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