Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN)

(1)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010.

TUGAS AKHIR

ANALISIS KINERJA KONEKSI JARINGAN SWITCH

ETHERNET PADA LOCAL AREA NETWORK (LAN)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan

sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

O L E H

050402058

AMI FARINA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

▸ Baca selengkapnya: pertanyaan tentang jaringan lan

(2)

ANALISIS KINERJA KONEKSI JARINGAN SWITCH ETHERNET PADA

LOCAL AREA NETWORK (LAN)

Oleh :

050402058 AMI FARINA

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana Teknik Elektro.

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing,

NIP : 131 945 356 IR. M. ZULFIN, MT.

Diketahui Oleh :

a.n. Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Sekretaris,

NIP : 131 161 239 Rahmad Fauzi, ST. MT.

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(3)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. ABSTRAK

Perkembangan jaringan telekomunikasi dewasa ini terus meningkat seiiring

dengan perkembangan zaman. Ada beberapa teknologi yang digunakan dalam

berkomunikasi melalui jaringan Local Area Network (LAN). Salah satunya adalah

Ethernet yang merupakan komoditas network yang paling luas digunakan. Saat ini

Ethernet telah diimplementasikan dengan penggunaan switch.

Dengan bertambahnya user-user yang terlibat dalam komunikasi jaringan

LAN, yaitu dalam bentuk segmen-segmen LAN yang semakin luas dan pemakaian

topologi yang berbeda jenis dalam satu jaringan, maka segmen-segmen ini harus

diperkecil dengan menggunakan switch, agar dapat lebih mudah dalam

menginterkoneksikannya. Selain itu, kecepatan transmisi data yang lebih cepat dan

pengiriman data yang akurat sangat dituntut di dalamnya.

Untuk menghasilkan transmisi data yang cepat dan akurat dari transmitter ke

receiver dengan menggunakan Switch Ethernet, maka trafik di jaringan harus diatur

sedemikian rupa, yaitu dengan memperbesar laju pelayanan frame di switch dan

memakai model sistem antrian M/M/1, yang memiliki satu server dan kapasitas

buffer tak berhingga, sehingga dapat menghasilkan delay end-to-end yang kecil.

Hasil analisa menunjukkan bahwa semakin tinggi intensitas trafik atau

utilisasi sistem ρ, maka delay end-to-end yang dihasilkan akan semakin besar seiring

dengan bertambahnya jumlah frame yang ditransmisikan dan juga seiring dengan

(4)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena hanya

berkat rahmat, hidayah dan ridho-Nya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan

Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Rasul tercinta

Muhammad SAW beserta keluarga suci, para Ahlulbait as. Tugas Akhir berjudul

“Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN)” ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Doa dan terima kasih kupersembahkan teristimewa untuk, Ayahanda dan

Ibunda tercinta, H. Natsir Lois dan Hj. Asmiyati atas segenap kasih sayang, limpahan

doa, didikan dan dukungan baik moral maupun materil yang telah mereka berikan,

yang tiada tergantikan oleh apapun selain bakti dan doaku. Abangku Natkia,

Kakak-kakak-ku, Ikva dan Ikma atas doa, motivasi, serta bantuan moral dan materil, juga

kak Santi atas doa dan motivasinya.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis ingin

menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. M. Zulfin, MT. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang telah

bersedia meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing, mengarahkan

dan memberikan saran kepada penulis hingga selesainya penulisan Tugas Akhir

(5)

2. Bapak Ir. Riswan Dinzi, MT, selaku Dosen Wali penulis atas bimbingan dan

arahan dalam menyelesaikan kuliah.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT. selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas

Teknik USU yang senantiasa membantu mahasiswa Teknik Elektro dan Bapak

Rahmad Fauzi, ST. MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh Staf Pengajar, Bapak Ir. Arman Sani, MT., Bapak Ir. M. Zulfin, MT.,

Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT., Bapak Maksum Pinem, ST. MT., atas segala

ilmu dan motivasi yang telah diberikan selama penulis menjalani perkuliahan di

Departemen Teknik Elektro, dan juga seluruh Staf Pegawai Departemen Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.

5. Sahabat-sahabatku di Elektro : Dewi, Diana, Harpen, Apry, Muti, Yona, Taci,

Nisa, Once, Chici, Gifari, Luthfi, Rizky, Dedy A, Megi, Suib, Putra, Bimbo,

Rifqi, terima kasih atas bantuan dan canda tawanya, serta seluruh teman-teman

lainnya Teknik Elektro Angkatan 2005 yang tidak dapat penulis sebutkan

satu-persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan

baik dari isi, susunan maupun tata bahasanya, yang dikarenakan terbatasnya

kemampuan, pengetahuan dan pengalaman penulis. Untuk itu, penulis terbuka atas

segala saran dan kritik dari pembaca untuk penyempurnaan pada masa yang akan

(6)

Akhir kata, penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat berguna dan

bermanfaat bagi para pembacanya.

Amin ya Rabbal Alamin

Medan, Juli 2009

Penulis

(7)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR SINGKATAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Metodologi Penulisan ... 4

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II JARINGAN LOCAL AREA NETWORK (LAN) ... 6

2.1 Umum... 6

2.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN) ... 8

2.3 Layer Pada Jaringan Local Area Network (LAN) ... 9

2.3.1 Layer Fisik ... 9

(8)

2.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network (LAN) ... 11

2.4.1 Arsitektur Protokol ... 11

2.5 Media Transmisi ... 14

2.5.1 Kabel Twisted Pair ... 14

2.5.2 Kabel Coaxial ... 15

2.5.3 Kabel Fiber Optic... 16

2.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN)... 16

2.6.1 Topologi Bus ... 16

2.6.2 Topologi Ring ... 17

2.6.3 Topologi Star ... 18

2.7 Media Acces Control (MAC) ... 21

2.7.1 CSMA/CD (Ethernet) ... 21

2.7.2 Token ... 22

2.7.3 FDDI ... 24

2.8 Perangkat Local Area Network (LAN) ... 24

BAB III SWITCH ETHERNET ... 30

3.1 Umum... 30

3.1.1 Jenis-Jenis Ethernet ... 31

3.1.2 Pengalamatan Ethernet ... 34

3.1.3 Frame Ethernet ... 35

3.2 Prinsip Operasi Switch ... 37

(9)

3.2.2 Memfilter dan Merele Informasi ... 39

3.2.3 Manajemen Switch ... 40

3.3 Arsitektur Switch ... 41

3.3.1 Model Arsitektur Switch ... 42

3.4 Model Operasi Switch ... 44

3.4.1 Mempelajari Alamat (Address Learning) ... 44

3.4.2 Keputusan Forward / Filter ... 46

3.4.3 Database Filtering ... 47

3.4.4 Menghindari Loop ... 47

3.5 Jenis-Jenis Switch ... 47

3.6 Kinerja Switch Ethernet ... 49

3.6.1 Model Sistem yang Dianalisis ... 49

3.6.2 Delay End-to-End Suatu Frame Pada Jaringan Switch Ethernet ... 51

BAB IV ANALISIS KINERJA KONEKSI JARINGAN SWITCH ETHERNET PADA LOCAL AREA NETWORK (LAN) ... 59

4.1 Umum ... 59

4.2 Parameter Kinerja Delay end-to-end Frame ... 60

4.3 Parameter Sistem ... 60

(10)

4.5 Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet ... 61

4.5.1 Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet dengan Laju Pelayanan Frame (µ) = 15000 frame/detik... 63

4.5.2 Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet dengan Laju Pelayanan Frame (µ) = 30000 frame/detik... 67

4.6 Hasil Analisis Kinerja Jaringan ... 70

4.6.1 Hasil Analisis Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end dengan Laju Pelayanan Frame (µ) =15000 frame/detik ... 71

4.6.2 Hasil Analisis Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end dengan Laju Pelayanan Frame (µ) =30000 frame/detik ... 73

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 76

5.1. Kesimpulan ... 76

5.2. Saran….. ... 77

(11)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan Model Referensi OSI dan IEEE 802 ... 8

Gambar 2.2 Protokol LAN Menurut Konteks ... 14

Gambar 2.3 Topologi Bus ... 17

Gambar 2.4 Topologi Ring ... 18

Gambar 2.5 Topologi Star ... 19

Gambar 2.6 Internal Adapter / Internal Network Interface Card (NIC) ... 26

Gambar 2.7 Repeater ... 27

Gambar 2.8 Hub... 27

Gambar 2.9 Bridge ... 28

Gambar 2.10 Switch ... 29

Gambar 3.1 Pengalamatan Ethernet Menggunakan Alamat MAC ... 34

Gambar 3.2 Format Frame 802.3 dan Ethernet... 36

Gambar 3.3 Switch Cisco ... 41

Gambar 3.4 Arsitektur Switch ... 42

Gambar 3.5 Proses Bagaimana Switch Mempelajari Lokasi Host-Host ... 45

Gambar 3.6 Mode-Mode Switching yang Berbeda di dalam Sebuah Frame ... 49

Gambar 3.7 Model Sistem Yang Dianalisis ... 50

Gambar 3.8 Model Antrian M/M/1... 52

Gambar 3.9 Interval Waktu Kedatangan Paket pada Proses Poisson ... 53

Gambar 3.10 Distribusi Poisson dengan Interval Waktu T ... 53

(12)

Gambar 4.1 Frame WAN ... 62

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end

dengan Laju Pelayanan Frame (µ) = 15000 frame/detik ... 72

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end

(13)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Topologi Bus, Ring, dan Star ... 20

Tabel 2.2 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol ... 21

Tabel 4.1 Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end

Dengan Laju Pelayanan Frame (µ) = 15000 frame/detik ... 71

Tabel 4.2 Pengaruh Kenaikan Jumlah Frame terhadap Delay end-to-end

(14)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. DAFTAR SINGKATAN

ANSI : American National Standard Institute

CRC : Cyclic Redudancy Check

CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection

FCFS : First Come First Served

FDDI : Fiber Distributed Data Interface

FIFO : First In First Out

FSC : Frame Check Sequence

GARP : Generic Attribute RegistrationProtocol

GMRP : Generic Multicast Registration Protocol

IEEE : Institute of Electrical Enginering

LLC : Logical Link Control

LSB : Least Significant Bit

MAC : Medium Acces Control

MAN : Metropolitan Area Network

NIC : Network Interface Card

OSI : Open System Interconection

OUI : Organizationally Unique Identifier

STP : Spanning Tree Protocol

STP : Shielded Twisted Pair

UTP : Unshielded Twisted Pair

(15)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan jaringan telekomunikasi dewasa ini mengalami kemajuan yang

sangat cepat. Berbagai macam fasilitas teknologi telekomunikasi terus dikembangkan

agar user dapat melakukan komunikasi secara praktis, di manapun lokasi user

tesebut berada. Komunikasi dapat terjalin, baik di dalam area yang kecil seperti

gedung-gedung perkantoran, komunikasi antargedung, hingga komunikasi dalam

satu kota.

Untuk membangun komunikasi di area-area yang tidak begitu luas, dapat

digunakan jaringan Local Area Network (LAN). LAN digunakan untuk mentransfer

data antara PC, workstation, mainframe, dan data peripheral. Salah satu cara untuk

memperbaiki performansi end-user adalah dengan membagi single segmen LAN

yang luas ke dalam segmen-segmen LAN yang lebih kecil, yang disebut

“microsegment”. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan perangkat switch agar

dapat membagi single segmen LAN yang luas ke dalam beberapa segmen. Salah satu

teknologi LAN yang diimplementasikan dengan switch adalah Ethernet.

Maraknya penggunaan Switch Ethernet pada sistem komunikasi real-time

mengakibatkan tuntutan keamanan dan pemakaian bandwith yang optimal dari

pengiriman frame pada jaringan tersebut. Dengan kata lain, dalam satuan unit waktu,

(16)

entitas-Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010.

entitas yang bersebelahan dan sanggup menyediakan kapasitas bandwith yang cukup

besar untuk mensupport alamat trafik agar sampai ke tujuan.

Pada Tugas Akhir ini, akan dilakukan analisis perhitungan delay end-to-end

pada koneksi jaringan LAN Switch Ethernet terhadap pengaruh jumlah frame yang

berbeda. Proses analisa juga akan mencari tahu pengaruh bertambahnya laju

pelayanan rata-rata frame, yaitu 15000 frame/detik dan 30000 frame/detik terhadap

delay end-to-end frame, untuk kemudian membandingkan hasil yang diperoleh

keduanya. Dengan demikian, akan diketahui kinerja jaringan dengan laju pelayanan

yang manakah yang lebih baik.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan,

yaitu :

1. Bagaimana prinsip kerja jaringan LAN.

2. Bagaimana pinsip kerja jaringan Ethernet menggunakan switch.

3. Bagaimana model sistem LAN menggunakan switch.

4. Apa saja parameter kinerja yang diukur dalam proses analisis.

5. Bagaimana cara menghitung besarnya waktu delay end-to-end sebuah frame

yang melalui jaringan Switch Ethernet pada model sistem dalam Tugas Akhir

(17)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa

kinerja koneksi jaringan Switch Ethernet pada LAN yaitu dengan menghitung delay

end-to-end.

1.4 Batasan Masalah

Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini, maka dibuat pembatasan

masalah sebagai berikut :

1. Hanya membahas jaringan LAN secara umum.

2. Hanya membahas jaringan Switch Ethernet secara umum.

3. Tipe jaringa n LAN yang digunakan adalah tipe jaringan peer-to-peer.

4. Hanya menganalisa koneksi jaringan Switch Ethernet dengan mnggunakan

topologi star.

5. Tidak membahas aplikasi-aplikasi yang digunakan pada jaringan Ethernet.

6. Spesifikasi switch yang digunakan adalah switch cisco.

7. Hanya menganalisa jaringan Ethernet yang menggunakan standar Fast Ethernet

tipe 100Base–Tx.

8. Hanya menganalisa delay end-to-end pada jaringan Switch Ethernet.

9. Analisa kinerja hanya menggunakan model sistem antrian M/M/1 dengan

disiplin antrian FIFO, dimana pada model ini kapasitas buffer diasumsikan tak

berhingga.

(18)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 1.5 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penulisan Tugas

Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan

jurnal-jurnal pendukung, baik dalam bentuk hardcopy dan softcopy.

2. Studi Analisis, yaitu berupa melakukan pehitungan dengan menggunakan

parameter-parameter kinerja yang dibahas.

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai

berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar

belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode

penulisan, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

BAB II : JARINGAN LOCAL AREA NETWORK

Bab ini membahas tentang prinsip kerja, arsitektur,

standard-standar LAN, topologi, Media Acces Control (MAC) dari

(19)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. BAB III : SWITCH ETHERNET

Bab ini membahas tentang standar-standar Ethernet, prinsip

operasi, arsitektur, model, dan jenis-jenis switch.

BAB IV : ANALISIS KINERJA KONEKSI JARINGAN SWITCH

ETHERNET PADA LOCAL AREA NETWORK (LAN)

Bab ini menganalisis besarnya waktu delay end-to-end sebuah

frame dalam jaringan Switch Ethernet, terhadap jumlah frame

yang berbeda dan laju pelayanan yang berbeda.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari analisa Tugas Akhir ini dan

(20)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. BAB II

JARINGAN LOCAL AREA NETWORK (LAN)

2.1 Umum

Berdasarkan standar IEEE, Local Area Network didefenisikan sebagai jaringan

komunikasi yang menghubungkan beberapa device, seperti Personal Computer,

workstation, printer, mainframe, dan data peripheral yang dapat mentransmisikan

data dalam area yang terbatas. Batasan daerah atau ”local area” adalah kurang dari

100 feet (< 30 m) hingga melebihi 6 mil (> 10 km). Jaringan LAN sangat cocok

dibangun pada daerah gedung perkantoran, kampus, rumah sakit, dan gedung-gedung

lainnya[1].

Ada dua jenis arsitektur jaringan LAN, jika dilihat dari hak akses yang

diberikan :

1. Peer To Peer Network

Peer to peer network merupakan salah satu model jaringan LAN dimana setiap

station atau terminal yang terdapat di dalam lingkungan jaringan tersebut bisa

saling berbagi. Setiap PC dapat mengakses semua peripheral yang tersambung

dengan LAN, seperti halnya printer, disk, drives, CD Drive dan semua PC yang

lain dapat menggunakan setiap peripheral yang tersambung dengan PC

tersebut. Setiap PC pada jaringan peer to peer dilengkapi dengan software yang

memungkinkan PC itu bertindak sebagai non-dedicated server. Dalam hal ini

setiap komputer berlaku sebagai PC untuk pemakainya dan sebagai server yang

(21)

adalah tidak dibutuhkannya administrator khusus yang mengelola jaringan dan

tidak dibutuhkannya komputer yang khusus diberlakukan sebagai server. Jadi

jika salah satu komputer mati atau down, maka tidak akan mengganggu kinerja

komputer yang lain dan juga tidak memerlukan biaya implementasi jaringan

yang cukup mahal. Kelemahan sistem ini adalah pemakaian bersama yang

dapat mempengaruhi kestabilan kinerja komputer yang sedang diakses secara

bersama-sama tersebut serta keamanan data yang kurang terjamin karena pada

model ini tidak dapat dibuat hak akses yang bertingkat terhadap satu jenis

station. Peer to peer network ini lebih banyak digunakan untuk pemakaian

ringan dan dibatasi pada LAN skala kecil yang jumlah simpulnya terbatas.

2. Client-Server Network

Berbeda dengan model jaringan peer to peer, pada model client server network

ini dapat diberlakukan hak akses yang bertingkat pada setiap station-nya.

Sistem ini menggunakan satu atau lebih komputer yang khusus digunakan

sebagai server yang bertugas melayani kebutuhan komputer-komputer lain

yang berperan sebagai client/workstation. Komputer server menyediakan

fasilitas data dan sumber daya seperti harddisk, printer, CD Drive dan

sebagainya yang dapat diakses oleh komputer-komputer lain sebagai

workstation. Keunggulan model client server adalah kemampuan dalam

menjalankan database multiuser dan adanya hak akses bertingkat yang akan

lebih menjamin keamanan data dari setiap station-nya. Model client server ini

banyak digunakan untuk menangani data yang memiliki kapasitas besar dan

(22)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 2.2 Standar Jaringan Local Area Network (LAN)

Teknologi LAN dikembangkan pertama kalinya pada akhir 1970-an dan awal

1980-an. Sejumlah tipe jaringan yang berbeda diusulkan dan diimplementasikan.

Namun, karena adanya perbedaan itu, maka teknologinya hanya dapat diaplikasikan

pada peralatan milik vendor yang merancang teknologi LAN tersebut. Untuk

mengatasi hal ini, maka disusunlah suatu standar untuk LAN, sehingga ada

kompatibilitas antara produk-produk dari vendor berbeda. Kontributor terbesar

adalah Institute of Electrical Enginering (IEEE) yang merumuskan Model Referensi

802 (MR-IEEE802) dan diadopsi oleh International Standards Organization 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[2] menunjukkan hubungan antara standar untuk komunikasi komputer

yang telah ditetapkan sebelumnya yaitu Model Referensi Open System Interconection

(MR-OSI) dengan MR-IEEE 802 (Standar LAN).

Application Layer

(23)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 2.3 Layer Pada Jaringan Local Area Network (LAN)

Dari Gambar 2.1 di atas 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 yang berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan Media

Acces Control (MAC).

2.3.1 Layer Fisik

Layer fisik (Physical Layer) 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.

Layer fisik 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.

2.3.2 Layer Data Link

Layer ke 2 yaitu lapisan data atau data link layer, berisi ketentuan yang

(24)

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 hilang. Tergantung pada layer inilah

(25)

duplikasi frame. Data link layer 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.

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.

2.4 Arsitektur Jaringan Local Area Network (LAN)

Arsitektur LAN merupakan penggambaran yang sangat baik dalam hal

pelapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Bagian ini dimulai

dengan deskripsi arsitektur protokol standar untuk LAN, mencakup lapisan fisik,

lapisan medium acces control, dan lapisan logical logic control. Masing-masing

lapisan ini akan dijelaskan berturut-turut.

2.4.1 Arsitektur Protokol

Protokol ditetapkan secara spesifik untuk alamat transmisi LAN dan MAN

(26)

ketentuan OSI, pembahasan mengenai protokol LAN ditekankan pada

lapisan-lapisan yang lebih tendah dari model OSI yang berkaitan erat dengan arsitektur

jaringan LAN.

Gambar 2.1 menghubungkan protokol-protokol LAN dengan arsitektur OSI.

Arsitektur ini dikembangkan oleh Komite IEEE 802 dan telah diadopsi oleh seluruh

organisasi yang bekerja berdasarkan spesifikasi standar OSI, umumnya disebut juga

sebagai model referensi IEEE 802[2].

Lapisan terendah dari model referensi IEEE 802 bekerja dari yang paling

bawah, dan berhubungan dengan lapisan fisik model OSI serta mencakup beberapa

fungsi sebagai berikut :

a. Encoding / decoding sinyal

b. Permulaan / pelepasan pembangkitan (untuk sinkronisasi)

c. Transmisi bit / penerimaan

Selain itu, lapisan fisik dari model 802 juga mencakup spesifikasi media

transmisi serta topologinya. Umumnya, ini menunjukkan pada ”bagian bawah”

lapisan terendah dari model OSI. Bagaimanapun juga, pemilihan media transmisi dan

topologinya sangat penting dalam perancangan LAN dan mencakup pula spesifikasi

medianya.

Di atas lapisan fisik, adalah fungsi yang berhubungan dengan penyediaan

layanan untuk pemakai LAN, yang meliputi hal-hal sebagai berikut[2] :

a. Pada transmisi, mengasembling data menjadi sebuah frame dengan

(27)

b. Pada penerimaan, tidak mengasembling frame, dan menampilkan

kemampuan mengenali alamat dan pendektesian kesalahan.

c. Mengatur akses untuk media transmsi LAN.

d. Menyediakan interface untuk lapisan-lapisan yang lebih tinggi serta

menampilkan kontrol aliran dan kontrol kesalahan.

Hal-hal tersebut merupakan fungsi-fungsi yang biasanya dihubungkan dengan

lapisan 2 OSI. Susunan fungsi-fungsi dalam poin terakhir dikelompokkan ke dalam

lapisan Logical Link Control (LLC). Sedangkan fungsi dalam ketiga poin pertama

diperlakukan sebagai lapisan terpisah, yang disebut Medium Acces Control (MAC).

Pemisahan ini dilakukan dengan alasan sebagai berikut[2] :

a. Logika yang diperlukan untuk mengatur akses untuk media akses-bersama

tidak ditemukan dalam lapisan 2 data link control tradisional.

b. Untuk LLC yang sama, tersedia beberapa pilihan MAC.

Gambar 2.2[2] mengilustrasikan keterkaitan di antara berbagai level

arsitektur. Data pada level yang lebih tinggi dilintaskan ke LLC, yang melampirkan

informasi kontrol sebagai header, menciptakan suatu Protokol Data Unit (PDU)

LLC. Informasi kontrol ini digunakan dalam pengoperasian protokol LLC.

Kemudian seluruh PDU LLC dilintaskan ke bawah menuju lapisan MAC, yang

melampirkan informasi kontrol pada bagian depan dan bagian belakang paket, dan

membentuk sebuah frame MAC. Lagi-lagi, informasi kontrol di dalam frame

(28)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. Gambar 2.2 Protokol LAN Menurut Konteks

2.5 Media Transmisi

Dalam suatu transmisi data, media transmisi merupakan jalur fisik di antara

pengirim dan penerima. Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam

pemilihan media transmisi, di antaranya adalah kapasitas, keandalan, tipe data yang

didukung dan jarak. Semakin tinggi kecepatan data dan semakin jauh jaraknya, akan

semakin baik. Ada tiga media kabel yang umum digunakan untuk transmisi data,

khususnya LAN, yaitu kabel twisted pair, coaxial, dan fiber optic.

2.5.1 Kabel Twisted Pair

Twisted pair adalah media transmisi guided yang paling hemat dan paling

(29)

disusun dalam suatu pola spiral beraturan. Twisted pair terbagi atas dua jenis, yaitu

Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded Twisted Pair (STP). Kabel UTP berupa

kabel telepon biasa dan umumnya lebih banyak digunakan. Gangguan yang terjadi

pada UTP adalah interferensi elektromagnetik eksternal, meliputi interferensi twisted

pair yang berdekatan dan dari derau yang muncul akibat lingkungan sekitar. Salah

satu cara untuk meningkatkan karakteristik media ini adalah melapisi twisted pair

dengan suatu pelindung metalik agar bisa mengurangi interferensi. Sedangkan STP

memiliki kinerja yang lebih baik pada kecepatan data yang lebih tinggi namun

harganya lebih mahal dan lebih sulit mengoperasikannya dibanding UTP.

2.5.2 Kabel Coaxial

Kabel Coaxial seperti halnya dengan twisted pair terdiri dari dua konduktor,

namun disusun berlainan untuk mengatur pengoperasiannya melalui jangkauan

frekuensi yang lebih luas dan mampu digunakan dengan efektif pada kecepatan data

yang lebih tinggi. Terdiri dari konduktor silindris yang mengelilingi suatu kawat

konduktor dalam tunggal. Konduktor bagian dalam dibungkus baik dengan

konduktor kawat jaring maupun penyekat dalam. Konduktor terluar dilindungi oleh

suatu selubung atau pelindung. Sebuah kabel coaxial tunggal memiliki diameter

mulai dari 1 sampai 2,5 cm. Karena perlindungan ini, dengan konstruksi berbentuk

melingkar, kabel coaxial menjadi tahan terhadap interferensi dan crosstalk

dibandingkan dengan twisted pair. Gangguan-gangguan utama terhadap kinerja kabel

(30)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 2.5.3 Kabel Fiber Optic

Salah satu terobosan terbesar dalam bidang transmisi data adalah

pengembangan sistem serat optik praktis. Sebuah kabel serat optik (fiber optic)

memiliki bentuk silindris dan terdiri dari tiga bagian konsentris, yaitu : inti, cladding,

dan selubung. Inti merupakan bagian terdalam dan terdiri dari satu atau lebih untaian,

atau serat, baik yang terbuat dari kaca maupun plastik, dan bentuknya pun tipis

sekali. Inti memiliki diameter yang berkisar antara 8 sampai 100 µm. Masing-masing

serat dilkelilingi oleh cladding, yaitu berupa plastik atau kaca yang melapisi dan

memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan plastik atau kaca pada inti. Serat optik

dianggap handal digunakan dalam telekomunikasi jarak jauh, dan mulai

dimanfaatkan untuk keperluan militer. Peningkatan kerja dan penurunan harga serta

kemampuannya dalam membawa informasi dalam jumlah besar, membuat serat optik

juga diaplikasikan pada LAN.

2.6 Topologi Jaringan Local Area Network (LAN)

Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara bagaimana

komputer terhubung dalam suatu jaringan. Ada tiga jenis topologi yang biasa

digunakan pada LAN yaitu bus, ring, dan star.

2.6.1 Topologi Bus

Topologi bus termasuk konfigurasi multipoint. Seluruh station terhubung

melalui suatu interface perangkat keras yang disebut tap yang langsung terhubung ke

(31)

dikirim akan melewati setiap terminal yang ada pada jalur tersebut. Jika alamat yang

tercantum dalam data atau informasi yang dikirim sesuai dengan alamat terminal

yang dilewati, maka data atau informasi tersebut akan diabaikan oleh terminal yang

dilewatinya tersebut. Sampai di ujung bus, data atau informasi tersebut akan diserap

oleh terminator. Topologi ini sangat cocok untuk pembangunan jaringan skala kecil.

Jumlah terminal dapat dikurang dan ditambah secara fleksibel. Keuntungan topologi

bus adalah mudah pada ”set-up” awal, sedangkan kerugiannya adalah jika kabel

terputus akan mempengaruhi keseluruhan LAN.

Gambar 2.3 Topologi Bus

2.6.2 Topologi Ring

Hubungan yang terdapat pada topologi ring (cincin) adalah hubungan

point-to-point dalam suatu lup tertutup seperti pada Gambar 2.4. LAN bertopologi cincin

menggunakan port fisik dan kabel terpisah untuk mentransmisikan data dan

menerima data. Setiap informasi yang diperoleh akan diperiksa alamatnya oleh

(32)

akan terus dilewatkan sampai menemukan alamat yang benar. Setiap station dalam

jaringan lokal yang terhubung dengan topologi cincin, saling tergantung satu sama

lain sehingga jika terjadi kerusakan pada suatu sistem, maka seluruh jaringan akan

terganggu. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan cincin ganda dengan salah satu

cincin buck-up seperti yang dipakai pada jaringan cincin berteknologi FDDI.

Keuntungan topologi cincin hanya pada penggunaan panjang jaringannya yang lebih

pendek sehingga dapat menggunakan kabel yang lebih sedikit. Sedangkan

kerugiannya adalah jika kabel terputus di antara terminal, akan mempengaruhi

keseluruhan LAN (hanya untuk standar Token Ring). Topologi cincin biasanya

memerlukan biaya yang lebih mahal dalam penerapannya.

Gambar 2.4 Topologi Ring

2.6.3 Topologi Star

Dalam topologi bintang, sebuah elemen pusat (misalnya hub, bridge, atau

(33)

terjadi seperti Gambar 2.5. Station pusat merupkan titik kritis yang berfungsi sebagai

pengatur semua komunikasi data yang terjadi dan menyediakan jalur komunikasi

khusus antara dua station yang akan berkomunikasi. Banyaknya station yang dapat

terhubung tergantung jumlah port yang tersedia pada station pusat yang digunakan.

Topologi ini mudah untuk dikembangkan, baik penambahan maupun pengurangan

sistem. Keuntungan topologi bintang adalah jika kabel terputus, maka hanya satu

terminal yang terputus hubungannya. Terminal dapat ditambahkan dengan mudah,

tanpa mempengaruhi keseluruhan jaringan. Sedangkan kerugiannya hanya pada

penggunaan kabel yang terlalu banyak karena jarak fisik.

Gambar 2.5 Topologi Star

Pada saat pemilihan topologi jaringan, cukup banyak pertimbangan yang

harus diambil, tergantung pada kebutuhan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan

(34)

harus diperhatikan adalah keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis

topologi. Tabel 2.1 menunjukkan perbandingan dari ketiga toplogi tersebut.

Tabel 2.1 Perbandingan Topologi Bus, Ring, dan Star

Topologi Keuntungan Kerugian

BUS 1. Hemat kabel

2. Layout kabel sederhana

3. Mudah dikembangkan

4. Tidak butuh kendali pusat 5. Penambahan atau

pengurangan terminal dapat dilakukan tanpa mengganggu operasi yang berjalan

1. Deteksi dan isolasi kesalahan terbatas

2. Kepadatan lalu lintas transmisi data tinggi

3. Akan mengurangi kinerja jaringan

4. Keamanan data jika terjadi

tubrukan kurang terjamin

5. Kecepatan akan menurun jika

pemakai bertambah banyak

RING 1. Hemat kabel

2. Penataan kabel sederhana 3. Dapat melayani lalu lintas

yang padat

1. Peka terhadap kesalahan

2. Pengembangan jaringan lebih

kaku

3. Kerusakan pada media pengirim atau media terminal dapat melumpuhkan kerja seluruh jaringan

4. Lambat, karena pengiriman menunggu giliran token

STAR 1. Paling fleksibel karena pemasangan kabel mudah 2. Penambahan atau

pengurangan station tidak mengganggu bagian yang lain

3. Hub juga berfungsi sebagai multiplexer 4. Memudahkan pengelolaan

jaringan

1. Membutuhkan banyak kabel 2. Perlu penanganan khusus

bindel kabel

(35)

2.7 Media Acces Control (MAC)

Media Access Control (MAC) adalah fungsi protokol untuk mengontrol akses

ke media transmisi agar bisa menggunakan kapasitas secara tepat dan efesien. Ada

beberapa jenis protokol MAC yang diaplikasikan pada LAN yang biasanya

dipasangkan dengan jenis topologi dan media transmisi yang sesuai seperti yang

dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Jenis Topologi, Kabel, dan Protokol

Topologi Fisik Jenis Media Transmisi (Kabel)

Bus Linier Twisted Pair

Coaxial Fiber Optic

Ethernet, Token Bus, Local Talk

Star Twisted Pair

Fiber Optic Ethernet, Local Talk

Tree Twisted Pair

Coaxial Fiber Optic

Ethernet

2.7.1 CSMA/CD (Ethernet)

Standar yang digunakan untuk LAN dengan metode akses Carrier Sense

Multiple Acces with Collision Detection (CSMA/CD) adalah Standar IEEE 802.3

atau lebih dikenal dengan Ethernet. Prinsip kerja dari standar protokol ini adalah

(36)

1. Sebelum mengirim, station “mendengarkan” dulu, apakah jalur transmisi

berisi data atau informasi yang sedang ditransmisikan atau tidak.

2. Jika jalur transmisi kosong, maka station mulai dapat mengirim data atau

informasi.

3. Jika terjadi tubrukan data, maka proses pengiriman dihentikan.

4. Masing-masing terminal menunggu dalam selang waktu yang acak (back

off).

5. Station kembali memeriksa jalur transmisi. Jika kosong, maka station mulai

dapat mengirimkan data atau informasi kembali.

2.7.2 Token

Cara lain untuk mengontrol akses ke media transmisi adalah dengan

menggunakan control token. Token merupakan suatu frame unik yang beredar

mengelilingi jaringan. Token control dilewatkan dari satu station ke station lain

sesuai dengan aturan tertentu. Pada jaringan yang memakai metode akses token ini,

setiap station yang ingin mentransmisikan data harus memiliki token ini. Dan setelah

transmisi selesai, station tersebut melepaskan token ke jaringan agar station yang lain

juga dapat melakukan transmisi. Prinsip kerja dari token ini adalah sebagai berikut :

1. Sebuah cincin logika dibangun untuk menghubungkan semua station ke

media fisik, dan sebuah token tunggal dilepaskan.

2. Token dilewatkan dari satu station ke station lain sampai diterima oleh station

(37)

3. Station yang menerima token kemudian mengirimkan frame-frame data, lalu

melepaskan token kembali ke jaringan.

Jaringan yang menggunakan metode akses token ini tidak harus bertopologi

ring (cincin). Token juga dapat digunakan untuk mengontrol akses ke jaringan

bertopologi bus.

A. Token Bus

Standar untuk token bus adalah IEEE 802.4. Secara fisik, token bus adalah kabel

linier yang digunakan untuk menghubungkan station. Secara logika, station-station

tersebut diorganisasikan ke dalam suatu bentuk cincin, di mana setiap station

mengetahui alamat station yang berada di kanan atau dikirinya.

Apabila logika cincin mulai dibentuk, station yang memiliki alamat tertinggi

dapat mengirimkan frame data atau informasi pertama kali. Setelah selesai, station

pertama akan menyerahkan token ke station selanjutnya. Token ini akan merambat

dari station ke station yang lain dengan logika cincin. Karena hanya satu station

yang mendapatkan token yang dapat mengirimkan frame pada satu waktu, maka

tidak akan pernah terjadi tubrukan frame data.

B. Token Ring

Token Ring distandarisasikan dalam IEEE 802.5. Dalam satu Token Ring, suatu

pola bit khusus yang disebut token bergerak mengelilingi station-station kapan saja

walaupun station dalam keadaan diam. Ketika satu station ingin mentransmisikan

(38)

Ring, maka tidak akan terjadi tubrukan dalam pengiriman data. Pada metode ini,

suatu terminal harus menunggu giliran dalam waktu yang relatif lama bila akan

mengirimkan data.

2.7.3 FDDI

Fiber Distributed Data Interface (FDDI) merupakan teknologi yang biasa

diaplikasikan pada backbone, yang memiliki kecepatan 100 Mbps. Teknologi ini

dikembangkan oleh American National Standard Institute (ANSI) X3T9.5 dan juga

menerapkan algoritma Token Ring. Salah satu kelebihan utama teknologi ini adalah

fault tolerance yang tinggi karena menggunakan cincin ganda.

2.8 Perangkat Local Area Network (LAN)

Untuk membangun suatu LAN, ada dua jenis perangkat yang dibutuhkan, yaitu

perangkat lunak (sistem operasi jaringan) dan perangkat keras. Perangkat keras

standar untuk membangun LAN sederhana adalah server, station, kabel dan

konektor, adapter, repeater, serta hub. Sedangkan untuk LAN yang skalanya lebih

luas, biasanya dibutuhkan perangkat tambahan untuk menghubungkan

segmen-segmen jaringannya yaitu bridge, switch, dan router.

2.8.1 Server

Server merupakan komputer yang berfungsi sebagai penyedia layanan untuk

seluruh pemakai (user). Komputer ini memiliki spesifikasi yang lebih tinggi daripada

(39)

diterapkan untuk memilih sebuah server meliputi ketangguhan, keamanan,

berkecapatan tinggi, memiliki fault tolerance, dan dilengkapi dengan interface I/O

yang cepat.

2.8.2 Station

Dalam suatu rangkaian jaringan juga terdapat komputer-komputer yang

berfungsi sebagai station atau terminal akses (workstation). Komputer-komputer ini

akan menjadi sarana untuk memasukkan data dan memperoleh hasil pengolahannya.

2.8.3 Kabel dan Konektor

Kabel dan konektor merupakan komponen penting dalam jaringan. Kabel

berfungsi sebagai media transmisi yang menghubungkan antar komputer atau

periferal lainnya, kecuali jika menggunakan jaringan nirkabel (wireless). Ada tiga

jenis kabel, yaitu coaxial, twisted pair, dan fiber optic. Pada implementasi saat ini,

biasanya kabel fiber optic digunakan pada backbone sedangkan twisted pair pada

segmen-segmen jaringannya.

Konektor digunakan sebagai penghubung antar kabel atau antar kabel dengan

perangkat. Konektor harus disesuaikan dengan jenis kabel, karena masing-masing

kabel memiliki jenis konektor tertentu yang sesuai dengan kabel tersebut.

2.8.4 Adapter

Agar sebuah komputer dapat terhubung ke suatu jaringan, maka komputer

(40)

disebut dengan Network Interface Card (NIC). Adapter ini berupa sebuah kartu

ekspansi yang dipasang pada salah satu slot ekspansi pada mainboard komputer.

Jenis adapter yang dipasang harus sesuai dengan teknologi jaringan yang akan

dihubungkan. Gambar 2.6 menunjukkan salah satu contoh adapter.

Gambar 2.6 Internal Adapter / Internal Network Interface Card (NIC)

2.8.5 Repeater

Repeater bekerja pada layer fisik jaringan, berfungsi menguatkan sinyal dan

mengirimkan data dari satu repeater ke repeater yang lain. Repeater tidak merubah

informasi yang ditransmisikan dan tidak dapat memfilter informasi. Repeater hanya

berfungsi membantu menguatkan sinyal yang melemah akibat jarak, sehingga sinyal

dapat ditransmisikan ke jarak yang lebih jauh. Perangkat repeater dapat dilihat pada

(41)

Gambar 2.7 Repeater

2.8.6 Hub

Hub merupakan perangkat penghubung dalam jaringan yang berfungsi

mengatur jalannya komunikasi dan transfer data dalam jaringan tersebut. Hub adalah

repeater dengan jumlah port banyak (multiport repeater) yang tidak mampu

menentukan tujuan. Hub hanya mentransmisikan sinyal ke setiap line yang

terkoneksi dengannya, menggunakan mode half-duplex. Ukuran hub ditentukan oleh

jumlah port jaringan yang tersedia. Ada hub 4 port, 8 port, 12 port, 16 port, dan

seterusnya. Penggunaan jumlah port tersebut tergantung pada besar kecilnya

jaringan. Semakin besar jaringan, maka dibutuhkan hub dengan jumlah port yang

lebih banyak. Perangkat hub dapat dilihat pada Gambar 2.8.

(42)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. 2.8.7 Bridge

Bridge adalah perangkat yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa

jaringan yang terpisah sehingga perangkat-perangkat yang terdapat pada LAN-LAN

yang berbeda dapat terkoneksi dan berkomunikasi seolah-seolah perangkat-perangkat

tersebut berada di dalam satu LAN. Bridge dapat menghubungkan jenis jaringan

yang sama maupun berbeda, misalnya untuk menghubungkan jaringan Ethernet dan

Token Ring. Perangkat bridge dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Bridge

2.8.8 Switch

Switch LAN adalah perangkat yang secara tipikal mempunyai beberapa port

untuk menghubungkan beberapa segmen LAN lain yang berkecepatan rendah, switch

pada prinsipnya sama seperti hub. Perbedaannya adalah switch dapat beroperasi

dengan mode half-duplex dan mampu mengalihkan jalur dan memfilter informasi ke

dan dari tujuan yang spesifik. Dengan kata lain, dapat menentukan jalur transfer data.

Ada dua jenis arsitektur dasar yang digunakan pada switch, yaitu cut-through dan

(43)

ketika sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuannya sebelum

meneruskan paket ke segmen tujuan. Sedangkan pada switch store-and-forward,

ketika menerima paket, isi paket akan dianalisa terlebih dahulu sebelum

meneruskannya ke alamat tujuan, sehingga memungkinkan switch untuk mengetahui

adanya kerusakan pada paket dan mencegahnya agar tidak mengganggu kerja

jaringan. Adapun perangkat switch dapat diperlihatkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Switch

2.8.9 Router

Router adalah peningkatan kemampuan dari switch. Perbedaannya, router

dapat menyaring lalu lintas data. Penyaringan dilakukan bukan dengan melihat paket

data, tapi dengan menggunakan protokol tertentu. Router menangani pembagian

jaringan secara logik, bukan secara fisik. Pada jaringan internet, sebuah router yang

dikenal sebagai Internet Protokol router (IP-router) dapat membagi jaringan menjadi

beberapa subjaringan sehingga hanya lalu lintas yang ditujukan untuk alamat IP

(44)

Ami Farina : Analisis Kinerja Koneksi Jaringan Switch Ethernet Pada Local Area Network (LAN), 2010. BAB III

SWITCH ETHERNET

3.1 Umum

Ethernet adalah sebuah metode akses jaringan, di mana semua host di jaringan

tersebut berbagi bandwith yang sama dari sebuah link. Ethernet menjadi populer

karena ia mudah sekali disesuaikan dengan kebutuhan (scalable), artinya cukup

mudah untuk mengintegrasikan teknologi baru seperti Fast Ethernet dan Gigabit

Ethernet, ke dalam instruktur network yang ada. Ethernet juga relatif mudah untuk

diimplementasikan dari awal, dan cara pemecahan masalahnya juga mudah. Ethernet

menggunakan spesifikasi layer Physical dan Data Link.

Jaringan Ethernet menggunakan protokol Carrier Sense Multiple Access with

Collision Detection (CSMA/CD), yaitu sebuah protokol yang membantu peralatan

jaringan untuk berbagi bandwith secara merata tanpa mengalami kejadian di mana

dua peralatan mengirimkan data pada saat bersamaan.

Dalam pentransmisian data, Ethernet umumnya memakai satu medium untuk

mentransmisikan frame-frame data dari komputer yang berbeda. Artinya, semua

komputer yang terlibat di dalam jaringan tersebut umumnya berbagi medium

transmisi untuk mengirimkan frame datanya ke tujuan. Hal ini akan mengakibatkan

dua komputer atau lebih dapat mengirimkan frame data pada waktu yang bersamaan,

sehingga dapat menyebabkan terjadinya tubrukan antar-frame data tersebut.

Tubrukan ini juga akan mengakibatkan berkurangnya throughput. Selain itu,

(45)

bandwith yang dipakai sebesar 10 Mbps atau 100 Mbps. Dengan pembagian ini maka

masing-masing komputer akan memperoleh bandwith yang lebih sedikit dari yang

disediakan.

Switch Ethernet telah dikembangkan untuk mengurangi tubrukan antar-frame

yang terjadi di dalam jaringan dan untuk memperbaiki throughput. Dengan

menggunakan teknik switching, komputer tidak lagi berbagi medium transmisi dalam

mengirimkan datanya. Switch Ethernet bekerja secara store and forward atau secara

cut-through untuk mengirimkan data-data dari satu user ke user yang lainnya

berdasarkan alamat MAC yang dituju.

3.1.1 Jenis-Jenis Ethernet

Ethernet pertama kali diperkenalkan pada tahun 1976 di Xerox’s Palo Alto

Reasearch Center (PARC). Sejak itu, Ethernet telah melalui beberapa generasi, yaitu

Standard Ethernet (10 Mbps), Fast Ethernet (100 Mbps), Gigabit Ethernet (1 Gbps)

dan Ten-Gigabit Ethernet (10 Gbps).

A. Standard Ethernet

Semua standard Ethernet menggunakan kode Manchaster dalam mengirimkan

datanya melalui media transmisinya. Adapun pembagian standard Ethernet[2]

menurut media transmisinya adalah sebagai berikut :

1. 10Base5 : Thick Ethernet

10Base5 adalah spesifikasi media 802.3 yang asli dan secara langsung berbasis

(46)

penggunaan pensinyalan digital Manchester. Panjang segmen kabel maksimum

ditetapkan sejauh 500 meter, sedangkan panjang jaringan bisa diperpanjang

dengan menggunakan repeater.

2. 10Base2 : Thin Ethernet

Untuk menyediakan suatu sistem dengan biaya lebih rendah daripada 10Base5

untuk LAN komputer pribadi, ditambahkan 10Base2. Thin Ethernet ini juga

menggunakan kabel koaksial 50 ohm. Perbedaan dasarnya dengan 10Base5

adalah 10Base2 menggunakan kabel yang lebih tipis, yang mampu mendukung

lebih sedikit tap pada jarak yang lebih pendek.

3. 10Base-T : Twisted-Pair Ethernet

Spesifikasi 10Base-T ini menggunakan topologi bintang, yaitu sebuah sistem

sederhana yang terdiri dari sejumlah station yang terhubung ke titik sentral,

yang disebut sebagai multiport repeater, melalui dua unshielded twisted pair.

Karena tingginya rate data dan rendahnya mutu transmisi unshielded twisted

pair, panjang jalur dibatasi sampai 100 meter.

4. 10Base-F : Fiber Ethernet

10Base-F menggunakan topologi star untuk menghubungkan station-station

melalui sebuah hub. Station-station tersebut dihubungkan ke hub menggunakan

dua kabel fiber optic.

B. Fast Ethernet

Fast Ethernet dirancang untuk bersaing dengan protokol LAN seperti FDDI

(47)

Ethernet sangat compatible dengan Standar Ethernet, tapi Fast Ethernet dapat

mentrasmisikan data 10 kali lebih cepat pada laju 100 Mbps.

C. Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet dirancang dengan kecepatan 1000 Mbps, dengan tujuan[3]

sebagai berikut :

a. Meng-upgrade laju data hingga 1 Gbps.

b. Dibuat agar lebih compatible dengan Standard Ethernet.

c. Menggunakan bit alamat yang sama yaitu sebesar 48-bit.

d. Menggunakan format frame yang sama.

e. Tetap mempertahankan panjang frame minimum dan maksimum yang sama.

D. Ten-Gigabit Ethernet

Standar IEEE merancang Ten-Gigabit Ethernet dengan tujuan[3] sebagai

berikut :

a. Meng-upgrade laju data hingga 10 Gbps.

b. Agar lebih compatible dengan dengan Standard, Fast, dan Gigabit Ethernet.

c. Menggunakan bit alamat yang sama yaitu sebesar 48-bit.

d. Menggunakan format frame yang sama.

e. Tetap mempertahankan panjang frame minimum dan maksimum yang sama.

f. Dapat menginterkoneksikan LAN ke dalam jaringan yang lebih luas, seperti

(48)

24 bits 24 bits

g. Membuat teknologi Ethernet compatible dengan teknologi lainnya seperti

Frame Relay dan ATM.

3.1.2 Pengalamatan Ethernet

Pada bagian ini, akan dibahas mengenai cara pengalamatan Ethernet bekerja.

Ethernet menggunakan alamat Media Acces Control (MAC) yang telah ditanamkan

ke dalam setiap kartu adapter network (NIC, Network Interface Card) pada saat

pembuatan. Alamat MAC atau alamat perangkat keras, adalah sebuah alamat 48-bit

(6-byte) yang ditulis dalam format heksadesimal.

Gambar 3.1[6] menunjukkan alamat MAC yang 48-bit dan bagaimana

pembagian bit-bit di alamat tersebut.

47 46

I/G G/L

Organizationally Unique Identifier (OUI) (Ditetapkan oleh IEEE)

(Ditetapkan oleh vendor)

Gambar 3.1 Pengalamatan Ethernet Menggunakan Alamat MAC

Organizationally Unique Identifier (OUI) merupakan identifikasi yang

ditetapkan oleh IEEE (Insitute of Electrical and Electronics Engineers) dan

diberikan kepada sebuah organisasi (dalam hal ini yaitu organisasi atau vendor yang

membuat kartu network). OUI terdiri dari 24 bit, atau 3 byte. Organisasi yang

(49)

diadministrasinya secara global, terdiri dari 24 bit atau 3 byte, dan bersifat unik untuk

setiap kartu adapter yang dibuatnya. Perhatikan Gambar 3.1. Bit yang ada di depan

adalah bit Individual/ Group (I/G). Jika nilainya 0, kita bisa menganggap bahwa

alamat itu adalah alamat yang sebenarnya dari alat tersebut, dan alamat ini akan

muncul di MAC header. Jika nilainya 1, kita bisa menganggap bahwa alamat ini

mewakili alamat broadcast atau multicast di Ethernet. Bit berikutnya adalah bit G/L

juga dikenal sebagai U/L, di mana U berarti Universal). Jika bit ini diset ke-0, ia

mewakili alamat yang diadministrasi secara global (misalnya oleh IEEE). Jika bit ini

diset ke-1, ia mewakili alamat yang diadministrasi secara lokal (misalnya oleh

sebuah vendor). Ke-24 bit di bagian belakang dari sebuah alamat Ethernet mewakili

kode yang diadministrasi secara lokal (jika ada) atau biasanya kode yang ditetapkan

oleh perusahaan yang memanufaktur kartu network. Bagian ini dimulai dengan 24

buah bit 0 untuk kartu adapter pertama yang dibuat dan berlanjut sampai 24 buah bit

1 untuk kartu adapter terakhir (atau 16.777.216 buah kartu adapter). Biasanya

pembuat kartu adapter menggunakan ke-24 bit terakhir ini atau ke-6 digit

heksadesimal (kalau dikonversi ke heksadesimal) sebagai 6 karakter terakhir dari

nomor seri kartu adapter yang dibuatnya.

3.1.3 Frame Ethernet

Layer Data Link bertanggung jawab dalam menggabungkan bit menjadi byte

dan byte menjadi frame. Frame digunakan di Layer Data Link untuk membungkus

(encapsulate) paket yang diterima dari Layer Network. Sebuah host Ethernet

(50)

frame MAC (MAC frame format). Ini hanya memberikan deteksi error dari apa yang

disebut Cyclic Redudancy Check (CRC), bukan mengoreksinya. Frame 802.3 dan

frame Ethernet ditunjukkan pada Gambar 3.2[6].

Ethernet_II

Berikut ini akan diberikan secara rinci field-field (bagian dari frame) di frame

802.3 dan frame Ethernet[6] :

a. Preamble. Field yang berisi bit dengan pola 1 dan 0 bergantian, yang

memberikan clock 5 MHz pada awal dari setiap paket, yang memungkinkan

alat penerima mengetahui bit-bit yang datang dan menguncinya.

b. Start Frame Delimiter (SFD)/Synch. Preamble terdiri dari 7 oktet (1 oktet = 8

bit), sedangkan SFD hanya 1 oktet, yaitu 10101011, di mana 2 bit terakhir

membuat penerima bisa melakukan sinkronisasi terhadap pola 1 dan 0 yang

bergantian tersebut dan mengetahui bahwa bit berikutnya adalah bit data.

c. Alamat Tujuan (Destination Address, DA), terdiri dari 48-bit dengan

menggunakan apa yang disebut dengan bit yang kurang penting (Least

(51)

menentukan apakah paket yang datang ditujukan untuk sebuah host atau sebuah

titik tertentu di jaringan atau tidak. DA dapat berupa alamat individual, atau

alamat MAC broadcast atau multicast. Sebuah broadcast adalah semuanya 1

(atau F dalam bilangan heksadesimalnya) dan dikirim ke semua perangkat,

sedangkan sebuah multicast hanya dikirim ke sebuah subset atau kumpulan dari

beberapa titik atau di jaringan saja.

d. Alamat Asal (Source Address, SA), adalah alamat MAC yang terdiri dari

48-bit yang digunakan untuk mengidentifikasikan alamat pengirim dan

menggunakan LSB (Least Significant Bit). Format alamat broadcast dan

multicast tidak boleh ada di field SA.

e. Field Panjang (Length) atau Type. Protokol 802.3 menggunakan field Length,

sedangkan Ethernet menggunakan field Type untuk mengidentifikasi protokol

Layer Network.

f. Data. Field ini berisi data yang dikirim turun dari layer Network ke layer Data

Link. Ukurannya bisa bervariasi dari 64 sampai 1500 byte.

g. Frame Check Sequence (FSC), adalah field di akhir frame yang digunakan

untuk menyimpan Cyclic Redudancy Error (CRC).

3.2 Prinsip Operasi Switch

Tugas-tugas utama dari pengoperasian switch adalah sebagai berikut[7] :

a. Merele dan memfilter frame.

b. Menjaga informasi yang dibutuhkan untuk memutuskan memfilter dan merele

(52)

c. Mengatur proses-proses di atas.

3.2.1 Merele Frame

Sebuah MAC switch merele frame-frame data tiap MAC user antara MAC

yang terpisah dari LAN switch yang terhubung ke tiap-tiap port-nya. Fungsi-fungsi

yang mendukung relaying frame-frame dan menjaga QoS, dapat dituliskan sebagai

berikut[7] :

a. Penerimaan frame.

b. Membuang frame error yang diterima.

c. Membuang frame, jika jenis frame bukan termasuk data frame user.

d. Mengembalikan prioritas user, jika dibutuhkan.

e. Membuang frame untuk menghindari terjadinya loop-loop pada topologi fisik

jaringan.

f. Membuang frame untuk mendukung manajemen kontrol melalui topologi

fisik jaringan.

g. Membuang frame berdasarkan permintaan informasi filtering.

h. Membuang frame pada unit data layanan transmittable yang ukurannya

berlebih.

i. Meneruskan penerimaan frame-frame ke port-port switch lainnya.

j. Menyelidiki kelas trafik, berdasarkan permintaan informasi filtering.

k. Antrian frame oleh kelas trafik.

l. Membuang frame untuk menjamin terjadinya kelebihan delay switch

(53)

m. Menyeleksi antrian frame untuk ditransmisikan.

n. Menyeleksi pioritas akses yang menuju ke luar.

o. Merancang layanan unit data dan menghitung ulang Frame Check Sequence,

jika dibutuhkan.

p. Pentransmisian frame.

3.2.2 Memfilter dan Merele Informasi

Sebuah switch ketika sedang memfilter frame, tidak akan merele frame-frame

yang diterima oleh satu port switch ke port-port lainnya pada switch tersebut secara

berurutan, hal ini untuk mencegah terjadinya penduplikasian frame dan untuk

menghindari administrative control melalui sumber jaringan. Fungsi-fungsi yang

mendukung penggunaan dan pemeliharaan informasi untuk tujuan ini adalah sebagai

berikut[7] :

a. Menyusun dan menghitung pendistribusian dari Port State pada tiap-tiap port

switch dalam jaringan, menyediakan hubungan topologi aktif spanning tree

secara padat, simple, dan simetris.

b. Mengatur setingan dari MAC yang memungkinkan atau mengatur Port State

Switch untuk memisahkan port switch dari topologi aktifnya.

c. Mengurangi atau mengatur konfigurasi dari Rapid Spanning Tree Protocol

untuk mempengaruhi hal-hal yang termasuk dalam topologi aktif dari

parameter-parameter port switch yang spesifik dan dalam jaringan LAN