut biaya kabel dan proses instalasinya, bisa terjadi biaya instalasi lebih tinggi dari biaya kabel. 2 Perangkat lunak, menyangkut Network Operation System (NOS), client dan berbagai aplikasinya. 3 Perlindungan jaringan, seperti Uninteruptible Power System (UPS), anti petir dan perangkat-perangkat perlindungan lainnya.
40
Biaya habis, biaya konsultan, arsitek maupun operator pada saat instalasi. 5 Biaya berjalan, seperti biaya bulanan bandwidth, listrik, Air Conditioner(AC), gaji admin dan operator. 6 Biaya pelatihan untuk administrator dan pengguna. 7 Biaya Downtime, terjadi pada saat pemindahan dari sistem lama kesistembaru. Dengan kata lain, perencanaan jaringan dapat dilakukan melalui sejumlah langkahlangkah berikut :Analisis Kebutuhan, Analisis Lokasi, Analisis Peralatan, Kecepatan, Ukuran, Konektivitas, Rencana Konfigurasi, Penjadwalan 4
Perancangan Jaringan Perancangan jaringan adalah proses yang melibatkan seni, ilmu pengetahuan, keberuntungan dan kesalahan sehingga tercipta suatu sistem jaringan yang efektif dan efisien. 1. Jumlah Node dan PendelegasianTugas Perancangan suatu sistem jaringan komputer membutuhkan informasi mengenai kemungkinan banyak node atau titik yang ada agar dapat didefinisikan tugas yang harus dikerjakan oleh setiap node. 2. Pendefinisian Operasional Jaringan Perancangannya juga membutuhkan informasi penghitungan sumber daya dan pemakaian jaringan untuk mengetahui spesifikasi perangkat keras yang akan dipakai. 3. Pendefinisian Administrasi Keamanan Tipe keamanan jaringan sangat berkaitan dengan jenis autentikasi dan data dalam jaringan, yang juga mempengaruhi pemakaian peralatan baik secara fisik dan logik. 4. Pendefinisian Administratif Jaringan Untuk kelancaran operasional jaringan harus ada pembegiantu gas dalam pemeliharaan jaringan. Aspek-aspek yang berkaitan dengan operasional ini antara lain: a. Perawatan dan backup, kapan, siapa dan menggunakan apa. b. Pemantauan peningkatan kualitas perangkat lunak untuk memastikan semua perangkat lunak aman. c. Standar prosedur untuk kondisi darurat seperti padamnya listrik, virus ataupun rusaknya sebagian dari alat. d. Regulasi yang berkaitan dengan keamanan.
Analisis Pemilihan Topologi Jaringan Komputer (Beno)
5. Cheklistdan Worksheet Checklist dan worksheet berfungsi sebagai catatan kebutuhan, kejadian dan prosedur yang terjadi dalam jaringan. Checklist dapat digunakan dalam memproses kegiatan yang terjadi untuk bahan pelaporan dan evaluasi yang nantinya dapat dipindahkan dalam bentuk digital menjadi Frequency Ask Question (FAQ) dan troubleticket. Data Survei Lokasi Survei lokasi dilakukan selama dua hari pada tanggal 16-17 Januari 2009 dan diperoleh data jarak antar gedung di lingkungan Fakultas MIPA seperti yang bisa dilihat pada tabel berikut: Tabel 1. Jarak antar gedung-gedung yang dijadikan server dalam meter Antara
SP
Server Pusat (SP)
M
F
130 111
Matematika (M)
B
K
LT
32
60 116
22 115 190 244
Fisika (F)
96 141 260
Biologi (B)
55 134
Kimia (K)
89
Laboratorium Terpadu (LT) Data Harga dalam Bobot
Perangkat
Keras
Jaringan
Berikut dibuatkan bobot yang mewakili harga dari masing-masing perangkat yang digunakan dalam perancangan dan pemasangan topologi jaringan komputer di fakultas MIPA UNCEN. Tabel 2. Bobot harga dari perangkat keras jaringan No
Perangkat
Bobot Harga
1
PC server
10
2
PC Server sekunder/ client
9
3
Repeater
7
4
HUB/Switch
5
5
Kabel Fiber Optic per 100 m
4
6
Kabel coaxial per 100 m
3
7
Kabel twisted pair per 100 m
2
SAINS Volume 15, Nomor 1/ Januari 2015 : 38 – 43
Nilai Bobot Topologi Berdasarkan kelebihan dan kekurangan masing-masing topologi jaringan komputer, diberikan bobot yang senilai untuk tiap topologi. Pemberian bobot dikelompokan berdasarkan kelompok yang standardan yang sudah mengalami perkembangan. Pada pelabelan bobot dalam tabel dibawah ini hanya untuk empat topologi pada kelompok standar, beberapa topologi lainnya pemberian bobotnya didasarkan pada topologi dasar pembentuknya. Tabel 3.Nilai Bobot Topologi Standar No
JenisTopologi
BobotHarga
1
Bus
7
2
Bintang (Star)
3
3
Cincin (Ring)
8
4
Mesh
9
Representasi Bentuk Fisik Topologi Jaringan Komputer FMIPA UNCEN dan Analisisnya dalam Graf Representasi dan analisis yang dilakukan dibagi ke dalam dua tahap. Tahap I representasi dan analisis dilakukan per segmen, yaitu 4 segmen jurusan dan 1 segmen laboratorium terpadu. Kesamaan kondisi segmen yang ada mengakibatkan tidak diujinya semua segmen. Segmen-segmen tersebut dihubungkan, direprestasikan dan dibuat total analisisnya sehingga menjadi suatu topologi terpilih yang nantinya bisa digunakan di lingkungan FMIPA UNCEN. Dalam pembahasan ini perlu dibuatkan beberapa asumsi sehingga pembahasannya tidak melenceng dari tujuan yang diharapkan, yaitu: 1. Untuk analisis di setiap segmen digunakan sampel pengguna sebanyak lima, sebab tak diketahui secara pasti jumlah pengguna yang direncanakan dalam setiap segmen dan dipakai Switch sebagai media penghubung. 2. Umumnya tiga topologi dasar yaitu bus, cincin dan bintang bisa menggunakan tiga jenis kabel yang ada. Tetapi dalam analisis penjumlahan bobot pada penelitian ini hanya menggunakan kabel twisted pair. 3. Untuk memperkuat sinyal dari server pusat ke server-server sekunder repeaterdipasang setiap 100 meter sesuai dengan panjang
41
maksimum kabel yang digunakan. 4. Khusus untuk topologi yang bertipe bus dan cincin ada banyak bentuk yang bisa terbentuk. Tetapi pada penelitian ini melihat bentuk yang paling ekonomis. Topologi Bus Sistem dengan topologi ini bisa diterapkan dengan kondisi lingkungan yang membutuhkan panjang kabel kurang dari 200–500 meter. Total panjang kabel yang dibutuhkan untuk topologi ini di lingkungan FMIPA UNCEN adalah 442 meter. Dengan demikian sebanyak 4 repeater dibutuhkan untuk menunjang kompatibilitas jaringan.
Gambar 1. Topologi Bus FMIPA Bentuk graf dari topologi ini merupakan isomorfisma graf pohon berverteks 6. Sesuai dengan teorema pada pohon, diperoleh jumlah simpulyang terhubung yaitu n = 6, sehingga menurut teorema ini diperoleh jumlah sisi e = 5. Sedangkan jumlahan bobot dari semua perangkat jaringan dalam topologiini adalah 99.
Gambar 2. Graf topologi bus FMIPA Topologi Bintang(Star) Topologi star FMIPA cocok menggunakan kabel shielded twisted pair (STP) kategori 5 karena selain aman untuk intalasi luar gedung yaitu intalasi dari server pusat ke klien-klien jurusan dan laboratorium terpadu, kecepatan transfer datanya juga cukup besaryaitu 10 Mbps untuk Ethernet,dan 100 Mbps untukf ast ethernet. Topologi ini tidak saling terhubung seperti pada topologi bus, oleh hanya dibutuhkan 3 repeater bagi klien (segmen) yang jarak jangkaunya ke server lebih dari panjang normal kabel (100m); juga dibutuhkan 1 HUB/ Switch cadangan sebab beban jaringan terpusat pada HUB/ Switch utama.
42
Analisis Pemilihan Topologi Jaringan Komputer (Beno)
Topologi Mesh
Gambar 3. Topologi bintang FMIPA
Total jarak pada topologi ini adalah 1795 meter. Dari jaraknya sudah bisa diprediksi bahwa akan lebih dari 10 repeater dibutuhkan di dalam sistem topologi ini. Tingkat kesibukan jaringan pada topologi ini sangat padat, sehingga jika terjadi gangguan akan sangat sulit mendeteksi letak gangguan. Oleh sebab itu topologi ini sangat tidak cocok di FMIPA UNCEN.
Graf topologi ini juga merupakan bentuk isomorfik dari graf pohon. Jika simpul yang menghubungkan komputer-komputer adalah 7 maka diperoleh jumlah sisinya adalah 6. Jumlahan bobot dari semua perangkat jaringan dalam topologi ini adalah 88.
Gambar 4. Graf topologi Bintang Topologi Cincin (Ring) Minimal 5 repeater yang dibutuhkan untuk menyambung setiap segmennya dengan kabel shielded twisted pair (STP) kategori 5 .Jarak pada topologi ini adalah 553 meter.Topologi ini dapat diterapkan tetapi sangat sulit dikembangkan.
Gambar 7. Topologi Mesh FMIPA Topologi mesh menggunakan prinsipprinsip dari graf lengkap yang mempunyai n titik dinotasikan Kn. Sehingga jika jumlah verteks pada topologi ini adalah 6 maka jumlah sisinya adalah 15. Jumlahan bobot dari semua perangkat jaringan dalam topologi ini adalah 177.
Gambar 8. Graf topologi mesh Gambar 5. Topologi Cincin FMIPA Topologi ini terkait dengan graf regular berderajat 2. Dengan menggunakan teorema dari graf regular yaitu, e = n.r / 2, jika diketahui jumlah simpulnya adalah n = 6 dan derajatnya r = 2 maka jumlah sisi-sisinya e = 6. Jumlahan bobot dari semua perangkat jaringan dalam topologi ini adalah 110.
Gambar 6. Graf topologicincin
Topologi Tree/ Topologi Hybrid Pada dasarnya karakteristik jaringan ini mirip dengan dua topologi dasar pembentuknya (Bus-Star atau pun Ring-Star), hanya saja pada topologi hybrid ini semua komputer yang terhubung memiliki tingkatan/ hirarki yang jelas. Berikut digambarkan topologi hybrid bus-star
Gambar 9. Topologi Bus-Star FMIPA
SAINS Volume 15, Nomor 1/ Januari 2015 : 38 – 43
Jarak Topologi ini adalah 442 meter sehingga membutuhkan 4 repeater untuk memperkuat sinyal dari server. Semua server sekunder pada topologi ini memiliki hak untuk mengatur klien-klien yang terhubung ke masingmasing server. Hal ini mengakibatkan Beban jaringan utama semakin kecil jika dibandingkan dengan topologi bus. Sama halnya dengan itu, pada topologi hybrid ring-star menggunakan topologi ring sebagai penghubung antara server pusat dan server-server sekunder dan metode star dipakai untuk menghubungkan server-server sekunder dan klien-klien.
43
Gambar 11. Graf topologi Bus-Star dan Ring-Star FMIPA
KESIMPULAN Berdasarkan bobot terkecil dan faktorfaktor pendukung kinerja jaringan, dipilih topologi bintang yang paling cocok denganbobot 88. Sebab jika topologi ini dikembangkan, bobotnya tetap akan lebih kecil dibandingkan dengan topologi lainnya. Dari hasi lpembahasan terlihat jelas bahwa teori graf juga sangat berperan dalam pemilihan topologi jaringan komputer dan juga masih banyak aplikasi lain dalam kehidupan sehari-hari yang bisa diselesaikan dengan graf.
DAFTAR PUSTAKA Gambar 10. Topologi Bus-Star FMIPA Total jarak Topologi ini adalah 553 meter, sehingga membutuhkan 5 repeater untuk memperkuat sinyal dengan kabel twisted pair. Tingkat kesibukan jaringan lebih padat dibandingkan topologi hybrid bus-star karena metode penghubungan dua arah dan terbatas dalam pengembangannya. Bentuk dari dua topologi di atas dapat digambarkan dengan menggunakan sifat graf yang terkait dalam pembentukannya. Jumlahan bobot dari semua perangkat jaringan dalam topologi hybrid bus-star adalah 130. Sedangkan untuk topologihybrid ring-star adalah 139. Berikut digambarkan kedua topologi di atas ke dalam graf.
Harary, Frank. 1972. Graph Theory. Addison-Wesley Publishing Company. University of Michigan http://freetechbooks.com/mathematic/graphtheory/ diakses pada tanggal 12 September 2007. http://freetechbooks.com/computer/ tanggal 12 September 2007.
diakses
pada
Murty, U.S.R. & J.A. Bondy. 1982.Graph Theory With Applications. North-Holland.New York Rheinhard Diestel. 2000. Graph Theory (Electronic Edition). Spinger-Verlag. New York Stallings William. Comunications Data and Computer: Computer Network. Prentice-Hall. New Jersey Sutedjo Budi. 2003.Konsep dan Perancangan Jaringan Komputer.ANDI. Yogyakarta Tim Penelitian dan Pengembangan,Wahana Komputer. 2003. Konsep Jaringan Komputer dan Pengembangannya. Salemba Infotek. Jakarta
