One-Network-for-All

INTRODUCTION COMPUTER NETWORKS

Kita mungkin tahu bahwa saat abad ke-18 adalah era sistem mekanis yang menyertai Revolusi Industri. Abad ke-19 adalah umur mesin uap. Abad ke-20 adalah teknologi kunci seperti, televisi, radion, handphone. Abad ke-21 adalah Industri Komputer. Industri ini sangat maju dibandingkan dengan industri mobil dan pesawat udara. Mengapa demikian? Karena komputer dapat membuat orang gairah pro spektakuler dalam waktu singkat.

Jaringan Komputer adalah satu komputer (server) yang melayani semua kebutuhan komputasi organisasi (client) dimana mereka akan mengirimkan data atau informasi kepada komputer lainnya namun saling berhubungan untuk melakukan pekerjaan itu. Protokol dan standar sangat penting untuk implementasi komunikasi data dan jaringan. Protokol mengacu pada peraturan, sedangkan standar adalah protokol yang telah ada diada oleh vendor dan produsen. Model jaringan berfungsi untuk mengatur, menyatukan, dan mengendalikan komponen perangkat keras dan perangkat lunak komunikasi data dan jaringan.

Dua komputer dikatakan saling berhubungan jika mereka bisa bertukar informasi. Sambungan tidak perlu melalui kawat tembaga; serat optik, gelombang mikro, inframerah, dan komunikasi satelit juga bisa digunakan. Jaringan datang dalam berbagai ukuran dan bentuk.

Distributed System adalah kumpulan komputer independen yang penggunanya sebagai satu sistem koheren tunggal. Biasanya, ia memiliki satu model atau paradigma yang disajikannya kepada pengguna. Seringkali lapisan perangkat lunak sistem operasi itu disebut middleware. World Wide Web ini berjalan di atas Internet dan menyajikan model di mana segala sesuatu tampak seperti dokumen (halaman web) dalam jaringan komputer, koherensi, model, dan perangkat lunak ini tidak ada.

Jaringan komputer memiliki banyak kegunaan, baik untuk perusahaan maupun individu, di rumah dan saat bepergian. Perusahaan menggunakan jaringan komputer untuk berbagi informasi perusahaan, biasanya menggunakan model client-server dengan desktop karyawan bertindak sebagai klien yang mengakses server di suatu ruangan tertentu. Bagi individu, jaringan menawarkan akses ke berbagai informasi dan sumber hiburan, serta cara untuk membeli dan menjual produk dan jasa. Individu sering mengakses Internet melalui telepon mereka atau penyedia kabel di rumah, meski akses semakin banyak digunakan untuk laptop dan ponsel. Teknologi kemajuan memungkinkan jenis aplikasi dan jaringan seluler baru dengan komputer yang disematkan pada peralatan dan perangkat konsumen lainnya. Kemajuan yang sama meningkatkan masalah sosial seperti masalah privasi.

Jaringan perangkat keras dapat dibagi menjadi LAN, MAN, WAN, dan internetworks. Local-area network (LAN) komputer yang terhubung berada pada tempat yang berdekatan secara gografis (misalkan satu gedung). LAN mampu menutupi bangunan dan beroperasi pada kecepatan tinggi. MANS biasanya meliputi kota. Contohnya adalah sistem televisi kabel, yang sekarang digunakan oleh banyak orang untuk mengakses internet. WAN dapat mencakup negara atau benua. Beberapa teknologi yang digunakan untuk membangun jaringan ini adalah point-to-point (misalnya, kabel) sementara yang lain disiarkan (contoh: nirkabel). Jaringan bisa saling berhubungan dengan router membentuk internetwork, dimana internet adalah yang terbesar dan terbaik . Jaringan nirkabel, misalnya 802.11 LAN dan 3G or 4G mobile telephony, juga menjadi sangat populer. Jaringan Tanpa Kabel merupakan suatu solusi terhadap komukasi yang tidak bisa dilakukan dengan jaringan yang menggunakan kabel. Misalnya orang yang ingin mendapat informasi atau melakukan komunikasi walaupun sedang berada diatas mobil atau pesawat terbang, maka mutlak jaringan tanpa kabel diperlukan karena koneksi kabel tidaklah mungkin dibuat di dalam mobil atau pesawat. Saat ini jaringan tanpa kabel sudah marak digunakan dengan memanfaatkan jasa satelit dan mampu memberikan kecepatan akses yang lebih cepat dibandingkan dengan jaringan yang menggunakan kabel.yang berjauhan dan dihubungkan dengan line telepon atau gelombang radio.

Jaringan komputer dapat juga dikelompokan berdasar kriteria di bawah ini:
a. topologi: pengaturan keterhubungan antar sistem komputer. Terdapat bermacam-macam topologi seperti bus, star, dan ring.
b. protokol: protokol mendefinisikan sekelompok aturan dan sinyal yang digunakan oleh komputer pada jaringan untuk berkomunikasi. Protokol LAN yang paling populer adalah Ethernet. Protokol LAN lain yang banyak digunakan adalah IBM token-ring network.
c. arsitektur: jaringan dapat diklasifikasikan ke dalam arsitektur peer-to-peer atau client/server.

Perangkat lunak jaringan dibangun di sekitar protokol yang merupakan aturan proses komunikasi. Sebagian besar jaringan mendukung hirarki protokol, dengan setiap lapisan memberikan layanan kepada lapisan di atasnya dan mengisolasi mereka dari rincian protokol yang digunakan di lapisan bawah. Tumpukan protokol biasanya berbasis pada model OSI atau pada model TCP / IP. Keduanya memiliki link, jaringan, transportasi, dan lapisan aplikasi, tapi berbeda di lapisan lainnya.

Masalah desain meliputi kehandalan, alokasi sumber daya, pertumbuhan, keamanan, dan lainnya. Jaringan menyediakan berbagai layanan kepada penggunanya. Layanan ini bisa berkisar dari pengiriman paket terbaik tanpa koneksi ke pengiriman yang berorientasi koneksi. Di beberapa jaringan, layanan connectionless disediakan dalam satu lapisan dan layanan connection-oriented disediakan di lapisan atasnya. Jaringan yang terkenal meliputi Internet, jaringan telepon seluler 3G, dan 802,11 LAN. Internet berevolusi dari ARPANET, dimana jaringan lain ditambahkan untuk membentuk sebuah internetwork. Internet saat ini sebenarnya merupakan koleksi ribuan jaringan yang menggunakan protokol TCP / IP stack. Jaringan telepon seluler 3G menyediakan akses nirkabel dan mobile ke Internet dengan kecepatan beberapa Mbps, dan tentu saja, juga membawa panggilan suara. Nirkabel LAN berbasis standar IEEE 802.11 dikerahkan di banyak rumah dan kafe dan bisa memberikan konektivitas dengan tarif lebih dari 100 Mbps. Jenis jaringan baru juga muncul, seperti jaringan sensor dan jaringan berbasis embedded pada teknologi RFID. Mengaktifkan beberapa komputer untuk berbicara satu sama lain memerlukan sejumlah besar standardisasi, baik di perangkat keras maupun perangkat lunak. Organisasi seperti ITU-T, ISO, IEEE, dan IAB mengelola berbagai bagian proses standardisasi.

Alternatif untuk LAN hanyalah sistem timesharing yang besar dengan terminal untuk semua pengguna. Keuntungan dari sistem client-server menggunakan LAN. Dalam jaringan ini satu komputer berfungsi sebagai pusat pelayanan (server) dan komputer yang lain berfungsi meminta pelayanan ( client ). Sesuai dengan namanya, client server berarti adanya pembagian kerja pengelolaan data antara client dan server. Saat ini, sebagian besar jaringan menggunakan model client/server. Kinerja sistem client-server sangat dipengaruhi oleh dua karakteristik jaringan utama: bandwidth jaringan (yaitu, berapa bit / detiknya dapat transportasi) dan latensi (yaitu, berapa detik yang dibutuhkan untuk mendapatkan bit pertama dari client ke server).

Jaringan Peer-to-Peer adalah jaringan ini tidak ada komputer yang berfungsi khusus, dan semua komputer dapat berfungsi sebagai client dan server dalam satu saat bersamaan. Pengguna masing-masing komputer bertanggung jawab terhadap administrasi resource komputer ( dengan membuat nama user, membuat share, menandai ijin mengakses share tersebut). Tiap-tiap user bertanggung jawab juga mengenal pembackupan data pada komputer. Sayangnya penempatan resource dapat menjadi sulit pada network peer to peer yang mempunyai lebih banyak komputer.

Selain bandwidth dan latency, parameter apa yang diperlukan untuk memberi karakterisasi yang baik terhadap kualitas layanan yang ditawarkan oleh jaringan yang digunakan untuk suara digital lalu lintas. Faktor dalam penundaan sistem packet-switching store-and-forward adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan mengambil untuk menyimpan dan meneruskan paket melalui switch. Jika waktu perpindahan adalah 10 μsec, mungkin menjadi faktor utama dalam respon sistem client-server dimana klien berada di New York dan servernya ada di California. Sistem client-server menggunakan jaringan satelit, dengan satelit pada ketinggian 40.000 km.

Sebuah sistem memiliki hirarki protokol n-layer. Aplikasi menghasilkan pesan panjang M bytes. Pada masing-masing lapisan, header h-byte ditambahkan dan fraksi bandwidth jaringan akan dipenuhi header.

TCP merupakan kepanjangan dari “Transmission Control Protocol”, yakni sejenis protokol yang menopang sekumpulan komputer untuk bertukar data dan berkomunikasi pada suatu jaringan (network). Ini seringkali dipakai untuk menyokong aplikasi yang memerlukan keandalan data agar berjalan lancar.

TCP bekerja menurut konsep koneksi yang menjamin proses pengiriman serta penerimaan data berjalan secara teratur dan lebih diandalkan. Tugasnya memecah atau mengelompokkan data menjadi paket-paket yang teratur. TCP memastikan pengiriman data tidak terlalu cepat tetapi ada jaminan koneksi internet atau network bisa mengatasinya. Keunggulan TCP terletak pada kemudahan penggunaan, termasuk kegiatan transfer paket data.

TCP bisa diandalkan karena dapat mengirim pesan sekali lagi ketika sambungan terputus tiba-tiba, namun tanpa membuat proses transfer data “corrupt”. Pengiriman data dalam jumlah besar dilakukan secara urut atau satu per satu dengan resiko kesalahan minim. TCP berorientasi pada sambungan sehingga harus ada sesi koneksi terlebih dahulu.

UDP merupakan kepanjangan kata dari “User Datagram Protocol”, yakni bagian protokol lapisan TCP/IP yang menunjang komunikasi unreliable (tidak handal) dan connectionless (tanpa koneksi).
Cara operasi, UDP tidak mengusung konsep koneksi sehingga harus tersedia pembuatan kode sendiri. Tidak menjamin proses pengiriman serta penerimaan data teratur dan handal, mungkin saja terduplikat. Proses pemecahan data serta pengiriman dilakukan secara manual dan harus ada kepastian. Kekurangan UDP yakni perlu pengiriman ulang data bila ada paket yang hilang serta perlu dicari letak kesalahan. Pengiriman pesan ataupun data tidak bisa dipantau secara mendalam sehingga sulit mengetahui apakah terkirim atau tidak, berhasil atau korup. Proses pengiriman berlangsung secara tidak berurutan dan tidak bisa dipastikan data manakah yang akan sampai terlebih dahulu. Pengiriman data dalam jumlah banyak juga menjadi faktor penting dimana TCP sanggup mengirim jumlah besar secara berurutan sedangkan UDP secara tidak berurutan.

Fungsi protocol secara umum yaitu sebagai penghubung di dalam komunikasi data atau informasi, sehingga proses penukaran data atau informasi tersebut dapat berjalan dengan baik dan benar. Jenis-jenis protokol ; Protocol Ethernet, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), UDP ( User Datagram Protokol), RTP(Real Time Protocol), FTP (File Transfer Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), DNS (Domain Name System), Internet Control Message Protocol (ICMP), IMAP (Internet Message Access Protocol), HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure), SSH (Sucure Shell), SSL (Secure Socket Layer).

Layer merupakan sekumpulan dari fungsi-fungsi komunikasi yang memiliki kesamaan secara konsep. Tiap layer memberikan servis untuk layer atasnya dan menerima servis dari layer bawahnya. untuk mempermudah, layer ini dapat disebut sebagai lapisan. tiap lapisan ini memilik fungsi yang berbeda. masing-masing lapisan saling berinteraksi. Model jaringan OSI memiliki 7 layer/lapisan, sedangkan model jaringan TCP/IP memiliki 4 layer/lapisan. lapisan-lapisan ini digambarkan sebagai tumpukan lapisan yang berurutan dari atas ke bawah. lapisan paling atas merupakan lapisan bernomor terkecil. tiap lapisan memberikan servis kepada lapisan di atasnya dan merequest servis dari lapisan yang ada di bawahnya.

Ada dua model jaringan yang selama ini dikenal yaitu OSI dan TCP/IP.

OSI MODEL
OSI = Open System Interconnection. adalah sebuah model jaringan yang dibuat oleh ISO. International Standards Organization. model ini terdiri dari 7 layer. pada tiap layer tiap entitas saling berinteraksi dengan mengirimkan Protocol Data Unit (PDU). Tiap layer berhubungan dari layer atas ke bawahnya dengan mentransmisikan Servis Data Unit (SDU).
PDU pada masing-masing layer merupakan pesan lengkap yang mengimplementasikan protokol pada layer tersebut.

PDU pada OSI :
 layer1 = bit
 layer2 = frame
 layer3 = paket
 layer4 = segmen
 layer 5-7 = data

PDU pada tiap layer merupakan SDU pada layer dibawahnya. Misalkan pada layer 4 PDUnya biasa disebut segmen. Maka “segmen” ini merupakan SDU pada layer 3 atau segmen merupakan servis yang diberikan atau ditangani layer 3 untuk layer 4. Layer 3 kemudian membentuk SDU (“segmen”) menjadi PDU pada layer 3 atau paket, dengan menambahkan header layer 3. Sehingga pada proses transimi dari layer atas ke bawah terjadi pembungkusan SDU dengan header-header dari masing-masing layer. proses ini biasa disebut enkapsulasi. sedangkan proses transmisi dari layer bawah ke atas disebut dekapsulasi. Layer-layer pada model OSI

Layer 7 : Application
layer dimana user berinteraksi dengan network. Layer aplikasi dapat berupa software aplikasi. Layer ini merupakan penghubung yang memungkinkan aplikasi-aplikasi saling berinteraksi dengan network.

Cth servis :
Network Virtual terminal
File Transfer, Access, and Management (FATM)
Mail Services
Directory Services

Layer 6 : Presentation
Layer ini berfungsi untuk mentranslasikan data yang akan ditransimiskan oleh aplikasi ke dalam format yang  dapat ditransmisikan melalui jaringan. Pada layer ini terjadi proses translasi, kompresi, serta eknskripsi. Contoh format data : jpeg, avi, binary. Dll. Protokol yang berada pada level ini adalah sejenis redirector software, seperti network shell (semacam VNC) atau Remote Desktop Protokol (RDP).

Layer 5 : Session
Layer ini berfungsi untuk mengontrol koneksi antar computer. Layer ini mendefinisikan bagaimana koneksi dimulai, dipelihara, dan diakhiri. Pada layer ini juga terjadi resolusi nama. Beberapa protocol pada layer ini adalah: NETBIOS, NETBEUI, ADSP, PAP

Layer 4 : Transport
Berfungsi untuk memecah data menjadi paket-paket data serta member ikan no urut setiap paket sehingga dapat disusun kembali setelah diterima. Paket yang diterima dengan sukses akan diberi tanda / acknowledgement. Sedangkan paket yang rusak dikirim kembali.  Serangkaian proses yang dilakukan pada layer ini dapat juga disebut segmentasi, sequencing, dan error recovery. Pada layer ini juga didefenisikan layanan-layanan yang diketahui seperti : HTTP, SSH, FTP, dan SMTP. Contoh protocol pada layar ini: UDP, TCP, SPX.
Bentuk data pada layer ini adalah segmen. Layer ini juga memiliki 2 tipe pengiriman data yaitu reliable dan unreliable. Pengririman data reliable adalah pengririman data yang memungkinkan pengecekan kesalahan dan pengiriman kembali. Tipe ini dapat dijumpai pada pengiriman data pada umumnya. Tipe Unreriable tidak melakukan pengiriman ulang jika terjadi error.  Tipe ini dapat dijumpai pada keperluan streaming.

Layer 3 : Network
Berfungsi untuk mendefenisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk paket-paket, dan melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer 3. Pada layer ini dilakukan pendeteksian eror dan transmisi ulang paket-paket yang error. Contoh protocol pada layer ini : IP, IPX.

Layer 2 : Data Link
Berfungsi untuk menentukan bagaiana bit-bit data dikelompokkan menjadi format frame. Pada level ini terjadi error correction, flow control, pengalamatan perangkat keras atau (MAC Address), dan mementukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti bridge dan switch layer 2 beroperasi. Layer ini terdiri dari 2 kelompok yaitu LCC (logical link control) dan MAC (media access control) Contoh protocol pada layer ini : Ethernet, Tokenbus, Tokenring, Demand Priority

Layer 1 : Phisycal layer
mendefinisikan spesifikasi elektrik dan fisik dari devais. secara umum layer ini mendefinisikan hubungan antara data elektrik dengan media transmisinya. Contoh dari layer ini adalah, kabel, spesifikasi tegangan, hub, repeater, dll.

Enkapsulasi data
Setiap data yang turun dari layer pertama ke terahir akan mengalami enkapsulasi atau proses pembungkusan data dengan data terterntu (penambahan header). header berisi informasi-informasi yang spesifik pada setiap layer. isi dari header ini akar sesuai pada layer di mana header tersebut ditambahkan. misal layer 4 akan menambahkan header berisi informasi session dan port. layer 3 menambahkan header berupa informasi IP address. Sedangkan pada layer 2  selain header juga ditambahkan trailer, yang merupakan FCS. Frame Check Sequence. Demikian yang terjadi pada layer pengirim, pada layer penerima terjadi hal sebaliknya yaitu dekapsulasi atau pembacaan data. Proses ini merupakan pembacaan data atau pembukaan header-header dari layer data link hingga application.
Same layer interaction : Interaksi yang terjadi pada layer yang sama. Interaksi ini digambarkan dengan pembacaan informasi/header pada layer yang bersesuaian di sisi yang lain.
Adjacent layer interaction : interaksi antar layer pada host yang sama.

Layer 7, 6, dan 5 pada model OSI biasa juga disebut upper layer. Upper layer (Application Set) memiliki fungsi untuk menangani serangkaian proses yang diperlukan dalam persiapan pengririman data, tanpa melakukan pemecahan data.

Layer 4, 3, 2, dan 1 pada model OSI juga disebut lower layer. Lower layer (Transport Set) berfungsi untuk menangani dan melakukan proses pengiriman data dengan melakukan pemecahan data dan penambahan header-header yang diperlukan.

Model TCP/IP

TCP/IP merupakan model jaringan yang diusulkan oleh departemen pertahanan Amerika Serikat. Model ini dibuat oleh lemaga bernama “DARPA” pada tahun 70an sampai 80an, sehingga sering disebut juga DARPA reference model. Model ini disebut TCP/IP karena TCP/IP merupakan protocol utama dalam model ini, pada awalnya model ini diterapkan dalam jaringan yang bernama ARPANET, namun saat ini telah menjadi protocol standar bagi jaringan yang lebih umum disebut internet.
Model TCP/IP memiliki 4 layer. Pemetaan menjadi 4 layer ini dilakukan untuk menyesuaikan model layer-layer pada model OSI.

Model TCP/IP memiliki 4 layer
 Layer ke 4. Application Layer :
Layer ini berfungsi untuk menyediakan akses aplikasi terhadapa jaringan TCP/IP. Layer ini menangani high-level protokol, representasi datra, proses encoding,  dan dialog control yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar-aplikasi jaringan.
 Layer ke 3. Host-to-Host layer/ Transport layer :
berfungsi untuk membuat komunikasi antar host. Layer ini menyediakan layanan pengiriman dari sumber data menuju ke tujuan data dengan cara membuat koneksi logikal. Pada layer ini juga terjadi penanganan masalah reabilitas, flow control, dan error correction. Pada layer ini terdapat 2 tipe pengiriman data yaitu TCP dan UDP.
 Layer ke  2.  Internet layer :
berfungsi untuk melakukan routing, dan pembuatan paket IP menggunakan teknik enkapsulasi. Layer ini akan memilih rute terbaik yang akan dilewati paket data dalam  jaringan, serta melakukan packet swicthing untuk mendukung tugas tsb.
 Layer ke 1. Network Interface/Network Access layer/Host to Network :
Berfungsi meletakkan frame-frame data yang akan dikirim ke media jaringan. Menjadi perantara dengan LAN card. Mengubah unit data menjadi frame dan mengkonversi frame tersebut menjadi arus elektrik untuk kemudian dikirimkan melalui medium transmisi.  Mendefenisikan MAC address dan melakukan error checking pada frame yang diterima.

Daftar aplikasi pada masing-masing layer TCP/IP

Catatan :
model osi layer 2 : data link layer
menyediakan pengalamatan fisik (mac address)
menyediakan error detection dengan Frame Check Sequence, tidak melakukan error rekaveri
flow control : agar penerima tidak kebanjiran data, pengaturan frame
device : switch layer 2, brigde yang portnya banyak
bridge : hanya 2 port, pendahulu swicht.
penulisan mac address pada data terjadi pada layer 2.
enkapsulasi data

Setiap data yang turun dari layer pertama ke terahir akan mengalami enkapsulasi atau proses pembungkusan data dengan data terterntu (penambahan header). header berisi informasi-informasi yang spesifik pada setiap layer. isi dari header ini akar sesuai pada layer di mana header tersebut ditambahkan. misal layer 4 akan menambahkan header berisi informasi session dan port. layer 3 menambahkan header berupa informasi IP address.

Pada model TCP/IP yang sekarang dipakai penambahan header dilakukan pada layer 4 pada layer 2 model OSI ditambahkan trailer (buntut) berupa FCS. pengecekan error frame. enkapsulasi ini terjadi pada pengirim, pada penerima terjadi proses sebaliknya yaitu dekapsulasi. Pembacaan masing-masing enkapsulasi terjadi pada layer yang sama pada bagian penerima. Yang terjadi pada router. Router akan membaca data sampai pada data ip address. Setiap kali melewati router akan terjadi perubahan macaddress pengirim dan tujuan sedangkan parameter ip akan tetap karena digunakan untuk mengidentifikasi pengirim dan penerima model TCP/IP setiap media access memiliki MTU. maximum control unit.


Sumber :
Tanenbaum and Wetherall, Computer Networks, 5th ed., Prentice Hall, 2010 (pustaka alternatif)