BAB 2
LANDASAN TEORI
1.1
Pengertian Jaringan Komputer Menurut Wahana Komputer (2010, p2), Jaringan komputer adalah sebuah sistem yang terdiri atas komputer dan perangkat jaringan yang bekerja bersamasama untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Tujuan dari jaringan komputer adalah: •
Membagi fungsi sumber daya seperti berbagi pemakaian printer, CPU, RAM, harddisk
•
Komunikasi: contohnya email, instant messaging, chatting
•
Akses informasi: contohnya web browsing Agar dapat mencapai tujuan yang sama, setiap bagian dari jaringan komputer
meminta dan memberikan layanan (service). Client sebagai yang menerima layanan dan Server sebagai yang memberikan layanan. Arsitektur seperti ini sering disebut dengan sistem client-server, dan digunakan pada hampir seluruh aplikasi jaringan komputer.
8
9
1.2
Jenis Jaringan Komputer Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pada dasarnya setiap jaringan komputer ada yang berfungsi sebagai client dan juga server. Jaringan yang memiliki komputer yang khusus didedikasikan sebagai server sedangkan yang lain sebagai client. Terdapat juga sever yang tidak memiliki komputer yang khusus. Karena itu berdasarkan fungsinya maka ada dua jenis jaringan komputer, antara lain sebagai berikut:
1.2.1 Client-server Menurut Syafrizal (2005, p2) Yaitu jaringan komputer dengan komputer yang didedikasikan khusus sebagai server. Sebuah service/layanan bisa diberikan oleh sebuah komputer atau lebih. Contohnya adalah sebuah domain seperti www.detik.com yang dilayani oleh banyak komputer web server. Dan bisa juga banyak service/layanan yang diberikan oleh satu komputer. Contohnya adalah serverjtk.polban.ac.id yang merupakan satu komputer dengan multiservice yaitu mail server, web server, file server, database server dan lainnya.
10
Gambar 2.1. Jaringan client-server Kelebihan •
Kecepatan akses lebih tinggi karena penyediaan fasilitas jaringan dan pengelolaannya dilakukan secara khusus oleh satu komputer yang bertindak sebagai server yang tidak dibebani dengan tugas lain seperti sebagai workstation.
•
Sistem keamanan dan administrasi jaringan lebih baik, karena terdapat sebuah komputer yang bertugas sebagai administrator jaringan.
•
Sistem backup data lebih baik, karena pada jaringan client-server backup dilakukan terpusat di server, yang akan melakukan backup seluruh data yang terbangun dalam jaringan.
Kelemahan •
Biaya operasional relatif lebih mahal.
•
Diperlukan satu komputer khusus yang memiliki kemampuan lebih tinggi untuk ditugaskan sebagai server.
•
Kelangsungan dan gangguan jaringan sangat tergantung pada server.
11
1.2.2 Peer to peer Menurut Syafrizal (2005, p3)Yaitu jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga menjadi client secara bersamaan. Contohnya dalam file sharing antar komputer di Jaringan Windows Network Neighbourhood ada 5 komputer (kita beri nama A,B,C,D dan E) yang memberi hak akses terhadap file yang dimilikinya. Pada satu saat A mengakses file share dari B bernama data_nilai.xls dan juga memberi akses file soal_uas.doc kepada C. Saat A mengakses file dari B maka A berfungsi sebagai client dan saat A memberi akses file kepada C maka A berfungsi sebagai server. Kedua fungsi itu dilakukan oleh A secara bersamaan maka jaringan seperti ini dinamakan peer to peer.
Gambar 2.2. Jaringan peer to peer
Kelebihan
12
•
Antar komputer dalam jaringan dapat saling berbagi-pakai fasilitas yang dimilikinya seperti: harddisk, fax/modem, printer.
•
Biaya operasional relatif lebih murah dibandingkan dengan tipe jaringan client-server, karena tidak memerlukan adanya server yang memiliki kemampuan khusus.
•
Kelangsungan kerja jaringan tidak tergantung pada satu server. Bila salah satu komputer mati atau rusak, jaringan secara keseluruhan tidak akan mengalami gangguan.
Kelemahan •
Troubleshooting jaringan relatif lebih sulit, karena pada jaringan tipe peer to peer setiap komputer dimungkinkan untuk terlibat dalam komunikasi yang ada.
•
Kualitas kerja lebih rendah dibandingkan dengan jaringan clientserver, karena setiap komputer disamping harus mengelola pemakaian fasilitas jaringan juga harus mengelola pekerjaan sendiri.
•
Sistem keamanan jaringan ditentukan oleh masing-masing user.
•
Backup terjadi pada masing-masing komputer karena data jaringan tersebar di masing-masing komputer dalam jaringan.
2.3
OSI (Open System Interconection) Menurut Lukas (2006, p22-24), Model Open System Interconection (OSI) dikembangkan oleh International Standard Organization sebagai model untuk merancang komunikasi sebagai kerangka dasar untuk mengembangkan protokol
13
lainnya. OSI terdiri dari tujuh layer, dan standard OSI telah diterima di industri komunikasi yang mana dipakai untuk karakteristik, elektrik, dan prosedur dari perlengkapan komunikasi. Berikut merupakan fungsi dari protokol model OSI ini afdapat dilihat seperti berkut : •
Application Berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas jaringan, mengatur cara kerja aplikasi dapat mengakses jaringan, dan kemudian membuat pesan-pesan kesalahan. Protokol yang berada dalam lapisan ini adalah HTTP, FTP, SMTP, dan NFS.
•
Presentation Berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak ditransmisikan oleh aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan. Protokol yang berada dalam lapisan ini adalah perangkat lunak redirektor (redirector software), seperti layanan Workstation (dalam Windows NT) dan juga Networkshell (semacam Virtual Network Computing (VNC) atau Remote Desktop Protocol (RDP)).
•
Session Berfungsi untuk mendefinisikan cara kerja koneksi yang dapat dibuat, dipelihara, atau dihancurkan. Di lapisan ini, juga dilakukan resolusi nama.
•
Transport 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. Pada lapisan ini juga membuat sebuah tanda bahwa
14
paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yang hilang di tengah jalan. •
Network Berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer 3.
•
Data Link Befungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada lapisan ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya MAC Address), dan menetukan perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater, dan switch layer 2 yang beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi lapisan ini menjadi dua lapisan, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
•
Physical Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengkabelan. Selain itu, lapisan ini juga mendefinisikan cara kerja Network Interface Card (NIC) agar dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.
15
2.4
Topologi Jaringan Menurut Syahfrizal (2005, p39-43), Topologi jaringan merupakan hal yang menjelaskan hubungan geometris antara unsur-unsur dasar penyusun jaringan, yaitu node, link, dan station. Topologi jaringan dapat dibagi menjadi 6 kategori utama.
2.4.1 Topologi Star Dalam topologi star, sebuah terminal pusat bertindak sebagai pengatur dan pengendali semua Komunikasi data dari satu terminal ke terminal lainnya melalui terminal pusat. Dimana terminal pusat menyediakan jalur komunikasi khusus pada dua terminal yang akan berkomunikasi.
Gambar 2.3. Topologi Star
Keuntungan : •
Keterandalan terbesar di antara topologi lainnya
16
•
Mudah dikembangkan
•
Keamanan data tinggi
•
Kemudahan akses ke jaringan LAN lain
Kerugian : •
Lalu lintas yang padat dapat menyebabkan jaringan menjadi lambat
•
Jaringan tergantung pada terminal pusat (dapat berupa komputer PC, mini atau mainframe), yang merupakan bagian paling bertanggung jawab terhadap pengaturan arah semua informasi ke terminal yang dikehendaki.
2.4.2 Topologi Ring LAN dengan topologi ini mirip dengan topologi titik ke titik tetapi semua terminal saling dihubungkan sehingga menyerupai lingkaran.Setiap informasi yang diperoleh, diperiksa alamatnya oleh terminal yang dilewatinya. Jika bukan untuknya, informasi diputar lagi sampai menemukan alamat yang benar.
17
Gambar 2.4. Topologi Ring
Keuntungan : •
Laju data tinggi
•
Dapat melayani lalu lintas data yang padat
•
Tidak diperlukan host, relatif lebih murah
•
Dapat melayani berbagai jenis mesin pengirim
•
Komunikasi antar terminal mudah
•
Waktu yang diperlukan untuk mengakses data optimal
Kerugian : •
Penambahan atau pengurangan terminal sangat sukar
•
Kerusakan pada media pengirim dan kerusakan pada salah satu terminal dapat menghentikan ke seluruh jaringan
•
Harus ada kemampuan untuk mendeteksi kesalahan dan metode pengisolasian kesalahan
18
•
Tidak kondusif untuk pengiriman suara, video, dan data
2.4.3 Topologi Bus Pada topologi bus semua terminal terhubung ke jalur komunikasi. Informasi yang hendak dikirimkan melewati semua terminal pada jalur tersebut. Jika alamat terminal sesuai dengan alamat pada informasi yang dikirim, maka informasi tersebut akan diterima dan diproses. Jika tidak, informasi tersebut akan diabaikan terminal yang dilewatinya.
Gambar 2.5. Topologi Bus Keuntungan : •
Kemampuan pengembangan tinggi (open – endedness)
•
Jarak LAN tidak terbatas
•
Keterandalan jaringan tinggi
•
Kecepatan pengiriman tinggi
19
•
Jumlah terminal dapat ditambah atau dikurangi tanpa mengganggu operasi yang telah berjalan
•
Tidak diperluakan pengendali pusat
•
Kondusif untuk konfigurasi jaringan pada gedung bertingkat
Kerugian : •
Jika tingkat lalu lintas terlalu tinggi dapat terjadi kemacetan
•
Diperlukan repeater untuk menguatkan sinyal pada pemasangan jarak jauh
•
Operasional jarigan LAN tergantung pada setiap terminal
2.4.4 Topologi titik ke titik LAN dengan topologi ini, pada setiap terminal atau simpulnya dihubungkan secara langsung ke terminal lainnya. LAN tidak bergantung pada terminal atau terminal manapun, sehingga hubungan antar terminal hanya diketahui oleh terminal yang bersangkutan.
Gambar 2.6. Topologi titik ke titik
Keuntungan : •
Mudah dalam pengalokasian alamat jaringan.
20 •
Karema tidak ada level yang lebih tinggi, antara komputer yang satu dengan yang lain tidak dapat saling mengontrol.
Kerugian : •
Kerahsian data tidak dapat dijamin, karena tidak adanya control yang antar komputer.
•
Apabila satu komputer lambat, akan mempengaruhi kecepatan komputer yang lain.
2.4.5 Topologi Tree Topologi tree adalah kombinasi karakteristik antara topologi star dan topologi bus . Topologi terdiri dari kumpulan topologi star yang terhubung dalam sebuah topologi bus sebagai tulang punggung.
Gambar 2.7. Topologi Tree
Keuntungan :
21 •
Kontrol Manajemen lebih mudah karena terpusat dan dibagi ke dalam tingkatan-tingkatan
•
Mudah untuk mengembangkan
Kerugian : •
Jika salah satu node rusak, maka node di tingkat yang lebih rendah akan rusak
•
Dapat terjadi tabrakan file data (collision)
•
Lebih sulit mengkofigurasi dan memasang kabel dari pada topologi yang lainnya.
2.4.6 Topologi Compound /Mesh Adalah jenis topologi yang merupakan campuran dari berbagai jenis topologi – topologi yang ada (disesuaikan dengan kebutuhan). Digunakan pada network/ jaringan yang tidak memiliki terlalu banyak node di dalamnya. Ini disebabkan karena setiap station dihubungkan dengan station yang lain. Pendekatan dengan menggunakan jaringan ini dibutuhkan bagi sistem yang membutuhkan koneksi yang tinggi. Jaringan ini menghasilkan respon waktu yang sangat cepat. Stationstation tidak membutuhkan protokol tambahan, kareana tidak ada fungsi switchingnya. Bagaimmanapun, network dengan jaringan mesh cukup mahal, karena dengan setiap kali penambahan suatu station, line komunikasinya harus
22
menjangkau setiap station yang ada dalam jaringan tersebut. Karena alasan inilah jaringan mesh ini jarang digunakan.
Gambar 2.8. Topologi Mesh Keuntungan : •
Hubungan dedicated links menjamin data langsung dikirimkan ke komputer tujuan tanpa harus melalui komputer lainnya sehingga dapat lebih cepat karena satu link digunakan khusus untuk berkomunikasi dengan komputer yang dituju saja (tidak digunakan secara beramairamai/sharing).
•
Memiliki sifat Robust, yaitu Apabila terjadi gangguan pada koneksi komputer A dengan komputer B karena rusaknya kabel koneksi (links) antara A dan B, maka gangguan tersebut tidak akan memengaruhi koneksi komputer A dengan komputer lainnya.
23 •
Privacy dan security pada topologi mesh lebih terjamin, karena komunikasi yang terjadi antara dua komputer tidak akan dapat diakses oleh komputer lainnya.
•
Memudahkan proses identifikasi permasalahan pada saat terjadi kerusakan koneksi antar komputer.
Kerugian : •
Membutuhkan banyak kabel dan port I/O. semakin banyak komputer di dalam topologi mesh maka diperlukan semakin banyak kabel links dan port I/O (lihat rumus penghitungan kebutuhan kabel dan port).
•
Hal tersebut sekaligus juga mengindikasikan bahwa topologi jenis ini harus terkoneksi secara langsung dengan komputer lainnya maka instalasi dan konfigurasi menjadi lebih sulit.
•
Banyaknya kabel yang digunakan juga mengisyaratkan perlunya space yang memungkinkan di dalam ruangan tempat komputer-komputer tersebut berada.
2.5 Jenis-Jenis Media Transmisi Menurut Straubhaar (2004, p30-63), Media transmisi adalah sarana untuk mengirimkan informasi dari satu tempat (source) ke tempat lainnya (destination). Berdasarkan terlihat atau tidak terlihatnya suatu media transmisi, dapat dibedakan menjadi:
2.5.1 Guided Transmission Media
24
Guided
transmission
media
merupakan
jaringan
yang
menggunakan sistem kabel.
2.5.1.1
Twisted Pair Cable Twisted pair cable atau kabel pasangan berpilin terdiri dari dua
buah konduktor yang digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi atau meniadakan interferensi elektromagnetik dari luar seperti radiasi elektromagnetik dari kabel Unshielded twisted-pair (UTP),dan crosstalk yang terjadi di antara kabel yang berdekatan. Ada dua macam Twisted Pair Cable, yaitu kabel STP dan UTP. Kabel STP (Shielded Twisted Pair) merupakan salah satu jenis kabel yang digunakan dalam jaringan komputer. Kabel ini berisi dua pasang kabel (empat kabel) yang setiap pasang dipilin. Kabel STP lebih tahan terhadap gangguan yang disebebkan posisi kabel yang tertekuk. Pada kabel STP attenuasi akan meningkat pada frekuensi tinggi sehingga menimbulkan crosstalk dan sinyal noise. Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) banyak digunakan dalam instalasi jaringan komputer. Kabel ini berisi empat pasang kabel yang tiap pasangnya dipilin (twisted). Kabel ini tidak dilengkapi dengan pelindung (unshilded). Kabel UTP mudah dipasang, ukurannya kecil, dan harganya lebih murah dibandingkan jenis media lainnya. Kabel UTP sangat rentan dengan efek interferensi elektris yang berasal dari media di sekelilingnya.
25
2.5.1.2
Coaxial Cable Kabel koaksial adalah suatu jenis kabel yang menggunakan dua
buah konduktor. Kabel ini banyak digunakan untuk mentransmisikan sinyal frekuensi tinggi mulai 300 kHz keatas. Karena kemampuannya dalam menyalurkan frekuensi tinggi tersebut, maka sistem transmisi dengan menggunakan kabel koaksial memiliki kapasitas kanal yang cukup besar. Ada beberapa jenis kabel koaksial, yaitu thick coaxial cab le (mempunyai diameter besar) dan thin coaxial cable (mempunyai diameter lebih kecil). Keunggulan kabel koaksial adalah dapat digunakan untuk menyalurkan informasi sampai dengan 900 kanal telepon, dapat ditanam di dalam tanah sehingga biaya perawatan lebih rendah, karena menggunakan penutup isolasi maka kecil kemungkinan terjadi interferensi dengan sistem lain. Kelemahan kabel koaksial adalah mempunyai redaman yang relatif besar sehingga untuk hubungan jarak jauh harus dipasang repeater-repeater, jika kabel dipasang diatas tanah, rawan terhadap gangguan-gangguan fisik yang dapat berakibat putusnya hubungan.
2.5.1.3
Fiber Optic Fiber optic adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau
plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Berdasarkan mode transmisi yang digunakan serat optik terdiri atas Multimode Step Index, Multimode Graded Index, dan Singlemode Step Index. Keuntungan serat optik
26
adalah bentuknya lebih ramping, kapasitas transmisi yang lebih besar, sedikit sinyal yang hilang, data diubah menjadi sinyal cahaya sehingga lebih cepat, tenaga yang dibutuhkan sedikit, dan tidak mudah terbakar. Kelemahan serat optik antara lain biaya yang mahal untuk peralatannya, memerlukan konversi data listrik ke cahaya dan sebaliknya yang rumit, memerlukan peralatan khusus dalam prosedur pemakaian dan pemasangannya, serta untuk perbaikan yang kompleks membutuhkan tenaga yang ahli di bidang ini. Selain merupakan keuntungan, sifatnya yang tidak menghantarkan listrik juga merupakan kelemahannya karena memerlukan alat pembangkit listrik eksternal.
27
2.5.2
Unguided Transmission Media Unguided
transmission
Media
merupakan
jaringan
yang
menggunakan sistem gelombang.
2.5.2.1
Gelombang Mikro Gelombang mikro (microwave) merupakan bentuk radio yang
menggunakan frekuensi tinggi (dalam satuan gigahertz), yang meliputi kawasan UHF, SHF dan EHF. Gelombang mikro banyak digunakan pada sistem jaringan MAN, warnet dan penyedia layanan internet (ISP). Keuntungan menggunakan gelombang mikro adalah akuisisi antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat membawa jumlah data yang besar, biaya murah karena setiap tower antena tidak memerlukan lahan yang luas, frekuensi tinggi atau gelombang pendek karena hanya membutuhkan antena yang kecil. Kelemahan gelombang mikro adalah rentan terhadap cuaca seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat terbang yang melintas di atasnya.
2.5.2.2
Satelit Satelit adalah media transmisi yang fungsi utamanya menerima
sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain. Satelit yang mengorbit pada ketinggian 36.000 km di atas bumi memiliki angular orbital velocity yang sama dengan orbital velocity bumi. Hal ini menyebabkan posisi satelit akan relatif stasioner
28
terhadap bumi (geostationary), apabila satelit tersebut mengorbit di atas khatulistiwa. Pada prinsipnya, dengan menempatkan tiga buah satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat menjangkau seluruh permukaan bumi. Keuntungan satelit adalah lebih murah dibandingkan dengan menggelar kabel antar benua, dapat menjangkau permukaan bumi yang luas, termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah, meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial. Kekurangannya adalah keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran yang besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal, atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz membatasi penggunaan frequency carrier. Contoh stasiun penerima sinyal dari satelit adalah VSAT (Very Small Aperture Terminal).
2.5.2.3
Gelombang Radio Gelombang radio adalah media transmisi yang dapat digunakan
untuk mengirimkan suara ataupun data. Kelebihan transmisi gelombang radio adalah dapat mengirimkan isyarat dengan posisi sembarang (tidak harus lurus) dan dimungkinkan dalam keadaan bergerak. Frekuensi yang digunakan antara 3 KHz sampai 300 GHz. Gelombang radio digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz sampai 1 GHz termasuk radio FM dan UHF dan VHF televisi. Untuk komunikasi data digital digunakan packet radio. Contoh-contoh bentuk implementasi
teknologi
perangkat
keras
yang
menggunakan
29
gelombang radio yang berkembang dengan pesat adalah telepon seluler, wireless modems, dan wireless LAN (Local Area Network).
2.5.2.4
Inframerah Inframerah biasa digunakan untuk komunikasi jarak dekat,
dengan kecepatan 4 Mbps. Dalam penggunaannya untuk pengendalian jarak jauh, misalnya remote control pada televisi serta alat elektronik lainnya. Keuntungan inframerah adalah kebal terhadap interferensi radio dan elekromagnetik, inframerah mudah dibuat dan murah, instalasi mudah, mudah dipindah-pindah, keamanan lebih tinggi daripada gelombang radio. Kelemahan inframerah adalah jarak terbatas, tidak dapat menembus dinding, harus ada lintasan lurus dari pengirim dan penerima, tidak dapat digunakan di luar ruangan karena akan terganggu oleh cahaya matahari.
2.6
Parameter QoS (Quality of Service) Menurut Rifiani (2009, p2-3), Quality of Service (QoS) adalah kemampuan jaringan untuk meyediakan layanan yang baik. Berikut beberapa istilah yang berkaitan dengan parameter QoS:
• Delay adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah paket data terhitung dari saat pengiriman oleh transmitter sampai saat diterima oleh receiver. Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk mencari delay.
30
Delay / t = (Tr – Ts) detik
(0≤t≤T)
Dimana : Tr = Waktu Penerimaan paket (detik) Ts = Waktu pengiriman paket (detik) T = Waktu simulasi t = Waktu pengambilan sampel
• Data Rate adalah ukuran kecapatan transmisi data, yang memiliki satuan bps (bytes per second)
• Latency adalah waktu maksimum yang dibutuhkan dari transmisi ke penerimaan yang diukur dengan satuan milidetik.
• Packet Loss adalah ukuran error rate dari transmisi packet data yang diukur dalam persen. Cara perhitungan packet loss yaitu sebagai berikut. Packet loss = (Pd/Ps) x 100%
(0≤t≤T)
Dimana : Pd = Paket yang mengalami drop (paket) Ps = Paket yang dikirim (paket) T = Waktu simulasi (detik) t = Waktu pengambilan sampel (detik)
31
• Throughput adalah jumlah bit atau paket dari suatu unit data yang diterima dengan benar oleh receiver. Cara menghitung throughput yaitu sebagai berikut. Throughput = Pr/lama pengiriman paket (0≤t≤T) Dimana : Pr = Paket yang diterima (paket) T = Waktu simulasi (detik) t = Waktu pengambilan sampel (detik)
2.7
Sinyal dan Data Dalam komunikasi data harus dibedakan antara data dan sinyal. Data didefinisikan sebagai besaran yang mengandung atau membawa arti, sedangkan sinyal adalah representasi data tersebut dalam bentuk besaran listrik seperti tegangan atau arus. Baik data maupun sinyal dapat berupa analog ataupun digital. Data analog adalah sinyal data yang mempunyai nilai yang terus-menerus untuk selang waktu tertentu. Contoh data analog misalnya suara, video dan lain sebagainya. Data digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai nilai-nilai diskrit. Contoh data digital misalnya teks, bilangan bulat, dan lain sebagainya. Sinyal Analog Disebarkan melalui amplifier; perlakuan yang sama baik sinyal yang digunakan sebagai data analog atau digital. Anggap bahwa sinyal analog mewakili data digital. Sinyal disebarkan melalui repeater; pada tiap repeater, data digital diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai untuk
32
menghasilkan suatu sinyal analog baru yang berbeda. Sinyal digital mewakili suatu aliran dari ‘1′ dan ‘0′, dimana mungkin mewakili data digital atau mungkin suatu encoding dari data analog. Sinyal disebarkan melalui repeaterrepeater; pada tiap repeater, aliran dari ‘1′ dan ‘0′ diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai untuk menghasilkan suatu sinyal digital baru yang berbeda. Dalam konsep data dan sinyal juga terdapat istilah seperti Bursty traffic dan Periodic signal. Periodic signal, artinya perulangan siklus yang berulang dengan sendirinya. Sebuah sinyal periodik yang ideal adalah yang abadi, tetapi dalam prakteknya jika sinyal yang ada untuk jangka waktu cukup lama, hal itu memenuhi syarat untuk disebut sebagai Periodic signal. Bursty Traffic adalah urutan paket yang ditransmisikan kembali ke belakang. Bursty traffic adalah lalu lintas di mana bandwidth jangka pendek melebihi bandwidth rata-rata. Busrty traffic mungkin menyebabkan delay yang berlebihan dan packet loss. Packet loss tersebut ternyata dapat menurunkan kinierja komunikasi TCP lebih dari delay bandwidth yang tinggi pada jaringan.
2.8
Top-Down Approach Menurut Goldman (2004, p17-19), Salah satu metodologi terstruktur yang dikenal sebagai top-down approach. Pendekatan semacam ini dapat digambarkan secara grafis dalam model top-down yang ditunjukkan pada Gambar di berikut ini.
33
Gambar 2.9. Top-Down Model
Penggunaan dari top-down approach seperti yang digambarkan dalam model top-down adalah relatif mudah. Top-down approach cocok untuk analisis dan desain jaringan yang dilakukan dengan memastikan bahwa desain jaringan yang diimplementasikan memenuhi kebutuhan bisnis dan tujuan yang memotivasi desain di tempat awalnya. Top-down approach memerlukan analisis jaringan untuk memahami kendala dan tujuan bisnis, serta aplikasi sistem informasi dan data pada aplikasi yang dijalankan, sebelum mempertimbangkan komunikasi data dan option jaringan.
34
Perhatikan network layer yang terdapat dalam model top-down tersebut. Bukan kebetulan bahwa data komunikasi dan jaringan membentuk dasar dari sistem informasi yang canggih saat ini. Jaringan Aproperly dirancang mendukung pengiriman fleksibel data ke program aplikasi yang
terdistribusi, yang
memungkinkan perusahaan untuk merespon kebutuhan pelanggan dengan cepat dan melakukan perubahan kondisi pasar dengan cepat. Bagaimana penggunaan yang tepat dari top-down model memastikan efektif, analisis berorientasi dengan desain jaringan? Tabel 2.1 merupakan daftar analisis proses yang terkait dengan setiap layer dari model top-down. Seharusnya dimulai dengan tujuan tingkat business. Tanpa pemahaman yang jelas tentang tujuan dari tingkat business hampir tidak mungkin untuk kita dapat mengimplementasikan sebuah jaringan dengan baik. Dalam banyak kasus, bisnis mengambil kesempatan ini untuk menguji kembali dengan kritis proses bisnis mereka dalam sebuah metodologi analisis yang dikenal sebagai business process reengineering (BPR).
35
Tabel 2.1. Analisis Proses Top-Down Model Layer Top-Down Model Layer Business Layer
Application Layer
Data Layer
Network Layer
Analisis Proses • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Technology Layer
• • • • •
Strategis perencanaan bisnis Rekayasa ulang proses bisnis Mengidentifikasi fungsi bisnis utama Identifikasi proses bisnis Mengidentifikasi peluang bisnis Pengembangan aplikasi Sistem analisis dan desain Mengidentifikasi kebutuhan informasi Diperlukan informasi proses bisnis dan peluang Database analisis dan desain Data modeling Distribusi data analisis Desain arsitektur Client/server Desain Database Terdistribusi Pengumpulan data dan distribusi informasi, serta kebutuhan bisnis Jaringan analisis dan desain Logikal desain jaringan Jaringan implementasi perencanaan Jaringan pengelolaan dan pemantauan kinerja Desain jaringan logis untuk pengumpulan data dan distribusi desain Teknologi analisis grid Media hardware-software teknologi analisis Desain jaringan fisik Implementasi jaringan fisik Desain jaringan fisik ke desain jaringan logis
Setelah tujuan business layer dipahami, seseorang harus memahami aplikasi yang akan berjalan pada sistem komputer yang melekat pada jaringan ini. Setelah semua itu, aplikasi yang akan menghasilkan lalu lintas yang akan melakukan perjalanan melalui jaringan yang diimplementasikan.
36
Setelah application layer dipahami dan telah didokumentasikan, data yang menghasilkan aplikasi harus diperiksa. Dalam hal ini, istilah data yang digunakan dalam pengertian umum, sebagai jaringan saat ini cenderung untuk mengangkut berbagai muatan termasuk suara, video, gambar, dan fax di samping data yang benar. Analisis lalu lintas data harusnya tidak hanya menentukan jumlah data yang akan diangkut, tetapi juga karakteristik penting tentang sifat data. Setelah analisis lalu lintas data selesai, berikut yang harus di ketahui : • Lokasi fisik data (Where?) • Karakteristik data dan masalah kompabilitas (What?) • Jumlah data yang dihasilkan dan diangkut (How much?)
Mengingat persyaratan sebagaimana ditentukan oleh layer atas dari topdown model, pekerjaan berikutnya adalah untuk menentukan persyaratan jaringan yang akan memproses kapabilitas untuk memberikan data ini secara tepat waktu, dengan biaya-efektif. Kriteria kinerja network ini dapat disebut sebagai network yang diimplementasikan harus lakukan untuk memenuhi tujuan bisnis yang digariskan pada awal analisis top-down. Persyaratan ini juga disebut sebagai logical network design. Analisis technology layer, sebaliknya, menentukan bagaimana berbagai komponen-komponen
hardware
dan
software
yang
digabungkan
untuk
membangun sebuah jaringan fungsional yang memenuhi tujuan bisnis yang telah ditentukan. Penggambaran technology yang dibutuhkan disebut physical network design.
37
Secara keseluruhan, hubungan antara layer dari top-down model dapat digambarkan sebagai berikut: analisis pada layer atas menghasilkan persyaratan yang diturunkan ke layer yang lebih rendah, sementara solusi yang memenuhi persyaratan ini diteruskan kembali ke layer atas. Jika hubungan antara layer berlaku di seluruh bisnis yang berorientasi analisis jaringan, maka teknologi yang diimplementasikan (layer bawah) harus memenuhi tujuan bisnis awalnya yang digariskan (layer atas). Oleh karena itu, namanya, top-down approach.
38
2.9
Program Simulasi Jaringan NS-3 (sumber http://www.nsnam.org) NS-3 adalah program simulasi jaringan yang open source, yang umumnya banyak digunakan oleh para peneliti, akademisi, dan praktisi. NS-3 dibuat dengam menggunakan bahasa pemrograman C++ dan juga menggunakan script python. Untuk dapat menggunakan NS-3, hal yang harus dilakukan adalah mengunduh dan memasang NS-3 ke dalam sistem komputer.
2.9.1 Dasar Prosedur Simulasi NS-3
Gambar 2.10. Dasar Prosedur Simulasi NS-3
Gambar 2.10 menunjukan alur dasar prosedur dalam pembuatan simulasi jaringan dengan menggunakan NS-3. Berikut ini deskripsi dari masing-masing tahapnya.
39
2.9.1.1
Mengaktifkan Logging Langkah ini bertujuan untuk mengaktifkan fitur logging yang
ada di NS-3 yang dapat ditampilkan pada konsol Linux dan juga dapat dicatat pada logging file packet capture yang dapat dibaca oleh aplikasi Wireshark untuk melakukan trace pada paket yang mengalir dalam simulasi yang dibuat. Logging dapat diaktifkan dengan cara menyisipkan kode berikut pada kode program simulasi.
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ( “FirstScriptExample” ); LogComponentEnable(“UdpEchoClientApplication”,LOG_LEVEL_IN FO); LogComponentEnable(“UdpEchoServerApplication”,LOG_LEVEL_I NFO);
40
2.9.1.2
Merancang Topologi Jaringan
Pembuatan Node Penentuan Topology Helper
Pemasangan Net Device
Pemasangan Protocol Stack Penentuan alamat IP Gambar 2.11. Perancangan Topologi Jaringan di NS-3
1)
Pembuatan Node Kode berikut ini berfungsi untuk membuat node pada NS-3
yang merepresentasikan komputer-komputer pada simulasi.
NodeContainer nodes; nodes.Create (2);
Node merepresentasikan komputer yang akan ditambahkan sesuatu seperti protokol, aplikasi, dan peripheral card. Topology helper NodeContainer menyediakan sebuah cara yang mudah untuk membuat, mengontrol, dan mengakses Node apapun yang
41
telah dibuat untuk dapat menjalankan sebuah simulasi. Pada baris
pertama
kode
di
atas
mendeklarasikan
sebuah
NodeContainer yang dipanggil sebagai nodes. Pada baris kedua memanggil metode Create pada objek nodes dan meminta NodeContainer untuk membuat dua buah node. Langkah selanjutnya dalam pembuatan sebuah topologi jaringan adalah dengan menghubungkan node yang telah dibuat pada sebuah jaringan. Bentuk paling sederhana dari sebuah jaringan yang dapat dibuat adalah sebuah jalur point-to-point antara dua node.
2)
Penentuan Topology Helper Dalam membuat topologi point-to-point, topology helper
PointToPointHelper diperlukan untuk membuat jalur untuk menghubungkan kedua node. Istilah yang akan digunakan dalam hal ini adalah Net Device dan Channel. Dalam dunia nyata, istilah tersebut sesuai dengan peripheral card dan kabel jaringan. Umumnya, kedua hal ini berhubungan erat dan tidak dapat ditukar-tukar satu sama lain, sebagai contoh menggunakan perangkat Ethernet tetapi dengan channel wireless. Oleh karena itu, pada pembuatan jalur point-to-point akan menggunakan PointToPointHelper menghubungkan
objek
untuk
mengkonfigurasi
dan
NS-3
PointToPointNetDevice
dan
PointToPointChannel yang ditunjukan pada kode di bawah ini.
42
PointToPointHelper pointToPoint; pointToPoint.setDeviceAttribute(“DataRate”, StringValue (“5Mbps”)); pointToPoint.setChannelAttribute (“Delay”, StringValue (“2ms”));
Pada
baris
pertama
diinisiasikan
objek
PointToPointHelper. Lalu pada baris berikutnya kode di atas memberitahu objek PointToPointHelper untuk menggunakan nilai “5Mbps” (lima megabit per detik) sebagai “DataRate” ketika membuat sebuah objek PointToPointNetDevice. Kata “DataRate”merupakan atribut dari PointToPointNetDevice. Lalu pada baris ketiga, PointToPointHelper diminta untuk memakai nilai “2ms” (dua milidetik) sebagai besarnya delay transmisi dari setiap channel point-to-point yang dibuat.
3)
Pemasangan Net Device Untuk menampung objek NetDevice yang akan dibuat,
digunakanlah
NetDeviceContainer,
seperti
halnya
pada
NodeContainer untuk menampung node yang telah dibuat. Kode di bawah ini akan menyelesaikan pengkonfigurasian device dan channel.
43
NetDeviceContainer devices; devices = pointToPoint.Install (nodes);
Metode install pada PointToPointHelper
memiliki
parameter yaitu NodeContainer. PointToPointNetDevice akan terbentuk dan tersimpan pada NetDeviceContainer sebanyak jumlah node yang ada dalam NodeContainer, dalam hal ini sebanyak dua buah karena untuk topologi point-to-point. Sebuah PointToPointChannel
telah
terbentuk
dan
dua
buah
PointToPointNetDevice telah terpasang. Kedua device akan terkonfigurasi untuk mengirimkan data dengan kecepatan sebesar lima megabit per detik melalui channel yang telah terbentuk yang memiliki delay sebesar dua milidetik.
4)
Pemasangan Protocol Stack Setelah node dan device terkonfigurasi dengan baik,
langkah berikutnya yaitu memasang protokol pada node yang telah dibuat. Kode berikut berfungsi untuk pemasangan protokol tersebut.
InternetStackHelper stack; stack.Install (nodes);
44
InternetStackHelper adalah sebuah topology helper yang berfungsi untuk memasangkan protokol Internet pada point-topoint net device. Metode Install memiliki parameter yakni NodeContainer. Ketika dijalankan, akan diinstall stack Internet seperti TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), IP (Internet Protocol), dan sebagainya pada setiap node yang ada dalam NodeContainer.
5)
Penentuan alamat IP Berikutnya node yang telah dibuat akan dipasangkan
alamat IP untuk dapat berkomunikasi antar node satu sama lain. Topology helper IPv4AddressHelper ini berfungsi untuk mengatur pengalokasian dari alamat IP. Berikut ini kode yang bertujuan untuk menetapkan alamat IP pada node yang telah dibuat.
IPv4AddressHelper address; address.SetBase (“10.1.1.0”, “255.255.255.0”);
Pada baris pertama mendeklarasikan sebuah objek address helper yang memberitahukan agar alamat IP yang dialokasikan adalah dengan jaringan 10.1.1.0 dan menggunakan subnet mask 255.255.255.0. Secara default alamat yang dialokasikan akan
45
dimulai dari satu dan akan bertambah secara statik, maka alamat pertama yang dialokasikan dalam hal ini adalah 10.1.1.1, diikuti dengan 10.1.1.2, dan seterusnya. Sistem NS-3 dapat mengingat seluruh alamat IP yang telah dialokasikan sehingga bila secara tidak sengaja menetapkan alamat IP yang sama maka akan menimbulkan fatal error. Lalu kode berikutnya adalah seperti berikut.
IPv4InterfaceContainer
interfaces
=
address.Assign
(devices);
Objek IPv4Interface dibutuhkan untuk mengasosiasikan antara alamat IP dengan device. IPv4InterfaceContainer di atas berfungsi untuk menampung daftar dari objek IPv4Interface sebagai referensi yang mungkin akan dipakai di lain kesempatan. Sekarang, sebuah jaringan point-to-point sudah terbentuk dengan baik. Yang diperlukan selanjutnya adalah aplikasi untuk menghasilkan aliran data.
2.9.1.3
Membuat Aplikasi Salah satu unsur inti yang ada dalam NS-3 adalah Application.
Contoh
spesialisasi
dari
class
Application
adalah
seperti
UdpEchoServerApplication dan UdpEchoClientApplication. Sama seperti sebelumnya, objek helper digunakan untuk mengkonfigurasi
46
dan mengendalikan sebuah objek dengan lebih mudah. Oleh karena itu,
digunakanlah
objek
UdpEchoServerHelper
dan
UdpEchoClientHelper.
1)
UdpEchoServerHelper Kode di bawah ini adalah untuk melakukan pemasangan sebuah UdpEchoServerApplication pada salah satu dari node yang telah dibuat.
UdpEchoServerHelper echoServer (9); ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install (nodes.Get (1)); serverApps.Start (Seconds (1.0)); serverApps.Stop (Seconds (10.0));
Baris pertama pada potongan kode di atas mendeklarasikan UdpEchoServerHelper. Seperti biasa, ini bukan aplikasi itu sendiri, melainkan sebuah objek yang dapat membantu untuk membuat aplikasi. Lalu atribut yang ada pada constructor helper adalah nomor port yang diketahui baik server maupun client.
Seperti
pada
UdpEchoServerHelper
objek
helper
lainnya,
objek
juga
memiliki
metode
Install.
Dijalankannya metode ini akan menginisiasi aplikasi echo server
47
dan memasangkannya pada sebuah node. Pada baris kedua, ApplicationContainer dideklarasikan dan berisi aplikasi server. Metode Install mempunyai parameter NodeContainer yang akan memasang aplikasi server pada node yang berada pada NodeContainer dengan indeks 1. Aplikasi tersebut membutuhkan sebuah waktu untuk memulai menghasilkan aliran data dan juga waktu untuk berhenti. Pada kode di atas menggunakan casting Seconds untuk mengkonversikan format bilangan pada C++ ke objek Time pada NS-3. Baris 3 dan 4 pada kode di atas akan membuat aplikasi echo server untuk menyalakan pada detik ke-1 pada simulasi dan berhenti pada detik ke-10 pada simulasi.
2)
UdpEchoClientHelper Pemasangan aplikasi echo client sama halnya seperti pada
server. Terdapat UdpEchoClientApplication yang dikendalikan oleh sebuah UdpClientEchoHelper.
UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress (1), 9); echoClient.SetAttribute (“MaxPackets”, UintegerValue (1)); echoClient.SetAttribute (“Interval”, TimeValue (Seconds (1.)));
48
echoClient.SetAttribute (“PacketSize”, UintegerValue (1024));
ApplicationContainer clientApps = echoClient.Install(nodes.get (0)); clientApps.Start (Seconds (2.0)); clientApps.Stop (Seconds (10.0));
Pada baris pertama kode di atas terdapat dua buah atribut yang ditetapkan pada saat pembuatan UdpEchoClientHelper. Secara internal di dalam helper, parameter diteruskan untuk menetapkan atribut RemoteAddress dan RemotePort. Dalam contoh ini, RemoteAddress adalah alamat dari server dan paket data akan dikirimkan ke RemotePort 9. Atribut MaxPackets memberitahukan kepada client jumlah paket maksimum yang diperbolehkan untuk dikirimkan selama simulasi. Atribut Interval memberitahu pihak client berapa lama jeda waktu pengiriman paket. Atribut PacketSize memberitahukan client seberapa besar ukuran tiap paket yang akan dikirimkan. Pada contoh kode di atas menunjukan bahwa client akan mengirimkan sebuah paket yang berukuran 1024 byte. Lalu seperti pada echo server, echo client juga memiliki waktu kapan aplikasi client mulai menyala dan kapan akan berhenti.
49
2.9.1.4
Menjalankan Simulasi Untuk menjalankan simulasi NS-3 digunakan fungsi global
seperti berikut. Simulator::Run (); Simulator::Destroy ();
2.9.2 Dasar Model Simulasi NS-3
Gambar 2.12. Dasar Model Simulasi NS-3
Gambar di atas menunjukan dasar dari model simulasi dengan menggunakan NS-3. Semua simulasi jaringan yang dibuat dengan menggunakan NS-3 mengikuti alur model tersebut. Dimana paket yang dihasilkan oleh Application akan melewati berbagai susunan protokol sebelum dikirimkan melalui Channel oleh NetDevice. Application, Protocol stack, dan NetDevice tersebut terdapat dalam sebuah Node yang telah dibuat.
50
Lalu paket tersebut akan dikirimkan ke Node yang dituju, yang pertama-tama akan diterima oleh NetDevice Node yang dituju, kemudian melewati lapisan protokol, dan akan dibaca dan ditampilkan isi dari paket tersebut oleh Application juga. Channel berfungsi sebagai media perantara yang menjembatani antara Node yang satu dengan yang lain.
