Internet dan Jaringan Komputer
▸ Baca selengkapnya: soal essay tentang jaringan komputer dan internet
(2)Outline
•
Apa itu Internet?
•
Mengapa/bagaimana jaringan berubah?
•
Struktur jaringan
•
Tepi jaringan: Hosts (servers & clients)
–
Akses jaringan
–
Inti (core) Jaringan
•
Kinerja: loss, delay, throughput
Apa itu jaringan?
•
Konfigurasi komponen sistem yang memiliki
interkoneksi
•
Sistem sesuatu atau orang yang terkoneksi
Apa itu jaringan?
Secara fisik:
Infrastruktur fisik yang menginterkoneksikan
end-devices
•
End-devices
–
PC, workstations, PDA, TV, telefon selular
…
–
Termasuk
Network Interface Cards
(NIC) dan OS
•
Infrastruktur
–
Communication links
(mis. fiber cable, radio)
–
Packet switches
(mis. routers, link layer switches)
Secara logika:
Apa itu Internet?
Secara fisik:
•
Jaringan publik dengan menggunakan
protokol untuk mengirim/menerima
pesan
– Jutaan end-devices, jaringan…
Secara logika:
•
Infratruktur jaringan yang menyediakan
pelayanan untuk aplikasi terdistribusi
– mis. e-mail, world-wide web (www), Instant Messaging (IM), game online, VoIP, TV dsb.
Outline
•
Apa itu Internet?
•
Mengapa/bagaimana jaringan berubah?
•
Struktur jaringan
•
Tepi jaringan: Hosts (servers & clients)
–
Akses jaringan
–
Inti (core) Jaringan
•
Kinerja: loss, delay, throughput
Pengembangan Jaringan: Dorongan
•
Mengapa jaringan komputer populer dan
terus berubah?
–
Dorongan Industri
–
Dorongan industri
–
Ekonomi
Keunggulan Teknologi: Jaringan Komunikasi
•
Pertumbuhan kecepatan transfer data
Peningkatan Proses
•
Jumlah transistor yang terintegrasi didalam 1 proses
meningkat 2 kali tiap dua tahun.
Ekonomi
•
E-commerce
–
Electronic banking (mis
. rabobank.nl
)
–
Electronic ticket reservation (
mis. klm.com
)
–
Electronic shopping (
mis. amazon.co.uk
)
Aspek Sosial
•
Social networks
•
Entertainment
•
Komunikasi lebih baik/murah (IM, whatsapp, dll)
•
E-learning
•
Bekerja dari rumah
•
Kehidupan kedua
Evolusi: Bagaimana?
•
Jadi
…
motivasi sudah jelas dari berbagai
perspektif
•
Pertanyaannya adalah:
–
Bagaimana jaringan komunikasi berubah?
Peran Teknologi dan Pasar
•
Teknologi
–
Tidak hanya tersedia, tetapi juga efektif dari segi
biaya
•
Pasar
–
Trend dan publikasi
Peran dari Standard
•
Interoperabilitas peralatan antara berbagai
vendor yang berbeda
–
Nilai jaringan tergantung pada ukuran komunitas yang
dapat mencapainya (hukum Metcalfe!)
•
Semakin banyak suplier -> semakain tinggi
kompetisi -> semain rendah harga
•
Badan standarisasi:
–
International Telecommunication Union (ITU)
–
Internet Engineering Task Force (IETF)
Peran Regulasi
•
Regulasi pemerintah untuk memproteksi industri
–
Contoh: isu hak cipta
•
Pensensoran
–
Contoh: dibeberapa negara
•
Kompetisi pasar tebuka
–
Tidak ada monopoli
•
Regulasi lokal (contoh. Regulasi
institusi/perusahaan)
–
Contoh: beberapa organisasi memblokir akse ke
Outline
•
Apa itu Internet?
•
Mengapa/bagaimana jaringan berubah?
•
Struktur jaringan
–
Tepi jaringan: Hosts (servers & clients)
–
Akses jaringan
–
Inti (core) Jaringan
•
Kinerja: loss, delay, throughput
Struktur Jaringan
•
Tepi jaringan:
–
Aplikasi dan host
•
Jaringan akses,
media fisik:
–
wired, wireless
communication links
•
Core
jaringan:
–
Router yang
Tepi Jaringan
•
Sistem akhir (hosts):
– Menjalankan aplikasi pada
“tepi jaringan”
– Contoh: Web, email
•
Model client/server
– Host client
memnintad/menerima service dari server yang selalu on,
contoh: Web browser/server;
e-mail client/server
•
Model peer-to-peer:
– (Tanpa atau) minimal penggunaan server
Jaringan Akses
Mengkoneksikan tepi
sistem ke router tepi
•
Jaringan akses
residensial
•
Akses institusional
(Universitas,
perusahaan)
Core Jaringan
•
Router-router yang
terintekoneksi
•
Pertanyaan mendasar:
Bagaimana ditransfer
dari tepi ke tepi
lainnya?
–
circuit switching
–
packet-switching
data di kirim dengan
“
potongan-potongan
”
Circuit switching
Menyediakan:
• Sirkuit terdedikasi per call/session
• Sumberdaya terdedikasi untuk call yang dilakukan (tidak berbagi)
– mis. link bandwidth, switch capacity
– Kinerja mirip sirkuit (terjamin)
• Dibutuhkan call setup
• Sumberdaya yang tidak digunakan oleh call
idle (menganggur)
Bagaimana untuk membuat sirkuit tersebut?
• Bandwidth jaringan dibagi menjadi beberap bagian
– Pembagian frekuensi
Packet switching
Setiap
end-to-end data stream
dibagi kedalam
paket-paket
•
Paket-paket berbagi sumberdaya jaringan bersama
•
Setiap paket menggunakan penuh
link bandwidth
•
Sumberdaya digunakan jika dibutuhkan (tanpa
reservasi)
•
Mencegah waktu idle
Permasalahan sumberdaya:
•
Permintaan bandwith dapat melampaui jumlah yang
tersedia (tumbukan): terlalu banyak paket
•
store and forward
: paket-paket bergerak satu hop
setiap kali
Packet switching: Store-and-forward
•
Membutuhkan L/R detik untuk mentransmit
(push out) paket L bits pada link dengan R bps
•
store and forward:
diterima seluruhnya
sebelum dapat ditransmit pada link berikutnya
Packet switching vs. circuit switching
•
Contoh: 1 Mb/s link
•
Setiap user:
–
100 kb/s ketika aktif
–
Aktif 10% dari waktu
–
circuit-switching:
Berapa banyak user?
–
packet switching:
Packet switching vs. circuit switching
•
Contoh: 1 Mb/s link
•
Setiap user:
–
100 kb/s ketika aktif
–
Aktif 10% dari waktu
–
circuit-switching:
10 user
–
packet switching:
Dengan 35 user,
probabilitas > 10 aktif
dalam waktu yang
Packet switching vs. circuit switching
Apakah
packet switching “
pemenangnya
?”
•
Cocok untuk
bursty data
–
resource sharing
–
no call setup
•
Tumbukan tinggi: packet delay dan hilang
–
Protokol diperlukan untuk transfer data yang dapat
diandalkan dan kontrol tumbukan
•
Q: Bagaimana menyediakan sumberdaya yang terjamin
(perilaku mirip-sirkuit)?
Struktur jaringan: Jaringan dari jaringan
•
Secara umum hirarki
•
Ditengah: ISP “tier
-1
”
(mis., Verizon, Sprint, AT&T)
•
Cakupan nasional/internasional
Struktur jaringan: Jaringan dari jaringan
•
ISP “Tier
-
2”: ISP
lebih kecil (terkadang regional)
–
Terkoneksi ke satu atau lebih ISP tier-1, mungkin juga
Struktur jaringan: Jaringan dari jaringan
•
ISP “Tier
-
3”dan ISP
lokal
Struktur jaringan: Jaringan dari jaringan
Outline
•
Apa itu Internet?
•
Mengapa/bagaimana jaringan berubah?
•
Struktur jaringan
–
Tepi jaringan: Hosts (servers & clients)
–
Akses jaringan
–
Inti (core) Jaringan
•
Kinerja: loss, delay, throughput
Bagaimana loss dan delay terjadi?
Antrian paket dalam buffer router
•
Laju kedatangan paket ke link melebihi kapasitas
output link
Empat sumber delay paket
1. Pemrosesan nodal:
•
Error bit-bit check
•
Menentukan link
output
2. Pengantrian
•
Menunggu waktu transmisi pada
link output
Empat sumber delay paket (2)
3. Delay transmisi:
•
R=bandwith link (bps)
•
L=panjang paket (bits)
•
Waktu pengiriman bits ke
link = L/R
4. Delay propagasi
•
d = panjang link fisik
•
s = kecepatan propagasi di
media (~2x10
8m/sec)
•
Delay propagasi = d/s
Analogi Karavan
•
Kendaraan
“
propagasi
”
pada 100
km/jam
•
Toll booth membutuhkan 12 detik
untuk melayani kendaraan (waktu
transmisi)
•
Kendaraan ~ bit; caravan ~ paket
•
?: Berapa lama waktu yang
dibutuhkan untuk karavan
mengantri pada toll booth yang
kedua?
•
Waktu untuk
“
mendorong
”
seluruh karavan melewati
toll booth yang pertama =
12*10 = 120 detik
•
Waktu propagasi kendaraan
terakhir dari toll booth
pertama ke kedua:
100km/(100km/jam)= 1 jam
Analogi Karavan(more)
•
“Propagasi” kendaraan
sekarang 1000 km/jam
•
Toll booth membutuhkan 1
mnt untuk melayani
kendaraan
•
?: Apakah kendaraan tiba di
booth kedua sebelum semua
kendaraan dilayani pada
booth pertama?
•
Ya! Setelah 7 mnt, kendaraan
pertama tiba di booth kedua dan
3 kendaraan masih di booth
pertama.
Delay nodal
•
d
pros= delay pemrosesan
–
Biasanya beberapa microsecs atau kurang
•
d
antrian= delay antrian
–
Tergantung pada tumbukan
•
d
trans= delay transmisi
–
= L/R, signifikan untuk link berkecepatan rendah
•
d
prop= delay propagasi
–
Beberapa microsecs sampai ratusan msecs
Delay Antrian (revisited)
•
R=bandwith link (bps)
•
L=panjang paket (bits)
•
a=laju kedatangan paket
intensitas traffic = La/R
•
La/R ~ 0: delay rata-rata antrian kecil
•
La/R -> 1: delay membesar
•
La/R > 1: jumlah kedatangan
“
pekerjaan
”
lebih banyak
Delay dan Rute
Internet “
Nyata
”
•
Program
Traceroute
: memberikan pengukuran delay
dari sumber ke router sepanjang jalur internet
end-to-end menuju tujuan. Untuk semua
i:
–
Kirim tiga paket yang akan mencapai router
i
pada jalur
mengarah ke tujuan
–
router
i
akan mengembalikan paket ke pengirim
Rute dan
Delay Internet “
Nyata
”
traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms
2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms
4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms
9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms
11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms
17 * * * 18 * * *
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
Tiga delay terukur dari
gaia.cs.umass.edu ke cs-gw.cs.umass.edu
trans-oceanic link
Loss Paket
•
Antrian (buffer) pada link sebelumnya memiliki kapasitas yang
terbatas
•
Paket yang datang ke antrian penuh akan di dropped (hilang)
•
Kemudian bagaimana?
– Paket yang hilang mungkin diretransmit oleh node sebelumnya,
– Paket hilang dapat diretransmisi oleh sistem akhir sumber,
Throughput
•
Throughput:
laju (bits/unit waktu) di mana bit
yang ditransfer antara pengirim/penerima
–
instantaneous:
laju pada waktu tertentu
–
average:
laju dengan periode waktu yang lebih
Throughput (masih)
•
Rs < Rc
Berapa throughput end-to-end rata-rata?
Rs > Rc
Berapa throughput end-to-end rata-rata?
Bottleneck link:
Throughput: Skenario Internet
•
Throughput end-to-end
per-koneksi:
–
min(Rc,Rs,R/10)
•
Rc atau Rs seringnya
merupakan bottleneck
Asumsikan 10 koneksi
Outline
•
Apa itu Internet?
•
Mengapa/bagaimana jaringan berubah?
•
Struktur jaringan
–
Tepi jaringan: Hosts (servers & clients)
–
Akses jaringan
–
Inti (core) Jaringan
•
Kinerja: loss, delay, throughput
Apa itu protokol?
•
Definisi (Kurose & Ross)
– Sebuah protokol mendefinisikan format dan urutan pesan yang dipertukarkan antara dua atau lebih entitas berkomunikasi, serta tindakan yang diambil pada transmisi dan / atau penerimaan pesan atau kejadian lainnya..
•
Analogi manusia
Seluruh komunikasi Internet diatur
Banyak protokol pada tingkat yang berbeda
Jaringan kompleks!
•
Banyak
“
potongan
”:
–
hosts
–
routers
–
berbagai media link
–
aplikasi
–
protokol
Pertanyaan:
Bagaimana
mengorganisasikan
Organisasi Perjalanan Udara
Lapisan Fungsionalitas Penerbangan
•
Lapisan: setiap lapisan mengimplementasikan pelayanan
–
Melalui tindakan layer-internalnya sendiri
Mengapa layering?
•
Divide and conquer!
–
Membagi sistem kompleks ke potongan yang lebih
sederhana dengaqn struktur yang eksplisit
•
Layering membuat lebih mudah dirawat dan
diperbaharui
–
Perubahan pada pelayanan layer tertentu
transparan terhadap bagian sistem lainnya
Stack Protokol Interne
•
aplikasi: mendukung aplikasi
network
–
Contoh: FTP, SMTP, HTTP
•
transport: transfer data dari proses
ke proses
–
TCP, UDP
•
network: routing data sumber dan
tujuan
–
IP, protokol routing
•
link: transfer data antara elemen
jaringan tetangga
–
PPP, Ethernet
Exercises
1. In some networks, the data link layer handles transmission errors by
requesting damaged frames to be retransmitted. If the probability of a frame being damaged is p, what is the mean number of transmissions required to send a frame? Assume that acknowledgements are never lost.
2. The performance of a client-server system is influenced by two network factors:
a. the bandwidth of the network(how many bits/sec it can transport)
b. the latency (how many seconds it takes for the first bit to get from the client to the server).
Give an example of a network that exhibits high bandwidth and high latency. Then give an example of one with low bandwidth and low latency.
3. Imagine that you have trained your St. Bernard, Bernie, to carry a box of
three 8mm tapes instead of a flask of brandy.
(When your disk fills up, you consider that an emergency).