bab 2 landasan teori 1.1 pengertian jaringan komputerthesis.binus.ac.id/doc/bab2/2012-1-00073-if bab...
Post on 06-Mar-2019
235 Views
Preview:
TRANSCRIPT
8
BAB 2
LANDASAN TEORI
1.1 Pengertian Jaringan Komputer
Menurut Wahana Komputer (2010, p2), Jaringan komputer adalah sebuah
sistem yang terdiri atas komputer dan perangkat jaringan yang bekerja bersama-
sama untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Tujuan dari jaringan komputer
adalah:
• Membagi fungsi sumber daya seperti berbagi pemakaian printer, CPU,
RAM, harddisk
• Komunikasi: contohnya email, instant messaging, chatting
• Akses informasi: contohnya web browsing
Agar dapat mencapai tujuan yang sama, setiap bagian dari jaringan komputer
meminta dan memberikan layanan (service). Client sebagai yang menerima
layanan dan Server sebagai yang memberikan layanan. Arsitektur seperti ini sering
disebut dengan sistem client-server, dan digunakan pada hampir seluruh aplikasi
jaringan komputer.
9
1.2 Jenis Jaringan Komputer
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pada dasarnya setiap jaringan
komputer ada yang berfungsi sebagai client dan juga server. Jaringan yang
memiliki komputer yang khusus didedikasikan sebagai server sedangkan yang lain
sebagai client. Terdapat juga sever yang tidak memiliki komputer yang khusus.
Karena itu berdasarkan fungsinya maka ada dua jenis jaringan komputer,
antara lain sebagai berikut:
1.2.1 Client-server
Menurut Syafrizal (2005, p2) Yaitu jaringan komputer dengan
komputer yang didedikasikan khusus sebagai server. Sebuah service/layanan
bisa diberikan oleh sebuah komputer atau lebih. Contohnya adalah sebuah
domain seperti www.detik.com yang dilayani oleh banyak komputer web
server. Dan bisa juga banyak service/layanan yang diberikan oleh satu
komputer. Contohnya adalah serverjtk.polban.ac.id yang merupakan satu
komputer dengan multiservice yaitu mail server, web server, file server,
database server dan lainnya.
10
Gambar 2.1. Jaringan client-server
Kelebihan
• Kecepatan akses lebih tinggi karena penyediaan fasilitas jaringan dan
pengelolaannya dilakukan secara khusus oleh satu komputer yang
bertindak sebagai server yang tidak dibebani dengan tugas lain seperti
sebagai workstation.
• Sistem keamanan dan administrasi jaringan lebih baik, karena terdapat
sebuah komputer yang bertugas sebagai administrator jaringan.
• Sistem backup data lebih baik, karena pada jaringan client-server
backup dilakukan terpusat di server, yang akan melakukan backup
seluruh data yang terbangun dalam jaringan.
Kelemahan
• Biaya operasional relatif lebih mahal.
• Diperlukan satu komputer khusus yang memiliki kemampuan lebih
tinggi untuk ditugaskan sebagai server.
• Kelangsungan dan gangguan jaringan sangat tergantung pada server.
11
1.2.2 Peer to peer
Menurut Syafrizal (2005, p3)Yaitu jaringan komputer dimana setiap
host dapat menjadi server dan juga menjadi client secara bersamaan.
Contohnya dalam file sharing antar komputer di Jaringan Windows Network
Neighbourhood ada 5 komputer (kita beri nama A,B,C,D dan E) yang
memberi hak akses terhadap file yang dimilikinya. Pada satu saat A
mengakses file share dari B bernama data_nilai.xls dan juga memberi akses
file soal_uas.doc kepada C. Saat A mengakses file dari B maka A berfungsi
sebagai client dan saat A memberi akses file kepada C maka A berfungsi
sebagai server. Kedua fungsi itu dilakukan oleh A secara bersamaan maka
jaringan seperti ini dinamakan peer to peer.
Gambar 2.2. Jaringan peer to peer
Kelebihan
12
• Antar komputer dalam jaringan dapat saling berbagi-pakai fasilitas
yang dimilikinya seperti: harddisk, fax/modem, printer.
• Biaya operasional relatif lebih murah dibandingkan dengan tipe
jaringan client-server, karena tidak memerlukan adanya server yang
memiliki kemampuan khusus.
• Kelangsungan kerja jaringan tidak tergantung pada satu server. Bila
salah satu komputer mati atau rusak, jaringan secara keseluruhan tidak
akan mengalami gangguan.
Kelemahan
• Troubleshooting jaringan relatif lebih sulit, karena pada jaringan tipe
peer to peer setiap komputer dimungkinkan untuk terlibat dalam
komunikasi yang ada.
• Kualitas kerja lebih rendah dibandingkan dengan jaringan client-
server, karena setiap komputer disamping harus mengelola pemakaian
fasilitas jaringan juga harus mengelola pekerjaan sendiri.
• Sistem keamanan jaringan ditentukan oleh masing-masing user.
• Backup terjadi pada masing-masing komputer karena data jaringan
tersebar di masing-masing komputer dalam jaringan.
2.3 OSI (Open System Interconection)
Menurut Lukas (2006, p22-24), Model Open System Interconection (OSI)
dikembangkan oleh International Standard Organization sebagai model untuk
merancang komunikasi sebagai kerangka dasar untuk mengembangkan protokol
13
lainnya. OSI terdiri dari tujuh layer, dan standard OSI telah diterima di industri
komunikasi yang mana dipakai untuk karakteristik, elektrik, dan prosedur dari
perlengkapan komunikasi. Berikut merupakan fungsi dari protokol model OSI ini
afdapat dilihat seperti berkut :
• Application
Berfungsi sebagai antarmuka dengan aplikasi dengan fungsionalitas
jaringan, mengatur cara kerja aplikasi dapat mengakses jaringan, dan
kemudian membuat pesan-pesan kesalahan. Protokol yang berada dalam
lapisan ini adalah HTTP, FTP, SMTP, dan NFS.
• Presentation
Berfungsi untuk mentranslasikan data yang hendak ditransmisikan oleh
aplikasi ke dalam format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan.
Protokol yang berada dalam lapisan ini adalah perangkat lunak redirektor
(redirector software), seperti layanan Workstation (dalam Windows NT) dan
juga Networkshell (semacam Virtual Network Computing (VNC) atau
Remote Desktop Protocol (RDP)).
• Session
Berfungsi untuk mendefinisikan cara kerja koneksi yang dapat dibuat,
dipelihara, atau dihancurkan. Di lapisan ini, juga dilakukan resolusi nama.
• Transport
Berfungsi untuk memecah data ke dalam paket-paket data serta memberikan
nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun kembali pada sisi
tujuan setelah diterima. Pada lapisan ini juga membuat sebuah tanda bahwa
14
paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan
ulang terhadap paket-paket yang hilang di tengah jalan.
• Network
Berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP, membuat header untuk
paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking
dengan menggunakan router dan switch layer 3.
• Data Link
Befungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi
format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada lapisan ini terjadi koreksi
kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya MAC
Address), dan menetukan perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge,
repeater, dan switch layer 2 yang beroperasi. Spesifikasi IEEE 802,
membagi lapisan ini menjadi dua lapisan, yaitu lapisan Logical Link Control
(LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
• Physical
Berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode
pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet
atau Token Ring), topologi jaringan dan pengkabelan. Selain itu, lapisan ini
juga mendefinisikan cara kerja Network Interface Card (NIC) agar dapat
berinteraksi dengan media kabel atau radio.
15
2.4 Topologi Jaringan
Menurut Syahfrizal (2005, p39-43), Topologi jaringan merupakan hal yang
menjelaskan hubungan geometris antara unsur-unsur dasar penyusun jaringan,
yaitu node, link, dan station. Topologi jaringan dapat dibagi menjadi 6 kategori
utama.
2.4.1 Topologi Star
Dalam topologi star, sebuah terminal pusat bertindak sebagai pengatur
dan pengendali semua Komunikasi data dari satu terminal ke terminal
lainnya melalui terminal pusat. Dimana terminal pusat menyediakan jalur
komunikasi khusus pada dua terminal yang akan berkomunikasi.
Gambar 2.3. Topologi Star
Keuntungan :
• Keterandalan terbesar di antara topologi lainnya
16
• Mudah dikembangkan
• Keamanan data tinggi
• Kemudahan akses ke jaringan LAN lain
Kerugian :
• Lalu lintas yang padat dapat menyebabkan jaringan menjadi lambat
• Jaringan tergantung pada terminal pusat (dapat berupa komputer PC,
mini atau mainframe), yang merupakan bagian paling bertanggung
jawab terhadap pengaturan arah semua informasi ke terminal yang
dikehendaki.
2.4.2 Topologi Ring
LAN dengan topologi ini mirip dengan topologi titik ke titik tetapi
semua terminal saling dihubungkan sehingga menyerupai lingkaran.Setiap
informasi yang diperoleh, diperiksa alamatnya oleh terminal yang
dilewatinya. Jika bukan untuknya, informasi diputar lagi sampai menemukan
alamat yang benar.
17
Gambar 2.4. Topologi Ring
Keuntungan :
• Laju data tinggi
• Dapat melayani lalu lintas data yang padat
• Tidak diperlukan host, relatif lebih murah
• Dapat melayani berbagai jenis mesin pengirim
• Komunikasi antar terminal mudah
• Waktu yang diperlukan untuk mengakses data optimal
Kerugian :
• Penambahan atau pengurangan terminal sangat sukar
• Kerusakan pada media pengirim dan kerusakan pada salah satu
terminal dapat menghentikan ke seluruh jaringan
• Harus ada kemampuan untuk mendeteksi kesalahan dan metode
pengisolasian kesalahan
18
• Tidak kondusif untuk pengiriman suara, video, dan data
2.4.3 Topologi Bus
Pada topologi bus semua terminal terhubung ke jalur komunikasi.
Informasi yang hendak dikirimkan melewati semua terminal pada jalur
tersebut. Jika alamat terminal sesuai dengan alamat pada informasi yang
dikirim, maka informasi tersebut akan diterima dan diproses. Jika tidak,
informasi tersebut akan diabaikan terminal yang dilewatinya.
Gambar 2.5. Topologi Bus
Keuntungan :
• Kemampuan pengembangan tinggi (open – endedness)
• Jarak LAN tidak terbatas
• Keterandalan jaringan tinggi
• Kecepatan pengiriman tinggi
19
• Jumlah terminal dapat ditambah atau dikurangi tanpa mengganggu
operasi yang telah berjalan
• Tidak diperluakan pengendali pusat
• Kondusif untuk konfigurasi jaringan pada gedung bertingkat
Kerugian :
• Jika tingkat lalu lintas terlalu tinggi dapat terjadi kemacetan
• Diperlukan repeater untuk menguatkan sinyal pada pemasangan jarak
jauh
• Operasional jarigan LAN tergantung pada setiap terminal
2.4.4 Topologi titik ke titik
LAN dengan topologi ini, pada setiap terminal atau simpulnya
dihubungkan secara langsung ke terminal lainnya. LAN tidak bergantung
pada terminal atau terminal manapun, sehingga hubungan antar terminal
hanya diketahui oleh terminal yang bersangkutan.
Gambar 2.6. Topologi titik ke titik
Keuntungan :
• Mudah dalam pengalokasian alamat jaringan.
20
• Karema tidak ada level yang lebih tinggi, antara komputer yang satu
dengan yang lain tidak dapat saling mengontrol.
Kerugian :
• Kerahsian data tidak dapat dijamin, karena tidak adanya control yang
antar komputer.
• Apabila satu komputer lambat, akan mempengaruhi kecepatan
komputer yang lain.
2.4.5 Topologi Tree
Topologi tree adalah kombinasi karakteristik antara topologi star dan
topologi bus . Topologi terdiri dari kumpulan topologi star yang terhubung
dalam sebuah topologi bus sebagai tulang punggung.
Gambar 2.7. Topologi Tree
Keuntungan :
21
• Kontrol Manajemen lebih mudah karena terpusat dan dibagi ke dalam
tingkatan-tingkatan
• Mudah untuk mengembangkan
Kerugian :
• Jika salah satu node rusak, maka node di tingkat yang lebih rendah
akan rusak
• Dapat terjadi tabrakan file data (collision)
• Lebih sulit mengkofigurasi dan memasang kabel dari pada topologi
yang lainnya.
2.4.6 Topologi Compound /Mesh
Adalah jenis topologi yang merupakan campuran dari berbagai jenis
topologi – topologi yang ada (disesuaikan dengan kebutuhan).
Digunakan pada network/ jaringan yang tidak memiliki terlalu banyak
node di dalamnya. Ini disebabkan karena setiap station dihubungkan dengan
station yang lain. Pendekatan dengan menggunakan jaringan ini dibutuhkan
bagi sistem yang membutuhkan koneksi yang tinggi.
Jaringan ini menghasilkan respon waktu yang sangat cepat. Station-
station tidak membutuhkan protokol tambahan, kareana tidak ada fungsi
switchingnya.
Bagaimmanapun, network dengan jaringan mesh cukup mahal, karena
dengan setiap kali penambahan suatu station, line komunikasinya harus
22
menjangkau setiap station yang ada dalam jaringan tersebut. Karena alasan
inilah jaringan mesh ini jarang digunakan.
Gambar 2.8. Topologi Mesh
Keuntungan :
• Hubungan dedicated links menjamin data langsung dikirimkan ke
komputer tujuan tanpa harus melalui komputer lainnya sehingga dapat
lebih cepat karena satu link digunakan khusus untuk berkomunikasi
dengan komputer yang dituju saja (tidak digunakan secara beramai-
ramai/sharing).
• Memiliki sifat Robust, yaitu Apabila terjadi gangguan pada koneksi
komputer A dengan komputer B karena rusaknya kabel koneksi (links)
antara A dan B, maka gangguan tersebut tidak akan memengaruhi
koneksi komputer A dengan komputer lainnya.
23
• Privacy dan security pada topologi mesh lebih terjamin, karena
komunikasi yang terjadi antara dua komputer tidak akan dapat diakses
oleh komputer lainnya.
• Memudahkan proses identifikasi permasalahan pada saat terjadi
kerusakan koneksi antar komputer.
Kerugian :
• Membutuhkan banyak kabel dan port I/O. semakin banyak komputer
di dalam topologi mesh maka diperlukan semakin banyak kabel links
dan port I/O (lihat rumus penghitungan kebutuhan kabel dan port).
• Hal tersebut sekaligus juga mengindikasikan bahwa topologi jenis ini
harus terkoneksi secara langsung dengan komputer lainnya maka
instalasi dan konfigurasi menjadi lebih sulit.
• Banyaknya kabel yang digunakan juga mengisyaratkan perlunya space
yang memungkinkan di dalam ruangan tempat komputer-komputer
tersebut berada.
2.5 Jenis-Jenis Media Transmisi
Menurut Straubhaar (2004, p30-63), Media transmisi adalah sarana untuk
mengirimkan informasi dari satu tempat (source) ke tempat lainnya (destination).
Berdasarkan terlihat atau tidak terlihatnya suatu media transmisi, dapat
dibedakan menjadi:
2.5.1 Guided Transmission Media
24
Guided transmission media merupakan jaringan yang
menggunakan sistem kabel.
2.5.1.1 Twisted Pair Cable
Twisted pair cable atau kabel pasangan berpilin terdiri dari dua
buah konduktor yang digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi
atau meniadakan interferensi elektromagnetik dari luar seperti radiasi
elektromagnetik dari kabel Unshielded twisted-pair (UTP),dan
crosstalk yang terjadi di antara kabel yang berdekatan. Ada dua
macam Twisted Pair Cable, yaitu kabel STP dan UTP. Kabel STP
(Shielded Twisted Pair) merupakan salah satu jenis kabel yang
digunakan dalam jaringan komputer. Kabel ini berisi dua pasang kabel
(empat kabel) yang setiap pasang dipilin. Kabel STP lebih tahan
terhadap gangguan yang disebebkan posisi kabel yang tertekuk. Pada
kabel STP attenuasi akan meningkat pada frekuensi tinggi sehingga
menimbulkan crosstalk dan sinyal noise. Kabel UTP (Unshielded
Twisted Pair) banyak digunakan dalam instalasi jaringan komputer.
Kabel ini berisi empat pasang kabel yang tiap pasangnya dipilin
(twisted). Kabel ini tidak dilengkapi dengan pelindung (unshilded).
Kabel UTP mudah dipasang, ukurannya kecil, dan harganya lebih
murah dibandingkan jenis media lainnya. Kabel UTP sangat rentan
dengan efek interferensi elektris yang berasal dari media di
sekelilingnya.
25
2.5.1.2 Coaxial Cable
Kabel koaksial adalah suatu jenis kabel yang menggunakan dua
buah konduktor. Kabel ini banyak digunakan untuk mentransmisikan
sinyal frekuensi tinggi mulai 300 kHz keatas. Karena kemampuannya
dalam menyalurkan frekuensi tinggi tersebut, maka sistem transmisi
dengan menggunakan kabel koaksial memiliki kapasitas kanal yang
cukup besar. Ada beberapa jenis kabel koaksial, yaitu thick coaxial cab
le (mempunyai diameter besar) dan thin coaxial cable (mempunyai
diameter lebih kecil). Keunggulan kabel koaksial adalah dapat
digunakan untuk menyalurkan informasi sampai dengan 900 kanal
telepon, dapat ditanam di dalam tanah sehingga biaya perawatan lebih
rendah, karena menggunakan penutup isolasi maka kecil kemungkinan
terjadi interferensi dengan sistem lain. Kelemahan kabel koaksial
adalah mempunyai redaman yang relatif besar sehingga untuk
hubungan jarak jauh harus dipasang repeater-repeater, jika kabel
dipasang diatas tanah, rawan terhadap gangguan-gangguan fisik yang
dapat berakibat putusnya hubungan.
2.5.1.3 Fiber Optic
Fiber optic adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau
plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari
suatu tempat ke tempat lain. Berdasarkan mode transmisi yang
digunakan serat optik terdiri atas Multimode Step Index, Multimode
Graded Index, dan Singlemode Step Index. Keuntungan serat optik
26
adalah bentuknya lebih ramping, kapasitas transmisi yang lebih besar,
sedikit sinyal yang hilang, data diubah menjadi sinyal cahaya sehingga
lebih cepat, tenaga yang dibutuhkan sedikit, dan tidak mudah terbakar.
Kelemahan serat optik antara lain biaya yang mahal untuk
peralatannya, memerlukan konversi data listrik ke cahaya dan
sebaliknya yang rumit, memerlukan peralatan khusus dalam prosedur
pemakaian dan pemasangannya, serta untuk perbaikan yang kompleks
membutuhkan tenaga yang ahli di bidang ini. Selain merupakan
keuntungan, sifatnya yang tidak menghantarkan listrik juga merupakan
kelemahannya karena memerlukan alat pembangkit listrik eksternal.
27
2.5.2 Unguided Transmission Media
Unguided transmission Media merupakan jaringan yang
menggunakan sistem gelombang.
2.5.2.1 Gelombang Mikro
Gelombang mikro (microwave) merupakan bentuk radio yang
menggunakan frekuensi tinggi (dalam satuan gigahertz), yang meliputi
kawasan UHF, SHF dan EHF. Gelombang mikro banyak digunakan
pada sistem jaringan MAN, warnet dan penyedia layanan internet
(ISP). Keuntungan menggunakan gelombang mikro adalah akuisisi
antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat membawa jumlah data
yang besar, biaya murah karena setiap tower antena tidak memerlukan
lahan yang luas, frekuensi tinggi atau gelombang pendek karena hanya
membutuhkan antena yang kecil. Kelemahan gelombang mikro adalah
rentan terhadap cuaca seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat
terbang yang melintas di atasnya.
2.5.2.2 Satelit
Satelit adalah media transmisi yang fungsi utamanya menerima
sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain.
Satelit yang mengorbit pada ketinggian 36.000 km di atas bumi
memiliki angular orbital velocity yang sama dengan orbital velocity
bumi. Hal ini menyebabkan posisi satelit akan relatif stasioner
28
terhadap bumi (geostationary), apabila satelit tersebut mengorbit di
atas khatulistiwa. Pada prinsipnya, dengan menempatkan tiga buah
satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat menjangkau seluruh
permukaan bumi. Keuntungan satelit adalah lebih murah dibandingkan
dengan menggelar kabel antar benua, dapat menjangkau permukaan
bumi yang luas, termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah,
meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem
satelit cukup menarik secara komersial. Kekurangannya adalah
keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran
yang besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal,
atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz
membatasi penggunaan frequency carrier. Contoh stasiun penerima
sinyal dari satelit adalah VSAT (Very Small Aperture Terminal).
2.5.2.3 Gelombang Radio
Gelombang radio adalah media transmisi yang dapat digunakan
untuk mengirimkan suara ataupun data. Kelebihan transmisi
gelombang radio adalah dapat mengirimkan isyarat dengan posisi
sembarang (tidak harus lurus) dan dimungkinkan dalam keadaan
bergerak. Frekuensi yang digunakan antara 3 KHz sampai 300 GHz.
Gelombang radio digunakan pada band VHF dan UHF : 30 MHz
sampai 1 GHz termasuk radio FM dan UHF dan VHF televisi. Untuk
komunikasi data digital digunakan packet radio. Contoh-contoh bentuk
implementasi teknologi perangkat keras yang menggunakan
29
gelombang radio yang berkembang dengan pesat adalah telepon
seluler, wireless modems, dan wireless LAN (Local Area Network).
2.5.2.4 Inframerah
Inframerah biasa digunakan untuk komunikasi jarak dekat,
dengan kecepatan 4 Mbps. Dalam penggunaannya untuk pengendalian
jarak jauh, misalnya remote control pada televisi serta alat elektronik
lainnya. Keuntungan inframerah adalah kebal terhadap interferensi
radio dan elekromagnetik, inframerah mudah dibuat dan murah,
instalasi mudah, mudah dipindah-pindah, keamanan lebih tinggi
daripada gelombang radio. Kelemahan inframerah adalah jarak
terbatas, tidak dapat menembus dinding, harus ada lintasan lurus dari
pengirim dan penerima, tidak dapat digunakan di luar ruangan karena
akan terganggu oleh cahaya matahari.
2.6 Parameter QoS (Quality of Service)
Menurut Rifiani (2009, p2-3), Quality of Service (QoS) adalah kemampuan
jaringan untuk meyediakan layanan yang baik. Berikut beberapa istilah yang
berkaitan dengan parameter QoS:
• Delay adalah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah paket data terhitung dari saat
pengiriman oleh transmitter sampai saat diterima oleh receiver.
Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk mencari delay.
30
Delay / t = (Tr – Ts) detik (0≤t≤T)
Dimana :
Tr = Waktu Penerimaan paket (detik)
Ts = Waktu pengiriman paket (detik)
T = Waktu simulasi
t = Waktu pengambilan sampel
• Data Rate adalah ukuran kecapatan transmisi data, yang memiliki satuan bps
(bytes per second)
• Latency adalah waktu maksimum yang dibutuhkan dari transmisi ke penerimaan
yang diukur dengan satuan milidetik.
• Packet Loss adalah ukuran error rate dari transmisi packet data yang diukur
dalam persen. Cara perhitungan packet loss yaitu sebagai berikut.
Packet loss = (Pd/Ps) x 100% (0≤t≤T)
Dimana :
Pd = Paket yang mengalami drop (paket)
Ps = Paket yang dikirim (paket)
T = Waktu simulasi (detik)
t = Waktu pengambilan sampel (detik)
31
• Throughput adalah jumlah bit atau paket dari suatu unit data yang diterima
dengan benar oleh receiver. Cara menghitung throughput yaitu sebagai
berikut.
Throughput = Pr/lama pengiriman paket (0≤t≤T)
Dimana :
Pr = Paket yang diterima (paket)
T = Waktu simulasi (detik)
t = Waktu pengambilan sampel (detik)
2.7 Sinyal dan Data
Dalam komunikasi data harus dibedakan antara data dan sinyal. Data
didefinisikan sebagai besaran yang mengandung atau membawa arti, sedangkan
sinyal adalah representasi data tersebut dalam bentuk besaran listrik seperti
tegangan atau arus. Baik data maupun sinyal dapat berupa analog ataupun digital.
Data analog adalah sinyal data yang mempunyai nilai yang terus-menerus
untuk selang waktu tertentu. Contoh data analog misalnya suara, video dan lain
sebagainya. Data digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat
mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai nilai-nilai diskrit. Contoh
data digital misalnya teks, bilangan bulat, dan lain sebagainya.
Sinyal Analog Disebarkan melalui amplifier; perlakuan yang sama baik
sinyal yang digunakan sebagai data analog atau digital. Anggap bahwa sinyal
analog mewakili data digital. Sinyal disebarkan melalui repeater; pada tiap
repeater, data digital diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai untuk
32
menghasilkan suatu sinyal analog baru yang berbeda. Sinyal digital mewakili
suatu aliran dari ‘1′ dan ‘0′, dimana mungkin mewakili data digital atau mungkin
suatu encoding dari data analog. Sinyal disebarkan melalui repeaterrepeater; pada
tiap repeater, aliran dari ‘1′ dan ‘0′ diperoleh kembali dari sinyal asal dan dipakai
untuk menghasilkan suatu sinyal digital baru yang berbeda.
Dalam konsep data dan sinyal juga terdapat istilah seperti Bursty traffic dan
Periodic signal. Periodic signal, artinya perulangan siklus yang berulang dengan
sendirinya. Sebuah sinyal periodik yang ideal adalah yang abadi, tetapi dalam
prakteknya jika sinyal yang ada untuk jangka waktu cukup lama, hal itu memenuhi
syarat untuk disebut sebagai Periodic signal.
Bursty Traffic adalah urutan paket yang ditransmisikan kembali ke belakang.
Bursty traffic adalah lalu lintas di mana bandwidth jangka pendek melebihi
bandwidth rata-rata. Busrty traffic mungkin menyebabkan delay yang berlebihan
dan packet loss. Packet loss tersebut ternyata dapat menurunkan kinierja
komunikasi TCP lebih dari delay bandwidth yang tinggi pada jaringan.
2.8 Top-Down Approach
Menurut Goldman (2004, p17-19), Salah satu metodologi terstruktur yang
dikenal sebagai top-down approach. Pendekatan semacam ini dapat digambarkan
secara grafis dalam model top-down yang ditunjukkan pada Gambar di berikut ini.
33
Gambar 2.9. Top-Down Model
Penggunaan dari top-down approach seperti yang digambarkan dalam model
top-down adalah relatif mudah. Top-down approach cocok untuk analisis dan
desain jaringan yang dilakukan dengan memastikan bahwa desain jaringan yang
diimplementasikan memenuhi kebutuhan bisnis dan tujuan yang memotivasi
desain di tempat awalnya.
Top-down approach memerlukan analisis jaringan untuk memahami kendala
dan tujuan bisnis, serta aplikasi sistem informasi dan data pada aplikasi yang
dijalankan, sebelum mempertimbangkan komunikasi data dan option jaringan.
34
Perhatikan network layer yang terdapat dalam model top-down tersebut.
Bukan kebetulan bahwa data komunikasi dan jaringan membentuk dasar dari
sistem informasi yang canggih saat ini. Jaringan Aproperly dirancang mendukung
pengiriman fleksibel data ke program aplikasi yang terdistribusi, yang
memungkinkan perusahaan untuk merespon kebutuhan pelanggan dengan cepat
dan melakukan perubahan kondisi pasar dengan cepat.
Bagaimana penggunaan yang tepat dari top-down model memastikan efektif,
analisis berorientasi dengan desain jaringan? Tabel 2.1 merupakan daftar analisis
proses yang terkait dengan setiap layer dari model top-down. Seharusnya dimulai
dengan tujuan tingkat business. Tanpa pemahaman yang jelas tentang tujuan dari
tingkat business hampir tidak mungkin untuk kita dapat mengimplementasikan
sebuah jaringan dengan baik. Dalam banyak kasus, bisnis mengambil kesempatan
ini untuk menguji kembali dengan kritis proses bisnis mereka dalam sebuah
metodologi analisis yang dikenal sebagai business process reengineering (BPR).
35
Tabel 2.1. Analisis Proses Top-Down Model Layer
Top-Down Model Layer
Analisis Proses
Business Layer • Strategis perencanaan bisnis • Rekayasa ulang proses bisnis • Mengidentifikasi fungsi bisnis utama • Identifikasi proses bisnis • Mengidentifikasi peluang bisnis
Application Layer • Pengembangan aplikasi • Sistem analisis dan desain • Mengidentifikasi kebutuhan informasi • Diperlukan informasi proses bisnis dan
peluang Data Layer • Database analisis dan desain
• Data modeling • Distribusi data analisis • Desain arsitektur Client/server • Desain Database Terdistribusi • Pengumpulan data dan distribusi informasi,
serta kebutuhan bisnis Network Layer • Jaringan analisis dan desain
• Logikal desain jaringan • Jaringan implementasi perencanaan • Jaringan pengelolaan dan pemantauan
kinerja • Desain jaringan logis untuk pengumpulan
data dan distribusi desain Technology Layer • Teknologi analisis grid
• Media hardware-software teknologi analisis • Desain jaringan fisik • Implementasi jaringan fisik • Desain jaringan fisik ke desain jaringan
logis
Setelah tujuan business layer dipahami, seseorang harus memahami aplikasi
yang akan berjalan pada sistem komputer yang melekat pada jaringan ini. Setelah
semua itu, aplikasi yang akan menghasilkan lalu lintas yang akan melakukan
perjalanan melalui jaringan yang diimplementasikan.
36
Setelah application layer dipahami dan telah didokumentasikan, data yang
menghasilkan aplikasi harus diperiksa. Dalam hal ini, istilah data yang digunakan
dalam pengertian umum, sebagai jaringan saat ini cenderung untuk mengangkut
berbagai muatan termasuk suara, video, gambar, dan fax di samping data yang
benar. Analisis lalu lintas data harusnya tidak hanya menentukan jumlah data yang
akan diangkut, tetapi juga karakteristik penting tentang sifat data.
Setelah analisis lalu lintas data selesai, berikut yang harus di ketahui :
• Lokasi fisik data (Where?)
• Karakteristik data dan masalah kompabilitas (What?)
• Jumlah data yang dihasilkan dan diangkut (How much?)
Mengingat persyaratan sebagaimana ditentukan oleh layer atas dari top-
down model, pekerjaan berikutnya adalah untuk menentukan persyaratan jaringan
yang akan memproses kapabilitas untuk memberikan data ini secara tepat waktu,
dengan biaya-efektif. Kriteria kinerja network ini dapat disebut sebagai network
yang diimplementasikan harus lakukan untuk memenuhi tujuan bisnis yang
digariskan pada awal analisis top-down. Persyaratan ini juga disebut sebagai
logical network design.
Analisis technology layer, sebaliknya, menentukan bagaimana berbagai
komponen-komponen hardware dan software yang digabungkan untuk
membangun sebuah jaringan fungsional yang memenuhi tujuan bisnis yang telah
ditentukan. Penggambaran technology yang dibutuhkan disebut physical network
design.
37
Secara keseluruhan, hubungan antara layer dari top-down model dapat
digambarkan sebagai berikut: analisis pada layer atas menghasilkan persyaratan
yang diturunkan ke layer yang lebih rendah, sementara solusi yang memenuhi
persyaratan ini diteruskan kembali ke layer atas. Jika hubungan antara layer
berlaku di seluruh bisnis yang berorientasi analisis jaringan, maka teknologi yang
diimplementasikan (layer bawah) harus memenuhi tujuan bisnis awalnya yang
digariskan (layer atas). Oleh karena itu, namanya, top-down approach.
38
2.9 Program Simulasi Jaringan NS-3 (sumber http://www.nsnam.org)
NS-3 adalah program simulasi jaringan yang open source, yang umumnya
banyak digunakan oleh para peneliti, akademisi, dan praktisi. NS-3 dibuat dengam
menggunakan bahasa pemrograman C++ dan juga menggunakan script python.
Untuk dapat menggunakan NS-3, hal yang harus dilakukan adalah mengunduh dan
memasang NS-3 ke dalam sistem komputer.
2.9.1 Dasar Prosedur Simulasi NS-3
Gambar 2.10. Dasar Prosedur Simulasi NS-3
Gambar 2.10 menunjukan alur dasar prosedur dalam pembuatan
simulasi jaringan dengan menggunakan NS-3. Berikut ini deskripsi dari
masing-masing tahapnya.
39
2.9.1.1 Mengaktifkan Logging
Langkah ini bertujuan untuk mengaktifkan fitur logging yang
ada di NS-3 yang dapat ditampilkan pada konsol Linux dan juga dapat
dicatat pada logging file packet capture yang dapat dibaca oleh
aplikasi Wireshark untuk melakukan trace pada paket yang mengalir
dalam simulasi yang dibuat. Logging dapat diaktifkan dengan cara
menyisipkan kode berikut pada kode program simulasi.
NS_LOG_COMPONENT_DEFINE ( “FirstScriptExample” );
LogComponentEnable(“UdpEchoClientApplication”,LOG_LEVEL_IN
FO);
LogComponentEnable(“UdpEchoServerApplication”,LOG_LEVEL_I
NFO);
40
2.9.1.2 Merancang Topologi Jaringan
Gambar 2.11. Perancangan Topologi Jaringan di NS-3
1) Pembuatan Node
Kode berikut ini berfungsi untuk membuat node pada NS-3
yang merepresentasikan komputer-komputer pada simulasi.
NodeContainer nodes;
nodes.Create (2);
Node merepresentasikan komputer yang akan ditambahkan
sesuatu seperti protokol, aplikasi, dan peripheral card. Topology
helper NodeContainer menyediakan sebuah cara yang mudah
untuk membuat, mengontrol, dan mengakses Node apapun yang
Pembuatan Node
Penentuan Topology Helper
Pemasangan Net Device
Pemasangan Protocol Stack
Penentuan alamat IP
41
telah dibuat untuk dapat menjalankan sebuah simulasi. Pada
baris pertama kode di atas mendeklarasikan sebuah
NodeContainer yang dipanggil sebagai nodes. Pada baris kedua
memanggil metode Create pada objek nodes dan meminta
NodeContainer untuk membuat dua buah node.
Langkah selanjutnya dalam pembuatan sebuah topologi
jaringan adalah dengan menghubungkan node yang telah dibuat
pada sebuah jaringan. Bentuk paling sederhana dari sebuah
jaringan yang dapat dibuat adalah sebuah jalur point-to-point
antara dua node.
2) Penentuan Topology Helper
Dalam membuat topologi point-to-point, topology helper
PointToPointHelper diperlukan untuk membuat jalur untuk
menghubungkan kedua node. Istilah yang akan digunakan dalam
hal ini adalah Net Device dan Channel. Dalam dunia nyata,
istilah tersebut sesuai dengan peripheral card dan kabel jaringan.
Umumnya, kedua hal ini berhubungan erat dan tidak dapat
ditukar-tukar satu sama lain, sebagai contoh menggunakan
perangkat Ethernet tetapi dengan channel wireless. Oleh karena
itu, pada pembuatan jalur point-to-point akan menggunakan
PointToPointHelper untuk mengkonfigurasi dan
menghubungkan objek NS-3 PointToPointNetDevice dan
PointToPointChannel yang ditunjukan pada kode di bawah ini.
42
PointToPointHelper pointToPoint;
pointToPoint.setDeviceAttribute(“DataRate”, StringValue
(“5Mbps”));
pointToPoint.setChannelAttribute (“Delay”, StringValue
(“2ms”));
Pada baris pertama diinisiasikan objek
PointToPointHelper. Lalu pada baris berikutnya kode di atas
memberitahu objek PointToPointHelper untuk menggunakan
nilai “5Mbps” (lima megabit per detik) sebagai “DataRate”
ketika membuat sebuah objek PointToPointNetDevice. Kata
“DataRate”merupakan atribut dari PointToPointNetDevice. Lalu
pada baris ketiga, PointToPointHelper diminta untuk memakai
nilai “2ms” (dua milidetik) sebagai besarnya delay transmisi dari
setiap channel point-to-point yang dibuat.
3) Pemasangan Net Device
Untuk menampung objek NetDevice yang akan dibuat,
digunakanlah NetDeviceContainer, seperti halnya pada
NodeContainer untuk menampung node yang telah dibuat. Kode
di bawah ini akan menyelesaikan pengkonfigurasian device dan
channel.
43
NetDeviceContainer devices;
devices = pointToPoint.Install (nodes);
Metode install pada PointToPointHelper memiliki
parameter yaitu NodeContainer. PointToPointNetDevice akan
terbentuk dan tersimpan pada NetDeviceContainer sebanyak
jumlah node yang ada dalam NodeContainer, dalam hal ini
sebanyak dua buah karena untuk topologi point-to-point. Sebuah
PointToPointChannel telah terbentuk dan dua buah
PointToPointNetDevice telah terpasang. Kedua device akan
terkonfigurasi untuk mengirimkan data dengan kecepatan
sebesar lima megabit per detik melalui channel yang telah
terbentuk yang memiliki delay sebesar dua milidetik.
4) Pemasangan Protocol Stack
Setelah node dan device terkonfigurasi dengan baik,
langkah berikutnya yaitu memasang protokol pada node yang
telah dibuat. Kode berikut berfungsi untuk pemasangan protokol
tersebut.
InternetStackHelper stack;
stack.Install (nodes);
44
InternetStackHelper adalah sebuah topology helper yang
berfungsi untuk memasangkan protokol Internet pada point-to-
point net device. Metode Install memiliki parameter yakni
NodeContainer. Ketika dijalankan, akan diinstall stack Internet
seperti TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User
Datagram Protocol), IP (Internet Protocol), dan sebagainya pada
setiap node yang ada dalam NodeContainer.
5) Penentuan alamat IP
Berikutnya node yang telah dibuat akan dipasangkan
alamat IP untuk dapat berkomunikasi antar node satu sama lain.
Topology helper IPv4AddressHelper ini berfungsi untuk
mengatur pengalokasian dari alamat IP. Berikut ini kode yang
bertujuan untuk menetapkan alamat IP pada node yang telah
dibuat.
IPv4AddressHelper address;
address.SetBase (“10.1.1.0”, “255.255.255.0”);
Pada baris pertama mendeklarasikan sebuah objek address
helper yang memberitahukan agar alamat IP yang dialokasikan
adalah dengan jaringan 10.1.1.0 dan menggunakan subnet mask
255.255.255.0. Secara default alamat yang dialokasikan akan
45
dimulai dari satu dan akan bertambah secara statik, maka alamat
pertama yang dialokasikan dalam hal ini adalah 10.1.1.1, diikuti
dengan 10.1.1.2, dan seterusnya. Sistem NS-3 dapat mengingat
seluruh alamat IP yang telah dialokasikan sehingga bila secara
tidak sengaja menetapkan alamat IP yang sama maka akan
menimbulkan fatal error.
Lalu kode berikutnya adalah seperti berikut.
IPv4InterfaceContainer interfaces = address.Assign
(devices);
Objek IPv4Interface dibutuhkan untuk mengasosiasikan
antara alamat IP dengan device. IPv4InterfaceContainer di atas
berfungsi untuk menampung daftar dari objek IPv4Interface
sebagai referensi yang mungkin akan dipakai di lain kesempatan.
Sekarang, sebuah jaringan point-to-point sudah terbentuk
dengan baik. Yang diperlukan selanjutnya adalah aplikasi untuk
menghasilkan aliran data.
2.9.1.3 Membuat Aplikasi
Salah satu unsur inti yang ada dalam NS-3 adalah Application.
Contoh spesialisasi dari class Application adalah seperti
UdpEchoServerApplication dan UdpEchoClientApplication. Sama
seperti sebelumnya, objek helper digunakan untuk mengkonfigurasi
46
dan mengendalikan sebuah objek dengan lebih mudah. Oleh karena
itu, digunakanlah objek UdpEchoServerHelper dan
UdpEchoClientHelper.
1) UdpEchoServerHelper
Kode di bawah ini adalah untuk melakukan pemasangan
sebuah UdpEchoServerApplication pada salah satu dari node
yang telah dibuat.
UdpEchoServerHelper echoServer (9);
ApplicationContainer serverApps = echoServer.Install
(nodes.Get (1));
serverApps.Start (Seconds (1.0));
serverApps.Stop (Seconds (10.0));
Baris pertama pada potongan kode di atas mendeklarasikan
UdpEchoServerHelper. Seperti biasa, ini bukan aplikasi itu
sendiri, melainkan sebuah objek yang dapat membantu untuk
membuat aplikasi. Lalu atribut yang ada pada constructor helper
adalah nomor port yang diketahui baik server maupun client.
Seperti pada objek helper lainnya, objek
UdpEchoServerHelper juga memiliki metode Install.
Dijalankannya metode ini akan menginisiasi aplikasi echo server
47
dan memasangkannya pada sebuah node. Pada baris kedua,
ApplicationContainer dideklarasikan dan berisi aplikasi server.
Metode Install mempunyai parameter NodeContainer yang akan
memasang aplikasi server pada node yang berada pada
NodeContainer dengan indeks 1.
Aplikasi tersebut membutuhkan sebuah waktu untuk
memulai menghasilkan aliran data dan juga waktu untuk
berhenti. Pada kode di atas menggunakan casting Seconds untuk
mengkonversikan format bilangan pada C++ ke objek Time pada
NS-3. Baris 3 dan 4 pada kode di atas akan membuat aplikasi
echo server untuk menyalakan pada detik ke-1 pada simulasi dan
berhenti pada detik ke-10 pada simulasi.
2) UdpEchoClientHelper
Pemasangan aplikasi echo client sama halnya seperti pada
server. Terdapat UdpEchoClientApplication yang dikendalikan
oleh sebuah UdpClientEchoHelper.
UdpEchoClientHelper echoClient (interfaces.GetAddress
(1), 9);
echoClient.SetAttribute (“MaxPackets”, UintegerValue
(1));
echoClient.SetAttribute (“Interval”, TimeValue (Seconds
(1.)));
48
echoClient.SetAttribute (“PacketSize”, UintegerValue
(1024));
ApplicationContainer clientApps =
echoClient.Install(nodes.get (0));
clientApps.Start (Seconds (2.0));
clientApps.Stop (Seconds (10.0));
Pada baris pertama kode di atas terdapat dua buah atribut
yang ditetapkan pada saat pembuatan UdpEchoClientHelper.
Secara internal di dalam helper, parameter diteruskan untuk
menetapkan atribut RemoteAddress dan RemotePort. Dalam
contoh ini, RemoteAddress adalah alamat dari server dan paket
data akan dikirimkan ke RemotePort 9. Atribut MaxPackets
memberitahukan kepada client jumlah paket maksimum yang
diperbolehkan untuk dikirimkan selama simulasi. Atribut
Interval memberitahu pihak client berapa lama jeda waktu
pengiriman paket. Atribut PacketSize memberitahukan client
seberapa besar ukuran tiap paket yang akan dikirimkan. Pada
contoh kode di atas menunjukan bahwa client akan mengirimkan
sebuah paket yang berukuran 1024 byte. Lalu seperti pada echo
server, echo client juga memiliki waktu kapan aplikasi client
mulai menyala dan kapan akan berhenti.
49
2.9.1.4 Menjalankan Simulasi
Untuk menjalankan simulasi NS-3 digunakan fungsi global
seperti berikut.
Simulator::Run ();
Simulator::Destroy ();
2.9.2 Dasar Model Simulasi NS-3
Gambar 2.12. Dasar Model Simulasi NS-3
Gambar di atas menunjukan dasar dari model simulasi dengan menggunakan NS-3.
Semua simulasi jaringan yang dibuat dengan menggunakan NS-3 mengikuti alur model
tersebut. Dimana paket yang dihasilkan oleh Application akan melewati berbagai
susunan protokol sebelum dikirimkan melalui Channel oleh NetDevice. Application,
Protocol stack, dan NetDevice tersebut terdapat dalam sebuah Node yang telah dibuat.
50
Lalu paket tersebut akan dikirimkan ke Node yang dituju, yang pertama-tama akan
diterima oleh NetDevice Node yang dituju, kemudian melewati lapisan protokol, dan
akan dibaca dan ditampilkan isi dari paket tersebut oleh Application juga. Channel
berfungsi sebagai media perantara yang menjembatani antara Node yang satu dengan
yang lain.
top related