KONSEP DASAR JARINGAN KOMPUTER

Model komputer tunggal yang melayani seluruh tugas-tugas komputasi suatu organisasi telah diganti oleh sekumpulan komputer yang berjumlah banyak dan terpisah tetapi saling berhubungan dalam melaksanakan tugasnya. Sistem ini disebut sebagai jaringan komputer (Computer Network). Jaringan komputer dapat diartikan sebagai suatu himpunan interkoneksi sejumlah komputer. Dua buah komputer dikatakan membentuk suatu jaringan bila keduanya saling bertukar informasi.

1.1  Konsep 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, program-program, dan menggunakan bersama perangkat keras.

Jaringan komputer dapat diartikan pula sebagai kumpulan sejumlah terminal komunikasi yang berada di berbagai lokasi yang terdiri dari lebih dari satu komputer yang saling berhubungan.

Dalam sebuah jaringan komputer umumnya saling berhubungan banyak komputer ke sebuah atau beberapa server. Server adalah komputer yang berfungsi sebagai “pelayan” pengiriman data dan/atau penerima data serta mengatur pengiriman dan penerimaan data diantara komputer-komputer yang tersambung.

Tujuan Membangun Jaringan Komputer

Suatu jaringan komputer dibangun untuk membawa informasi secara tepat dan tanpa adanya kesalahan dari sisi pengirim (transmitter) menuju ke sisi penerima (reciever) melalui media komunikasi.

Walaupun demikian terdapat beberapa kendala, misalnya masih mahalnya fasilitas komunikasi yang tersedia dan bagaimana pemanfaatan jaringan komunikasi menjadi lebih efektif dan efisien, serta masih terdapatnya berbagai macam gangguan saat data di transmisikan.

Manfaat Jaringan Komputer

Jaringan mempunyai beberapa manfaat yang lebih dibandingkan dengan komputer yang berdiri sendiri. Jaringan memungkinkan manajemen sumber daya lebih efisien. Misalnya : 

·         Banyak pengguna dapat saling berbagi (resource sharing)printer tunggal dengan kualitas tinggi, dibandingkan memakai printer kualitas rendah di masing-masing meja kerja. Selain itu, lisensi perangkat lunak jaringan dapat lebih murah dibandingkan lisensi stand-alone terpisah untuk jumlah pengguna sama.

·         Jaringan membantu mempertahankan informasi agar tetap andal dan up-to-date. Sistem penyimpanan data terpusat yang dikelola dengan baik memungkinkan banyak pengguna mengakses data dari berbagai lokasi yang berbeda, dan membatasi akses ke data sewaktu sedang diproses.

·         Jaringan membantu mempercepat proses berbagi data (data sharing). Transfer data pada jaringan selalu lebih cepat dibandingkan sarana berbagi data lainnya yang bukan jaringan.

·         Jaringan memungkinkan kelompok-kerja berkomunikasi dengan lebih efisien. Surat dan penyampaian pesan elektronik merupakan substansi sebagian besar sistem jaringan, disamping sistem penjadwalan, pemantauan proyek, konferensi online dan groupware, dimana semuanya membantu team bekerja lebih produktif.

·         Jaringan juga membantu usaha dalam melayani klien mereka secara lebih efektif.

1.2  Perangkat Keras Jaringan

Proses penetapan perangkat keras jaringan komputer relatif lebih mudah dibanding dengan perangkat lunak. Walaupun terdapat berbagai jenis jaringan komputer yang berbeda, namun semuanya memiliki karakteristik perangkat keras tertentu yang sifatnya umum. Untuk menentukan perangkat keras jaringan komputer terdapat dua hal yang sangat penting, yaitu teknologi transmisi dan jarak. Secara garis besar teknologi transmisi dibedakan menjadi dua yaitu jaringan broadcast dan jaringan point-to-point.

Jaringan broadcast memiliki saluran komunikasi tunggal yang dipakai bersama-sama oleh semua komputer yang ada pada jaringan tersebut. Sedangkan point-to-point terdiri dari sejumlah pasangan komputer yang ada dalam jaringan komputer.

Jarak merupakan hal yang penting untuk membangun sebuah jaringan komputer. Berdasarkan jarak dan area kerjanya jaringan komputer dibedakan dalam tiga kelompok :

-          Local Area Network (LAN)

-          Metropolitan Area Network (MAN)

-          Wide Area Network (WAN)

1.2.1        LAN

LAN digunakan untuk menghubungkan komputer-komputer pribadi dan  workstation dalam suatu perusahaan yang menggunakan peralatan secara bersama-sama dan saling bertukar informasi. Pada umumnya LAN dimiliki oleh suatu perusahaan tanpa adanya campur tangan lain, misalnya jaringan telekomunikasi. LAN digunakan untuk menghubungkan simpul yang berada di daerah yang tidak terlalu jauh seperti dalam sebuah bangunan atau gedung dengan radius maksimum 10 kilometer. Dalam LAN umumnya kecepatan pengiriman data sangat tinggi, misalnya 10 Mbps, 100 Mbps bahkan ada yang sampai dengan 1000 Mbps.

Dalam LAN untuk menguraikan cara bagaimana komputer terhubung dalam suatu jaringan di kenal dengan istilah Topologi. Topologi menguraikan layout aktual dari perangkat keras jaringan sedangkan topologi logika menguraikan perilaku komputer dalam jaringan dari sudut pandang operator, dalam hal ini manusianya yaitu topologi fisik. Pada umumnya jaringan menggunakan satu atau lebih topologi fisik. Topologi fisik meliputi : BUS, STAR dan RING.

Topologi BUS adalah topologi umum dalam LAN. Satu kabel utama menghubungkan tiap simpul ke saluran tunggal kkomputer yang mengakses ujung dengan ujung. Masing-masing simpul di tiap komputer terhubung dengan simpul komputer yang lain, kecuali komputer dipaling ujung hanya terhubung dengan satu sisi simpulnya.

Dalam topologi STAR sebuah terminal pusat bertindak sebagai pengatur dan pengendali semua komunikasi data yang terjadi. Semua kontrol dalam totpologi STAR dipusatkan pada satu titik yang dinamakan stasion primer dan terminal lain sebagai stasion sekunder.

Topologi RING hampir sama dengan topologi BUS, hanya saja ujung dari topologi ini dihubungkan dengan ujung yang lain hingga menyerupai lingkaran.

Keuntungan kerugian dari jenis topologi :

Topologi	Keuntungan	Kerugian
BUS	Hemat kabel Layout kabel sederhana Mudah dikembangkan Tidak butuh kendali pusat	Deteksi dan isolasi kesalahan sangat kecil Kepadatan lalulintas tinggi Jika pemakai banyak kecepatan menurun Diperlukan repeater untuk jarak jauh
RING	Hemat kabel Dapat melayani lalulintas yang padat	Peka kesalahan Pengembangan jaringan lebih kaku kerusakan pada media pengirim dapat melumpuhkan kerja seluruh jaringan lambat, karena menunggu token
STAR	Flexibel Penambahan pengurangan tidak menggangu terminal lain Kontrol terpusat	Boros kabel Kontrol terpusat (HUB) menjadi elemen kritis

1.2.2        MAN

MAN merupakan versi LAN yang berukuran lebih besar dan biasanya menggunakan teknology yang sama dengan LAN. MAN merupakan pilihan membangun jaringan antar kantor dalam suatu kota. Jangkauan MAN antara 10 sampai dengan 50 km.

1.2.3        WAN

WAN adalah jaringan yang memiliki jarak yang sangat luas, karena radiusnya mencakup sebuah negara dan benua. Pada sebagian besar WAN, jaringan terdiri dari sejumlah banyak kabel atau saluran telepone yang menghubungkan jaringan satu dengan yang lain dengan media router.

1.3  PROTOKOL

Protokol adalah sebuah aturan yang mendefinisikan beberapa fungsi yang ada dalam sebuah jaringan komputer, misalnya mengirim pesan, data, informasi dan fungsi lain yang harus dipenuhi oleh si pengirim (transmitter) dan si penerima (reciever) agar komunikasi dapat berlangsung dengan benar. Selain itu protokol juga berfungsi untuk memungkinkan dua atau lebih komputer dapat berkomunikasi dengan bahasa yang sama.

Hal – hal yang harus diperhatikan dalam protokol adalah :

-          syntax; merupakan format data dan cara pengkodean yang digunakan untuk mengkodekan sinyal.

-          semantix; digunakan untuk mengetahui maksud dari informasi yang dikirim dan mengkoreksi kesalahan yang terjadi dari informasi tersebut.

-          timing; digunakan untuk mengetahui kecepatan transmisi data.

Fungsi Protokol

Secara umum fungsi protokol adalah menghubungkan sisi pengirim dan penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan dengan baik  dan benar dengan kehandalan yang tinggi. Sedangkan fungsi protokol secara detail sebagai berikut :

-          Fragmentasi dan reassembly

Fungsi dari fragmentasi dan reasembly adalah membagi informasi yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat sisi pengirim mengirimkan informasi tadi dan setelah diterima maka sisi penerima akan menggabungkan lagi menjadi paket berita yang lengkap.

-          Encapsulation

Fungsi dari encapsulation adalah melengkapi berita yang dikirimkan dengan address, kode-kode koreksi dan lain-lain.

-          Connection Control

Fungsi dari Conection Control adalah membangun hubungan komunikasi dari transmitter dan reciever, dimana dalam membangun hubungan ini termasuk dalam hal pengiriman data dan mengakhiri hubungan.

-          Flow control

Fungsi dari Flow Control adalah mengatur perjalanan data dari transmitter ke reciever.

-          Error Control

Dalam pengiriman data tak lepas dari kesalahan, baik itu dalam proses pengiriman maupun  pada waktu data itu diterima. Fungsi error control adalah mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada waktu data dikirimkan.

-          Transmission Service

Fungsi dari transmission service adalah memberi pelayanan komunikasi data khususnya yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data.

1.4  Model-model Referensi

Akhir-akhir ini perkembangan teknologi jaringan kian pesat. Berbagai macam teknologi diimpelentasikan di bidang hardware maupun software secara berbeda-beda tanpa ada aturan untuk men-standarisasi. Hasilnya, banyak perangkat jaringan tidak gampang digunakan pada sembarang jaringan, harus disesuaikan dengan kreteria perangkat yang bersangkutan. Demikian pula di bidang jaringan, akan mempersulit komunikasi antara satu dengan yang lain.

Untuk menghindari hal itu, International Organization for Standarization (ISO) mengupayakan berbagi macam skema standarisasi jaringan. ISO akhirnya membentuk sebuah model jaringan dengan tujuan untuk menjembatani pengembang piranti jaringan agar tetap saling bisa digunakan atau berkomunikasi walaupun dikembangkan oleh beberapa pengembang. Model jaringan tersebut adalah Open System Interconnection (OSI). OSI membagi kompleksitas komunikasi data asal (source) ke tujuan (destination) dengan melalui lapisan-lapisan (layer), dimana tiap lapisan secara jelas mempunyai fungsi dan hubungan antar lapisan.

1.4.1        Model Referensi OSI

OSI memberikan pandangan yang "abstrak" dari arsitektur jaringan yang dibagi dalam 7 lapisan. Model ini diciptakan berdasarkan sebuah proposal yang dibuat oleh International Standard Organization (ISO) sebagai langkah awal menuju standarisasi protokol internasional yang digunakan pada berbagai layer. Model ini disebut OSI Reference Model, karena model ini ditujukan bagi interkoneksi Open System. 

Open system diartikan sebagai suatu sistem yang terbuka untuk berkomunikasi dengan sistem-sistem lain yang berbeda arsitektur maupun Sistem Operasi. Prinsip-prinsip yang digunakan bagi ketujuh layer tersebut adalah :

-          Sebuah layer harus dibuat bila diperlukan tingkat abstraksi yang berbeda

-          Setiap layer harus memiliki fungsi tertentu

-          Fungsi layer di bawah adalah mendukung fungsi layer di atasnya

-          Fungsi setiap layer harus dipilih dengan teliti sesuai dengan ketentuan standar protokol internasional

-          Batas-batas setiap layer diusahakan agar meminimalkan aliran informasi yang melewati interface

-          Jumlah layer harus cukup banyak, sehingga fungsi-fungsi yang berbeda tidak perlu disatukan dalam satu layer di luar keperluannya. Akan tetapi jumlah layer juga harus diusahakan cukup sesedikit mungkin sehingga arsitektur jaringan tidak menjadi sulit dipakai .

Data mengalir dari lapisan aplikasi ke bawah hingga lapisan fisik (disebut komunikasi vertikal), kemudian data tersebut oleh sipenerima dikirim ke atas dari lapisan fisik ke lapisan aplikasi.

Lapisan berhubungan dengan lapisan lainnya melalui mekanisme yang disebut sebagai Service Access Point (SAP).

Sebagai contoh antar lapisan Transport, Network dan Data Link.

Physical Layer

Lapisan Fisik mengubah data dari  lapisan Data Link menjadi BITS,  atau disebut juga sebagai Bitstream. Transmisi Bits dilakukan melalui media elektronik, sinar atau lainnya. Pengubahan bits menjadi sinyal tergantung atas teknologi pengantar yang dipilih. Untuk komunikasi serial, maka sinyal dapat berbentuk voltage antara 12 volt dan -12 volt. Bila menggunakan fiber, maka bits akan diubah menjadi sinar LED’s atau laser.

Sinyal ini akan diantar ke tujuan, dan sipenerima akan mengubah sinyal menjadi BIT, kemudian BIT menjadi BYTE dan BYTE diserahkan ke lapisan berikutnya (Data Link) menjadi FRAME.

Implementasi LAN

• Ethernet/IEEE 802.3, Baseband LAN beroperasi 10 Mbps via kabel Coaksial.
• 100-Mbps Ethernet (Fast Ethernet), High-speed LAN.
• 1000-Mbps Ethernet (Gigabit Ethernet), High-speed LAN.
• Fiber Distributed Digital Interface (FDDI), 100-Mbps token-passing, dual-ring LAN menggunakan kabel Fiber-optic.
• Token Ring/IEEE 802.5, Token passing LAN yang beroperasi pada kecepatan 4 atau 16 Mbps via topologi star.

Implementasi WAN

• Serial Interface (async & sync)
• High-speed Serial Interface (HSSI)
• X.21 (Jaringan X.25)

Data Link

Komunikasi data dilakukan oleh lapisan DATA-LINK melalui identitas berupa alamat simpul yang disebut sebagai Hardware Address. Komunikasi antar komputer atau simpul jaringan hanya mungkin terjadi, bila kedua belah pihak mengetahui identitas masing-masing melalui hardware address. Hardware address ini disebut juga sebagai physical address atau layer-2 Address.  Protokol Data Link menentukan bentuk topologi yang digunakan, misalnya BUS untuk Ethernet, RING untuk Token Ring dan FDDI, point-to-point untuk komunikasi serial, atau point-to-multipoint untuk Frame Relay dan ATM.

Data Link dapat mendeteksi error dan memberikan notifikasi kepada lapisan diatasnya, bahwa terjadi kesalahan transmisi. Data Link tidak melakukan error-correction.

BYTES yang diterima dari lapisan fisik dirakit menjadi FRAME. FRAME terdiri atas FRAME-HEADER dan DATA, kemudian ditambah dengan FCS (Frame Check Sequence). Frame HEADER berisi informasi yang dibutuhkan oleh protokol Data-Link, antara lain:

• Hardware Address Pengirim dan Penerima
• Flag dan Control Bits

Teknologi LAN seperti Ethernet, Token Ring dan FDDI menggunakan 48 bit Media Access Control (MAC) sebagai hardware address.  Teknologi WAN seperti Frame Relay menggunakan DLCI (Data Link Control Identifier), ATM menggunakan VPI/VCI (Virtual Path Identifier/Virtual Chanel Identifier) dan X25 menggunakan X.21 sebagai hardware address.

Network Layer

Mendefinisikan logical addressing, mengkombinasikan multiple data link menjadi satu internetwork. Lapisan Network bertanggung jawab untuk membawa paket dari satu simpul ke simpul lainnya dengan mengandalkan logical address yang disebut juga sebagai Network-Address (Layer3-Address). Lapisan Network berfungsi sebagai "penerus paket" (Packet Forwarder), yaitu pengantar paket dari sumber (Source) ke tujuan (destinition). Sifat forwarder ini disebut sebagai routing. Fungsi routing didukung oleh routing protokol, yaitu protokol yang bertujuan :

• Mencari jalan terbaik menuju tujuan
• Tukar menukar informasi tentang topologi jaringan dengan router yang lainnya.

Implementasi Routing Protokol

• Border Gateway Protocol (BGP), Internet interdomain routing protocol
• Open Shortest Path First (OSPF)
• Routing Information Protocol (RIP)

Transport Layer

Fungsi lapisan Transport antara lain :

• Flow control
  Sinkronisasi pengiriman data, antara si penerima dan si pengirim harus terjadi interaksi untuk menjaga kehilangan data.
• Multiplexing
  Mengijinkan banyak layanan/aplikasi untuk mengakses satu network link yang sama.
• Virtual Circuit Management
  Membuka, menjaga dan terminasi hubungan komunikasi
• Error Checking & Recovery
  Mendeteksi error dan melakukan recovery misalnya dengan melakukan retransmisi.

Implementasi Lapisan Transport

• Transmission Control Protocol (TCP)
• User Datagram Protocol (UDP)
• Name Binding Protocol (NBP) dari Apple Talk

 Session Layer

Lapisan sesi membuka, merawat, mengendalikan dan melakukan terminasi hubungan antar simpul. Lapisan Aplikasi dan Presentasi melakukan request dan menunggu response yang dikoordinasikan oleh lapisan diatasnya (aplikasi) antar host.

Implementasi lapisan Sesi :

• RPC (Remote Procedure Call)
  Protocol yang mengeksekusi program pada komputer remote dan memberikan nilai balik kepada komputer lokal sebagai hasil eksekusi tersebut.
• Netbios API
  Session layer application programming interface
• NFS (Network File System)
• SQL (Structured Query Language)

Lapisan Presentasi

Lapisan presentasi melakukan coding dan konversi data :

• format data untuk image dan sound (JPG, MPEG, TIFF, WAV, ...)
• konversi EBCDIC-ASCII
• presentasi Big Endian dan Little Endian
• Kompresi
• Enkripsi

Lapisan Aplikasi

Aplikasi adalah layanan/service yang mengimplementasikan komunikasi antar simpul. Lappisan aplikasi melakukan hal sbb :

• Mengidentifikasikan mitra komunikasi
• Aplikasi transfer data
• Resource Availability
• Lapisan aplikasi terkait dengan aplikasi end-user

Implementasi Leyer Aplikasi

• Telnet
• File Transfer Protocol (FTP)
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

1.4.2        Model Referensi TCP/IP

TCP/IP adalah singkatan dari Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Dalam hal ini TCP bertugas menerima pesan elektronik dengan panjang sembarang dan membaginya ke dalam bagian-bagian berukuran 64K. Dengan membagi pesan menjadi bagian-bagian, maka  perangkat lunak yang mengontrol komunikasi jaringan dapat mengirim tiap bagian dan menyerahkan prosedur pemeriksaan bagian demi bagian. Apabila suatu bagian mengalami kerusakan selama transmisi, maka program pengirim hanya perlu mengulang transmisi bagian itu dan tidak perlu mengulang dari awal.

Sedangkan IP mengambil bagian – bagian, memeriksa ketepatan bagian-bagian, pengalamatan ke sasaran yang dituju            dan memastikan apakah bagian-bagian tersebut sudah dikirm sesuai dengan urutan yang benar. IP memiliki informasi tentang berbagai sekema pengalamatan yang berbeda-beda.

                 

Internet Layer

Internet layer menentukan format paket yang resmi dan protokol yang resmi yang disebut IP. Tugas internet layer adalah mengirimkan paket-paket IP yang berisi informasi tujuan paket tersebut. Disini diperlukan routing paket, sebab adanya routing paket dapat menghindarkan terjadinya kemacetan pada waktu transmisi data. Secara tidak langsung, kita bisa melihat bahwa internet layer fungsinya hampir sama dengan network layer pada model OSI.

Transport Layer

Layer yang berada diatas internet layer pada model TCP/IP adalah transport layer. Ada dua jenis transport layer yaitu Transmission Control Protocol yang mempunyai fungsi untuk memecah data menjadi paket-paket dan meneruskannya ke internet layer dan User Datagram Protocol merupakan protokol yang tidak bisa diandalkan bagi aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan pengurutan TCP.

Application layer

Model TCP/IP tidak memiliki session layer dan presentation layer. Application layer terdapat di puncak model TCP/IP. Layer ini berisi bermacam-macam protokol tingkat tinggi, yaitu : TELNET, FTP,SMTP, DNS, HTTP, dan WWW.

1.4.3 Enkapsulasi dan Dekapsulasi

Pemakai (End-User) berinteraksi dengan lapisan aplikasi dan mengirimkan data(message) melalui lapisan tersebut. Data/message ini kemudian dikirm ke lapisan di bawahnya yaitu presentasi dan sesi. Memasuki lapisan transport, data ini kemudian dikemas dengan menambahkan informasi tentang protokol di lapisan tersebut. Informsi ini disebut sebagai HEADER.

Pembungkusan header ini disebut sebagai Enkapsulasi dan pada layer 4 disebut sebagai SEGMENT. Segment selanjutnya dikirim ke lapisan network sebagai DATA. Kembali data tersebut dikemas dengan informasi yang relevan untuk layer-3 berupa Header. Pada lapisan network, layer-3 header dan data disebut sebagai PAKET. Memasuki layer-2 paket tersebut kembalidiberikan informasi yang disebut sebagai layer-2 header. Data kemudian disebut sebagai FRAME.

Frame kemudian  memasuki layer satu (physical layer) dan diubah menjadi bitstream yang akhirnya ditransmisi ke tujuan. Pada tujuan, bitstream inikemudian diubah menjadi FRAME. FRAME-header kemudian dilepas dan dikirim ke layer-3 sebagai PAKET. PAKET selanjutnya melepas header damengirim data tersebut ke layer-4 sebagai SEGMENT. SEGMEN kemudian melepas layer-4 header dan memberikan DATA ke layer-5,6,7 yang akhirnya diterima oleh User sebagai data. Proses pelepasan header dari layer ke layer disebut sebagai Dekapsulasi.

Latihan Soal

1. Jelaskan manfaat adanya Jaringan Komputer, khususnya dalam penerapannya dalam dunia perkantoran.
2. Untuk menentukan perangkat keras jaringan komputer, perlu memperhatikan jarak dan juga teknologi transmisi. Berdasarkan jarak, terdapat 3 kelompok besar, yakni LAN, MAN dan WAN. Jelaskan perbedaan dari ke-3 kelompok tersebut jika ditinjau dari jarak area kerjanya.
3. Jelaskan perbedaan fungsi antara pengalamatan pada layer-2 dan pengalamatan pada layer-3
4. Bagaimanakah proses terjadinya enkapsulasi data dan kenapa komunikasi  dalam jaringan komputer perlu terjadi proses enkapsulasi.
5. Dalam Transport layer terdapat dua protokol yang mengendalikan proses transport, yaitu TCP dan UDP. Apakah perbedaan antara TCP dan UDP dalam menangani data dalam jaringan komputer.