Network and Internetworking

1. Jenis Jaringan

• Jenis jaringan yang mendukung sistem distribusi:

Personal Area Networks (PAN)

Subkategori dari jaringan lokal dimana berbagai perangkat digital yang dibawa oleh user termasuk low-cost dan low-energy. Kabel pada PAN tidak menjadi masalah, makanya beberapa user tidak merasa terbebani. Sekarang ini PAN telah banyak digunakan, misalnya saja tablet, kamera digital, dan mobile phone.

Local Area Networks (LAN)

LAN membawa pesan pada kecepatan yang relatif tinggi antara komputer yang terhubung dengan media komunikasi seperti kawat tembaga, kabel koaksial atau serat optik.  Routing tidak diperlukan dalam LAN karena media menyediakan koneksi langsung antara semua komputer yang terhubung. Seluruh bandwidth dibagi ke komputer yang terhubung di dalam jaringan. Area jaringan yang besar misalnya kampus atau kantor memiliki banyak segmen yang berhubungan dengan switch. Ethernet muncul sebagai teknologi dominan untuk kabel LAN. Tekmologi ethernet tidak memiliki jaminan latency selain itu bandwidth berukuran besar diperlukan untuk aplikasi multimedia.

Wide Area Networks (WAN)

WAN membawa pesan pada kecepatan yang lebih rendah antara node dalam organisasi berbeda dan dipisahkan jarak jauh, seperti antar kota, negara, atau benua. Media komunikasinya ialah seperangkat komunikasi sirkuit yang menghubungkan beberapa komputer khusus yang disebut router.

Metropolitan Area Networks (MAN)

Jaringan jenis ini didasarkan pada tembaga highbandwidth dan serat optik. MAN dapat digunakan dalam suatu kota. MAN ini bisa digunakan untuk transmisi video, suara, dan data lainnya dalam jarak hingga 50 KM. Berbagai teknologi telah digunakan untuk mengimplementasikan routing dalam MAN, misal dari ethernet ke ATM.

Wireless Local Area Network (WLAN)

WLAN dirancang sebagai pengganti kabel LAN. Hal ini untuk menghilangkan infrastruktur kabel yang biasanya digunakan saat menghubungkan komputer di dalam gedung yang sama.

Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

standar IEEE 802.16 WiMAX ditargetkan untuk jaringan. Hal ini bertujuan untuk memberikan alternatif pada koneksi kabel di rumah dan kantor sebagai pengganti jaringan WiFi 802.11 dalam beberapa aplikasi.

Wireless Wide Area Network (WWAN)

sebagian besar jaringan ponsel didasarkan pada teknologi jaringan nirkabel digital seperti standar GSM (Global System for Mobile Communication), yang digunakan di sebagian besar negara di dunia. Jaringan telepon seluler dirancang untuk beroperasi di daerah yang luas melalui penggunaan koneksi radio seluler.

Internetwork

subsistem komunikasi dimana beberapa jaringan yang terhubung bersama-sama memberikan fasilitas komunikasi data dan protokol jaringan di tiap komponen dan metode yang digunakan untuk interkoneksi. Internetworks diperlukan untuk pengembangan sister terdistribusi extensible. Keterbukaan karakteristik sistem terdistribusi menyiratkan bahwa jaringan yang digunakan dalam sistem terdistribusi harus extensible dengan angka-angka besar di komputer sedangkan individual network memiliki keterbatasan kinerja yang tidak kompatibel dengan skala besar. Dalam internetwork, berbagai teknologi WAN dapat diintegrasikan untuk memberikan kapasitas jaringan yang diperlukan oleh setiap user. Dengan demikian internetwork memiliki banyak manfaat dalam hubungannya dengan sistem terdistribusi untuk menyediakan komunikasi. Internet merupakan contoh utama dari internetworking dan protokol TCP/IP merupakan contoh dari layernya.

Network error

Keandalan media transmisi data sangat tinggi di semua jenis jaringan kecuali jaringan nirkabel. Delay dan mengalami buffer pada node tujuan merupakan penyebab paling umum paket hilang. Paket juga dapat disampaikan dalam urutan yang berbeda tergantung asal mereka.

Prinsip Jaringan

Dasar dari semua jaringan komputer adalaha teknik paket swtiching yang pertama kali dikebangkan pada tahun 1960. Paket swtching ini membuat paket data di alamatkan pada tujuan yang berbeda.

 Paket transmisi

Pada kebanyakan aplikasi jaringan network membutuhkan transmisi dari informasi logik unik seperti  keterurutan item data dari panjang arbitary. Sebelum data dikirim data tersbut dikumpul kedalam sub kelaspaket. Berikut paket –paket yang digunakan untuk panjang restricted.

• Tiap komputer dapat mengalokasi tegangan buffer untuk menahan kemungkinan paket besar yang datang

• Mencegah delay yang akan terjadi

Streaming data

Video dan audio yang di transimikan dalam real-time biasa disebut streaming.  Pada saat streaming dibutuhkan strogage/bandwidth yang lumayan besar. Hal ini dimungkinkan agar proses dari streaming trersebut tidak menglami kemacetan di tengah jalan. Dari waktu ke waktu proses streaming audio dan video bergantung pada kemampan koneksi yang berbanding dengan quality of service yaitu bandwidth, latency, delay dll.

Secara spesifik jaringan ATM menyediakan bandwidth yang tinggi dan rendah akan latency agar dapat mendukung kuliatas layanan. Teknologi baru berupa Ipv6 dapat membuat paket IP dalam real time stream menjadi diidentifikasi dan menyebar.

Skema Switching

Broadcast : broadcasting merupakan teknik transmisi tanpa melibatkan teknik switching. Apapn yang ditransmisikan ke tiap node dan akan menaikan potensial reciever untuk memberitahu alamat transmisi.

Circuit swithing : pada suatu waktu jaringan telepon dimana hanya jaringan telekomunikasi. Ketika caller memanggil sebuah nomor. Pasangan jaringan dari telepon caller akan dihubungkan secara otomatis.

Paket switching : merupakan teknologi digital yang memberi banyak kemungkinan pada dunia telekomnikasi. Pada level dasar seperti proses dan storage.

Frame Relay : jenis switching yang men-delay berdasarkan ukuran paket., kecepata n hardware dan banyaknya traffic pada jaringan.

Protocol

Protocol digunakan untuk menjelaskan kumpulan peraturan dan format yang digunakan dalam komunikasi diantara proses dalam menjalankan tugas yang diberikan.

Keberadaan well-known protokol dapat membagi komponen software dari sistem terdistribusi dalam mengembangkan secara independent dan mengimplementasi dalam bahasa programan yang berbeda.

Sebuah protocol di implementasi oleh pasangan modul software di lokasi pada saat dikirim dan diterima oleh komputer. Sebuah proses mengirimkan pesan ke proses yang lain untuk tansport modul protokol, membawa pesan tersebut pada format yang lebih spesifik.

Protocol layer : jaringan software tersusun mempunya hirarki layer. Pada sudut pandang pengirim, tiap layer menerima item dari data dengan format tertentu dari layer diatasnya dan membuat transformasi unutk mengengkapsulasi data dalam format tertentu unutk layer tersebut sebelum dilewatkan ke layer dibawahnya.

Tiap layer menyediakan layanan kepada layer diatasnya dan melewatkan layanan yang disediakan oleh layer dibawahya.  Phisical layer diimplementasi oleh oleh komunikasi mediumdan sirukut signal analog yang menempatkan signal pada kanal komunikasi medium pada node pengirim dan akan dianggap sebagai node penerima.

Protocol suites : kumpulan layer protokol yang mengidentifikasi sebagai protocol suites atau protokol stack. Tujuan tiap level dalam model  OSI  adalah untuk menyatukan layer layer jaringan. Ptocol layering membawa keuntungan dalam proses menyederhanakan dan mengeneralisasi antar muka software dalam mengakseslayanan jaringan komunikasi.

Paket Assembly

Tugas yang membagi pesan menjadi paket-paket sebelum di transmisikan dan dilakukan pemasangan kembali pada komputer penerima biasanya dilakukan pada lapisan transport. Jaringan-layer protokol paket terdiri dari header dan data lapangan. Dalam kebanyakan teknologi jaringan, data field adalah variabel panjang, dengan panjang maksimum disebut unit transfer maksimum (MTU). Jika panjang pesan melebihi MTU dari lapisan jaringan yang mendasarinya, harus terpecah menjadi potongan yang sesuai ukuran, dengan nomor urut untuk digunakan pada reassembly, dan ditransmisikan dalam beberapa paket. Misalnya, MTU untuk Ethernets adalah 1500 byte - tidak lebih dari itu kuantitas data dapat ditransmisikan dalam Ethernet paket tunggal.

Apapun nilai MTU diadopsi untuk paket IP, paket-paket lebih besar dari MTU Ethernet dapat muncul dan mereka harus terpecah-pecah untuk pengiriman melalui Ethernet.

Ports

Tugas layer transport adalah untuk memberikan pesan-jaringan independen layanan transportasi antara pasangan port jaringan. Ports merupakan perangkat lunak yang didefinisikan sebagai tujuan pada komputer host. Mereka melekat pada proses, memungkinkan transmisi data untuk ditujukan kepada proses tertentu pada node tujuan.

Addressing

Lapisan transport bertanggung jawab untuk menyampaikan pesan ke tujuan dengan alamat transport yang terdiri dari alamat jaringan dari komputer host dan nomor port. Sebuah alamat jaringan adalah angka pengenal yang secara unik mengidentifikasi sebuah tuan rumah komputer dan memungkinkan untuk ditempatkan oleh node yang bertanggung jawab untuk routing data. Di internet setiap komputer host diberikan sebuah nomor IP, yang mengidentifikasi itu dan subnet yang terhubung memungkinkan data yang akan diteruskan ke dari simpul yang lain. Dalam Ethernets tidak ada routing node; setiap host bertanggung jawab untuk mengenali dan mengambil paket yang ditujukan untuk itu.

Packet Delivery

Ada dua pendekatan untuk pengiriman paket oleh network layer

• Datagram packet delivery : Istilah ‘datagram’ mengacu pada kesamaan mode pengiriman dengan cara di mana surat dan telegram yang dikirim. The esensial fitur jaringan datagram adalah pengiriman setiap paket adalah ‘one-shot’ proses, tidak ada setup yang diperlukan, dan ketika paket dikirimkan, jaringan tidak informasi tersebut. Dalam sebuah jaringan datagram urutan paket yang terkirim oleh host ke tujuan tunggal dapat mengikuti rute yang berbeda (jika, misalnya, jaringan mampu untuk menangani kegagalan atau untuk mengurangi dampak kemacetan lokal), dan ketika hal ini terjadi mereka dapat tiba di luar urutan. Setiap paket datagram berisi alamat jaringan penuh dari sumber dan tujuan host, yang terakhir merupakan parameter penting untuk proses routing. Pengiriman Datagram adalah konsep dimana packet jaringan awalnya didasarkan, dan dapat ditemukan disebagian besar jaringan komputer yang digunakan saat ini. Lapisan jaringan Internet (IP), Ethernet dan nirkabel adalah teknologi jaringan lokal didasarkan oleh pengiriman datagram.

• Virtual circuit packet delivery : Beberapa layanan jaringan yang menerapkan paket transmisi dengan cara analog menggunakan jaringan telepon. Sebuah sirkuit virtual harus disiapkan sebelum paket bisa lewat dari sumber host A ke host tujuan B. Setelah sirkuit virtual telah dibentuk, dapat digunakan untuk mengirimkan sejumlah paket. Setiap paket jaringan-layer hanya berisi nomor rangkaian virtual tempat sumber dan alamat tujuan. Alamat yang lain tidak diperlukan, karena paket akan diarahkan pada node intermediate dengan mengacu pada nomor virtual circuit. Ketika paket mencapai tujuannya, sumber dapat ditentukan dari nomor virtual circuitnya.
• 

• ATM : manfaat dari latency adalah untuk transmisi paket individual, ini adalah akibat langsung dari penggunaan dari sirkuit virtual. Persyaratan untuk tahap pengaturan, bagaimanapun, menghasilkan delay yang pendek sebelum paket dapat dikirim ke tujuan yang baru.

RoutingRouting merupakan fungsi yang diperlukan dalam semua jaringan kecuali LAN, seperti Ethernets, yang menyediakan koneksi langsung antara semua pasangan dari host yang terpasang. Dalam jaringan yang besar, adaptif routing digunakan : rute terbaik untuk komunikasi antara dua titik dalam jaringan tersebut kembali dievaluasi secara berkala, dengan mempertimbangkan arus lalu lintas dalam jaringan dan setiap kesalahan seperti koneksi rusak atau router. Pengiriman paket ke tujuan mereka dalam jaringan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7 adalah tanggung jawab bersama dari router yang terletak pada titik-titik sambungan. Kecuali sumber dan tujuan host pada LAN yang sama, paket harus ditransmisikan dalam serangkaian hop, melewati node router. Penentuan rute untuk transmisi paket ke tujuan mereka adalah tanggung jawab dari algoritma routing yang diimplementasikan oleh sebuah program di lapisan jaringan di setiap node.

Algoritma routing terdiri dari 2 bagian yaitu :

• Harus membuat keputusan bahwa yang menentukan rute diambil oleh masing-masing paket yang menjadi perjalanan melewati jaringan. Pada lapisan jaringan circuit-switched seperti X.25 dan framerelay jaringan seperti ATM, rute ditentukan setiap kali sirkuit virtual. Pada lapisan jaringan packet-switched seperti IP ditentukan secara terpisah untuk setiap paket, dan algoritma harus sangat sederhana dan efisien sehingga tidak menurunkan kinerja jaringan.

• Harus memperbarui pengetahuannya secara dinamis mengenai jaringan berdasarkan pemantauan lalu lintas dan deteksi perubahan konfigurasi atau kegagalan.

Kedua kegiatan ini didistribusikan di seluruh jaringan. Keputusan routing dilakukan pada hop-by-hop dasar, dengan menggunakan informasi diadakan secara lokal untuk menentukan hop berikutnya yang akan diambil oleh masing-masing paket yang masuk. Informasi routing yang diselenggarakan secara lokal diperbarui secara periodik oleh suatu algoritma yang mendistribusikan informasi tersebut.

A simple routing algorithm
 Gambar 3.8 menunjukkan tabel routing yang akan digelar di masing-masing router untuk jaringan Gambar 3.7, dengan asumsi bahwa jaringan tidak memiliki link gagal. Masing-masing baris menyediakan informasi routing untuk paket yang ditujukan untuk tujuan tertentu. Biaya informasi yang tersimpan dalam tabel routing tidak digunakan selama packet-Routing diambil oleh bagian 1 dari algoritma routing tetapi diperlukan untuk pembangunan tabel routing dan tindakan pemeliharaan di bagian 2. Tabel routing yang berisi satu entri untuk setiap tujuan menunjukkan hop berikutnya dimana paket harus mengambil arah tujuan. Ketika sebuah paket tiba di router, alamat tujuan diekstrak dan dimasukkan dalam table routing lokal. Hal tersebut membuat tabel routing mengidentifikasi link keluar yang harus digunakan untuk rute paket dan seterusnya menuju tujuannya.

Sebagai contoh, ketika sebuah paket yang ditujukan kepada C diajukan ke router di A, router memeriksa entri untuk C dalam tabel routing. Hal ini menunjukkan bahwa paket tersebut harus diarahkan keluar dari A pada link berlabel 1. Paket tiba di B dan sama prosedur ini diikuti dengan menggunakan tabel routing di B, yang menunjukkan bahwa rute selanjutnya ke C adalah melalui link berlabel 2. Ketika paket tiba di C tabel routing entri menunjukkan ‘Lokal’ bukan nomor link. Hal ini menunjukkan bahwa paket harus dikirim ke host lokal.

Sekarang mari kita perhatikan bagaimana tabel routing yang dibangun dan bagaimana mereka bertahan ketika kesalahan terjadi pada jaringan - yaitu, bagaimana bagian 2 dari routing algoritma yang dijelaskan di atas dilakukan. Karena setiap tabel routing yang menentukan hanya hop tunggal untuk setiap rute, pembangunan atau perbaikan dari informasi routing dapat dilanjutkan dengan cara yang didistribusikan. Sebuah pertukaran informasi mengenai router jaringan dengan node tetangganya dengan mengirimkan ringkasan tabel routing menggunakan router informasi protokol (RIP).
Tindakan RIP dilakukan pada router dijelaskan sebagai berikut:

• Secara berkala, dan setiap kali perubahan tabel routing lokal, mengirim tabel (dalam Ringkasan form) ke semua tetangga yang mengakses. Artinya, mengirim paket RIP berisi salinan dari tabel pada setiap link keluar yang tidak-rusak.

• Ketika tabel yang diterima dari router tetangga, jika tabel penerima menunjukkan rute ke tujuan baru, atau (dengan biaya lebih rendah), memperbarui tabel lokal dengan rute yang baru. Jika tabel telah diterima pada Link n dan memberikan biaya yang berbeda dari tabel lokal untuk rute yang diawali dengan Link n, menggantikan biaya dalam tabel lokal dengan biaya baru. Hal ini dilakukan karenatabel baru diterima dari router yang lebih dekat ke tujuan yang relevan.

Untuk mengatasi kesalahan , setiap router memantau link dan bertindak sebagai berikut Ketika link n terdeteksi rusak , mengatur biaya untuk semua entri didalam tabel lokal yang merujuk ke link yang rusak dan melakukan pengiriman. Dengan demikian informasi yang link yang rusak diwakili oleh nilai tak terbatas untuk biaya ke tujuan yang relevan. Ketika informasi ini disebarkan ke tetangga node yang lain maka akan diproses berdasarkan pada receive actionnya dan kemudian disebarkan lebih lanjut sampai node tercapai.

Congestion Control

Congestion dapat diartikan sebagai sebuah kondisi dimana terdapat kemacetan atau antrian pada saat transmisi data. Hal ini dapat terjadi manakala saat host akan mengirim sejumlah data namun data yang dikirim mendekati kapasitas pengiriman data. Jika hal ini terjadi maka host akan membentuk sebuah antrian yang berisi data-data yang akan ditransmisikan. Namun jika data yang akan dikirim terus bertambah sehingga antrian tadi penuh, maka data tadi terpaksa harus di-drop. Hal ini bisa diatasi dengan melakukan pengiriman ulang atau re-transmition namun akan menyebabkan biaya yang dikeluarkan menjadi dua kali lipat. Untuk itulah dibutuhkan congestion control.

Cara kerja congestion control yaitu dengan menginformasikan node sepanjang rute dari paket bahwa sedang terjadi kemacetan atau congestion dan laju transmisi paket harus dikurangi. Untuk node intermedeate, akan menyebabkan buffering paket dengan waktu yang lebih lama. Sedangkan untuk host yang merupakan sumber dari paket akan membentuk antrian paket yang akan ditransmisi atau memblokir aplikasi yang mengirim paket dalam jumlah besar hingga jaringan siap untuk menangani paket-paket tersebut.

Internetworking

Internetworking adalah sebuah teknik untuk menghubungkan beberapa jaringan menjadi sebuah jaringan yang lebih besar sehingga perangkat yang ada di jaringan berbeda dapat saling berkomunikasi.

Dalam membangun sebuah Integrated network terdapat beberapa hal yang harus dipenuhi agar Integrated network dapat terwujud.  Yaitu:

• Skema  pengalamatan internetwork terpadu yang mampu melakukan pengalamatan kepada suatu paket ke setiap host yang terhubung pada tiap subnet. (IP address)

• Sebuah protokol yang mendefinisikan format paket internetwork dan memberikan aturan berdasarkan apa yang ditangani. (IP Protocol)

• Interkoneksi komponen yang merutekan paket menuju tujuannya dalam bentuk internetwork address, mentransmisi paket menggunakan subnet dengan beragam teknologi jaringan. (internet routers.

Teknologi yang digunakan untuk menghubungkan atau menggabungkan jaringan menjadi jaringan yang lebih besar antara lain:

Router

Router bertanggung jawab meneruskan paket internetwork yang datang dari sambungan manapun menuju koneksi atau jalur keluar yang bernar

Bridge
Bridge berfungsi menghubungkan beberapa jaringan dengan tipe yang berbeda

Hubs
Hub berfungsi menyambungkan tiap host dan memperluas segmen dari Ethernet atau perangkat broadcasting lainnya dalam jaringan lokal.

Switch
Switch berfungsi menghubungkan beberata Ethernet yang saling terpisah dan melakukan perutean paket yang datang menuju keluaran network yang tepat.

Tunneling
Tunneling adalah sebuah teknik mengenkapsulasi seluruh paket data dengan cara menambahkan header berdasarkan protokol dari tunneling tersebut yang kemudian akan ditransmisikan lewat jaringan menuju host tujuan.