TUGAS AKHIR
ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWORK
MENGGUNAKAN BRIDGE
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
HARPEN HIDAYAT
050402039
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWORK
MENGGUNAKAN BRIDGE
Oleh :
HARPEN HIDAYAT
050402039
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro
Disetujui oleh:
Pembimbing,
IR. M. ZULFIN, MT
NIP. 131945356
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
IR. NASRUL ABDI, MT
NIP. 130365322
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Salah satu jaringan telekomunikasi ynag sedang berkembang adalah jaringan Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sejumlah komputer yang saling dihubungkan bersama di dalam satu areal tertentu yang tidak begitu luas. Jika jumlah komputer bertambah banyak, lalu-lintas data pada jaringan menjadi padat sehingga dapat menimbulkan masalah kemacetan jaringan.Untuk mengurangi kemacetan pada jaringan komputer maka jaringan tersebut dibagi-bagi menjadi beberapa segmen jaringan yang lebih kecil. Peralatan jaringan yang dapat membagi suatu jaringan menjadi dua segmen adalah bridge.
Analisis kinerja Local Area Network (LAN) menggunakan bridge menggunakan sistem antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO dengan jumlah frame yang ditransmisikan bervariasi. Parameter kinerja yang diukur adalah delay throughput dan probabilitas blocking.
Untuk menghasilkan transmisi data yang cepat dan akurat dari sisi
transmitter ke sisi receiver dengan menggunakan bridge, maka lalu lintas
jaringan harus diatur sedemikian rupa seperti delay yang rendah, throughput yang tinggi, tingkat probabilitas blocking frame yang rendah serta rata-rata laju pelayanan frame dan ukuran buffer yang tinggi.
Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai delay throughput dan
probabilitas blocking tergantung pada jumlah frame yang ditransmisikan,
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Rasulullah Muhammad S.A.W.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu Ayahanda Nasibdin Tanjung (Alm) dan Ibunda Hj. Aswirni AmaPd, serta Kakanda-Kakanda tercinta Yuningsih SPd, Marsuri SH SPdi, Surya Dharma SH, Nofriwan Naswir SSi, Nofrizal Naswir yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWORK
MENGGUNAKAN BRIDGE
dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dalam kesempatan ini ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. M. Zulfin, MT, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Rachman Hasibuan, selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. 3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.
6. Keluarga Besar Laboratorium Sistem Komunikasi Radio FT USU: Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku kepala Laboratorium Sistem Komunikasi Radio beserta Amy, Mutiara, Gifari.
7. Pangeran-pangeran kerajaan kost 11: B’ Roby, Velino, Itjung, B’ Piqi, Ardy, Megi, Hakim, Dede, Rizky, Ayub, Ade, Ipul, Agung, Haqi, Indra, Arie.
9. Keponakan-keponakanku yang Om dan Pak Ketek sayangi dan cintai : Nanda Kendhina Thesa, Haqqil Miftahur Rizky, Habbli Fardan Solhan Razuka dan Kedjora Kembang Kasih.
10. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Juni 2009 Penulis
Harpen Hidayat
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GRAFIK... xi
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
II. LOCAL AREA NETWORK DAN LAYANAN 2.1 Umum ... 6
2.2 Standar Local Area Network ... 9
2.2.1 Layer fisik ... 10
2.2.2 layer Data Link ... 11
2.3 Media Transmisi ... 13
2.3.1 Kabel Serat Optik ... 13
2.3.3 Kabel Koaksial... 15
2.4 Topologi Jaringan LAN ... 17
2.4.1 Topologi Bus ... 17
2.4.2 Topologi Ring ... 19
2.4.3 Topologi Star... ... 20
2.4.4 Topolog Tree... .. 21
2.5 Media Access Control ... 23
III. BRIDGE 3.1 Teknologi Dasar ... 24
3.2 Dasar Bridge ... 26
3.3 Bagian-Bagian Bridge ... 28
3.4 Jenis-Jenis Bridge ... 30
3.4.1 Transparent Bridge ... 31
3.4.2 Translating Bridge ... 40
3.5 Prinsip Kerja Bridge ... 40
3.6 Kinerja Local Area Network Menggunakan Bridge ... 42
IV. ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWOK MENGGUNAKAN BRIDGE 4.1 Umum ... 51
4.2 Model Sistem Local Area Network Menggunakan Bridge ... 51
4.2.1 Aktifitas Jaringan ... 53
4.3 Analisis Perhitungan Delay Throughput Dan Probabilitas
Blocking ... 55
4.4 Hasil Analisis Perhitungan Delay Throughput Dan Probabilitas
Blocking... ... 70
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 77 5.2 Saran ... 78
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan Referensi OSI dan LAN IEEE ... 10
Gambar 2.2 Topologi Bus ... 18
Gambar 2.3 Topologi Ring ... 19
Gambar 2.4 Topologi Star ... 20
Gambar 2.5 Topologi Tree ... 21
Gambar 3.1 Model Referensi OSI ... 25
Gambar 3.2 Segmentasi dengan Bridge ... 27
Gambar 3.3 Bridge Local dan Bridge Remote ... 29
Gambar 3.4 Mekanisme Dasar Bridging/ Heterogen ... 30
Gambar 3.5 Model Arsitektur Protokol Bridge ... 32
Gambar 3.6 Implementasi Transparent Bridge Secara Acak ... 33
Gambar 3.7 Proses Forwarding Sebuah Frame ... 35
Gambar 3.8 Diagram Alir Proses Bridge Forwarding ... 36
Gambar 3.9 Diagram Alir Proses Bridge Learning ... 37
Gambar 3.10 Loop Bridge ... 39
Gambar 3.11 Model Antrian M/M/1 ... 42
Gambar 3.12 Interval Waktu Kedatangan Paket pada Proses Poisson... 43
Gambar 3.13 Distribusi Poisson dengan Interval Waktu T... 43
Gambar 3.14 Digram Transisi Kondisi Sistim Antrian M/M/1/N... . 46
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol ... 23 Tabel 4.1 Hasil Analisis Perhitungan LAN menggunakan Bridge
Dengan Ukuran Buffer 100 Frame ... 70 Tabel 4.2 Hasil Analisis Perhitungan LAN menggunakan Bridge
Dengan Ukuran Buffer 50 Frame ... 71 Tabel 4.3 Hasil Analisis Perhitungan LAN menggunakan Bridge
Dengan Ukuran Buffer 50 Frame Dan Rata-Rata Laju
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Delay
Untuk Ukuran buffer 100 Frame... 74 Grafik 4.2 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Throughput
Untuk Ukuran buffer 100 Frame... 74 Grafik 4.3 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Probabilitas
Blocking Untuk Ukuran buffer 100 Frame... 74
Grafik 4.4 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Delay Untuk Ukuran buffer 50 Frame... 75 Grafik 4.5 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Throughput
Untuk Ukuran buffer 50 Frame... 75 Grafik 4.6 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Probabilitas
Blocking Untuk Ukuran buffer 50 Frame... 75
Grafik 4.7 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Delay Untuk Ukuran buffer 50 Frame Dan Rata-Rata Laju Pelayanan 50
Frame/detik... 76
Grafik 4.8 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Throughput Untuk Ukuran buffer 50 Frame Dan Rata-Rata Laju Pelayanan 50 Frame/detik... ... 76 Grafik 4.9 Grafik Hubungan Antara Jumlah Frame Dengan Probabilitas
Blocking Untuk Ukuran buffer 50 Frame Dan Rata-Rata Laju
ABSTRAK
Salah satu jaringan telekomunikasi ynag sedang berkembang adalah jaringan Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sejumlah komputer yang saling dihubungkan bersama di dalam satu areal tertentu yang tidak begitu luas. Jika jumlah komputer bertambah banyak, lalu-lintas data pada jaringan menjadi padat sehingga dapat menimbulkan masalah kemacetan jaringan.Untuk mengurangi kemacetan pada jaringan komputer maka jaringan tersebut dibagi-bagi menjadi beberapa segmen jaringan yang lebih kecil. Peralatan jaringan yang dapat membagi suatu jaringan menjadi dua segmen adalah bridge.
Analisis kinerja Local Area Network (LAN) menggunakan bridge menggunakan sistem antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO dengan jumlah frame yang ditransmisikan bervariasi. Parameter kinerja yang diukur adalah delay throughput dan probabilitas blocking.
Untuk menghasilkan transmisi data yang cepat dan akurat dari sisi
transmitter ke sisi receiver dengan menggunakan bridge, maka lalu lintas
jaringan harus diatur sedemikian rupa seperti delay yang rendah, throughput yang tinggi, tingkat probabilitas blocking frame yang rendah serta rata-rata laju pelayanan frame dan ukuran buffer yang tinggi.
Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai delay throughput dan
probabilitas blocking tergantung pada jumlah frame yang ditransmisikan,
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dewasa ini perkembangan jaringan telekomunikasi semakin meningkat. Hal ini ditandai dengan munculnya berbagai macam jenis teknologi jaringan yang ditawarkan kepada masyarakat. Jaringan yang ditawarkan tentu harus memiliki kualitas yang tinggi agar dapat semakin memenuhi kebutuhan masyarakat.
Salah satu jaringan telekomunikasi yang sedang berkembang adalah jaringan Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sekumpulan komputer yang saling dihubungkan bersama di dalam satu area tertentu yang tidak begitu luas, seperti di dalam satu kantor atau gedung. Secara garis besar terdapat dua tipe jaringan LAN, yaitu jaringan Peer to Peer dan jaringan Client-Server.
Pada jaringan Peer to Peer, setiap komputer yang terhubung ke jaringan dapat bertindak baik sebagai workstation maupun server. Sedangkan pada jaringan Client-Server, hanya satu komputer yang bertugas sebagai server dan komputer lain berperan sebagai workstation. Antara dua tipe jaringan tersebut masing-masing memiliki keunggulan dan kelemahan.
ke sisi receiver, maka lalu lintas jaringan (network traffic) harus diatur sedemikian rupa.
Pada Tugas Akhir ini membahas bagaimana kinerja Local Area Network (LAN) menggunakan bridge. Pada tugas akhir ini menganalisa kinerja Local
Area Network (LAN) dengan bridge, termasuk menganalisa delay, throughtput,
dan probabilitas blocking. Nilai parameter kinerja seperti delay, throughput dan
probabilitas blocking tergantung kepada jumlah frame yang ditransmisikan,
rata-rata laju pelayanan frame dan ukuran buffer, semakin besar rata-rata-rata-rata laju pelayanan frame dan ukuran buffer yang digunakan maka delay, probabilitas
blocking yang didapatkan akan semakin kecil, throughput yang didapatkan akan
semakin besar dan kinerja jaringan akan semakin baik.
I.2 Rumusan masalah
Yang menjadi rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana prinsip kerja jaringan Local Area Network .
2. Apa saja topologi yang digunakan pada jaringan Local Area Network. 3. Bagaimana prinsip kerja jaringan Local Area Network dengan bridge. 4. Bagaimana kinerja Local Area Network dengan bridge.
5. Bagaimana model sistem Local Area Network dengan bridge.
1.3 Tujuan penulisan
Adapun yang menjadi tujuan penulisan tugas akhir ini adalah menganalisa kinerja Local Area Network dengan bridge yang mencakup perhitungan delay, throughput dan probabilitas blocking.
1.4 Batasan masalah
Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka penulis akan membatasi pembahasan tugas akhir ini dengan hal-hal sebagai berikut :
1. Hanya membahas kinerja Local Area Network dengan bridge yang mampu melewatkan atau men-switch trafik suara dan data saja.
2. Hanya membahas kinerja Local Area Network dengan bridge yang menggunakan metode akses CSMA/CD dan Control Token.
3. Sistem antrian yang digunakan adalah sistem antrian M/M/1/N dengan disiplin antrian FIFO.
4. Media transmisi yang digunakan adalah media transmisi wireline yaitu kabel.
5. Parameter kinerja yang dihitung mencakup delay, throughput dan
probabilitas blocking.
I.5 Metodologi Penulisan
Metode Penulisan yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Studi Literatur : Berupa tinjauan pustaka dari buku-buku, jurnal ilmiah yang berkaitan dengan sistem jaringan telekomunikasi.
2. Studi Analisis : Berupa melakukan perhitungan terhadap parameter kinerja yang dibahas.
I.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis menyusun sistematika penulisan sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini mengatur tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metodologi penulisan, serta sistematika penulisan.
BAB II : STRUKTUR LOKAL AREA NETWORK DAN
LAYANAN.
Bab ini membahas latar belakang Local Area Network, arsitektur Local Area Network, topologi jaringan Local
BAB III : BRIDGE
Bab ini membahas tentang teknologi dasar bridge, bagian-bagian bridge, jenis-jenis bridge, prinsip kerja bridge.
BAB IV :ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWORK
MENGGUNAKAN BRIDGE
Bab ini berisi analisis perhitungan pada Local Area Network dengan bridge yang mampu melewatkan atau men-swicth trafik suara dan data. Bab ini akan menghitung delay,
throughtput, dan probabilitas blocking .
BAB V : PENUTUP
BAB II
LOCAL AREA NETWORK
DAN LAYANAN
2.1 Umum
Inovasi di dalam tekonologi telekomunikasi berkembang dengan cepat dan selaras dengan perkembagan karakteristik masyarakat modern yang memiliki mobilitas tinggi, mencari pelayanan yang fleksibel, mudah dan memuaskan serta mengejar efisiensi di segala aspek. Perkembangan karakteristik masyarakat yang seperti ini membuat rekan industri menawarkan jaringan Local Area Network (LAN).
Perkembangan jaringan pada telekomunikasi dewasa ini semakin meningkat. Hal ini ditandai dengan munculnya berbagai macam jenis teknologi jaringan yang ditawarkan kepada masyarakat. Jaringan yang ditawarkan tentu harus memiliki kualitas yang tinggi agar dapat semakin memenuhi kebutuhan masyarakat.
Salah satu jaringan telekomunikasi ynag sedang berkembang adalah jaringan Local Area Network (LAN). Local Area Network (LAN) adalah sejumlah komputer yang saling dihubungkan bersama di dalam satu areal tertentu yang tidak begitu luas, seperti di dalam satu kantor atau gedung. Secara garis besar terdapat dua tipe jaringan LAN, yaitu jaringan Peer to Peer dan jaringan
Pada jaringan Peer to Peer, setiap komputer yang terhubung ke jaringan
dapat bertindak baik sebagai workstation maupun server. Sedangkan pada jaringan Client-Server, hanya satu komputer yang bertugas sebagai server dan komputer lain berperan sebagai workstation. Antara dua tipe jaringan tersebut masing-masing memiliki keunggulan dan kelemahan.
Dalam perkembagan jaringan LAN ternyata mampu dikombinasikan dengan beberapa penghubung seperi repeater bridge dan router. Untuk menghasilkan transmisi data yang cepat dan tepat (tanpa ada kesalahan) dari sisi
transmitter ke sisi receiver, maka lalu lintas jaringan (network traffic) harus
diatur sekecil mungkin.
Dengan adanya berbagai merek perangkat keras dan lunak, maka diperlukan suatu standar dimana perangkat-perangkat yang berbeda merek dapat difungsikan pada perangkat merek lain. LAN mempunyai dua organisasi standar utama yang menghasilkan dua kumpulan standar untuk LAN, yaitu:
1. Institute Of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), yang
menghasilkan standar 802.
2. European Telecomunication Standard Institude (ETSI), yang
menghasilkan standar High Performance LAN (HIPERLAN).
IEEE merupakan sebuah organisasi independen yang mengatur beberapa standar dalam jaringan lokal dengan menggunakan media kabel dan jaringan kabel.
penggunaan bersama perangkat keras seperti printer, hard disk, dan sebagainya. Selain itu jaringan komputer bisa diartikan sebagai kumpulan sejumlah terminal komunikasi yang berbeda di berbagai lokasi yang terdiri dari lebih satu komputer yang saling berhubungan.
Hubungan antara komputer-komputer membutuhkan suatu medium yang digunakan untuk mentransfer data. Hal yang paling umum untuk menghubungkan komputer-komputer adalah melalui penggunaan kabel elektrik atau kabel optic yang dikenal sebagai media terbatas (bounded medium). Istilah terbatas (bounded) digunakan selama energi yang digunakan untuk bertukar data masih di dalam medium itu sendiri
Jaringan komputer local digunakan untuk menghubungkan simpul yang berada di daerah yang tidak terlalu jauh dengan radius 100m-200m, tergantung jenis kabel penghubung yang digunakan. Kecepatan transfer data pada jaringan
local ini relative tinggi yaitu antara 1-100 Mbps atau sekitar
125.000-125.500.000 karakter perdetik sehingga sudah dapat mendukung distribusi data grafis.
Teknologi jaringan local berkembang dengan pesat dewasa ini sehingga
secara umum jaringan dapat dikelompokan dalam beberapa kategori berdasarkan kecepatan transmisi datanya, yaitu:
1. Jaringan komputer berkecepatan rendah
Kecepatan transmisi data pada jaringan ini lebih kecil dari1 Mbps, biasanya diterapkan untuk percobaan di laboratorium. Contoh jaringan ini adalah Apple talk yang dikembangkan oleh Apple Co.
Kecepatan transmisi data pada jaringan ini berkisar antara 1-20 Mbps dan biasanya diterapkan untuk lingkungan perkantoran dengan skala kecil sampai menengah. Adapun contoh teknologi jaringan ini adalah Ethernet berkecepatan 10 Mbps yang dikembangkan oleh Xeras
3. Jaringan komputer berkecepatan tinggi
Kecepatan transmisi data pada jaringan ini lebih dari 20 Mbps. Biasanya diterapkan untuk lingkungan perkantoran dengan skala besar yang menempati gedung bertingkat atau kawasan. Disamping itu data yang ditrasmisikan tidak hanya berupa teks melainkan juga data grafis. Adapun teknologi jaringan komputer local untuk kategori ini adalah ATM, Fast Ethernet.
4. Jaringan komputer berkecepatan sangat tinggi
Kecepatan transmisi data pada jaringan ini mencapai 1 Gbps. Teknologi ini digunakan untuk mendukung transmisi data dilingkungan perkantoran berskala besar dan data yang ditransmisikan meliputi data grafis,audio, dan video. Adapun teknologi untuk kategori ini adalah Gigabit Ethernet, yang kompatibel dengan teknologi Ethernet dan fast Ethernet.
2.2 Standar Local Area Network
LAN, sehingga ada kompatibilitas antara produk-produk dari vendor yang berbeda. Kontributor terbesar adalah Institude of Electrical and Electronic Engineering (IEEE) yang merumuskan model Referensi 802 (MR-IEEE 802) dan diadopsi oleh International Standar Organization (ISO) sebagai standar internasional.
Standar LAN ini merupakan penggambaran yang sangat baik dalam menunjukkan lapisan–lapisan protokol yang mengatur fungsi–fungsi dasar LAN. Gambar 2.1 menunjukkan hubungan antara standar untuk komunikasi komputer yang telah diterapkan sebelumnya yaitu Model Referensi Open System Interconection (MR-OSI) dengan MR-LAN IEEE 802. Hubungan antara layer dan layanan[2].
Pada Gambar 2.1 diatas terlihat bahwa, standar LAN ditekankan pada dua lapisan MR-OSI yang paling bawah yaitu lapisan fisik dan data link. Lapisan fisik mencakup spesifikasi media transmisi , topologi serta fungsi pengkodean sinyal, sinkronisasi, dan pengiriman /penerimaan bit, sedangkan lapisan data link merupakan fungsi yan berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan
Media Access Control (MAC).
2.2.1 Layer Fisik
Layer fisik merupakan layer paling bawah dari konsep model referensi
pertukaran data jaringan. Tanggung jawab utama dari layer ini hanya berkisar pada fungsi pengaturan interface, seperti bagaimana teknik transmisi dan bagaimana bentuk-bentuk interkoneksi secara fisik. Layer fisik dalam setiap definisi jaringan selalu berhubungan dengan karakteristik modulasi dan pensinyalan data serta proses transmisi dari bit-bit dasar melalui kanal komunikasi.
Physical Layer berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel
komunikasi. Masalah desain yang harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu sisi mengirim data 1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit pula, dan bukan 0 bit.
2.2.2 Layer Data Link
Layer ke 2 yaitu lapisan data atau data link layer, berisi ketentuan yang
kecepatan, penentuan biner tersebut dan lainnya agar sambungan jaringan komputer bisa berjalan baik. Dengan kata lain Data link layer menterjemahkan sambungan fisik menjadi sambungan data.
Tugas utama data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi raw data dan mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. Sebelum diteruskan ke network layer, data link layer melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian
data link layer mentransmisikan frame tersebut secara berurutan, dan memproses
acknowledgement frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena physical
layer menerima dan mengirim aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur
frame, maka tergantung pada data link layer-lah untuk membuat dan mengenali
batas-batas frame itu. Hal ini bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame. Bila secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, maka diperlukan perhatian khusus untuk menyakinkan bahwa pola tersebut tidak secara salah dianggap sebagai batas-batas frame.
Terjadinya noise pada saluran dapat merusak frame. Dalam hal ini, perangkat lunak data link layer pada mesin sumber dapat mengirim kembali
frame yang rusak tersebut. Akan tetapi transmisi frame sama secara
berulang-ulang bisa menimbulkan duplikasi frame. Frame duplikat perlu dikirim apabila
acknowledgement frame dari penerima yang dikembalikan ke pengirim telah
menyediakan beberapa kelas layanan bagi network layer. Kelas layanan ini dapat dibedakan dalam hal kualitas dan harganya.
Masalah-masalah lainnya yang timbul pada data link layer (dan juga sebagian besar layer-layer di atasnya) adalah mengusahakan kelancaran proses pengiriman data dari pengirim yang cepat ke penerima yang lambat. Mekanisme pengaturan lalu-lintas data harus memungkinkan pengirim mengetahui jumlah ruang buffer yang dimiliki penerima pada suatu saat tertentu. Seringkali pengaturan aliran dan penanganan error ini dilakukan secara terintegrasi.
Saluran yang dapat mengirim data pada kedua arahnya juga bisa menimbulkan masalah. Sehingga dengan demikian perlu dijadikan bahan pertimbangan bagi software data link layer. Masalah yang dapat timbul di sini adalah bahwa frame-frame acknoeledgement yang mengalir dari A ke B bersaing saling mendahului dengan aliran dari B ke A. Penyelesaian yang terbaik (piggy
backing) telah bisa digunakan.
Jaringan broadcast memiliki masalah tambahan pada data link layer. Masalah tersebut adalah dalam hal mengontrol akses ke saluran yang dipakai bersama. Untuk mengatasinya dapat digunakan sublayer khusus data link layer, yang disebut medium access sublayer.
2.3 Media Transmisi
keandalan, tipe data yang didukung dan jarak. Biasanya faktor yang paling ditekankan adalah pertimbangan kecepatan dan jarak. Semakin tinggi kecepatan data dan semakin jauh jaraknya, akan semakin baik.
Ada tiga media kabel yang umum digunakan untuk transmisi data khususnya pada LAN yaitu serat optik, twisted pair dan kabel koaksial
2.3.1 Kabel Serat Optik
Perkembangan yang sangat pesat akan kebutuhan jasa voice, data, dan komunikasi video telah menyebabkan dibutuhkannya sistem komunikasi dengan kapasitas yang lebih besar dan lebih ekonomis. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem komunikasi yang dapat mengatasi permasalahan di atas. Salah satunya adalah dengan penggunaan serat optik sebagai media transmisi
Berikut adalah beberapa kelebihan yang dimiliki serat optik: a. Redaman transmisi yang kecil
Sistem komunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per km relative kecil dibanding dengan transmisi lainnya, seperti kabel konvensional sebesar 2-8 dB/ km, ini berarti serat optik sangat sesuai dipergunakan untuk telekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.
b. Bidang frekuensi yang lebar
informasi dalam jumlah yang besar hampir 100 kali kapasitas kabel konvensional hanya dalam satu buah serat optik yang halus. c. Ukurannya kecil dan ringan
Berukuran kecil, diameter serat optik berkisar 100-250 mikrometer dan memiliki berat 1/3 dari berat kabel konvensional. Dengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan dilokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.
d. Tidak ada interferensi
Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas dari cakap silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan perkataan lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi e. Kelebihan lain, antara lain:
Adanya isolasi antara pengirim (trasmitter) dan penerimanya
(receiver), tidak ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan
Tidak mudah dimakan karat (korosi) dikarenakan serat optik terbuat dari bahan dasar silica.
2.3.2 Twisted pair
Kabel Twisted pair ini terbagi menjadi dua jenis yaitu shielded dan unshielded. Shielded adalah jenis kabel yang memiliki selubung pembungkus sedangkan unshielded tidak mempunyai selubung pembungkus. Untuk koneksinya kabel jenis ini menggunakan konektor RJ-11 atau RJ-45. Pada twisted
pair (10 BaseT) network, komputer disusun membentuk suatu pola star. Setiap
PC memiliki satu kabel twisted pair yang tersentral pada HUB.
Twisted pair umumnya lebih handal (reliable) dibandingkan dengan thin coax karena HUB mempunyai kemampuan data error correction dan meningkatkan kecepatan transmisi. Saat ini ada beberapa grade, atau kategori dari kabel twisted pair. Kategori 5 adalah yang paling reliable dan memiliki kompabilitas yang tinggi, dan yang paling disarankan. Berjalan baik pada 10Mbps dan Fast Ethernet (100Mbps). Kabel kategori 5 dapat dibuat straight-through atau crossed. Kabel straight straight-through digunakan untuk menghubungkan komputer ke HUB. Kabel crossed digunakan untuk menghubungkan HUB ke HUB. Panjang kabel maksimum kabel Twisted-Pair adalah 100 m.
2.3.3 Kabel Koaksial
melingkar serta tahan terhadap interferensi dan cakap silang (cross talk). Gangguan-gangguan utama terhadap kinerja kabel koaksial biasanya berupa
attenuasi, derau suhu, dan derau intermodulasi.
Bila menggunakan kabel koaksial, LAN dioperasikan menggunakan dua macam teknik komunikasi, yaitu baseband dan broadband.
a) Teknik komunikasi baseband
Teknik komunikasi baseband menggunakan data berbentuk pulsa. Pulsa ini dikirim melalui media pengirim (kabel) ke terminal tujuan, data pada teknik komunikasi ini mempunyai kemungkinan besar terganggu oleh derau atau interferensi. Oleh karena itu untuk pengiriman jarak jauh atau pengiriman dengan kecepatan tinggi, diperlukan repeater untuk memperkuat data agar sampai ketempat tujuan dengan benar.
Pada teknik komunikasi baseband, saluran komunikasi hanya dapat dilewati oleh satu data. Jika beberapa terminal akan mengirimakan datanya, maka diperlukan suatu metode yang mengatur waktu giliran pengiriman data. Oleh sebab itu pada teknik komunikasi baseband dikenal metode pembagian waktu giliran yang disebut Time Division Multiplexing (TDM)
b) Teknik komunikasi broadband
mengirim dan ada pula saluran dengan frekuensi lain yang dipakai untuk menerima.
Dengan adanya beberapa saluran, broadband dapat mengirim data digital, video, dan suara secara bersamaan. Sehingga sejumlah data dapat dikirim secara bersamaan pada jalur-jalur yang berbeda tanpa menggangu jalur lainnya.
Teknik pembagian saluran berdasarkan jumlah frekuensi ini disebut Frekuensi Division Multiplexing (FDM).
2. 4 Topologi Jaringan LAN
Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara bagaimana komputer terhubung dalam suatu jaringan. Topologi ini biasanya dibedakan dari dua sisi, yaitu topologi fisik dan topologi logika. Topologi fisik menguraikan layout perangkat keras jaringan sedangkan topologi logika menguraikan perilaku komputer jaringan dari sudut pandang operator. Ada empat jenis topologi yang biasa digunakan pada LAN yaitu: bus, ring (cincin), star (bintang), dan tree(pohon)
2.4.1 Topologi Bus
Topologi Bus termasuk konfigurasi multi titik. Seluruh stasiun terhubung melalui suatu interface perangkat keras yang disebut tap yang langsung terhubung kesuatu jalur transmisi linier, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2 berikut ini[2]:
sesuai dengan alamat terminal yang dilewati, maka data atau informasi tersebut akan diabaikan oleh terminal yang dilewatinya tersebut. Sampai diujung bus, data atau informasi tersebut akan diserap oleh terminator.
Gambar 2.2 Topologi Bus
.
2.4.2 Topologi Ring
Hubungan yang terdapat pada topologi cincin adalah topologi point to
point dalam suatu loop tertutup seperti pada Gambar 2.3 berikut ini[2]:
Gambar 2.3 Topologi Ring
2.4.3 Topologi Star
Dalam topologi bintang, sebuah elemen pusat (misalnya hub, bridge, atau
switch) bertindak sebagai pengatur dan pangendali semua komunikasi data yang
terjadi, seperti Gambar 2.4 berikut ini[2]:
Gambar 2.4 Topologi Star
2.4.4 Topologi Tree
Topologi Tree pada dasarnya merupakan bentuk yang lebih luas dari topologi star. Seperti halnya topologi star, perangkat (node, device) yang ada pada topologi tree juga terhubung kepada sebuah pusat pengendali (central HUB) yang berfungsi mengatur traffic di dalam jaringan. Meskipun demikian, tidak semua perangkat pada topologi tree terhubung secara langsung ke central HUB. Sebagian perangkat memang terhubung secara langsung ke central HUB, tetapi sebagian lainnya terhubung melalui secondary HUB, seperti Gambar 2.5 berikut ini[2]:
Gambar 2.5 Topologi Tree
Pada Gambar 2.5 diatas terlihat bahwa, topologi tree terdapat dua atau lebih HUB yang digunakan untuk menghubungkan setiap perangkat ke dalam jaringan. Keseluruhan HUB tersebut berdasarkan fungsinya terbagi menjadi dua bagian yaitu Active HUB dan Passive HUB
Active HUB berfungsi tidak hanya sekedar sebagai penerus sinyal data
Repeater. Sinyal data yang dikirimkan dari satu komputer ke komputer lainnya
memiliki keterbatasan dalam hal jarak, setelah berjalan sekian meter maka sinyal tersebut akan melemah. Dengan adanya fungsi Repeater ini maka sinyal data tersebut akan di-generate kembali sebelum kemudian diteruskan ke komputer yang dituju, sehingga jarak tempuh sinyal data pun bisa menjadi lebih jauh dari yang biasanya. Sedangkan Passive HUB hanya berfungsi sebagai penerus sinyal data dari satu komputer ke komputer lainnya.
Pada topologi tree, seperti pada gambar, Central HUB adalah selalu sebagai Active HUB sedangkan Secondary HUB adalah Passive HUB. Tetapi pada pelaksanaannya, Secondary HUB bisa juga sebagai Active HUB apabila digunakan untuk menguatkan kembali sinyal data melalui secondary HUB lainnya yang terhubung.
2.5 Media Access Control
Media Access Control (MAC) adalah fungsi protokol untuk mengontrol akses ke media transmisi agar bisa menggunakan kapasitas secara tepat dan efisien.
Tabel 2.1 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol
Topologi Fisik
BAB III
BRIDGE
3.1 Teknologi Dasar
Perangkat internetworking menawarkan komunikasi di antara segmen
Local Area Network (LAN). Ada empat tipe utama perangkat internetworking ini:
repeater, bridge, router dan gateway. Perangkat ini dibedakan atas dasar sistem
lapisan Open System Interconnection (OSI) yang digunakan, berfungsi sebagai media komunikasi dari LAN ke LAN. Repeater menghubungkan LAN di lapisan 1 atau lapisan fisik. Bridge menghubungkan LAN di lapisan 2 atau lapisan
Data-link; Router menghubungkan LAN di lapisan 3 atau lapisan Network; dan
Gateway menghubungkan LAN di lapisan pertama sampai ketujuh.
Bridging dan Switching terjadi di lapisan Link, berfungsi mengatur aliran
data, memeriksa kegagalan transmisi, menyediakan pengalamatan fisik (dari fungsi logika) dan mengatur akses ke medium fisik. Bridge menyediakan fungsi ini dengan menggunakan berbagai macam variasi protokol lapisan link
(link-layer) yang secara spesifik mempunyai pengendali alur (flow control),
penanganan error (error handling), pengalamatan (addressing), dan algoritma akses-media. Contoh populer dari lapisan link ini adalah protokol Ethernet, Token
Ring dan FDDI.
Bridge dan switch bukanlah perangkat yang rumit. Perangkat ini
tujuan. Transparansi protokol yang lebih tinggi adalah kelebihan dari bridging atau switching, sebab antara dua host saling berkomunikasi melalui protokol yang bekerja di lapisan link, tanpa perlu memeriksa informasi paket data protokol yang lebih tinggi. Proses ini memberikan kinerja dalam mem-forward paket data secara cepat tanpa batasan protokol logika yang dipakai.
Gambar 3.1 Model Referensi OSI
dalam urutan yang benar. Contoh biasanya tidak mungkin menerbitkan sebuah
primitive permintaan (request) transfer data sebelum koneksi dibangun.
3.2 Dasar Bridge
Jika jumlah komputer bertambah banyak, lalu-lintas data pada jaringan menjadi padat sehingga dapat menimbulkan masalah kemacetan jaringan. Seperti juga jalanan untuk kendaraan umum, jika jumlah kendaraan di jalanan semakin banyak, lalu lintas menjadi semakin macet. Untuk mengatasi masalah ini dibuat jalan-jalan baru atau jalan tol. Demikian pula untuk mengurangi kemacetan pada jaringan komputer maka jaringan tersebut dibagi-bagi menjadi beberapa segmen jaringan yang lebih kecil.
Peralatan jaringan yang dapat membagi suatu jaringan menjadi dua segmen adalah bridge. Bridge bekerja pada lapisan data link sehingga mampu untuk mengenal alamat MAC. Bridge memiliki tabel penerjemah yang secara otomatis membuat daftar alamat MAC dari komputer yang berada di jaringan. Dengan menggunakan tabel penerjemah ini, bridge meneruskan data yang diterima ke alamat MAC komputer yang dituju.
Bridge merupakan peralatan untuk menghubungkan satu jaringan dengan
jaringan lainnya yang biasanya berjauhan tempatnya. Bridge bekerja pada level
data link layer pada model jaringan OSI seperti halnya switch. Bridge fungsinya
Ethernet broadband. Karena kecerdasan dan kefleksibelannya tadi, bridge
mampu mempelajari alamat link setiap peralatan yang tersambung dengannya dan mampu mengatur alur frame berdasarkan alamat tadi. Bridge mampu menggabungkan LAN-LAN yang berbeda protokol, karena bridge tidak memeriksa jenis protokol pada frame yang dilewatkan.
Gambar 3.2 Segmentasi Dengan Bridge
Pada Gambar 3.2[10] terlihat bahwa, bridge adalah sebuah alat untuk menghubungkan dua segmen dari sebuah network dan mentransmisikan paket-paket diantaranya seperti terlihat pada Gambar 3.2. Kedua segmen harus menggunakan protokol yang identik untuk berkomunikasi. Bridge berfungsi pada
layer data link , layer kedua dari model referensi OSI. Tujuan dari sebuah Bridge
adalah untuk menyaring, mengirimkan, atau melakukan broadcast pada setiap
frame yang dating, berdasarkan alamat MAC dari frame tersebut.
Sebuah switch dapat dianggap sebuah bridge yang multiport (banyak
Bridge merupakan perangkat yang menghubungkan jaringan dengan jaringan
(bisa sama atau berbeda). Perangkat wireless LAN umumnya difungsikan sebagai
bridge. Jumlah port pada switch lebih banyak dibandingkan bridge pada
umumnya. Bridge meneruskan data ke layer 2 dan mempelajari alamat MAC dengan memeriksa alamat asal dari setiap frame yang diterima. Bridge membuat keputusan forwarding berdasarkan alamat layer 2.
Bridging digunakan untuk menggabungkan dua jaringan. Sebagai contoh,
anda mungkin memiliki sebuah server yang terhubung ke internet melalui modem ADSL dan sebuah kartu akses wireless agar komputer lain dapat terhubung ke internet melalui modem ADSL tersebut. Anda dapat menciptakan sebuah jembatan (bridge) untuk menghubungkan kedua antarmuka tersebut.
Bridge menjadi perangkat yang diproduksi secara komersial di awal 1980-an,
pada masa tersebut bridge menghubungkan perangkat-perangkat yang sejenis (homogen). Saat ini bridging antara jaringan yang berbeda (heterogen) telah ditetapkan dan distandarisasikan.
3.3 Bagian-Bagian Bridge
Bridge secara umum dibedakan atas dua bagian yaitu Bridge Lokal dan
Bridge Remote seperti pada Gambar 3.3. Bridge Remote menghadirkan tantangan
yang unik dalam masalah transfer data. Bridge Lokal masih jauh lebih cepat dan
reliable dalam transfer data, selain biaya yang lebih murah dibandingkan Bridge
Remote, meskipun sampai saat ini kemampuan koneksi jarak jauh (Wide Area
Network) makin tinggi transfer datanya, contohnya penggunaan modem DSL
(Digital Subscriber Line) atau perangkat nirkabel yang bisa sampai 11Mbps.
Gambar 3.3 Bridge Local dan Bridge Remote
. Pada Gambar 3.3[10] terlihat bahwa, Bridge Local menghubungkan dua jaringan LAN secara langsung pada area yang sama secara fisik, misalnya
bridging antar gedung yang berdekatan. Bridge Remote menghubungkan dua
jaringan yang secara fisik berjauhan. Implementasi yang dilakukan biasanya menggunakan kabel telepon dan modem atau perangkat nirkabel (Wireless LAN, sekarang dikenal dengan istilah WiLAN). Perangkat nirkabel yang paling banyak digunakan adalah yang bekerja pada frekuensi bebas ISM (Industrial Scientific
Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) membagi lapisan
Link OSI menjadi dua sub-lapisan yaitu: Medium Access Control (MAC) dan
Logical Link Control (LLC). Sub-lapisan MAC mengatur akses ke media fisik
dan sub-lapisan LLC mengatur frame, alur data, pengecekan error dan pengalamatan (MAC address).
Beberapa bridge disebut sebagai MAC-layer bridges, perangkat ini menghubungkan antara network yang homogen, misalnya ethernet dengan
ethernet. Jenis bridge lainnya yang menghubungkan network yang heterogen,
misalnya ethernet dengan token-ring. Mekanisme dasar bridging yang heterogen ini bisa digambarkan seperti Gambar 3.4
Pada Gambar 3.4[10], host A mengirim paket ke host B melalui bridge, di bridge paket data ethernet distrip header-nya oleh sub-lapisan MAC dan
diteruskan ke sub-lapisan LLC lebih lanjut. Setelah diproses di sub-lapisan LLC dan diimplementasikan protokol token-ring kemudian dikirimkan ke sub-lapisan MAC dan selanjutnya secara fisik ditransfer melalui media fisik token-ring.
3.4 Jenis-Jenis Bridge
Beberapa jenis bridge telah membuktikan pentingnya perangkat ini di dalam jaringan. Transparent bridging ditemukan pertama kali di dalam lingkungan Ethernet dan source-route bridging dalam lingkungan Token Ring.
Translational bridging menyediakan penerjemahan antara format dan transmisi
antar lingkungan yang berbeda (umumnya antara Ethernet dan Token Ring). Terakhir source-route transparent bridging mengkombinasikan algoritma dari
transparent bridging dan source-route bridging untuk memudahkan bridging
dalam lingkungan campuran Ethernet dan Token Ring. Pada dasarnya jenis dari
Bridge ada dua macam Transparent Bridge dan Translating Bridge.
3.4.1 Transparent Bridge
Bridge adalah sebuah perangkat antar jaringan (internetworking) yang
kompatibel, yaitu pada sub-lapis Medium Access Control (MAC) (misalnya, IEEE 802.3 ke 802.3 atau 802.3 ke 802.5), tetapi transparan terhadap protokol-protokol jaringan dan lapis-lapis yang lebih tinggi. Informasi yang disimpan pada bridge atau yang disediakan di dalam frame yang sedang ditransmisikan akan membantu
bridge dalam membuat keputusan perutean. Keputusan yang akan dibuat oleh
bridge terhadap frame yang diterimanya dari sebuah segmen adalah melewatkan
frame tersebut ke segmen berikutnya (dikenal sebagai forwarding), atau tidak
melewatkan frame tersebut ke segmen berikutnya (dikenal sebagai filtering).
Bridge juga akan mencadangkan sebuah karakteristik LAN sebagai sebuah kanal
pancar (broadcast).
Gambar 3.5 Model Arsitektur Protokol Bridge
lapis MAC dan fisik sendiri. Tidak ada ketetapan pada masing-masing sisi. Kedua, LLC dan lapis protokol yang lebih tinggi lewat melalui bridge secara transparan. Ketiga, bridge tidak menyediakan kontrol aliran data, oleh karena itu kongesti didalam bridge dapat terjadi. Bila ini terjadi, maka frame-frame tersebut akan dibuang oleh bridge ini. Oleh karena itu diperlukan suatu mekanisme proses pada protokol lapis yang lebih tinggi untuk penyembuhannya.
Bridge yang menginterkoneksikan LAN IEEE-802 secara langsung
disebut local bridge. Bridge yang dipergunakan untuk menginterkoneksikan LAN melalui fasilitas WAN (Wide Area Network) disebut dengan remote bridge. Sebagaimana dengan local bridge, remote bridge juga harus memenuhi syarat-syarat tertentu agar mereka dapat memelihara dan melindungi karakteristik dasar dari sebuah yang ada dilingkungan extended LAN.
3.4.1.1. Operasi Transparent Bridge
Gambar 3.6 Implementasi Transparent Bridge secara Abstrak
Pada Gambar 3.6[8] menunjukkan sebuah implementasi transparent
bridge secara abstrak. TB menerima dan mengirimkan frame pada LAN-LAN
yang mereka interkoneksikan. Sebuah forwarding database dijaga dengan mengamati alamat sumber dari frame yang diterima pada tiap bandarnya. Frame akan diteruskan atau dibuang berdasarkan pada perbandingan alamat tujuan
frame dengan informasi yang dikandung didalam forwarding database. Oleh
karena itu, sebuah frame yang ditujukan ke sebuah stasiun yang diketahui berada pada sisi yang sama dari TB dengan stasiun yang mengirimkan frame tersebut tidak akan diteruskan oleh TB ini ke sisi ujung bridged LAN yang satu lagi.
Frame-frame yang diteruskan oleh TB hanyalah frame-frame yang ditujukan ke
alamat group atau ke alamat stasiun yang lokasinya tidak diketahui. Sebagai tambahan, informasi tentang topologi jaringan akan dipertukarkan diantara TB. Informasi ini diperoleh oleh masing-masing TB dengan mempergunakan sebuah algoritma sederhana yang terdistribusi pada masing-masing TB. Algoritma ini dipergunakan untuk menjamin bahwa dalam topologi jaringan tersebut tidak terjadi loop (jalan melingkar), dan algoritma ini disebut sebagai algoritma
Oleh karena itu, Backes menerangkan bahwa ada tiga fungsi dasar yang dibentuk oleh TB, yaitu:
1. Forwarding
Forwarding adalah proses keputusan penerusan sebuah frame yang
diterima pada sebuah bandar TB. Diagram alir ringkasan proses forwarding sebuah frame dilukiskan pada Gambar 3.7[8].
Gambar 3.7 Proses Forwarding Sebuah Frame
Pada Gambar 3.7 terlihat bahwa. bila sebuah frame diterima pada sebuah bandar bridge, alamat tujuan yang dikandung didalam header frame akan bandingkan dengan informasi yang dikandung di dalam forwarding database.
Forwarding database bridge berisi sebuah daftar tentang alamat-alamat stasiun
bandar bridge atau lebih. Jika alamat tujuan tidak dijumpai dalam forwarding
database tersebut, maka frame ini akan dikirimkan ke semua bandar bridge,
kecuali ke bandar dari mana frame tersebut diterima. Aksi ini dikenal sebagai pembanjiran (flooding).
Jika alamat tujuan frame ini dijumpai didalam forwarding database, dan identifikasi bandar yang disimpan bersama dengan alamat tujuan tersebut sirna dengan identifikasi bandar bridge yang telah menerima frame tersebut; maka
frame ini tidak akan diteruskan. Jika identifikasi bandar berbeda, maka frame
akan diteruskan ke bandar bridge yang telah diidentifikasi didalam database itu. Untuk lebih jelasnya, proses ini akan di terangkan dengan menggunakan diagram yang dilukiskan pada Gambar 3.8[8].
Gambar 3.8 Diagram Alir Proses Bridge Forwarding.
diabaikan oleh bridge 2. Trafik dari LAN 1 ke LAN 3 (misalnya, trafik dari A ke E) direlai oleh bridge 1 dan bridge 2.
2. Learning
Fungsi kedua TB adalah mempelajari alamat-alamat dari stasiun yang berkomunikasi. Hal ini dilakukan oleh masing-masing TB dengan memonitor bandar masuk dan bandar keluar nya masing-masing.
Gambar 3.9 Diagran Aliran Proses Bridge Learning
semua pentransmisian yang terjadi. Proses ini dikenal sebagai learning (belajar).
Bridge akan menjaga dan menyimpan sebuah daftar tentang stasiun-stasiun yang
mengirim frame ke bandarnya. Alamat sumber dari semua frame yang diterima tanpa kasalahan dibandingkan terhadap informasi yang ada didalam database. Jika alamat sumber tidak dijumpai didalam database tersebut, maka alamat ini akan ditambahkan pada daftar tersebut. Bridge akan mengingat dari bandar mana sebuah frame diterimanya. Informasi ini juga ditambahkan ke database bersama dengan alamat sumber tersebut. Nilai pewaktu untuk masukan database ini di set ulang (reset) untuk menunjukkan bahwa ini adalah sebuah masukan yang baru. Jadi, bila sebuah frame mengandung alamat sumber yang baru diterima, sebuah masukan dibangun dalam forwarding database. Masukan ini terdiri dari alamat, identifikasi bandar yang telah melihat alamat ini, dan pewaktu yang menunjukkan berapa lama alamat tersebut telah dilihat.
Jika alamat sumber dijumpai telah ada dalam forwarding database, dan database menunjukkan bahwa stasiun tersebut telah dilihat sebelumnya pada sebuah bandar bridge yang berbeda, maka identifikasi bandar untuk masukan tersebut akan dirubah untuk menunjukkan bahwa ini adalah informasi yang baru. Jika informasinya sama, maka ia akan dibiarkan tanpa disentuh. Dalam hal ini, pewaktu juga akan diset-ulang untuk menandai/menyegarkan kembali masukan ini.
menit. Sebuah pewaktu singkat juga akan diset bila algoritma spanning tree mendeteksi sebuah perubahan terjadi didalam topologi jaringan. Hal ini dilakukan untuk menjamin bahwa bridge secara potensial dapat mengakhiri dengan cepat informasi lama yang sudah kadaluarsa.
3. Spanning Tree
Fungsi ketiga TB adalah untuk menyediakan kendali seluruh operasi perelaian. Hal ini dilakukan dengan mempergunakan sebuah algoritma yang dikenal sebagai algoritma Spanning Tree. Dengan algoritma ini diharapkan pada topologi jaringan extended LAN tidak terdapat loop. Anggapan ini dapat tidak selalu valid disebabkan kesalahan konfigurasi, atau keinginan redundansi/tumpang tindih (berlebih). Pelanggan-pelanggan dapat berkeinginan untuk menyusun bridge redudansi diantara LAN-LAN, atau link-linkredundansi diantara bridge-bridge untuk menyediakan kemampuan jaringan keseluruhan yang lebih tinggi.
Gambar 3.10 Loop Bridge
Pada Gambar 3.10[8] terlihat bahwa, jika terdapat jalan jamak (multiple
tentang arah yang diperoleh oleh stasiun-stasiun ujung. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya packet looping didalam jaringan, seperti yang dijelaskan oleh Gambar 3.10. Jika stasiun A mengirimkan sebuah paket dengan alamat tujuan yang tidak diketahui, kedua bridge akan meneruskan paket tersebut. Tiap salinan yang dihasilkan oleh masing-masing bridge akan diteruskan lagi, dan seterusnya. Loop dalam topologi tersebut akan menyebabkan seluruh bridged LAN gagal. Oleh karena itu diperlukan algoritma spanning tree untuk mengobah bentuk setiap topologi mesh sembarang yang terjadi kedalam topologi tunggal, yaitu topologi spanning tree. yang tidak melingkar.
3.4.2 Translating Bridge
Translating bridge adalah jenis bridge yang mampu untuk melakukan
bridging antar protokol pada data link layer (contoh Ethernet dengan Token
Ring). Dengan demikian terjadi proses konversi jenis frame data dan
transmission rate masing-masing protokol. Proses ini dilakukan pada preamble
dan FCS (frame check sequence).
Pada bagian lain akan membahas pula bagaimana menghitung
performance network dalam hubungannya dengan penerapan kedua jenis bridge
ini.
Masalah yang ada pada segmentasi Ethernet. Dasar dari dibaginya sebuah
network dalam beberapa segmen yang menggunakan bridge mengacu pada
segmen A jika tidak diperlukan ke segmen B, benar-benar hanya berlalulalang di segmen A saja.
Telah di ketahui bahwa bridge melakukan filtering dan forwarding frame pada masing-masing segmen nya yang menimbulkan konsekuensi jika filtering dan forwarding rate menjadi besar maka akan mempengaruhi kinerja jaringan secara keseluruhan.
3.5Prinsip Kerja Bridge
Bridge mempunyai kemampuan untuk melakukan bridging antar
protokol pada data link layer (contoh Ethernet dengan Token Ring). Dengan demikian terjadi proses konversi jenis frame data dan transmission rate masing-masing protokol. Proses ini dilakukan pada preamble dan FCS (frame check
sequence). Pada bagian lain akan membahas pula bagaimana menghitung
performance network dalam hubungannya dengan penerapan kedua jenis Bridge
ini. Masalah yang ada pada segmentasi Ethernet.
Dasar dari dibaginya sebuah network dalam beberapa segmen yang menggunakan bridge mengacu pada rancangan topologi jaringannya. Misalnya dalam sebuah network yang terdiri dari departemen A dan B, maka untuk mengurangi overhead traffic jaringan secara keseluruhan dibuatlah segmen fisik A dan B. Dengan tujuan agar traffic pada segmen A jika tidak diperlukan ke segmen B, benar-benar hanya berlalu-lalang di segmen A saja.
dan forwarding rate menjadi besar maka akan mempengaruhi kinerja jaringan secara keseluruhan.
Teknologi switching menjawab permasalahan ini dengan cara kerja, Saat sebuah node akan berhubungan dengan node lain yang berbeda segmen, peralatan ini akan menjadi bridge dan membuka sebuah jalur langsung ’sementara’ dengan acuan source dan destination address Ethernet nya.
Switching hub bekerja pada Ethernet MAC (Medium Access Control)
sublayer. Setiap port pada hub jenis ini dapat menjamin throughput nya tetap 10
Mbps. Karena jika pada hub non switch, jika terdapat misalnya 8 port Ethernet, maka dalam hitungan mudahnya setiap port akan hanya memperoleh 10 Mpbs / 8 port = 1,25 Mbps.
Sedangkan cara kerja bridge adalah Setelah mengetahui ke segmen mana paket akan disampaikan, bridge melanjutkan pengiriman langsung ke segmen tersebut. Jika bridge tidak mengenali alamat tujuan paket, maka paket akan
3.6 Kinerja Local Area Network Menggunakan Bridge
Untuk menghitung kinerja bridge pada Local Area Network (LAN) digunakan sistem antrian. Jenis sistem antrian yang digunakan adalah M/M/1/N. Sistem antrian M/M/1/N dibuat dengan kedatangan Poisson, memiliki satu server dengan disiplin antrian FIFO (First In First Out) yang merupakan suatu peraturan dimana yang akan dilayani terlebih dahulu adalah frame yang datang terlebih dahulu. FIFO ini sering disebut juga FCFS (First Come First Served).
Pada sistem antrian M/M/1 yang merupakan satu-server model antrian, yang dapat digunakan untuk sistem yang sederhana.
Gambar 3.11Model Antrian M/M/1
Pada Gambar 3.11[9] dapat dilihat sebuah model antrian pelayanan tunggal (single server). Frame – frame tiba secara acak, kemudian frame antri di dalam
buffer sebelum dilayani oleh server. Setelah selesai dilayani, maka frame
meninggalkan sistem antrian.
Distribusi probabilitas yang sering digunakan adalah distribusi Poisson, dimana kedatangan frame bersifat independent, tidak terpengaruh oleh kedatangan sebelum ataupun sesudahnya. Asumsi distribusi Poisson menunjukkan bahwa kedatangan frame sifatnya acak dan mempunyai rata – rata laju kedatangan sebesar lamda ().
Proses kedatangan frame – frame yang mengikuti distribusi Poisson dapat dilihat pada Gambar 3.12[9].
Gambar 3.12 Interval Waktu Kedatangan Frame pada Proses Poisson
Pada Gambar 3.12 dapat dilihat bahwa sebuah interval waktu yang kecil
∆t (∆t 0), antara waktu t dan t + ∆t. Jika terdapat interval waktu terbatas yang panjang T [6], seperti dilihat pada Gambar 3.13[9].
Pada interval waktu T, maka dapat diketahui probabilitas kedatangan p(k)
p(k) = probabilitas dari k kedatangan T = Interval waktu (detik)
= Laju kedatangan frame (frame/detik)
k = 0, 1, 2…
Poisson sering digunakan sebagai model untuk kedatangan frame yang
acak ke dalam sistem antrian. Pada analisa ini, perlu untuk menghasilkan suatu urutan waktu kedatangan frame ...0t0 t1 t2 dimana kejadian ke i terjadi pada saat ti (i = 1, 2,…) dan distribusi dari waktu kejadian {ti} mengikuti pola tertentu. )N(t)max(i:ti t adalah jumlah kejadian yang terjadi pada saat atau sebelum t untuk t0 [3]. Sebuah proses {N(t),t0} dikatakan proses Poisson jika:
1. Frame yang tiba sebanyak satu frame, pada suatu waktu.
2. N(t + s) – N(t) adalah jumlah kedatangan pada interval waktu (t, t + s), adalah independen dari {N(u),0ut}
Parameter ini sering disebut juga dengan utilisasi link atau intensitas trafik. Untuk antrian dengan pelayanan tunggal, jika nilai mendekati dan melampaui satu, maka akan dijumpai keadaan kongesti. Hal ini menyebabkan waktu tunggu dalam antrian akan meningkat, dan frame – frame lain yang tiba sering diblok.
Laju lalu lintas kedatangan frame merupakan rata-rata jumlah frame yang ditransmisikan melalui bridge per satuan waktu, parameter didapatkan dari Hukum Little [9] yaitu :
Pada sistem antrian M/M/1/N terdapat pelanggan sebanyak N. Jika sudah ada N pelanggan di dalam sistem, maka pelanggan yang tiba berikutnya diblok atau hilang.
Laju kedatangan dan laju pelayanan dapat dinyatakan dengan, yaitu: 1
Diagram transisi kondisinya dapat dinyatakan sebagai berikut[5], yaitu:
Gambar 3.14 Digram Transisi Kondisi Sistim Antrian M/M/1/N
P [5] adalah Probabilitas blocking, dimana sistem antrian penuh. Rata-rata jumlah pelanggan yang diblok per detik adalah .PN. Dengan buffer berhingga, rata-rata laju kedatangan frame/detik dapat lebih besar dari rata-rata laju pelayanan frame/detik , karena kelebihan pelanggan akan ditolak.
Gambar 3.15 Hubungan Antara Throughput Dan Load
Gambar 3.15[9] diatas ini menunjukkan hubungan antara throughput dan
load pada sistem antrian M//M/I/N
= Rata-rata laju kedatangan frame/detik
P = Probabilitas Blocking N
Untuk model sistem antrian M/M/1/N rata-rata jumlah frame yang terdapat dalam sistem antrian diberikan dengan persamaan [5] yaitu:
Lamanya waktu total yang dibutuhkan sejumlah frame dalam sistem adalah penjumlahan waktu yang dibutuhkan frame untuk mengantri dengan waktu yang dibutuhkan frame ketika dilayani dalam sebuah sistem, berdasarkan hukum little [9] yaitu:
n Rata-rata jumlah pelanggan di dalam sistem antrian (frame)
= Rata-rata laju kedatangan ke sistem antrian (frame/detik)
Waktu transmisi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan
frame melintasi suatu jaringan dari workstation bridge dengan kapasitas jalur
koneksi yang ditentukan [5] yaitu :
) (c
rate size
ttransmisi f ………....…...……..(3.10)
dimana:
ttransmisi = waktu transmisi (detik)
sizef = ukuran sebuah frame yang diasumsikan (bit) C = kapasitas jalu kanal koneksi bridge (9,6 Kbps)
Parameter 0 merupakan persentase dari utilisasi link atau intensitas
trafik dalam keadaan kosong atau kemungkinan tidak adanya frame dalam
bridge. Parameter ini dinyatakan dengan persamaan [9] yaitu :
0 1
1 ………...………….(3.11)
Parameter Nqueue merupakan rata-rata jumlah frame yang berada dalam
antrian dapat diperoleh dari persamanan [1] yaitu :
queue
queue t
Untuk itu jumlah frame yang dilayani dalam sistem merupakan selisih dari jumlah frame yang berada dalam sistem antrian dengan jumlah frame yang mengantri untuk dilayani [1] yaitu :
queue sistem
service N N
N ...(3.13)
Waktu yang dibutuhkan frame untuk dilayani di server dapat dinyatakan dengan persamaan[9] yaitu:
Waktu yang dibutuhkan frame mengantri di buffer untuk dilayani dapat dinyatakan dengan persamaan [9] yaitu:
tqueue tsystem tservice ...(3.15)
Waktu yang dibutuhkan untuk menyisipkan bit header dan tailer pada frame yang akan ditransmiskan di workstation merupakan waktu pemerosesan
dapat diperoleh dari persamaan[5] yaitu:
Waktu propagasi merupakan waktu perambatan tiap bit sepanjang kanal-kanal yang dapat dinyatakan dengan persamaan [5] yaitu:
C = kecepatan sinyal propagasi pada medium transmisi (2.108 m/s)
Total delay didefinisikan sebagai total waktu yang dibutuhkan sejumlah
frame untuk ditransmisikan yaitu penjumlahan waktu pemorosesan waktu
BAB IV
ANALISIS KINERJA LOCAL AREA NETWORK
MENGGUNAKAN BRIDGE
4.1 Umum
Tugas Akhir ini bertujuan untuk menganalisis kinerja Local Area Network menggunakan bridge. Parameter kinerja yang dihitung adalah delay, throughput dan probabilitas blocking. Analisis perhitungan Local Area Network dengan
bridge yang dibahas menggunakan sistem antrian M/M/1/N dengan disiplin
antrian FIFO (First In First Out) yang merupakan suatu peraturan dimana yang akan dilayani terlebih dahulu adalah frame yang datang terlebih dahulu. FIFO ini sering disebut juga FCFS (First Come First Served).
4.2 Model Sistem Local Area Network Menggunakan Bridge
Gambar 4.1 Koneksi 2 LAN menggunakan Bridge
(frame/hari) tpemerosesan ttransmisi
Workstation 9,6 Kbps Bridge
tqueue tservice
Gambar 4.2 Jalur Koneksi Transmisi Frame
(inbound) dan akan menerima dari headend (outbound), dimana alamat tujuan
disimpan dalam header frame. Topologi tree diakui kehandalannya karena putusnya salah satu kabel pada client, tidak akan mempengaruhi hubungan client yang lain. Topologi tree lebih flexible, lebih mudah untuk di layout.
4.2.1 Aktifitas Jaringan
Aktifitas Trafik model Local Area Network (LAN) dengan bridge pada Tugas Akhir ini diasumsikan bahwa minimal 27.106 frame/hari transaksi yang
berlangsung dan seterusnya sampai batas maksimal kapasitas frame yang bisa dilewatkan. Rata-rata panjang frame ditetapkan 1250 byte. Jumlah bit tambahan bagi frame yang dialokasikan pada header dan tailer diasumsikan 25 byte, jadi rata-rata panjang frame untuk Wide Area Network (WAN) adalah 1275
byte/frame, frame ditransmisikan selama 8 jam waktu pengamatan.
4.2.2 Metode Akses
Ada dua metode akses yang digunakan pada bridge yaitu: 1. CSMA/CD
ulang copy frame sebelumnya. Pengendalian Akses ke medium dengan CSMA/CD dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Semua data yang ditransmisikan oleh (data terminal equipment) DTE pengirim pertama kali dikemas dalam bentuk frame yang dilengkapi dengan alamat tujuan pada header frame.
2. Frame di-broadcast (di transmisikan) ke kabel (medium).
3. Semua DTE yang terhubung ke kabel mendeteksi apakah ada sebuah frame yang sedang ditransmisikan atau tidak.
4. Bila DTE tujuan mendeteksi bahwa frame yang saat ini sedang di transmisikan memiliki alamat tujuan pada header-nya sama dengan alamat DTE tersebut maka DTE yang bersangkutan membaca / copy data yang terkandung di dalam frame dan selanjutnya DTE penerima merespon langsung DTE sumber/asal. Ada 2 karakteristik penting pada teknik CSMA/CD yaitu:
1. propagation delay (pd)
2. frame transmission time (ftm)
3. Jika pd > ftm, akan dibutuhkan waktu yang lama bagi stasiun lain untuk mengetahui adanya frame yang dikirim, dan jika jarak pemisah cukup jauh, mungkin ada stasiun lain yang melakukan pengiriman, dan dapat terjadi collision.
4. Jika pd < ftm, jika ada stasiun yang mengirimkan frame, maka stasiun lain akan segera mengetahuinya, sehingga stasiun lain tidak akan segera mengirimkan datanya
