BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Teori Umum Teori umum yang akan dibahas adalah model komunikasi, protocol TCP/IP, kategori jaringan komunikasi, network media, network device, topologi jaringan, teknologi yang digunakan pada LAN, teknologi yang digunakan pada WAN, dan ARP. 2.1.1 Model Komunikasi Tujuan mendasar dari suatu sistem komunikasi adalah pertukaran data antara dua pihak. Menurut Stallings (2004, p11), terdapat beberapa elemen komunikasi data : a. Source Elemen ini berfungsi untuk menghasilkan data yang akan ditransmisikan. b. Transmitter Elemen ini mentransformasikan informasi menjadi sinyal-sinyal elektromagnetik sehingga dapat dikirimkan melalui transmission system. c. Transmission system Elemen ini menghubungkan source dan destination. Dapat berupa jalur tunggal ataupun suatu jaringan yang kompleks. d. Receiver Elemen ini mengubah sinyal dari transmission system ke dalam bentuk yang dapat dibaca oleh perangkat destination. e. Destination Elemen ini mengambil data dari receiver. 6
7 2.1.2 TCP/IP 2.1.2.1 Definisi Protokol TCP/IP adalah protokol jaringan yang berasal dari proyek DARPA ( Development of Defense Advanced Research Project Agency ) di tahun 1970-an yang dikenal dengan nama ARPANET. 2.1.2.2 Lapisan (Layer) TCP/IP a. Network Access Layer Disebut juga sebagai host-to-network layer. Layer ini berhubungan dengan semua komponen, baik fisik maupun logik, yang diperlukan untuk membangun hubungan secara fisik. b. Internet layer Layer ini berfungsi untuk memberikan layanan dasar pengiriman data. Salah satu protokol yang bekerja pada layer ini adalah IP (Internet Protocol) yang diantaranya berfungsi: - mentransfer data dari Network access layer ke transport layer dan sebaliknya. - menangani datagram termasuk fragmentasi dan defragmentasi - menangani skema pengalamatan yang digunakan dalam pertukaran data - menangani proses routing c. Host to host/transport layer Berfungsi menghubungkan antara application layer dan internet layer. Contohnya : UDP, TCP.
8 d. Application layer Adalah layer yang menangani masalah representasi, enkoding, dan kontrol dialog. Pada model protokol TCP/IP maka aplikasi yang dibuat dan berhubungan langsung dengan pemakai akan diletakkan di sini. Contohnya : FTP, SMTP, HTTP, SNMP, DNS, dan lain-lain. 2.1.3 Kategori Jaringan Komunikasi 2.1.3.1 Local Area Network (LAN) Menurut Stallings (2004, p16) Local Area Network (LAN) adalah suatu jaringan komunikasi yang menghubungkan berbagai perangkat dan menyediakan suatu cara untuk pertukaran informasi antara perangkatperangkat tersebut. 2.1.3.2 Wide Area Network (WAN) Menurut Downes, Ford, Lew, Spanier, dan Stevenson (1998, p45) Wide Area Network (WAN) adalah suatu jaringan komunikasi data yang meliputi area geografis yang relatif luas dan menggunakan fasilitas transmisi yang disediakan oleh penyedia layanan jaringan, misalnya perusahaan telepon. 2.1.3.3 Perbedaan LAN dan WAN Menurut Stallings (2004, p16) terdapat 3 perbedaan utama antara LAN dan WAN : 1. Cakupan LAN sempit, biasanya hanya satu bangunan atau sekumpulan bangunan, sedangkan cakupan WAN lebih luas.
9 2. Dalam LAN, seluruh perangkat adalah milik sepenuhnya organisasi yang memilikinya, sedangkan dalam WAN, sebagian perangkat bukan milik organisasi yang menggunakannya. 3. Kecepatan pengiriman data dalam LAN lebih cepat daripada WAN. 2.1.4 Network Media Media-media yang umum dipakai dalam proses transfer data terbagi atas 3 kategori utama, yakni: 1. Media tembaga (Copper Media) 2. Media optis (Optical Media) 3. Media nirkabel (Wireless Media) 2.1.4.1 Media tembaga (Copper Media) Media tembaga menggunakan aliran arus listrik dalam proses transfer data. Dalam prosesnya listrik dialirkan melalui kawat tembaga dan akan diterima di ujung penerima dan akan diterjemahkan sebagai bit 1. Tembaga dipilih sebagai medianya karena sifatnya yang menghantarkan listrik (hambatan kecil). Dalam media tembaga, dikenal istilah attenuation yakni suatu kondisi dimana arus listrik berubah bentuk menjadi energi kalor di sepanjang perjalanan mengaliri kawat tembaga. Hal ini menyebabkan sinyal listrik terdegradasi sehingga tak bisa dibaca lagi oleh alat pada ujung penerima. Ini tentunya akan menimbulkan kesalahan transfer data.
10 Pada saat kita hendak memilih kabel yang sesuai, kita bisa melihat spesifikasi kabel yang tertera. Misalnya : Kabel bertuliskan 10 BASE T. Angka 10 menunjukkan kecepatan transfer data yang bisa dilakukan dengan kabel ini (10 Mbps). Kata BASE menunjukkan jenis koneksi yang dipakai, yakni Baseband, yaitu suatu transmisi sinyal yang hanya dapat melalui suatu frekuensi tunggal, dan bersifat bidireksional, sehingga dapat menerima dan mengirimkan data pada saat yang bersamaan. Bila bertuliskan BROAD, berarti koneksi yang digunakan adalah Broadband, yaitu suatu transmisi sinyal yang dapat melalui beberapa frekuensi berbeda, dan bersifat unidireksional, sehingga hanya dapat mengirimkan atau menerima data pada saat tertentu. Terakhir, T menunjukkan jenis kabel, yakni kabel berpilin (twisted pair). Bila berupa angka, itu menunjukkan panjang maksimal kabel yang diperbolehkan sebelum sinyal listrik terdegradasi. Panjang maksimal adalah angka yang tertera dikalikan dengan 100 m. Contoh kabel adalah 10 BASE 5. Ini berarti kecepatan transfer data 10 Mbps, jenis koneksi adalah baseband atau digital dan panjang maksimal kabel adalah 5 x 100 m = 500 m.
11 Jenis-jenis kabel : 1. Kabel Coaxial Gambar 2.1 Kabel Coaxial Sinyal listrik mengalir melalui seutas kawat tembaga yang melintang sepanjang pusat kabel. Kawat tembaga ini dilapisi oleh isolator plastik. Isolator plastik ini dilapisi lagi oleh lapisan serat tembaga yang bertindak sebagai kawat kedua dan juga sebagai pelindung untuk mengurangi interferensi elektromagnetik dari luar. Kemudian dilapisi lagi dengan kabel jaket sebagai pelindung terluar. Berikut adalah perbandingan keuntungan dan kerugian pemakaian kabel coaxial : Keuntungan Memiliki panjang maksimal yang terpanjang dibandingkan jenis kabel lain Lebih murah Kerugian Semakin besar ukuran kabel, semakin mahal biaya instalasinya Kabel keras dan kaku sehingga sulit ditekuk
12 2. Kabel STP (Shielded twisted pair) Gambar 2.2 Kabel STP Kabel ini terdiri atas 4 pasang kabel berpilin yang masing-masing terbungkus oleh pelindung. Masing-masing kabel ini dibungkus oleh lapisan metalik yang diberi warna sebagai kode. Keempat pasang kabel berpilin ini dibungkus lagi oleh Overall Shield dan jaket terluar. Berikut adalah perbandingan keuntungan dan kerugian pemakaian kabel STP : Keuntungan Lebih tahan terhadap berbagai jenis interferensi dari luar Kerugian Panjang maksimal kabel relatif lebih pendek dibandingkan kabel coaxial Lebih mahal dibandingkan jenis kabel lain
13 3. Kabel UTP (Untwisted Shielded Pair) Gambar 2.3 Kabel UTP Sama seperti kabel STP, hanya saja keempat pasang kabel berpilin ini tidak dilapisi oleh apapun selain oleh jaket terluar. Keuntungan Proses instalasi mudah dan murah dibanding semua kabel lainnya Diameter kecil sehingga tidak terlalu memakan tempat Kerugian Kabel UTP lebih rentan terhadap interferensi dari luar Panjang maksimal kabel lebih pendek dibandingkan STP dan coaxial 2.1.4.2. Media optis (Optical Media) Media ini menggunakan cahaya untuk menggantikan sinyal listrik yang dipakai pada media tembaga. Cahaya memantul di dalam lapisan kaca dalam kabel sepanjang perjalanan dari ujung pengirim sampai ujung penerima.
14 Gambar 2.4 Media Optik Jadi seperti terlihat pada gambar, kabel pada media optis ini terdiri atas suatu lapisan inti yang dilapisi oleh pelindung. Keuntungan utama dari media ini adalah kecepatan transfer data yang sangat tinggi karena kecepatan cahaya yang jauh lebih tinggi ketimbang cepat rambat sinyal listrik. Kerugiannya adalah biaya kabel dan instalasi yang lebih mahal. Selain itu dibutuhkan orang yang ahli dalam proses instalasinya. 2.1.4.3 Media nirkabel (Wireless Media) Media ini menggunakan frekuensi radio dalam proses transfer data. Karena frekuensi radio adalah shared media, maka kemungkinan terjadinya collision cukup besar. Hanya bedanya ujung pengirim tak bisa mengetahui apakah terjadi collision atau tidak. 2.1.5 Perangkat Jaringan 2.1.5.1 NIC (Network Interface Card) NIC adalah suatu PCB (Printed Circuit Board) yang berfungsi menyediakan konektivitas antar node dalam suatu jaringan.
15 2.1.5.2 Repeater Alat ini berfungsi untuk meregenerasi sinyal listrik. Repeater dapat meregenerasi sinyal digital atau listrik. Seperti yang telah kita ketahui, dalam proses transfer data, sinyal terdegradasi sepanjang perjalanan dari ujung pengirim sampai ujung penerima. Sinyal perlu diregenerasi oleh repeater agar bisa terdeteksi dengan baik oleh ujung penerima. 2.1.5.3 Hub Hub berfungsi untuk mengkonsentrasikan koneksi. Hub menghubungkan beberapa node dan membuat jaringan melihat mereka sebagai satu node. Beberapa Hub juga meregenerasi sinyal. Hub umumnya memiliki lebih dari satu port. Dan sering juga disebut multiport repeater. 2.1.5.4 Bridge Bridge melakukan pemeriksaan kepada semua paket yang sampai kepadanya dan memutuskan apakah paket itu harus melewati bridge itu atau tidak. Dengan demikian, jaringan akan menjadi lebih efektif dan efisien. Selain itu bridge juga melakukan konversi format transmisi data. 2.1.5.5 Switch Alat ini memiliki fungsi yang hampir sama dengan bridge. Hanya saja ketika switch menerima suatu paket, ia langsung memutuskan ke alat mana paket itu harus dikirim. Switch disebut juga multiport bridge karena
memiliki fungsi mirip dengan bridge, hanya saja switch memiliki lebih dari satu port. 16 2.1.5.6 Router Router memiliki semua kemampuan keempat alat-alat diatas. Router dapat meregenerasi sinyal, mengkonsentrasikan koneksi, mengatur proses transfer data dan mengubah format transmisi data. 2.1.6 Topologi Fisik Jaringan Topologi dalam peristilahan komunikasi data diartikan sebagai cara menghubungkan berbagai end-point dalam jaringan. Dalam melakukan perancangan local area network, topologi merupakan salah satu elemen akan menentukan biaya dan kapasitas dari jaringan. Ada beberapa topologi yang umum digunakan dalam perancangan jaringan lokal, antara lain bus, ring, hierarchical, star, dan mesh.
17 Gambar 2.5 Topologi fisik jaringan a. Topologi Bus dan Hierarchical Dalam topologi ini, setiap stasiun (komputer) dihubungkan dengan media transmisi linear (bus) dengan cara tap. Pengiriman data dari salah satu stasiun akan diteruskan melalui media transmisi menuju semua stasiun lainnya. Pada ujung dari setiap bus terdapat terminator, yang berfungsi meredam sinyal. Topologi hierarchical merupakan variasi dari topologi bus, dimana media transmisi dapat dicabangkan. Layout hierarchical dimulai dari sebuah titik yang disebut headend. Dalam topologi ini, permasalahan utama yang mungkin terjadi adalah pengiriman data secara bersamaan oleh lebih dari satu stasiun. Apabila dua stasiun mengirimkan data pada saat yang bersamaan, maka sinyal yang dikirim akan tercampur.
18 Dalam penginstalasiannya topologi ini menggunakan baseband coaxial cable yang lebih mudah diimplementasikan dibandingkan dengan topologi ring. Pengubahan pada topologi ini, misalnya penambahan, pengurangan, ataupun perpindahan stasiun akan memerlukan usaha yang lebih sedikit dibandingkan dengan topologi ring, karena hanya perlu menambahkan node baru melalui cara tap. b. Topologi Ring Dalam topologi ini, jaringan disusun dari sekumpulan repeater yang terhubung satu sama lain membentuk suatu loop tertutup. Repeater adalah suatu perangkat sederhana yang berfungsi menguatkan sinyal yang diterimanya. Transmisi data terjadi dalam satu arah (searah atau berlawanan arah jarum jam). Setiap stasiun (komputer) terhubung dengan jaringan melalui repeater. Pada saat data dikirim, frame data akan berputar melalui setiap stasiun, dan stasiun tujuan akan mengenali alamat tujuan frame tersebut kemudian menyalin frame ke local buffer nya. Kelebihan topologi ring adalah dapat digunakan untuk membangun jaringan dengan kecepatan tinggi dan jarak yang jauh. Throughput topologi ini merupakan yang terbaik diantara topologitopologi lainnya. Permasalahan utama dari topologi ini adalah kerusakan salah satu repeater akan menyebabkan keseluruhan jaringan tidak berfungsi. Hal ini disebut sebagai single point failure.
19 c. Topologi Star Dalam topologi ini, setiap stasiun (komputer) terhubung dengan sebuah titik sentral melalui point to point link. Titik sentral ini adalah sebuah perangkat jaringan yang dapat berupa sebuah hub atau sebuah switch. Apabila titik sentral menggunakan hub, data yang dikirimkan oleh salah satu stasiun ke hub akan diteruskan oleh hub menuju seluruh stasiun lainnya. Selain itu, hanya satu stasiun yang diperbolehkan untuk mengirimkan data pada suatu saat tertentu, karena dapat terjadi collision. Apabila titik sentral menggunakan switch, data yang dikirimkan oleh salah satu stasiun ke switch akan diteruskan oleh switch hanya kepada stasiun tujuan dari data. Boleh terdapat lebih dari satu stasiun yang mengirimkan data pada suatu saat tertentu. Kelebihan topologi star adalah kesesuaiannya dengan layout pengkabelan dalam sebuah bangunan sehingga instalasi menjadi lebih mudah. Topologi ini sangat unggul untuk menghubungkan sejumlah kecil perangkat dengan kecepatan tinggi dan jarak yang dekat. d. Topologi Mesh Topologi ini menghubungkan sebuah node ke setiap node lainnya dalam jaringan. Tujuannya adalah untuk menyediakan sebanyak mungkin jalur cadangan apabila salah satu hubungan putus. Topologi ini biasanya digunakan dalam Wide Area Network (WAN) dimana beberapa jaringan yang berbeda dihubungkan melalui router.
20 2.1.7 Teknologi LAN Ada beberapa teknologi yang umum dipakai dalam implementasi LAN (Local Area Network) yakni : FDDI (Fiber Distributed Data Interface) FDDI adalah suatu standar LAN menurut ANSI X3T9.5. Disimbolkan dengan dua lingkaran konsentris seperti tampak pada gambar : Gambar 2.6 Simbol FDDI FDDI adalah suatu jaringan dengan menggunakan kabel fiber optic dengan menggunakan topologi logis token passing. Token - passing ini adalah suatu topologi logis dimana suatu token elektronik ditransfer dari satu node ke node berikutnya. Ketika suatu node menerima token, maka node itu bisa mengirimkan data. Bila node itu sudah selesai mengirimkan data, node tersebut akan mentransfer token ke node berikutnya dan demikian seterusnya. Kecepatan transfer data FDDI mencapai 100 Mbps dengan radius jangkauan maksimum 2 km. Token Ring Ini adalah suatu teknologi LAN yang menggunakan topologi fisik ring. Token Ring juga menggunakan topologi logis token passing. Kecepatan transfer data pada Token Ring mencapai 4 atau 16 Mbps. LAN yang menggunakan Token Ring dikembangkan oleh IBM. Simbol daripada Token Ring digambarkan sebagai satu lingkaran seperti berikut :
21 Gambar 2.7 Simbol Token Ring Ethernet Ethernet adalah suatu teknologi LAN yang menggunakan topologi logis broadcast. Topologi broadcast artinya semua node mengirimkan datanya ke semua node lain melalui media pada jaringan. Tidak ada peraturan khusus yang berlaku pada topologi logis jenis ini. Konsep Siapa cepat dia dapat berlaku pada topologi broadcast. Siapa yang lebih dahulu mengirimkan data akan lebih dahulu dilayani, sementara node yang lain harus mengalah sampai media jaringan kosong dan bisa dipakai untuk mengirimkan data. Ethernet pertama kali dibuat oleh Digital Equipment Company, Intel, and Xerox (DIX) pada 1980. Ethernet menggunakan suatu teknik CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access Colission Detection). Ini adalah suatu teknik dalam Ethernet dimana node yang hendak mengirimkan data terlebih dahulu memeriksa apakah jaringan sedang kosong. Apabila jaringan sedang kosong, barulah node mulai mengirimkan data. Beberapa jenis Ethernet : Legacy Ethernet Legacy Ethernet ini memiliki kecepatan transfer data 10 Mbps dan menggunakan teknik Manchester untuk proses encoding. Legacy Ethernet terdiri atas : 10BASE5, 10BASE2 dan 10BASE-T.
22 Fast Ethernet Fast Ethernet adalah jenis Ethernet yang beroperasi pada kecepatan 100 Mbps. Fast Ethernet ini terdiri atas 2 media, yakni 100BASE-TX (menggunakan media kabel tembaga UTP) dan 100BASE-FX (menggunakan kabel fiber multimode). Fast Ethernet ini menggunakan teknik encoding 4B / 5B. Gigabit Ethernet & 10 Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet adalah jenis Ethernet yang beroperasi pada kecepatan 1000 Mbps. Sedangkan 10 Gigabit Ethernet beroperasi pada kecepatan 10 Gbps. Berikut adalah ringkasan dari jenis-jenis Gigabit Ethernet dan 10 Gigabit Ethernet : 1. Gigabit Ethernet memakai media tembaga UTP (1000BASE-T) yang menggunakan teknik encoding 4D PAM5 dan media fiber optic (1000BASE-LX dan 1000BASE-SX) yang menggunakan teknik encoding 8B / 10B. 2. 10 Gigabit Ethernet memakai media fiber optic. Jenis-jenisnya meliputi : 1. 10GBASE-SR menggunakan kable fiber multimode dengan jangkauan 26 82 m. 2. 10GBASE-LX4 menggunakan kabel fiber multimode dengan jangkauan 240 300 m. Menggunakan Wavelength Division Multiplexing (WDM). 3. 10GBASE-LR dan 10GBASE-ER dengan daya jangkau sampai 10 40 km. Menggunakan kabel fiber single mode.
4. 10GBASE-SW, 10GBASE-LW dan 10BASE-EW yang dikenal sebagai 10GBASE-W. 23 2.1.8 IP Addressing IP adalah sejenis protokol yang mengatur bagaimana data dikirimkan dalam sebuah jaringan komputer. Setiap host dalam suatu network memiliki satu alamat IP yang unik, yang membedakannya dengan yang lain. IP mempunyai 3 fungsi utama dalam sebuah network, yaitu : IP adalah bagian dasar dalam pengiriman data di dalam sebuah network dan berfungsi untuk mendefinisikan format data yang akan dikirimkan. IP mendefinisikan fungsi routing dan pengalamatan dari tiap komputer yang terhubung dalam suatu network. IP digunakan untuk menentukan bagaimana suatu paket data harus diproses, kapan suatu pesan kesalahan harus disampaikan, dan kapan suatu paket harus diabaikan. IP address merupakan sederetan angka biner 0 dan 1 sebanyak 32 bit yang digunakan sebagai identifier untuk sebuah komputer dalam suatu network. Untuk mempermudah penulisan IP address, penulisannya dapat digantikan dengan 4 buah bilangan desimal(disebut octet) yang dipisahkan oleh tanda titik(.). Tiap bilangan ini disebut octet karena terdiri dari 8 angka biner.
24 IP address memiliki 2 bagian yaitu bagian network address dan host address. Bagian network address dan host address dapat diketahui dari kelas IP tersebut. Kelas IP dibedakan berdasarkan ukuran dan jumlahnya. Berdasarkan jumlah network address dan host address, IP address dapat dikategorikan menjadi 5 kelas yaitu : Kelas A Pengalamatan IP kelas A diberikan untuk jaringan yang memiliki jumlah host yang sangat banyak (lebih dari 16 juta host address untuk tiap network). IP kelas A menggunakan octet pertama sebagai network address, sisanya menjadi host address. Bit pertama dari IP kelas A selalu bernilai 0 sehingga octet pertama dari IP kelas A selalu berkisar antara 0-127. Contoh alamat IP kelas A : 123.168.10.1. Kelas B Pengalamatan IP address kelas B sesuai untuk jaringan berukuran sedang ke atas. 2 octet pertama IP kelas B menjadi network address sedangkan sisanya menjadi host address. 2 bit pertama dari octet pertamanya selalu bernilai 10 sehingga IP kelas B selalu berkisar antara 128-191. Contoh IP kelas B adalah : 129.29.12.84. Kelas C IP kelas C biasanya digunakan untuk jaringan berskala kecil(misalanya LAN) karena host address yang dipakai hanya octet terakhirnya, sedangkan 3 octet awalnya menandakan network address. Ciri khas IP kelas ini adalah 3 bit awal dari octet pertamanya
25 selalu bernilai 110 sehingga octet pertamanya selalu bernilai antara 192-223. Dengan IP kelas C ini dapat dibentuk sekitar 2 juta network dengan masing-masing network memiliki paling banyak 254 host. Kelas D Kegunaan IP kelas ini adalah untuk keperluan multicasting. 4 bit awal selalu bernilai 1110 sedangakan sisanya diatur sesuai keperluan multicast group yang menggunakan jenis IP ini. Dalam multicast tidak dikenal network address dan host address. Kelas E IP kelas E tidak digunakan untuk umum(hanya dipakai untuk keperluan penelitian). 4 bit awal dari octet pertamanya diset menjadi 1111 sehingga nilainya berkisar antara 240-255. 2.1.9 Teknologi WAN 2.1.9.1 Analog Dialup Adalah suatu teknologi WAN yang menggunakan telepon dan modem untuk mengkomunikasikan data. Batas atas data rate untuk teknologi ini adalah 33 Kbps. Teknologi ini biasanya digunakan untuk pengiriman data yang sedikit dan hanya sekali-sekali, misalnya untuk pertukaran data penjualan, harga, e-mail dan laporan rutin. Keuntungannya adalah sederhana, banyak ditemukan, dan biaya implementasi yang rendah. Kerugiannya adalah data rate yang rendah
26 dan connection time yang lama. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.1) 2.1.9.2 Integrated Service Digital Network (ISDN) Adalah suatu teknologi WAN yang menggunakan Time Division Multiplexing (TDM) untuk mengirimkan data digital melalui saluran komunikasi. Terdiri dari beberapa Bearer channel (B channel) yang berguna untuk mengirimkan data dan suara, dan Delta channel (D channel) yang berguna untuk membangun koneksi dan tujuan lainnya. Data rate teknologi ini berkisar antara 144 Kbps 2.048 Mbps. Teknologi ini biasanya digunakan untuk mengirimkan suara, menyediakan kapasitas tambahan bagi leased line pada saat waktu puncak, dan menjadi backup pada saat terjadi kegagalan pada leased line. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.2) 2.1.9.3 Leased Lines Adalah teknologi WAN yang bersifat point to point dan disewa dari carrier. Memiliki kapasitas pengiriman data yang tetap. Keuntungannya adalah tidak adanya penundaan dalam pengiriman data, sehingga dapat digunakan untuk aplikasi e-commerce. Kerugiannya adalah biaya yang cukup mahal, dan penggunaan bandwidth yang kurang efisien karena lalu-lintas data dalam WAN cukup variatif. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.3) 2.1.9.4 X.25 Adalah standar protokol yang dikeluarkan oleh International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector
27 (ITU-T) untuk komunikasi WAN. Protokol ini mendefinisikan bagaimana hubungan antara perangkat pengguna dan perangkat jaringan dibangun dan dipertahankan. Dalam X.25, perangkat jaringan berbagi jalur untuk mengirimkan data dari sumber ke tujuan (packet-switching). Tarif X.25 didasarkan pada besarnya data yang dikomunikasikan, bukan jarak ataupun waktu. Namun, data rate nya masih rendah, dan sangat rentan terhadap penundaan. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.4) 2.1.9.5 Frame Relay Adalah teknologi WAN yang memiliki layout yang mirip dengan X.25, namun memiliki data rate yang lebih tinggi, biasanya mencapai 4 Mbps. Hal ini disebabkan Frame Relay beroperasi pada data link layer, dan tidak mengimplementasikan error dan flow control. Teknologi ini cukup untuk mengirimkan data dan suara, dan biasanya digunakan untuk menghubungkan LAN dalam perusahaan besar. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.5) 2.1.9.6 Asynchronous Transfer Mode (ATM) Adalah teknologi WAN yang menggunakan sel sebagai satuan pengiriman data. Sel tersebut berukuran tetap, yaitu 53 byte. Karena sel yang berukuran kecil dan tetap ini, ATM dapat digunakan untuk mengirimkan suara dan video yang lalu-lintasnya tidak boleh terputus. Namun, untuk mengirimkan volume data yang sama, ATM memerlukan bandwidth 20 % lebih banyak daripada Frame Relay. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.6)
28 2.1.9.7 Digital Subscriber Line (DSL) Adalah suatu teknologi WAN yang menggunakan jalur telepon untuk mengirimkan data dengan bandwidth yang tinggi. Hal ini dimungkinkan karena DSL menggunakan teknologi broadband, yaitu teknik yang menggunakan beberapa frekuensi pada medium yang sama untuk mengirimkan data. DSL memungkinkan pengguna melakukan koneksi Internet tanpa memutus hubungan telepon biasa. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.7) 2.1.9.8 Cable Modem Adalah teknologi WAN yang memanfaatkan kabel televisi untuk berkomunikasi. Memiliki data rate yang lebih tinggi dibandingkan teknologi yang lainnya. Namun, karena koneksinya yang selalu hidup, teknologi ini sangat rentan terhadap ancaman keamanan, sehingga harus dilengkapi dengan firewall. (http://cisco.netacad.net, semester 4, modul 2.2.8) 2.1.10 Address Resolution Protocol (ARP) Berdasarkan model TCP/IP, sebuah paket data harus mengandung MAC Address dan IP Address tujuan. Jika salah satu dari kedua alamat ini tidak ada, maka paket tersebut tidak dapat menembus layer 3. Setelah sebuah perangkat menentukan IP Address dari perangkat tujuan, maka MAC Address dari perangkat tujuan dapat ditambahkan ke dalam paket data yang akan dikirimkan. Beberapa perangkat menyimpan sebuah tabel yang berisi MAC Address dan IP Address dari semua perangkat lain yang berada pada LAN yang sama. Tabel ini disebut
29 tabel ARP ( Address Resolution Protocol ). Tabel ini disimpan dalam memori RAM pada masing-masing perangkat. Pada saat suatu perangkat hendak mengirimkan data ke dalam jaringan, perangkat tersebut memakai informasi yang tersimpan dalam tabel ARP. Pada saat suatu perangkat menentukan suatu IP Address yang hendak dikirimi data, maka perangkat tersebut melihat ke dalam tabel ARP untuk mencari MAC Address dari IP Address tersebut. Apabila MAC Address dari IP Address yang dimaksud ditemukan dalam tabel itu, maka bersama dengan IP Address, MAC Address yang dimaksud akan dibungkus kedalam data yang hendak dikirimkan. Data ini kemudian disebarkan ke dalam jaringan untuk kemudian ditangkap oleh perangkat tujuan. Terdapat dua cara yang dapat dilakukan oleh suatu perangkat untuk mendapatkan MAC Address yang diperlukan untuk mengirimkan suatu data. Cara pertama adalah dengan memantau traffic yang terjadi dalam jaringan. Semua komputer pada suatu jaringan Ethernet akan menganalisa semua traffic yang terjadi untuk menentukan apakah data yang dikirimkan adalah untuk mereka. Bagian dari proses ini adalah untuk merekam IP Address dan MAC Address dari si pengirim data ke dalam tabel ARP. Cara lain untuk mendapatkan pasangan IP Address dan MAC Address yang dibutuhkan untuk mengirimkan data adalah dengan mengirimkan ARP request secara broadcast ke dalam jaringan. Komputer yang memerlukan IP Address dan MAC Address akan mengirimkan ARP Request secara broadcast. Semua perangkat lain pada jaringan menganalisa request ini. Jika salah satu perangkat memiliki IP Address sesuai dengan IP Address yang terdapat dalam ARP Request ini, maka perangkat yang bersangkutan mengirimkan kembali ARP Reply yang mengandung pasangan IP Address dan MAC Address. Jika IP Address yang diminta tidak eksis atau komputer yang memakai IP Address yang dimaksud sedang dimatikan, maka tidak akan ada respon terhadap ARP
Request tersebut. Dalam situasi ini, perangkat pengirim akan melaporkan terjadinya suatu error. 30 2.2 Teori Khusus Pada bagian ini akan dibahas pengertian VLAN, perbandingan antara LAN dan VLAN, keanggotaan pada VLAN, dan trunking. 2.2.1 Pengertian VLAN Virtual LAN (VLAN) adalah sekumpulan network device yang secara physical berada pada jaringan-jaringan yang berbeda namun dapat berkomunikasi seakan-akan berada pada jaringan yang sama. Sebuah jaringan LAN dapat dikatakan sebagai sebuah broadcast domain dan VLAN berfungsi untuk membagi broadcast domain yang semula lebih besar menjadi dua atau lebih broadcast domain yang lebih kecil. VLAN dapat diciptakan dengan menggunakan managed switch yang mendukung VLAN. Sama seperti pada jaringan LAN, untuk berbuhungan antara satu VLAN dengan VLAN yang lain dibutuhkan sebuah router. 2.2.2 Perbandingan LAN dengan VLAN Berbagai network device yang dihubungkan oleh hub atau switch yang sama membentuk suatu LAN, yang mempunyai broadcast domain yang sama. Jaringan yang menggunakan hub mempunyai satu collision domain yang sama, sedangkan pada jaringan yang menggunakan switch terdapat lebih dari satu collision domain. Sebuah router diperlukan jika suatu device pada suatu LAN hendak berkomunikasi dengan device lain yang berada diluar LAN tersebut.
31 Gambar 2.8 Gambar jaringan dengan menggunakan hub dan switch VLAN dan LAN memiliki beberapa perbedaan antara lain : a. VLAN dapat membagi broadcast domain Setiap port pada switch dapat di-assign ke dalam VLAN yang berbeda. Port yang di-assign ke dalam VLAN yang sama, berbagi broadcast domain yang sama. Port yang tidak berada pada VLAN yang sama tidak berbagi broadcast domain yang sama. Hal ini meningkatkan performa jaringan secara keseluruhan. User yang berada pada segmen yang sama berbagi-pakai bandwidth pada segmen tersebut. Setiap penambahan user pada segmen tersebut menyebabkan berkurangnya bandwidth yang tersedia bagi masing-masing user sehingga menyebabkan menurunnya performa jaringan tersebut. VLAN menawarkan lebih banyak bandwidth kepada user dibandingkan sebuah jaringan biasa (LAN).
32 Gambar 2.9 Gambar jaringan yang sudah terbagi broadcast domainnya b. VLAN membuat adanya fleksibilitas (tidak terikat pada lokasi fisik) VLAN membuat suatu jaringan yang setiap device-nya tidak tergantung dari lokasi fisiknya. Fleksibilitas seperti ini mempermudah proses menambah, mengubah, dan memindahkan device dalam sebuah jaringan. VLAN juga memungkinkan untuk mengelompokkan user berdasarkan jenis pekerjaannya.
33 Gambar 2.10 Gambar jaringan VLAN yang fleksibel 2.2.3 Keanggotaan pada VLAN Keanggotaan sebuah device dalam sebuah VLAN dapat ditentukan dengan salah satu dari dua metode, yaitu : static atau dynamic. Apabila yang digunakan adalah static VLAN, maka setiap port dari sebuah switch harus diassign secara manual dengan menggunakan perintah Interface Subconfiguration. VLAN yang diciptakan dengan menggunakan cara ini disebut juga port-based VLAN. Keanggotaan dynamic VLAN diciptakan dengan menggunakan aplikasi network management seperti CiscoWorks 2000. Keanggotaan dynamic VLAN memungkinkan penentuan device yang masuk ke dalam suatu VLAN berdasakan MAC Address. Pada saat suatu device masuk ke dalam jaringan, jaringan tersebut mengecek database yang tersimpan dalam switch jaringan tersebut untuk menentukan keanggotaan dari sebuah device.
34 Informasi keanggotaan (database) pada dynamic VLAN disimpan pada suatu switch yang berfungsi sebagai policy server yang biasa disebut sebagai VLAN membership policy server (VMPS). Salah satu dari switch yang berada pada jaringan VLAN harus diatur menjadi policy server. Contoh switch yang dapat diatur sebagai VMPS adalah Catalyst 6500. (Catalyst 1900 dan 2950 tidak dapat berfungsi sebagai VMPS) Dynamic VLAN mempunyai satu kelebihan dibandingkan static VLAN : plug-and-play movability. Sebagai contoh, jika sebuah PC hendak dipindahkan dari satu port pada sebuah switch menuju ke port pada switch yang lain, maka user ini akan secara otomatis dialokasikan ke VLAN yang sesuai. Jika menggunakan static VLANs, yang harus dilakukan adalah mengatur secara manual port pada switch tersebut dengan database yang terbaru. Apabila user berpindah dari satu switch ke switch yang lain, selain mengatur kembali konfigurasi pada switch asal, switch yang sekarang juga harus diatur kembali. Walaupun demikian, di sisi lain, ada satu keuntungan static VLAN dibandingkan dynamic VLAN. Proses konfigurasi pada static VLAN lebih mudah dan langsung. Pada dynamic VLAN, banyak persiapan awal yang harus dilakukan dalam menghubungkan user ke dalam VLAN.
35 2.2.4 Trunking Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai konsep trunking dan mekanisme kerja trunking. 2.2.4.1 Konsep Trunking Dalam teknologi radio, trunk adalah suatu jalur komunikasi tunggal yang membawa beberapa channel sinyal radio yang berbeda. Istilah ini kemudian diadopsi pada teknologi VLAN, karena memiliki prinsip yang sama. Dalam VLAN, trunk adalah suatu jalur tunggal baik fisikal maupun logikal antara dua switch yang membawa traffic dari beberapa VLAN yang berbeda. (http://cisco.netacad.net, semester 3, modul 9.1.1). Tujuan dari penggunaan trunk dalam VLAN adalah untuk penghematan port ketika menghubungkan 2 switch dalam pembentukan VLAN. Hal ini dapat dilihat melalui ilustrasi berikut. Gambar 2.11 Hubungan antar switch tanpa trunk Pada gambar diatas terdapat dua VLAN ( VLAN 1 dan VLAN 2 ) dan dua switch ( Sa dan Sb ). Agar komunikasi dalam suatu VLAN dapat terjadi, maka ada satu port masing-masing pada Sa dan Sb yang dialokasikan menjadi anggota VLAN 1 dan satu port juga yang dialokasikan menjadi anggota VLAN 2. Dengan demikian komunikasi antar perangkat yang berada pada VLAN yang sama dalam kasus ini membutuhkan total 4 port switch. Semakin banyak VLAN,
maka semakin banyak port yang dibutuhkan untuk menghubungkan switch tersebut. 36 Gambar 2.12 Hubungan antar switch dengan trunk Pada gambar di atas hanya digunakan satu port masing-masing pada Sa dan Sb untuk melakukan komunikasi dalam suatu VLAN. Trunk yang dibuat menggabungkan beberapa jalur virtual sehingga aliran data dari beberapa VLAN yang berbeda dapat melalui satu kabel saja. Dengan demikian, dapat dilakukan penghematan port yang cukup signifikan. 2.2.4.2 Mekanisme kerja trunking Saat ini, terdapat dua mekanisme trunking yaitu frame filtering dan frame tagging. a. Frame filtering Gambar 2.13 Mekanisme kerja frame filtering
37 Dalam mekanisme ini, kedua switch yang berhubungan menyimpan tabel pengalamatan yang sama. Tabel pengalamatan dibuat berdasarkan MAC address. Data akan diteruskan dengan merujuk pada MAC address tujuan yang kemudian dicocokkan dengan tabel pengalamatan tersebut. Semakin banyak VLAN yang ada, maka proses pengolahan data akan semakin lambat karena tabel yang semakin besar. b. Frame tagging Gambar 2.14 Mekanisme Frame Tagging Mekanisme ini merupakan standar mekanisme trunking oleh IEEE. Dalam mekanisme ini, switch menambahkan sebuah tanda pengenal ( identifier ) pada frame yang dikirimkan. Tanda pengenal digunakan untuk mengetahui VLAN pengirim frame tersebut. Misalkan pada gambar di atas PC-A, PC-B dan PC-F berada pada VLAN pertama, PC-C, PC-D, dan PC-E berada pada VLAN kedua. Pada saat PC-C melakukan broadcast maka switch A akan memberikan tag pada frame yang dikirim untuk memberitahukan bahwa frame tersebut
38 berasal dari VLAN kedua. Pada saat switch B menerima frame, switch akan memeriksa tag dan mengetahui bahwa frame tersebut ditujukan pada VLAN kedua. Kemudian, switch melepaskan tag dari frame dan mengirimkannya kepada PC-D dan PC-E. Tag dilepas karena frame akan dikirimkan melalui jalur Ethernet biasa yang tidak mengenali tag. Terdapat dua skema tagging yang umum digunakan, yaitu : 1. ISL ISL adalah mekanisme tagging yang dikembangkan khusus untuk perangkat Cisco. ISL mengenkapsulasikan frame dengan menambahkan header berukuran 26 byte, dan trailer berukuran 4 byte untuk Cyclic Redundancy Check ( CRC ). Frame yang asli diletakkan diantara header dan trailer. Gambar 2.15 Frame ISL 2. 802.1Q 802.1Q adalah standar mekanisme tagging yang dibuat oleh IEEE. Mekanisme ini berlaku tidak hanya pada perangkat Cisco, namun dapat berlaku pada perangkat yang diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. Mekanisme ini bekerja dengan menambahkan field berukuran 4 byte di tengah-tengah frame, kemudian FCS (Frame Check Sum) dihitung ulang setelah terjadinya penambahan tag ini.
Gambar 2.16 Proses tagging pada 802.1Q 39