REKAYASA PERANGKAT LUNAK: Jaringan Komputer

Apa Itu Jaringan Komputer?

Model Jaringan Komputer

Jaringan komputer dapat diartikan sebagai sebuah rangkaian dua atau lebih komputer. Komputer-komputer ini akan dihubungkan satu sama lain dengan sebuah sistem komunikasi. Dengan jaringan komputer ini dimungkinkan bagi setiap komputer yang terjaring di dalamnya dapat saling tukar-menukar data, program, dan sumber daya komputer lainnya seperti media penyimpanan, printer, dan lain-lain. Jaringan komputer yang menghubungkan komputer-komputer yang berada pada lokasi berbeda dapat juga dimanfaatkan untuk mengirim surat elektronik (e-mail), mengirim file data (upload) dan mengambil file data dari tempat lain (download), dan berbagai kegiatan akses informasi pada lokasi yang terpisah.

Tujuan utama dari sebuah jaringan komputer adalah sharing resource (baca: sumber daya), dimana sebuah komputer dapat memanfaatkan sumber daya yang dimiliki komputer lain yang berada dalam jaringan yang sama.

Perkembangan teknologi komunikasi data dan jaringan komputer dewasa ini sudah tidak terbatas lagi hanya pada komputer. Berbagai perangkat teknologi komunikasi yang hadir saat ini berkembang mengikuti perkembangan teknologi komputer, banyak diantaranya mengintegrasikan perangkat komputer seperti mikroprosesor, memori, display, storage, dan teknologi komunikasi ke dalamnya padahal dulunya teknologi ini dikembangkan untuk komputer yang dapat kita temui saat ini sudah ikut digunakan pada teknologi jaringan komputer.

Suatu jaringan komputer terdiri atas:

minimal dua buah komputer
kartu jaringan (network interface card / NIC) pada setiap komputer
medium koneksi, yang menghubungkan kartu jaringan satu komputer ke komputer lainnya, biasa disebut sebagai medium transmisi data, bisa berupa kabel maupun nirkabel atau tanpa-kabel (wireless seperti radio, microwave, satelit, dsb).
perangkat lunak sistem operasi jaringan (network operating system software / NOSS) yang berfungsi untuk melakukan pengelolaan sistem jaringan, misalnya: Microsoft Windows 2000 server, Microsoft Windows NT, Novell Netware, Linux, dan sebagainya.
peralatan interkoneksi seperti Hub, Bridge, Switch, Router, Gateway, apabila jaringan yang dibentuk semakin luas jangkauannya.

Komponen Jaringan?

Bridge adalah perangkat yang berfungsi menghubungkan beberapa jaringan terpisah. Bridge bisa menghubungkan tipe jaringan berbeda (seperti Ethernet dan Fast Ethernet) atau tipe jaringan yang sama. Bridge memetakan alamat Ethernet dari setiap node yang ada pada masing-masing segmen jaringan dan memperbolehkan hanya lalu lintas data yang diperlukan melintasi bridge. Ketika menerima sebuah paket, bridge menentukan segmen tujuan dan sumber. Jika segmennya sama, paket akan ditolak; jika segmennya berbeda, paket diteruskan ke segmen tujuannya. Bridge juga bisa mencegah pesan rusak untuk tak menyebar keluar dari satu segmen.

Switch yang dimaksud di sini adalah LAN switch. Switch adalah perluasan dari konsep bridge. Ada dua arsitektur dasar yang digunakan pada switch, yaitu :

cut-through
store-and-forward.

Switch cut-through memiliki kelebihan di sisi kecepatan karena ketika sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuannya sebelum meneruskan ke segmen tujuan. Switch store-and-forward, kebalikannya, menerima dan menganalisa seluruh isi paket sebelum meneruskannya ke tujuan. Waktu yang diperlukan untuk memeriksa satu paket memakan waktu, tetapi ini memungkinkan switch untuk mengetahui adanya kerusakan pada paket dan mencegahnya agar tak mengganggu jaringan. Dengan teknologi terbaru, kecepatan switch store-and-forward ditingkatkan sehingga mendekati kecepatan switch cut-through. Di pasaran Anda juga bisa memilih switch hibrid yang menggabungkan arsitektur cut-through dan store-and-forward.

Dengan switch, Anda mendapatkan keuntungan karena setiap segmen jaringan memiliki bandwidth 10Mbps penuh, tidak terbagi seperti pada “shared network.” Dengan demikian kecepatan transfer data lebih tinggi. Jaringan yang dibentuk dari sejumlah switch yang saling terhubung disebut “collapsed backbone.” Saat ini banyak orang memilih menggunakan jaringan Ethernet 10Mbps pada segmen-segmennya dan Fast Ethernet 100Mbps pada koneksi ke server. Untuk keperluan ini digunakan switch 10/100 yang biasanya memiliki beberapa (4-24) port 10Mbps untuk koneksi ke komputer klien dan 1 port 100Mbps ke komputer server.

Product sejenis ini adalah:

3com superstack, corebuilder
cisco catalyst
dlink

Apa Itu Jaringan Protokol?

Protokol jaringan adalah aturan-aturan atau tatacara yang digunakan dalam melaksanakan pertukaran data dalam sebuah jaringan. Protokol mengurusi segala hal dalam komunikasi data, mulai dari kemungkinan perbedaan format data yang dipertukarkan hingga ke masalah koneksi listrik dalam jaringan. Dalam suatu jaringan komputer, terjadi sebuah proses komunikasi antar entiti atau perangkat yang berlainan sistemnya. Entiti atau perangkat ini adalah segala sesuatu yang mampu menerima dan mengirim. Untuk berkomunikasi mengirim dan menerima antara dua entiti dibutuhkan saling-pengertian di antara kedua belah pihak. Pengertian inilah yang dikatakan sebagai protokol. Jadi protokol adalah himpunan aturan-aturan main yang mengatur komunikasi data.

Protokol mendefinisikan apa yang dikomunikasikan bagaimana dan kapan terjadinya komunikasi. Elemen-elemen penting daripada protokol adalah : syntax, semantics dan timing.

Syntax mengacu pada struktur atau format data, yang mana dalam urutan tampilannya memiliki makna tersendiri. Sebagai contoh, sebuah protokol sederhana akan memiliki urutan pada delapan bit pertama adalah alamat pengirim, delapan bit kedua adalah alamat penerima dan bit stream sisanya merupakan informasinya sendiri.
Semantics mengacu pada maksud setiap section bit. Dengan kata lain adalah bagaimana bit-bit tersebut terpola untuk dapat diterjemahkan.
Timing mengacu pada 2 karakteristik yakni kapan data harus dikirim dan seberapa cepat data tersebut dikirim. Sebagai contoh, jika pengirim memproduksi data sebesar 100 Megabits per detik (Mbps) namun penerima hanya mampu mengolah data pada kecepatan 1 Mbps, maka transmisi data akan menjadi overload pada sisi penerima dan akibatnya banyak data yang akan hilang atau musnah.

Setiap jenis topologi jaringan memiliki protokol tertentu, misalnya pada topologi Bus dikenal protokol Ethernet, dan pada topologi Cincin dikenal protokol Token-Ring. Protokol standard komunikasi data yang menjadi acuan dalam perancangan hardware maupun software jaringan adalah: Model Referensi OSI (Open System Interconnection) yang ditetapkan oleh organisasi acuan sedunia ISO (International Standard Organization). Menurut OSI komunikasi antara dua komponen dalam jaringan memerlukan 7 lapisan, mulai dari lapisan Aplikasi, dimana pengguna memulai pengiriman datanya, hingga ke lapisan Fisik, dimana data dalam bentuk sinyal listrik di-transmisikan melalui media komunikasi.

Protokol jaringan praktis yang digunakan dewasa ini pada jaringan Internet maupun Intranet adalah protokol Model Referensi TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Protokol TCP/IP ini merupakan penyederhanaan dari OSI dengan menggabungkan lapisan-lapisannya sehingga tersisa hanya 5 lapisan. Perbandingan kedua protokol ini disajikan pada gambar berikut:

OSI vs TCP/IP

Fungsi utama masing-masing lapisan OSI disajikan dalam tabel berikut ini:

Lapisan	Fungsi Lapisan
Application (Aplikasi)	Lapisan yang menangani program aplikasi yang digunakan oleh user dalam mengirim/menerima data, misalnya program e-mail, Messenger, Browser, dsb
Presentation (Presentasi)	Lapisan ini melakukan presentasi data, perubahan format agar terjadi kesesuaian antara pengirim dan penerima
Session (Sessi)	Lapisan ini yang membuka koneksi antara dua komponen yang berkomunikasi, menjaga koneksi selama komunikasi berlangsung dan memutuskan-nya ketika selesai
Transport (Transport)	Lapisan ini yang menjamin pengiriman data dari satu komponen ke komponen lainnya yang berkomunikasi
Network (Jaringan)	Lapisan yang mengatur rute dari paket data melalui jaringan, sehingga paket ini bisa sampai ke tujuan
Data Link (Sambung Data)	Lapisan yang menjamin paket-paket data terbebas dari kesalahan ketika disampaikan ke penerima
Physical (Fisik)	Lapisan yang menangani medium fisik / koneksi listrik yang menghubungkan dua komponen yang berkomunikasi.

Fungsi utama masing-masing lapisan TCP/IP disajikan dalam tabel berikut ini:

Lapisan	Fungsi Lapisan
Physical (Fisik)	Lapisan yang menangani antarmuka antara medium transmisi dengan peralatan. Karakteristik fisik, seperti medium, bentuk signal, kecepatan signal, ditentukan pada lapisan ini.
Network Access (Jaringan)	Lapisan ini menangani rute data dan akses antara dua komputer yang saling berkomunikasi dalam jaringan yang sama. Lapisan ini juga memeriksa alamat penerima data, menetapkan prioritas pengiriman.
Internet	Lapisan ini menangani rute data dan akses antara dua komputer yang berkomunikasi dalam jaringan yang berbeda. Lapisan ini menggunakan protokol Internet untuk memilih rute data dalam jaringan yang beragam.
Transport	Lapisan yang menjamin reliabilitas pengiriman paket-paket data, serta mengatur urutan paket tersebut. Protokol TCP digunakan pada lapisan ini.
Application (Aplikasi)	Lapisan ini menangani berbagai aplikasi yang akan menggunakan jaringan.

Protokol TCP/IP mengenali tiap terminal dalam jaringan melalui nomer IP (IP number), setiap komputer harus memiliki nomer IP yang berbeda. Nomer IP dewasa ini menggunakan bilangan biner 32 bit yang dibagi menjadi 4 bagian masing-masing 8 bit, sebagai contoh dalam jaringan intranet biasa digunakan nomer IP untuk satu komputer sebagai berikut : 192.168.1.10, dan pada jaringan yang sama nomer IP komputer lainnya adalah : 192.168.1.15, dan sebagainya.

Selain kedua protokol diatas dikenal pula protokol akses media, protokol antar jaringan, dan protokol transport data. Protokol akses media adalah protokol pada lapisan fisik dan lapisan data-link, mengatur bagaimana data disalurkan pada media fisik dan bagaimana data diakses dari media fisik. Protokol akses media yang terkenal adalah protokol ethernet yang biasa disebut sebagai CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) dan Token-Ring. CSMA/CD mengatur data pada topologi bus dan topologi star. Token-Ring mengatur data pada topologi ring yang menggunakan media kabel koaksial, pada topologi ring dengan kabel serat optik digunakan protokol FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

CSMA/CD yang di-standarisasi sebagai IEEE 802.3 memiliki prinsip kerja sebagai berikut:

Terminal yang akan mengirim data melalui media harus memeriksa media apakah dalam keadaan sibuk (ada yang pakai) atau tidak (carrier sense).
Bila tidak sibuk maka segera kirim data melalui media
Bila sibuk maka terminal harus terus mendengarkan (memeriksa) berulang-kali hingga tidak sibuk.
Bila karena suatu hal terjadi tabrakan (dua terminal secara bersamaan mendeteksi media pada keadaan tidak sibuk, keduanya mengirim data pada saat yang sama), maka sinyal gangguan akan dikirim ke semua terminal (collision detection), dan kedua terminal yang bertabrakan akan di-stop untuk mengirim data sementara waktu.
Setelah sinyal gangguan berlalu beberapa saat maka terminal dapat mulai berlomba untuk mendapatkan media.

Token-Ring adalah protokol akses media pada topologi cincin yang distandarisasi sebagai IEEE 802.5. Token adalah sebuah frame data kecil yang dialirkan (sirkulasi) satu-arah ke semua terminal dalam jaringan cincin. Prinsip kerjanya sebagai berikut:

Terminal yang akan mengirim data harus menunggu untuk mendeteksi adanya token yang melintas pada koneksi-nya.
Ketika ada token, dan token ini bebas, maka terminal ini akan mengubah bit token menjadi terpakai kemudian menyertakan frame data untuk di-sirkulasi dalam jaringan.
Setiap terminal akan memeriksa: apakah data yang dibawa token ini adalah untuknya atau bukan. Apabila frame data ini bukan untuknya maka frame diteruskan ke terminal berikutnya.
Apabila frame data ini untuknya maka data akan diambil kemudian bit token diubah menjadi bebas (kosong).
Apabila token dan frame data tidak ada yang mengambil-nya maka token akan dibebaskan pada saat melintas kembali ke terminal pengirim.