5
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Dasar-dasar Jaringan Komputer
Wikipedia.com mendefinisikan jaringan komputer sebagai berikut: “A computer network is a system for communication among two or more computers. These networks may be fixed (cabled, permanent) or temporary (as via modems or null modems).”
Berdasarkan kutipan di atas, jaringan komputer adalah sebuah sistem komunikasi antara dua atau lebih komputer. Jaringan ini dapat bersifat permanen (terhubung melalui kabel) atau sementara (terhubung melalui modem atau null modem).
Tujuan utama dari sistem komunikasi adalah pertukaran data antara dua pihak. Elemen-elemen utama dari model komunikasi adalah sebagai berikut:
a. Sumber (source)
Alat ini menghasilkan data untuk dikirim contohnya adalah telepon dan Personal Computer (PC).
b. Transmitter
Biasanya, data yang dihasilkan oleh sebuah sumber tidak dikirimkan secara langsung dalam bentuk mereka dihasilkan. Sebuah transmitter mengubah dan mengkodekan informasi dengan suatu cara tertentu untuk menghasilkan sinyal elektromagnetik yang dapat dikirimkan melalui suatu sistem transmisi. Sebagai contoh, modem mengambil aliran bit digital dari suatu alat yang terhubung
seperti PC dan mengubah aliran bit tersebut menjadi sinyal analog yang dapat diterima oleh jaringan telepon.
c. Sistem Transmisi
Dapat berupa line transmisi tunggal atau jaringan kompleks yang menghubungkan sumber dan tujuan.
d. Receiver
Menerima sinyal dari sistem transmisi dan mengubahnya ke dalam bentuk yang dapat diterima oleh tujuan. Sebagai contoh, sebuah modem akan menerima sinyal analog yang datang dari jaringan atau line transmisi dan mengubahnya ke dalam aliran bit digital.
e. Tujuan (destination)
Mengambil data yang datang dari penerima. Jenis-jenis jaringan komputer :
a. Local Area Network (LAN)
LAN adalah sebuah jaringan komputer yang dibatasi oleh area geografis yang relatif kecil dan umumnya dibatasi oleh area lingkungan seperti perkantoran atau sebuah sekolah dan biasanya ruang lingkup yang dicakupnya tidak lebih dari 2 km2.
LAN didesain untuk:
• beroperasi pada wilayah geografi yang terbatas,
• memungkinkan banyak user untuk mengakses media dengan kecepatan tinggi,
• menyediakan koneksi ke layanan lokal setiap saat (seperti printer dan file di server),
• menghubungkan peralatan yang berdekatan. Jenis-jenis topologi dalam LAN:
• Physical Topology
Bentuk jaringan komputer sebenarnya yang dihubungkan secara langsung. Physical Topology yang sering dipakai adalah sebagai berikut:
- Bus Topology
Menggunakan "single backbone segment" sebagai penghubung semua komputer yang ada pada jaringan. Semua komputer tersebut terhubung secara langsung ke kabel tersebut.
- Ring Topology
Menghubungkan satu komputer dengan komputer berikut dan seterusnya sehingga komputer paling akhir akan kembali terhubung ke komputer yang pertama.
- Star Topology
Menghubungkan semua kabel ke sebuah titik pusat. Titik pusat ini biasanya berupa hub/switch sehingga komputer-komputer yang terhubung seolah-olah berbentuk seperti bintang.
- Extended Star Topology
Menggabungkan beberapa star topology menjadi satu. Hub/switch yang dipakai untuk menghubungkan beberapa komputer pada satu jaringan
dengan menggunakan star topology dihubungkan lagi ke hub/switch utama.
- Hierarchical Topology
Dibuat mirip dengan extended star topology tetapi pada sistem jaringan yang dihubungkan dapat mengontrol arus data.
- Mesh Topology
Digunakan pada jaringan yang sangat penting di mana tidak boleh ada sedikitpun kesalahan dalam komunikasi. Contohnya adalah sistem kontrol pembangkit tenaga nuklir. Setiap host memiliki hubungan langsung dengan semua host lainnya dalam jaringan. Topologi ini juga merefleksikan internet, yang memiliki banyak jalur ke satu titik.
• Logical Topology
Bentuk jaringan komputer yang menjelaskan bagaimana sebuah host berkomunikasi melalui media. Dua tipe logical topology yang sering digunakan adalah:
- Broadcast Topology
Setiap host yang mengirim paket akan mengirimkan paket ke semua host pada media komunikasi jaringan.
- Token-passing
Akses jaringan dikendalikan dengan mengedarkan sebuah token elektronik yang secara sekuensial akan melalui setiap host dalam jaringan.
b. Metropolitan Area Network (MAN)
Sebuah MAN mencakup area yang lebih besar dari LAN, misalnya antarwilayah dalam satu propinsi. MAN juga dapat menghubungkan beberapa LAN menjadi suatu bagian jaringan yang lebih besar. Cakupan geografis dari MAN terbatas pada area geografis yang sama.
c. Wide Area Network (WAN)
WAN adalah jaringan yang ruang lingkupnya sudah terpisahkan oleh batas geografis. WAN memiliki sejumlah switching nodes yang saling terhubung. Transmisi dari salah satu peralatan diteruskan melalui node internal ke peralatan tujuan. Node ini tidak berhubungan dengan isi data. Tujuan node adalah untuk menyediakan fasilitas switching yang akan memindahkan data dari satu node ke node lainnya hingga sampai ke tujuan.
Dua jenis arstitektur protokol standar: a. Open System Interconnection (OSI)
Terdiri atas:
• Physical Layer (Layer 1)
Berhubungan dengan transmisi aliran bit yang tidak terstruktur melalui media fisik; berkaitan dengan karaterisik mekanik, elektrik, fungsional dan prosedural untuk mengakses media fisik.
• Data Link Layer (Layer 2)
Menyediakan transfer informasi yang handal melalui physical link; mengirim blocks (frames) dengan sinkronisasi yang diperlukan, error control dan flow control.
• Network Layer (Layer 3)
Menyediakan layanan kepada layer yang lebih tinggi dengan kebebasan transmisi data dan teknologi switching yang digunakan untuk menghubungkan sistem; bertanggung jawab untuk membangun, mempertahankan dan memutuskan koneksi.
• Transport Layer (Layer 4)
Menyediakan transfer data yang handal dan transparan dari sumber dan tujuan; menyediakan error recovery dan flow control.
• Session Layer (Layer 5)
Menyediakan struktur kendali komunikasi antara aplikasi; membangun, mengatur dan memutuskan hubungan (sesi) antara aplikasi yang saling terkait.
• Presentation Layer (Layer 6)
Menyediakan kebebasan kepada proses aplikasi dari perbedaan reprensentasi data (sintaks).
• Application Layer (Layer 7)
Layer ini adalah layer yang paling dekat dengan user, layer ini menyediakan sebuah layanan jaringan kepada pengguna aplikasi.
b. TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) Terdiri atas:
• Physical Layer
Menangani antarmuka fisik antara peralatan transmisi data dan media transmisi atau jaringan. Layer ini berhubungan dengan karakteristik media transmisi, sinyal, data rate.
• Network Access Layer
Berhubungan dengan pertukaran data antara sumber dan tujuan dengan jaringan yang terhubung. Komputer pengirim harus menyertakan alamat komputer tujuan sehingga jaringan dapat meneruskan data ke tujuan yang dimaksud. Komputer pengirim dapat menggunakan layanan-layanan tertentu, seperti priority, yang mungkin disediakan oleh jaringan.
Layer ini berhubungan dengan akses dan pemilihan jalur pengiriman data untuk dua sistem yang terhubung dalam jaringan yang sama.
• Internet Layer
Internet Layer memungkinkan fungsi routing antarjaringan yang berbeda. Pada layer ini digunakan Internet Protocol (IP) yang diimplementasikan
tidak hanya di end system tetapi juga di router. Router adalah sebuah prosesor yang menghubungkan dua jaringan komputer yang berfungsi untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya.
• Transport Layer
Pada layer ini digunakan Transmition Control Protocol (TCP) yang menyediakan cara yang fleksibel untuk menciptakan jaringan komunikasi yang dapat diandalkan, mengalir dengan baik, dan memiliki tingkat kesalahan yang rendah. TCP adalah protokol yang bersifat connection-oriented.
• Application Layer
Layer ini menangani protokol tingkat tinggi, representasi, encoding, dan dialog control. Layer ini juga memastikan data itu dienkapsulasi dengan tepat untuk layer dibawahnya.
Peralatan jaringan komputer: a. Hub (multi-port repeater)
Merupakan peralatan yang dapat menghubungkan beberapa komputer menjadi satu jaringan. Di dalam hub terdapat penguat sinyal yang dapat menjangkau peralatan yang berjarak hingga 100 meter dari hub dan mengirimkannya kembali hingga jarak yang sama. Semua transmisi yang masuk ke hub akan dikirimkan kembali ke semua peralatan yang terhubung ke port-nya untuk diproses lagi oleh masing-masing peralatan tersebut. Kecepatan transfer dalam hub dibagi antara peralatan yang tersambung, sehingga makin banyak port yang terisi maka kecepatan hub akan semakin lambat.
b. Switch (multi-port bridge)
Pada switch, paket diteruskan berdasarkan Media Access Control (MAC) address yang disimpan dalam tabel MAC address yang dimiliki switch. Switch bekerja pada layer 2 model OSI. Ada dua jenis switch:
• Unmanageable switch
Hampir sama dengan hub tetapi jauh lebih cepat dan data hanya dikirimkan kepada port yang memiliki jaringan yang dituju.
• Manageable switch
Tidak hanya memiliki kemampuan yang sama dengan unmanageable switch tapi juga ditambah dengan kemampuan untuk membuat virtual LAN dengan cara melakukan setting terhadap switch, sehingga dapat diatur pengiriman data hanya dari dan ke jaringan tertentu.
c. Router
Merupakan peralatan jaringan yang beroperasi pada layer 3 model OSI (network layer). Beberapa router menghubungkan beberapa segmen jaringan atau bahkan seluruh jaringan. Router membuat keputusan berdasarkan jalur terbaik untuk pengiriman data dalam jaringan dan kemudian mengantarkan paket menuju port dan segmen yang sesuai. Router mengambil paket dari peralatan LAN (contohnya workstation) dan berdasarkan informasi layer 3, meneruskannya melalui jaringan. Pada prakteknya, router kadang-kadang dinyatakan sebagai layer 3 switching.
2.2 Teknologi Frame Relay
Frame Relay adalah salah satu protokol WAN yang memiliki performa tinggi yang beroperasi pada physical dan data link layer pada model OSI. Pada awalnya Frame Relay didesain untuk penggunaan pada interface Integrated Services Digital Network (ISDN). Sekarang, Frame Relay juga digunakan pada interface jaringan lainnya. Frame Relay adalah satu contoh teknologi packet-switched. Jaringan packet-switched memungkinkan end stations untuk berbagi media jaringan dan bandwidth yang tersedia secara dinamis.
Dua teknik yang digunakan pada teknologi packet-switching: a. Variable-length Packets
Digunakan untuk transfer data yang lebih efisien dan fleksibel. Paket-paket ini diedarkan antara segmen-segmen yang berbeda dalam jaringan hingga sampai di tujuan.
b. Statistical Multiplexing
Teknik ini mengendalikan akses jaringan dalam suatu jaringan packet-switched. Keunggulan teknik ini adalah dapat mengakomodasi penggunaan bandwidth sehingga lebih fleksibel dan efisien. Contoh yang mengunakan teknik tersebut saat ini adalah Ethernet dan Token Ring
2.2.1 Standardisasi Frame Relay
Frame Relay sering digambarkan sebagai versi sederhana dari X.25, yang tidak memiliki kemampuan untuk transmisi ulang data terakhir seperti yang dimiliki X.25. Hal ini dikarenakan Frame Relay biasanya beroperasi melalui WAN yang menawarkan layanan koneksi yang lebih handal daripada
fasilitas yang tersedia di antara akhir 1970 hingga awal 1980 yang berfungsi sebagai platform umum untuk WAN X.25. Frame Relay merupakan protokol Layer 2 sedangkan X.25 juga menyediakan layanan pada Layer 3 (network layer). Hal ini memungkinan Frame Relay memberikan performa yang lebih tinggi dan efisiensi transmisi yang lebih baik daripada X.25, dan membuat Frame Relay sangat cocok untuk aplikasi WAN saat ini, seperti interkoneksi LAN.
Proposal awal untuk standarisasi Frame Relay dikemukakan kepada Consulatitve Committee on International Telephone and Telegraph (CCITT) pada tahun 1984. Karena adanya kekurangan pada interoperabilitas dan standarisasi yang lengkap, menjadikan Frame Relay tidak dapat digunakan secara signifikan pada akhir tahun 1980.
Kemajuan besar dalam sejarah Frame Relay terjadi pada tahun 1990 ketika Cisco Systems, Digital Equipment Corporation (DEC), Northern Telecom dan StrataCom membentuk sebuah konsorsium untuk fokus pada pengembangan teknologi Frame Relay. Konsorsium ini mengembangkan sebuah spesifikasi yang didasarkan pada protokol Frame Relay yang telah didiskusikan di CCITT, dan melengkapi protokol tersebut dengan fitur-fitur yang menyediakan kemampuan tambahan untuk lingkungan antarjaringan yang rumit. Tambahan-tambahan Frame Relay ini disebut sebagai Local Management Interface (LMI). Sejak spesifikasi konsorsium dikembangkan dan dipublikasikan, banyak vendor memberikan dukungan kepada pengembangan Frame Relay ini. American National Standards Institute (ANSI) dan CCITT secara berkesinambungan telah membuat standarisasi
pada spefisikasi awal LMI, dan standarisasi ini telah banyak digunakan daripada versi aslinya.
Secara internasional, Frame Relay distandardisasi oleh International Telecommunications Union-Standards Section (ITU-T). Di Amerika Serikat, Frame Relay adalah sebuah standar ANSI.
2.2.2 Peralatan Frame Relay
Peralatan yang terhubung pada WAN Frame Relay terbagi atas dua kategori umum:
a. Data Terminal Equipment (DTE)
DTE secara umum dianggap sebagai terminating equipment untuk suatu jaringan khusus dan biasanya terletak pada sisi client. Kenyataannya, mereka mungkin dimiliki oleh client. Contoh peralatan DTE adalah terminal, PC, router, dan bridge.
b. Data Circuit-terminating Equipment (DCE)
DCE adalah peralatan antarjaringan carrier. Tujuan dari DCE adalah menyediakan layanan clocking dan switching dalam suatu jaringan. DCE adalah peralatan yang mengirimkan data melalui WAN. Dalam kebanyakan kasus, data ini adalah packet-switched. Gambar dibawah ini menunjukkan hubungan antara dua kategori peralatan
Gambar 2.2 Peralatan DCE umumnya berada dalam Carrier-Operated WAN (sumber: http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/frame.htm)
Koneksi antara peralatan DTE dan DCE terdiri atas komponen physical dan data link layer. Komponen physical mendefinisikan spesifikasi mekanis, elektrik, fungsional dan prosedural untuk koneksi antara peralatan. Satu dari interface physical layer yang paling sering digunakan adalah spefisikasi recommended-standard (RS)-232. Komponen data link layer mendefinisikan protokol yang menciptakan koneksi antara peralatan DTE, seperti router, dan peralatan DCE, seperti switch.
2.2.3 Frame Relay Virtual Circuits
Frame Relay menyediakan komunikasi link layer yang bersifat connection-oriented. Hal ini berarti komunikasi terjalin antara sepasang peralatan dan koneksi ini terhubung dengan connection identifier. Pelayanan ini diimplementasikan menggunakan Frame Relay virtual circuit, yang
merupakan koneksi logikal yang tercipta antara antara dua peralatan DTE melalui Frame Relay packet-switched network (PSN).
Virtual circuit menyediakan jalur komunikasi dua arah dari satu peralatan DTE ke peralatan DTE lainnya dan diidentifikasi secara unik oleh data-link connection identifier (DLCI). Sejumlah virtual circuit dapat di-multiplex menjadi sebuah physical circuit tunggal untuk transmisi dalam jaringan. Kemampuan ini sering kali dapat mengurangi kompleksitas peralatan dan jaringan yang diperlukan untuk menghubungkan beberapa peralatan DTE.
Sebuah virtual circuit dapat melewati peralatan DCE (switch) yang terdapat dalam Frame Relay PSN.
Frame Relay virtual circuit dibagi menjadi dua kategori: a. Switched Virtual Circuit (SVC)
Adalah koneksi sementara yang digunakan pada situasi yang hanya memerlukan transfer data sporadis antara peralatan DTE dalam jaringan Frame Relay. Sebuah sesi komunikasi dalam SVC terdiri dari empat tahap operasional:
• Call Setup — terciptanya virtual circuit antara dua peralatan DTE Frame Relay.
• Data transfer — data ditransmisi antara peralatan DTE melalui virtual circuit.
• Idle — koneksi antara peralatan DTE tetap terjalin tetapi tidak ada transfer data. Jika sebuah SVC berada pada tahap idle selama periode tertentu, panggilan dapat diputuskan.
• Call termination — virtual circuit antara peralatan DTE diputuskan. Setelah virtual circuit diputuskan, peralatan DTE harus membangun sebuah SVC baru jika ada tambahan pertukaran data. Diharapkan SVC akan diciptakan, dipertahankan, dan diputuskan menggunakan signaling protocol. Hanya beberapa produsen peralatan DCE Frame Relay mendukung koneksi switched virtual circuit. Maka dari itu, penggunaannya sangat minim dalam jaringan Frame Relay saat ini. Perusahaan telah menyadari bahwa SVC menghemat biaya karena sirkuit tidak selalu terbuka.
b. Permanent Virtual Circuit (PVC)
PVC adalah koneksi permanen yang digunakan untuk transfer data antarperalatan DTE melalui jaringan Frame Relay secara konsisten. Komunikasi melalui PVC tidak membutuhkan tahap call setup dan termination yang digunakan oleh SVC.
PVC selalu beroperasi dalam salah satu tahap di bawah ini:
Data transfer — data ditransmisi antara peralatan DTE melalui virtual circuit.
Idle — koneksi antara peralatan DTE masih terjalin tetapi tidak ada transfer data. Tidak seperti SVC, koneksi PVC tidak akan terputus walaupun di dalam tahap idle.
Peralatan DTE dapat mulai mentransfer data kapanpun karena sirkuit terhubung secara permanen.
Frame Relay virtual circuit diidentifikasi oleh data-link connection identifier (DLCI). Nilai DLCI biasanya diberikan oleh Frame Relay service provider.
Frame Relay DLCI memiliki ciri khas lokal, di mana nilainya unik dalam LAN, tetapi tidak dalam Frame Relay WAN.
Gambar di bawah ini mengilustrasikan bagaimana dua peralatan DTE yang berbeda dapat diberi nilai DLCI yang sama di dalam sebuah Frame Relay WAN.
Gambar 2.3 Sebuah Frame Relay virtual circuit tunggal dapat diberikan DLCI berbeda pada tiap ujung sebuah virtual circuit.
(sumber: http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/frame.htm)
2.2.4 Fitur-fitur dalam Frame Relay
Frame Relay mengurangi beban jaringan dengan cara mengimplementasikan mekanisme congestion notification sederhana daripada virtual-circuit flow control. Frame Relay biasanya diimplentasikan pada media
jaringan yang handal sehingga integritas data tidak dikorbankan karena flow control dapat ditangani oleh protokol layer di atasnya.
Frame Relay menggunakan mekanisme error checking umum yang dikenal dengan nama Cyclic Redundancy Check (CRC). CRC membandingkan dua nilai untuk menentukan apakah muncul kesalahan selama transmisi dari sumber ke tujuan. Frame Relay mengurangi beban jaringan dengan cara mengimplementasikan error checking daripada error correction.
Local Management Interface (LMI) adalah sekumpulan perkembangan spesifikasi Frame Relay dasar. LMI dikembangkan pada tahun 1990 oleh Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom, dan DEC. LMI memberikan fitur untuk mengatur antarjaringan yang kompleks. Tambahan key Frame Relay LMI mencakup global addressing, virtual circuit status messages, dan multicasting.
Tambahan global addressing LMI memberikan nilai global kepada Frame Relay data-link connection identifier (DLCI). Nilai DLCI menjadi alamat DTE yang bersifat unik dalam Frame Relay WAN. Tambahan global addressing memberikan fungsi dan kemampuan pengaturan kepada antarjaringan Frame Relay. Antarmuka jaringan individual dan end nodes yang terhubung dengannya dapat diidentifikasi menggunakan address-resolution standard dan discovery techniques. Sebagai tambahan, bagi router, keseluruhan jaringan Frame Relay muncul sebagai LAN biasa.
LMI virtual circuit status messages menyediakan komunikasi dan sinkronisasi antara peralatan DTE dan DCE Frame Relay. Messages ini
digunakan untuk melaporkan status PVC secara berkala, yang mencegah data dikirim kembali ke dalam lubang hitam (melalui PVC yang tidak lagi ada).
Tambahan multicasting LMI memungkinkan multicast groups. Multicasting menghemat bandwidth dengan mengirimkan routing updates dan address-resolution messages hanya kepada router-router tertentu. Tambahan LMI juga mengirimkan laporan status multicast groups dalam update messages.
