BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Umum

2.1.1 Perangkat Jaringan

Menurut CISCO system Inc. (2009, CCNA Exploration 1) jaringan

komputer terdiri dari dua jenis perangkat yaitu end device dan

intermediary device. End device merupakan perangkat yang menjadi

pengguna dalam jaringan komputer. End device merupakan sumber atau

tujuan dari proses pertukaran data. Beberapa contoh end device, yaitu pc,

notebook, printer, server, handphone, IP phone, dan masih banyak lagi.

Intermediary device merupakan jembatan yang berfungsi untuk

menghubungkan end device. Beberapa contoh intermediary device, yaitu:

a. Switch

Switch merupakan perangkat jaringan yang bekerja

pada layer dua OSI model. Switch digunakan sebagai

pengganti hub untuk menghubungkan dua atau lebih host

yang bekerja dengan full duplex sehingga pengiriman dan

penerimaan frame dapat dilakukan secara bersamaan. Dalam

proses pengiriman data, switch akan mempelajari MAC

address dari setiap host yang terhubung ke port-nya dan

mencatatnya ke dalam CAM table.

b. Router

Router merupakan perangkat jaringan yang digunakan

untuk menghubungkan dua atau lebih jaringan yang berbeda

segmen. Router bekerja pada layer tiga OSI model yang

berfungsi untuk meneruskan paket data menggunakan IP

sebagai pengalamatannya. Router juga berfungsi sebagai

penentu jalur terbaik dengan menggunakan routing.

Penggunaan router dilakukan untuk memecah broadcast

domain suatu jaringan.

c. Multilayer switch

Multilayer switch adalah perangkat jaringan yang

bekerja pada layer dua dan tiga. Karena itu multilayer switch

7

8

dapat disebut juga sebagai gabungan antara router dan

switch. Multilayer switch merupakan perangkat yang sangat

sering digunakan di dalam suatu jaringan.

2.1.2 Topologi Jaringan

Menurut Pratama (2014: 18-29), topologi jaringan didefinisikan

sebagai suatu teknis, cara, dan aturan di dalam merangkai dan

menghubungkan berbagai komputer dan perangkat terhubung lainnya ke

dalam sebuah jaringan komputer, sehingga membentuk sebuah hubungan

yang bersifat geometris. Berikut ini adalah macam topologi dasar pada

jaringan komputer:

Topologi Bus

Topologi Bus merupakan topologi yang paling dasar

dan awal digunakan di dalam model topologi pada jaringan

komputer, terutama pada masa awal jaringan komputer

dikembangkan. Topologi bus hanya menggunakan satu jalur

koneksi, yang kemudian digunakan secara bersamaan oleh

beberapa komputer dan perangkat lainnya yang terhubung.

Dalam topologi ini terdapat terminal di awal dan di akhir bus

(jalur atau line koneksi) untuk menyediakan dan menjaga

koneksi di dalamnya untuk semua komputer yang terhubung.

Topologi Star

Topologi Star merupakan topologi di dalam jaringan

komputer, di mana terdapat sebuah komputer (sebuah

perangkat jaringan berupa hub ataupun switch) yang menjadi

pusat dari semua komputer yang terhubung ke dalamnya.

Komputer ini menjadi pusat sebagai server, sedangkan yang

lainnya bertindak sebagai client. Mereka harus melalui

komputer pusat terlebih dahulu untuk saling berkomunikasi

dengan komputer lainnya.

Topologi Ring

Topologi Ring merupakan salah satu topologi yang

relatif sederhana pada jaringan komputer. Topologi ini hanya

menghubungkan satu komputer ke satu komputer lainnya,

9

sehingga membentuk sebuah rangkaian yang menyerupai

cincin (ring). Secara konsep, topologi ini tidak terdapat titik

henti dalam bentuk terminal, sehingga membentuk lingkaran

atau cincin.

Topologi Mesh

Topologi Mesh adalah topologi salah satu jenis topologi

pada jaringan komputer yang menghubungkan semua

komputer secara penuh (fully connected). Topologi ini

merupakan topologi yang paling kompleks dan paling banyak

digunakan pada penyedia layanan akses internet internet,

sebab topologi mesh mampu menjaga agar kerusakan atau

gangguan yang terjadi pada salah satu komputer tidak akan

mempengaruhi komputer atau jaringan lainnya.

2.1.3 OSI Model

(Sumber:http://www.cisco.com/cpress/cc/td/cpress/fund/ith/

ith01gb.htm, Diakses 22 Desember 2014) Open Systems Interconnection

(OSI) reference model atau yang disingkat OSI model menggambarkan

bagaimana informasi dari aplikasi perangkat lunak di satu komputer

menuju ke aplikasi perangkat lunak di komputer lain melalui media

jaringan. OSI model adalah model konseptual terdiri dari tujuh layer,

masing-masing layer yang menentukan fungsi dari suatu bagian jaringan.

Model ini dikembangkan oleh International Organization for

Standardization (ISO) pada tahun 1984, dan kini dianggap sebagai model

arsitektur utama untuk komunikasi intercomputer. OSI model membagi

tugas terlibat dengan pemindahan informasi antara jaringan komputer ke

tujuh bagian yang lebih kecil.

Hal ini dilakukan untuk mengelompokannya sehingga lebih mudah

untuk dikelola. Masing-masing layer dari OSI model memiliki lapisan

yang cukup mandiri, sehingga setiap layer dapat melaksanakan setiap

tugas yang diberikan tanpa menggangu layer lain. Oleh karena itu, suatu

layer dapat diperbaharui tanpa mempengaruhi layer lain. Berikut daftar

rincian lapisan tujuh OSI model:

10

Gambar 2.1 OSI Model

Perincian dari ketujuh OSI model adalah sebagai berikut :

a. Application Layer

Application layer merupakan OSI layer yang paling

dekat dengan pengguna, dengan kata lain OSI application

layer dan pengguna berinteraksi langsung dengan perangkat

lunak aplikasi. Layer ini berinteraksi langsung dengan

aplikasi perangkat lunak yang menerapkan komponen

berkomunikasi.

b. Presentation layer

Presentation layer menyediakan berbagai fungsi

coding dan konversi yang diterapkan untuk data pada

application layer. Fungsi ini memastikan bahwa informasi

yang dikirim application layer dari satu sistem dapat dibaca

oleh application layer dari sistem lain. Beberapa contoh

skema coding dan konversi presentation layer termasuk

format representasi dari data umum, konversi format

representasi karakter, kompresi data, dan enkripsi data.

c. Session Layer

Session layer mengawali, mengelola, dan mengakhiri

sesi dari komunikasi antara entitas presentation layer. Sesi

komunikasi terdiri dari permintaan layanan dan respon

layanan yang terjadi antara aplikasi di perangkat jaringan

11

yang berbeda. Permintaan dan tanggapan dikoordinasikan

oleh protokol yang diterapkan pada session layer.

d. Network Layer

Network layer menyediakan fungsi routing yang

memungkinkan beberapa data link untuk digabungkan ke

dalam internetwork. Hal ini dilakukan dengan memberikan

pengalamatan logika atau yang biasa disebut Internet

Protocol (IP) untuk setiap perangkat. Network Layer

mendukung baik connection-oriented (Transmission Control

Protocol) maupun connectionless service (User Datagram

Protocol) dari protokol layer atas. Protokol dari network

layer biasanya merupakan routing protokol, tetapi jenis

protokol lain juga dapat diterapkan ke network layer juga.

Beberapa protokol yang biasanya diterapkan pada network

layer yaitu : OSPF, EIGRP, BGP, RIP, dan sebagainya.

e. Transport Layer

Transport layer memberikan layanan transportasi data

internetwork yang dapat diandalkan yang transparan bagi

layer atas. Fungsi transport layer yaitu mengatur aliran data,

multiplexing, virtual circuit, pengecekan kesalahan, dan

pemulihan data.

f. Data Link Layer

Data link layer menyediakan keandalan dalam

mentransmisi data melewati jalur fisik jaringan. Semua

perangkat menggunakan data link layer untuk

berkomunikasi. Perbedaan spesifikasi dari data link layer

menunjukan perangkat sudah berkomunikasi dengan jaringan

yang berbeda. Penamaan fisik (MAC address) mendefinisikan

bagaimana pengalamatan perangkat pada data link layer.

g. Physical Layer

Physical layer menentukan spesifikasi listrik, mekanik,

procedural dan fungsional untuk mengaktifkan,

mempertahankan, dan menonaktifkan jalur fisik diantara

sistem jaringan. Spesifikasi dari physical layer menentukan

12

karakteristik seperti tingkat tegangan, waktu perubahan

tegangan, kecepatan fisik transmisi data, jarak transmisi

maksimum, dan konektor fisik.

2.1.4 Atribut Kualitas Jaringan

(Sumber:http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?

p=29599dan http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee658094.aspx,

Diakses 24 Desember 2014) Desain jaringan pada perusahaan dibuat

untuk memberikan solusi bisnis yang dapat dibagi menjadi sekumpulan

kebutuhan dasar. Atribut Kualitas Jaringan yang dimaksud adalah

sebagai berikut:

Keandalan

Ketersediaan

Skalabilitas

Kinerja

Pengelolaan

Setiap atribut di atas merupakan kriteria yang penting untuk

dipertimbangkan ketika membuat mendesain jaringan sesuai dengan

permasalahan yang ada. Berikut ini merupakan pembahasan lebih lanjut

dari masing-masing kebutuhan tersebut.

a. Keandalan

Keandalan adalah probabilitas bahwa sistem atau

kemampuan sistem berfungsi tanpa kegagalan untuk waktu

yang ditentukan. Keandalan juga didefinisikan sebagai

probabilitas bahwa perangkat akan melakukan fungsinya

dalam beberapa kondisi tertentu. Keandalan diukur dengan

banyaknya kegagalan yang dialami oleh perangkat dalam

kurun waktu tertentu. Pertimbangan suatu keandalan dalam

sistem jaringan dibagi menjadi dua yaitu keandalan perangkat

keras dan lunak.

Keandalan perangkat keras

Saat ini perangkat keras telah memiliki tingkat

keandalan yang tidak pernah terjadi beberapa tahun

yang lalu. Keandalan dari perangkat keras secara

13

sistematis mengurangi, menghilangkan, dan

mengontrol kegagalan dalam sistem yang

mempengaruhi kinerja perangkat. Dalam kasus dimana

kegagalan tidak dapat dihindari atau dikendalikan

karena keterbatasan biaya atau desain, merupakan

resiko yang dinilai dapat menggangu.

Keandalan perangkat lunak

Meskipun perangkat keras menjadi lebih andal,

mayoritas perangkat lunak menjadi kurang dapat

diandalkan. Rata-rata penyebab utamanya adalah

perangkat lunak tersebut masih kurang stabil. Fasilitas

dari sistem yang dimanfaatkan oleh banyak pengguna

lain biasanya lebih teruji keandalannya dari perangkat

lunak lainnnya.

b. Ketersediaan

Ketersediaan merupakan kemampuan suatu sistem

berfungsi secara optimal di dalam kondisi tertentu. Jika suatu

sistem diberikan downtime untuk tiap kegagalan pada

perangkat keras atau lunak, ketersediaan berarti menyediakan

tingkat keandalan tertentu. Berikut ini merupakan beberapa

keuntungan apabila perusahaan memiliki ketersediaan tinggi

pada jaringannya:

Mencegah kerugian finansial.

Mencegah hilangnya produktivitas.

Meningkatkan kepuasan pengguna.

Meningkatkan kepuasan dan loyalitas pelanggan.

Ketersediaan mungkin adalah persyaratan desain yang

paling penting dari kebutuhan jaringan perusahaan. Jika

sistem tidak dapat menanggung beban kerja yang ditugaskan

atau tidak dapat melakukan tugas-tugas penting untuk

menunjang jaringan perusahaan maka spesifikasi sistem yang

tinggi tidak akan berguna.

c. Skalabilitas

14

Skalabilitas adalah kemampuan untuk mengubah

ukuran atau konfigurasi sesuai dengan perubahan kondisi

jaringan. Sebagai contoh, sebuah perusahaan yang berencana

untuk mendirikan sebuah jaringan “client/server” mungkin

ingin memiliki sistem yang tidak hanya bekerja dengan

jumlah orang yang akan segera menggunakan sistem, tetapi

juga dengan jumlah yang mungkin akan menggunakannya

dalam beberapa tahun mendatang.

d. Kinerja

Persyaratan kinerja diukur dalam hal response time

dalam pertukaran data diantara para pengguna. Selain

response time, kinerja juga akan diukur dalam throughput,

throughput merupakan banyaknya data yang dapat diteruskan

oleh suatu perangkat jaringan dalam kurun waktu satu detik.

Pengukuran kinerja dalam desain awal suatu sistem

ditentukan oleh kebutuhan dari suatu jaringan.

e. Pengelolaan

Pengelolaan adalah kemampuan suatu sistem untuk

dapat memeriksa jaringan berjalan dengan baik. Pengelolaan

berkaitan dengan sistem pemantauan persyaratan QoS dan

kemampuan untuk mengubah konfigurasi sistem untuk

meningkatkan QoS secara dinamis tanpa mengubah sistem.

Arsitektur harus memiliki kemampuan untuk memonitor

sistem dan memungkinkan konfigurasi sistem dinamis.

Berikut ini adalah beberapa alasan untuk memberikan fitur

pengelolaan yang baik:

Mempercepat perbaikan kesalahan dalam sistem.

Mempermudah untuk melakukan pemeliharaan

preventif untuk mengantisipasi masalah.

2.1.5 Siklus Hidup

(Sumber:http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?

p=1697888&seqNum=2, Diakses 21 Desember 2014) Siklus hidup

15

merupakan salah satu pendekatan untuk perancangan jaringan.

Perusahaan atau konsultan harus memahami setiap tahap dalam

pendekatan siklus hidup agar mendapatkan manfaat yang optimal.

Pendekatan ini meninjau berbagai tahapan, proses setiap tahapan, dan

hasil dari tiap-tiap tahapan. Berikut ini adalah detail dari tiap tahapan

siklus hidup:

Persiapan

Fase persiapan digunakan tergantung kondisi

perusahaan. Pertama, mengasumsikan bahwa perusahaan

telah melakukan penelitian kecil seperti: membangun mereka

kebutuhan bisnis mereka, visi teknologi, dan strategi

teknologi. Kedua, mengasumsikan bahwa perusahaan sudah

menetapkan kebutuhan dari sistem.

Perencanaan

Seperti tahap sebelumnya, tahap perencanaan

digunakan tergantung pada keadaan jaringan perusahaan saat

ini. Jika perusahaan tidak memiliki jaringan, maka rencana

dari proyek ini harus mencakup semua informasi yang

diperlukan untuk melanjutkan ke tahap berikutnya yaitu:

besarnya sumber daya (dana dan tempat) yang dibutuhkan di

fase desain serta implementasi, dan proses perkembangan

jadwal proyek yang di sesuaikan dengan kebutuhan bisnis

yang ada dalam fase persiapan.

Desain

Selama tahap desain, perusahaan mengembangkan atau

meningkatkan desain jaringan secara komprehensif. Hal ini

penting dilakukan karena informasi yang dikumpulkan dari

dua fase pertama digunakan untuk memastikan bahwa desain

jaringan baru sudah memenuhi semua kebutuhan bisnis

perusahaan dan persyaratan teknis yang sebelumnya

dikembangkan. Jika semuanya telah selesai dengan benar,

hasil desain akan menyediakan jaringan yang mampu

mengelola tugas sehari-hari yang diperlukan dan memenuhi

16

atau melampaui semua diharapkan ketersediaan, kehandalan,

skalabilitas dan kinerja metrik.

Implementasi

Ada beberapa metode yang digunakan dalam tahap

implementasi. Pada umumnya, melakukan uji coba itu

dilakukan untuk menguji konfigurasi yang akan digunakan.

Hal ini dilakukan untuk mensimulasikan setiap bagian yang

ada ataupun penambahan desain pada jaringan baru. Dengan

menggunakan metode ini, sebelum proses implementasi

dilakukan, peneliti akan dapat menemukan potensi masalah.

Jika menemukan adanya masalah, maka masalah ini dapat

diselesaikan sebelum implementasi dilakukan. Setelah semua

masalah terselesaikan pada tahap uji coba, maka proses

implementasi akan dapat dimulai.

Mengoperasikan

Fase operasi merupakan fase terpanjang dari fase

PPDIOO. Hal ini dikarenakan dalam fase ini, jaringan

perusahaan beroperasi tanpa membuat perubahan besar pada

jaringan. Selama fase ini, perusahaan menghabiskan sebagian

besar dana mereka untuk mengelola jaringan seperti:

memantau, mengelola performa, mengatasi masalah, dan

mengolah kapasitas jaringan. Pergerakan kecil seperti

penambahan atau penggantian perangkat juga terjadi pada

fase ini.

Mengoptimalkan

Fase pengoptimalan dapat terjadi setiap saat setelah

sebuah jaringan beroperasi. Hal ini biasanya terjadi ketika

ada perubahan kecil atau besar dalam proses bisnis atau

kebutuhan teknis jaringan. Selama fase ini, kebutuhan bisnis

dan teknis akan dibandingkan dengan yang kegunaan dari

desain awal jaringan. Jika perubahan yang membawa dampak

yang besar, maka fase dimulai lagi dari awal untuk

memastikan konsistensi desain berlanjut dengan baik.

17

2.2 Teori Khusus

2.2.1 Hierarchical Network Design Model

(Sumber:http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/solutions/

Enterprise/Campus/HA_campus_DG/hacampusdg.html, Diakses 22

Desember 2014) Model hierarki digunakan untuk merancang topologi

modular. Desain ini menggunakan "blok bangunan" yang memungkinkan

jaringan untuk memenuhi kebutuhan perkembangan bisnis. Desain

modular mempermudah jaringan untuk diperluas, dipahami dan

memecahkan masalah. Hal ini dikarenakan model hierarki membatasi

pola lalu lintas yang ada.

Cisco memperkenalkan desain model hierarki, yang menggunakan

pendekatan layer untuk network design pada tahun 1999 (pada gambar

2.2). Komponen blok bangunan dari model hierarki adalah access layer,

distribution layer, dan core (backbone) layer. Keuntungan utama dari

model ini adalah struktur hierarki dan modularitas.

Gambar 2.2 Hierarchical Campus Network Design

Dalam desain model hierarki, posisi dan peran dari perangkat

jaringan akan dioptimalkan berdasarkan kapasitas, fitur dan

fungsionalitas setiap perangkat. Hal ini memberikan skalabilitas dan

stabilitas. Jumlah arus dan kebutuhan bandwidth akan meningkat ketika

18

mereka melewati titik agregasi dan berpindah blok dari access,

distribution, dan core. Setiap fungsi dibedakan berdasarkan blok. Desain

hierarki menghindari kondisi fully-meshed network di mana semua node

jaringan saling berhubungan.

Jaringan modular dari blok bangunan mudah untuk ditiru, didesain

ulang dan diperluas. Seharusnya tidak perlu untuk mendesain ulang

seluruh jaringan setiap kali ada sebuah modul yang ditambahkan atau

dihapus. Blok bangunan yang berbeda dapat berfungsi maupun tidak

berfungsi tanpa mempengaruhi keseluruhan jaringan. Kemampuan ini

memfasilitasi pemecahan masalah, pengisolasian, dan manajemen

jaringan. Pembahasan dari hierarchical network design model adalah

sebagai berikut.

Core Layer

Dalam model hierarki, setiap blok bangunan saling

berhubungan menggunakan core layer. Core berfungsi

sebagai tulang punggung jaringan, seperti yang ditunjukkan

pada gambar 2.3. Core layer memerlukan kecepatan dan

tingkat ketahanan yang baik. Hal ini dikarenakan setiap

konektivitas antara blok bangunan tergantung pada core

layer. Sistem akselerasi perangkat keras saat ini memiliki

potensi untuk memberikan layanan yang kompleks dengan

kecepatan kabel. Core layer akan meminimalkan banyaknya

konfigurasi yang ada sehingga dapat mengurangi

kompleksitas. Pengurangan kompleksitas dapat mengurangi

kesalahan operasional.

Gambar 2.3 Core Layer

19

Topologi fully-meshed atau highly-meshed dapat

digunakan untuk menyediakan redundansi pada jaringan.

Namun, tipe dari desain tersebut tidak menyediakan

konvergensi yang konsisten apabila link atau node mengalami

kegagalan. Terlebih lagi masalah peering dan adjacency yang

terdapat di desain fully-meshed. Membuat konfigurasi routing

lebih kompleks untuk skala besar. Selain itu, penggunaan

port yang tidak diperlukan menambah beban perangkat dan

mempersulit jaringan untuk memperbesar atau mengubah

struktur jaringan. Berikut ini adalah beberapa kunci desain

core:

o Kecepatan yang tinggi dibutuhkan dalam mendesain

core layer, Layer 3 (L3) switching digunakan untuk

mempercepat kinerja hardware. Desain core dengan

menggunakan Layer 3 desain lebih unggul daripada

Layer 2 atau alternatif yang lainnya. Hal ini

dikarenakan layer 3 switching:

Menyediakan waktu konvergensi yang cepat di

sekitar jalur atau node yang mengalami

kegagalan.

Meningkatkan skalabilitas karena hubungan dan

pengurangan dari meshing antar perangkat.

Pemanfaatan bandwidth yang lebih efisien.

o Dalam membuat redudansi pada jalur interkoneksi

point-to-point dalam layer 3 di bagian core

menggunakan bentuk segitiga. Hal dikarenakan desain

tersebut menghasilkan tingkat konvergensi tercepat.

o Menghindari L2 loop dan kompleksitas dari redudansi

L2, seperti Spanning Tree Protocol (STP) yang tidak

secara langsung mendeteksi kegagalan yang ada dalam

blok bangunan di layer 3.

20

Distribution Layer

Distribution layer merupakan node agregat dari access

layer, melindungi core dari tingkat permintaan yang tinggi.

Selain itu, distribution layer bertugas untuk melakukan

isolasi yang disebabkan oleh access layer. Layer ini biasanya

menggunakan sepasang perangkat L3 switch, distribution

layer menggunakan L3 switching untuk berkomunikasi

dengan jaringan core layer dan layanan L2 switching untuk

berkomunikasi dengan access layer. Load balancing, Quality

of Service (QoS), dan penyediaan yang baik adalah kunci

pertimbangan desain untuk distribution layer.

Gambar 2.4 Distribution Layer

Distribution layer membutuhkan tingkat ketersediaan

yang tinggi. Untuk menyediakan hal tersebut, distribution

layer membutuhkan redudansi terhadap jalur yang

menghubungkan distribution menuju core maupun

distribution menuju access. Hal ini memberikan,

deterministik konvergensi yang cepat apabila terjadi

gangguan jaringan yang disebabkan oleh kegagalan jalur atau

node. Ketika jaringan memiliki redundansi terhadap jalur,

maka penentuan utama failover akan bergantung pada hasil

deteksi dari kegagalan perangkat keras dan bukan berasal dari

perangkat lunak. Kecepatan dari konvergensi jaringan

ditentukan berdasarkan fungsi-fungsi yang dikonfigurasi pada

perangkat jaringan.

21

Gambar 2.5 Ketersediaan Pada Distribution Layer

Layer 3 equal-cost load sharing memungkinkan

pemanfaatan kedua uplink dari core ke distribution layer.

Distribution layer menyediakan redundansi pada default

gateway menggunakan Gateway Load Balancing Protocol

(GLBP), Hot Standby Router Protocol (HSRP), atau Virtual

Router Redundancy Protocol (VRRP). Dengan mengunakan

protokol tersebut dapat menghilangkan terputusnya koneksi

user terhadap gateway apabila terjadi kegagalan atau

hilangnya salah satu distribution layer. Access layer dapat

menggunakan load balancing pada uplinks untuk

menghubungkannya ke distribution layer.

Access layer

Access layer merupakan titik awal bagi end device

untuk masuk ke jaringan. Switch yang berada di access layer

terhubung ke dua distribution switch yang berbeda untuk

menciptakan redudansi pada jalur. Jika konektivitas antara

distribution layer switch menggunakan layer 3, maka tidak

ada loop antara uplink yang aktif dalam meneruskan data.

Gambar 2.6 Access Layer

22

2.2.2 Virtual Local Area Network (VLAN) & Trunk

Menurut Froom, Balaji, dan Erum (2010:65) Switch pada jaringan

kampus dapat dipecah menjadi beberapa broadcast domain yang berbeda

atau Virtual Local Area Network (VLAN). Topologi jaringan yang hanya

memiliki satu broadcast domain dapat dengan mudah untuk di

implementasi dan dikelola. Akan tetapi, topologi jaringan ini tidak

memiliki skalabilitas yang baik. Oleh karena itu, jaringan kampus dapat

dibagi menjadi beberapa segmen dengan menggunakan VLAN. Protokol

routing pada layer 3 digunakan untuk mengatur komunikasi antar

VLAN. Sub bab ini akan mendefinisikan VLAN dan metode untuk

mengidentifikasi serta jenis jalur yang mengangkut VLAN.

VLAN

Dengan mempertimbangkan desain jaringan yang hanya

terdiri dari perangkat layer 2. Sebagai contoh, desain jaringan ini

dapat di buat menjadi segmen Ethernet tunggal, Ethernet switch

dengan banyak port, atau jaringan yang terdiri dari beberapa

ethernet switch. Jaringan yang hanya menggunakan layer 2 disebut

juga sebagai topologi jaringan datar. Topologi jaringan datar hanya

memiliki satu broadcast domain. Jaringan yang memiliki satu

broadcast domain maka seluruh perangkat yang terhubung ke

dalam jaringan itu akan mendapat paket broadcast. Semakin padat

jaringan tersebut, maka akan semakin padat juga paket broadcast

yang tersebar.

Gambar 2.7 Konektivitas VLAN dalam logika switch ports

23

Pada gambar diatas terdapat dua switch. Switch kiri dipasang

VLAN satu dan VLAN 100. Dalam contoh ini, tidak ada

komunikasi yang dapat terjadi antara VLAN satu dan 100. Kedua

jalur antar switch menggunakan VLAN satu. Switch kanan juga

terpasang VLAN satu. Karena ada koneksi end to end dari VLAN

satu, maka setiap anggota dari VLAN satu dapat berkomunikasi

seperti menggunakan jaringan segmen fisik.

VLAN Trunks

Pada access layer, perangkat pengguna terhubung ke switch

port untuk mendapatkan konektivitas untuk setiap VLAN.

Perangkat yang terpasang di switch port tidak menyadari struktur

dari VLAN dan hanya terlihat seperti segmen dari jaringan biasa.

Untuk menciptakan konektivitas antara VLAN yang berbeda maka

perlu menggunakan perangkat tambahan yang bekerja pada layer 3

yang dapat menjembatani layer 2. Jalur trunk dapat mengangkut

lebih dari satu VLAN yang dapat menghemat konektivitas antar

switch atau konektivitas antara switch dan router. Jalur trunk tidak

dapat ditetapkan untuk VLAN tertentu. Satu, banyak, atau seluruh

VLAN yang aktif dapat di angkut oleh satu jalur trunk. Meskipun,

untuk menghubungkan antar switch atau router dapat

menggunakan jalur fisik yang terpisah. Gambar dibawah ini

menunjukan bagaimana hubungan dua switch.

24

Gambar 2.8 Satu Jalur per VLAN dan Jalur Trunk

2.2.3 VLAN Trunking Protocol (VTP)

Menurut Hucaby (2010:88) Pembuatan VLAN di switch dapat

menghabiskan waktu. Terlebih lagi, bila jaringan terdiri dari banyak

switch yang saling berhubungan. Mengkonfigurasi dan mengelola banyak

switch, VLAN, dan VLAN trunk sangat sulit dilakukan. Cisco telah

mengembangkan metode untuk mengelola VLAN di seluruh jaringan

yaitu VLAN Trunking Protocol (VTP).

Dengan menggunakan layer 2 trunk frame untuk dapat saling

bertukar informasi VLAN di antara switch. VTP dapat menambahkan,

menghapus, atau mengganti VLAN diseluruh jaringan dari satu switch.

Seluruh switch yang berpartisipasi dalam pertukaran VTP dapat

menggunakan setiap VLAN yang dikelola oleh VTP. Untuk

menyebarkan VLAN, VTP memiliki domain dan mode. Berikut ini

adalah keterangan detail dari VTP domain dan mode.

VTP Domain

VTP memiliki daerah penyebaran VLAN yang biasa di sebut

VTP domain. Switch hanya dapat memiliki satu domain. Selain

25

berbagi informasi VLAN dengan switch lain, VTP domain

berperan sebagai batas antara VTP domain lain sehingga switch

yang memiliki VTP domain berbeda tidak dapat melakukan

pertukaran informasi VLAN.

VTP Mode

Untuk berpartisipasi dalam VTP domain, masing-masing

switch harus dikonfigurasi untuk beroperasi di salah satu dari

beberapa mode. VTP mode akan menentukan bagaimana proses

pertukaran dan penyebaran informasi VTP. Mode dari VTP yang

dapat digunakan adalah sebagai berikut:

Mode server

VTP mode server memiliki kontrol penuh untuk

pembuatan dan memodifikasi VLAN untuk domain yang

sama.

Mode client

VTP client tidak diizinkan pengelola jaringan untuk

membuat, mengubah, atau menghapus VLAN apapun. Mode

switch ini juga bertindak sebagai VTP relay.

Mode transparent

Switch dengan mode transparent tidak berpartisipasi

dalam VTP. Dalam mode transparent, switch tidak

menyebarkan konfigurasi VLAN yang ada dalam dirinya

sendiri dan tidak menyinkronkan database VLAN-nya

dengan sebaran dari switch lain.

2.2.4 Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP)

Menurut Hucaby (2010:126) IEEE 802.1w dikembangkan untuk

menggunakan konsep-konsep utama dari 802.1D Spanning Tree Protocol

dan membuat konvergensi jaringan menjadi jauh lebih cepat. IEEE

802.1w dikenal sebagai Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), yang

mendefinisikan bagaimana switch harus berinteraksi dengan satu sama

lain untuk menjaga jaringan topologi bebas dari loop dengan cara yang

efisien. Berikut ini adalah pembahasan dari dasar STP.

26

Spaning Tree Protocol

Pada jaringan layer dua, tidak ada protokol routing yang

dapat digunakan sehingga penyediaan redudansi jalur tidak dapat

dilakukan. Hal ini disebabkan oleh bridging loops. Bridging loops

terjadi karena switch tidak mengenal satu sama lain. Spanning Tree

Protocol (STP) dikembangkan untuk mengatasi kemungkinan

terjadinya loop yang terjadi karena adanya redudansi jalur di layer

dua. Gambar dibawah ini menjelaskan bagaimana STP bekerja.

Gambar 2.9 Spanning Tree Protocol

Setiap switch memiliki default bridge priority yaitu 32,768.

Seluruh switch terhubung dengan jalur Fast Ethernet. Ketiga switch

mencoba untuk melakukan pemilihan root bridge. Akan tetapi,

seluruh bridge priority memiliki nilai yang sama. Maka pemilihan

root bridge akan ditentukan oleh MAC address terendah sehingga

switch A yang terpilih menjadi root bridge. Sedangkan, port 1/1

pada switch B dan C tidak akan ditutup oleh STP karena port

tersebut merupakan jalur terdekat menuju root bridge. Untuk

menentukan penutupan pada port 1/2 switch B dan C akan kembali

membandingkan MAC address terkecil sehingga switch C port 1/2

lah yang akan ditutup.

27

Perubahan topologi biasanya memerlukan waktu 30 detik, yang di

dapat dari perubahan state port yaitu dari blocking state ke forwarding

state. Seiring dengan perkembangan teknologi, waktu 30 detik sudah

menjadi waktu tunggu yang lama sebagai proses pemulihan jaringan dari

kegagalan jalur.

Sama seperti 802.1D, RSTP dapat diterapkan ke satu instansi atau

ke beberapa instansi. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan

RSTP sebagai mekanisme yang mendasari untuk Ciscoproprietary Per

VLAN Spanning Tree Protocol (PVST +). Kombinasi yang dihasilkan

disebut Rapid PVST + (RPVST +).

RSTP Port Behavior

RSTP dapat lebih cepat dari STP dengan membiarkan setiap

switch berinteraksi dengan tetangga melalui setiap port. Interaksi

ini dilakukan berdasarkan pada peran dari port, tidak membatasi

BPDU hanya boleh diteruskan ke root bridge. Setelah peran

masing-masing switch ditentukan, maka setiap port dapat diberikan

state yang ditentukan oleh data yang masuk.

Pemilihan root bridge di jaringan dengan menggunakan

RSTP dipilih seperti halnya dengan 802.1D. Pemilihan tersebut

ditentukan oleh bridge ID yang terendah. Setelah semua switch

setuju pada identitas dari root, maka hal selanjutnya adalah

menentukan peran dari port. Berikut ini adalah peran dari port

RSTP:

o Root port, switch menentukan port mana yang memiliki cost

terendah untuk mencapai root. Hal ini identik dengan 802.

1D.

o Designated port, switch port pada segmen jaringan switch

yang memiliki cost paling kecil untuk mencapai root bridge.

o Alternate port, port ini merupakan jalur jalur alternatif

menuju root. Hal ini berbeda dari penentuan root port. Jalur

ini merupakan jalur yang kurang di inginkan daripada root

port. Sebagai contoh, access switch memiliki dua port uplink.

Satu uplink port akan menjadi root port dan yang satunya

lagi menjadi alternate port.

28

o Backup port, port yang digunakan untuk menyediakan

redudansi jalur ke switch yang sama. Akan tetapi, backup

port tidak menjamin tersedianya konektifitas menuju root.

RSTP mendefinisikan port states menurut apa yang port

lakukan dengan data frame yang masuk seperti: diabaikan, dibuang

atau, diteruskan. Berikut ini adalah peran dari port pada RSTP:

o Discarding, tiap frame yang masuk akan dibuang dan tidak

akan mempelajari MAC address. State ini merupakan

gabungan dari state Disabled, Blocking, dan Listening dari

802.1D karena port ini tidak meneruskan data secara efektif.

o Listening state tidak dibutuhkan karena RSTP langsung dapat

bernegosiasi dengan switch lain tanpa harus menunggu

BPDU terlebih dahulu.

o Learning, tiap frame yang masuk akan dibuang. Akan tetapi,

switch akan mempelajari MAC address.

o Forwarding, tiap frame yang masuk akan diteruskan sesuai

dengan alamat MAC address yang telah atau sedang

dipelajari.

Perubahan Format BPDU

BPDU dalam RSTP tidak hanya melakukan perubahan dan

menyetujui adanya perubahan. Akan tetapi, digunakan untuk

mengetahui role serta state dari port asal BPDU yang

menggunakan mekanisme proposal/agreement.

2.2.5 Multilayer Switching

Menurut Hucaby (2010:218) Multilayer Switching (MLS)

dilakukan pada layer 3. Proses MLS terdiri dari dua bentuk yaitu:

interVLAN routing dan Cisco Express Forwarding (CEF). Sub bab ini

akan membahas operasi dari kedua topik ini secara lebih rinci.

InterVLAN Routing

Jaringan layer 2 didefinisikan sebagai broadcast domain.

Layer 2 digunakan untuk menghubungkan satu VLAN atau

29

beberapa switch. Pada dasarnya VLAN terisolasi satu sama lain

sehingga paket dalam satu VLAN tidak dapat menyeberang ke

VLAN lain.

Untuk memindahkan paket antar VLAN memerlukan

perangkat layer 3. Secara tradisional, ini telah menjadi fungsi

utama router. Router harus memiliki koneksi fisik atau logis untuk

masing-masing VLAN sehingga router dapat meneruskan paket

antar VLAN. Hal ini dikenal sebagai interVLAN routing.

InterVLAN routing dapat dilakukan oleh router eksternal yang

terhubung ke masing-masing VLAN pada sebuah switch. Koneksi

fisik yang terpisah dapat digunakan atau router dapat mengakses

masing-masing VLAN melalui satu jalur trunk. Bagian gambar A

dibawah menunjukan konsep ini. Router eksternal juga dapat

terhubung ke switch melalui jalur trunk yang membawa semua

VLAN. Seperti yang ada pada bagian B. Bagian B menggambarkan

apa yang sering sebut sebagai “router on a stick” atau “one-armed

router” karena router hanya membutuhkan hanya satu interface

melakukan tugasnya.

Gambar 2.10 Contoh Dari Koneksi InterVLAN routing

Pada bagian C menunjukan bagaimana proses routing dan

switching dikombinasikan menjadi satu perangkat yaitu multilayer

switch. Pada kasus ini, jaringan tidak membutuhkan router

eksternal.

30

o Tipe Interface

Multilayer switch dapat melakukan layer 2 switching

dan interVLAN routing, sebagaimana mestinya. Layer 2

switching terjadi antar interface yang dikonfigurasi ke layer 2

VLAN atau trunk. Layer 3 switching dapat terjadi antara jenis

interface, selama interface tersebut memiliki alamat layer 3

yang terpasang.

Seperti router, multilayer switch memasukan alamat

layer 3 pada interface fisik. Hal yang sama juga dapat

dilakukan untuk pengalamatan layer 3 di interface logika.

Proses ini dikenal sebagai Switched Virtual Interface (SVI).

Untuk menggunakan pengalamatan layer 3, konfigurasi

default gateway dibutuhkan agar setiap yang terhubung

dengan interface dapat berkomunikasi ke luar broadcast

domain mereka.

Cisco Express Forwarding

Switch dapat menggunakan beberapa metode untuk

meneruskan paket. Untuk generasi saat ini, switch menggunakan

metode yang lebih efisien yaitu Cisco Express Forwarding (CEF).

Sub bab ini akan membahas CEF secara lebih rinci.

o Tradisional Multilayer Switching

Multilayer switching dimulai dengan menggunakan

route processor (RP) dan switching engine (SE)). Ide dasar

CEF adalah “route once and switch many.” RP menerima

paket pertama dari lalu lintas baru diantara dua host. Seperti

biasa, proses routing akan dilakukan untuk menentukan jalur

terbaik agar paket dapat sampai ke tempat tujuan.

Untuk berpartisipasi dalam multilayer switch, SE harus

mengetahui identitas dari masing-masing RP. Kemudian SE

mempelajari jalur paket tersebut yang didapat dari proses

routing. Jika SE dapat meneruskan paket tersebut ke tujuan,

jalur ini dapat menjadi jalan pintas untuk paket-paket

31

berikutnya yang memiliki arus sama dapat langsung

diteruskan ke tujuan tanpa melewati RP. Teknik ini juga

dikenal sebagai NetFlow switching atau route cache

switching.

o Cara kerja CEF

NetFlow switching telah memberikan cara yang lebih

efisien untuk multilayer switching. Cisco mengembangkan

CEF untuk memberikan performa tinggi dari proses

penerusan paket melalui penggunaan dynamic lookup tables.

CEF yang berbasis multilayer switch terdiri dari dua

blok fungsional dasar, seperti yang ditunjukkan dalam

gambar 2.16. Perangkat layer 3 membangun informasi

routing dan layer 3 mesin yang berperan sebagai penerus data

menggunakan switch.

o Forwarding Information Base

Mesin Layer 3 yang dasarnya adalah sebuah router

mengelola informasi routing, baik protokol static route atau

dynamic route. Pada dasarnya, tabel routing diformat ulang

menjadi daftar pesanan dengan route spesifik yang pertama,

untuk setiap tujuan IP subnet di dalam tabel. Format baru itu

disebut Forwarding Information Base (FIB), FIB berisi

routing atau informasi untuk meneruskan data yang menjadi

referensi awal jaringan.

Gambar 2.11 Aliran Paket Dari CEF Pada Multilayer Switch

32

o Adjacency Table

Sebuah router biasanya mempertahankan tabel routing

yang mengandung informasi layer tiga jaringan, informasi

hop selanjutnya, dan tabel ARP yang mengandung pemetaan

layer tiga ke layer dua. Tabel ini disimpan secara terpisah.

FIB membuat pengalamatan hop di setiap entri jaringan.

Untuk merampingkan proses peneruskan paket, FIB

menyesuaikan informasi layer dua dengan entri hop

berikutnya. Bagian FIB ini disebut sebagai adjacency table

yang terdiri dari node MAC address yang dapat dicapai

dalam sebuah hop layer dua.

2.2.7 First Hop Redundancy Protocols

Menurut Froom, Balaji, dan Erum (2010:196) Host dan server yang

berada dalam subnet memerlukan gateway untuk mencapai perangkat

yang tidak berada di subnet yang sama. Peranan gateway dalam jaringan

merupakan kunci dari operasi semua perangkat. Menyediakan redudansi

gateway adalah salah satu solusi tapi untuk memastikan bahwa mereka

beroperasi dengan cara baik memerlukan protokol yang dapat hal ini. Hot

Standby Router Protocol (HSRP) merupakan salah satu protokol yang

mengelola redudansi gateway. Pembahasan yang lebih rinci adalah

sebagai berikut.

Hot Standby Router Protocol

HSRP merupakan sebuah protokol redundansi yang

dikembangkan oleh Cisco untuk menyediakan redundansi gateway

tanpa konfigurasi tambahan apapun di perangkat akhir. HSRP

dikonfigurasi di antara router, mereka bekerja untuk menampilkan

satu router virtual host pada LAN. Dengan berbagi IP dan MAC

address virtual router dapat mewakilkan dua atau lebih router.

Sebagai contoh, ketika active router mengalami gangguan,

maka router standby akan berhenti melihat hello messages dari

active router. Router standby kemudian mengasumsikan dirinya

33

sebagai penerus lalu lintas, seperti yang ditunjukkan dalam gambar

2.18. Karena router standby menggunakan IP dan MAC address

dari virtual router, maka perangkat akhir tidak akan merasa ada

gangguan yang terjadi pada jaringan.

Gambar 2.12 Failover Antara Active dan Standby Routers

Berikut ini adalah peran router dalam HSRP:

o Virtual router, IP dan MAC address di gunakan perangkat

akhir sebagai default gateway. Active router memproses

semua paket dan frame yang dikirim ke alamat virtual router.

Virtual router tidak memiliki bentuk fisik. Akan tetapi, dalam

grup HSRP memiliki satu virtual router.

o Active router, dalam grup HSRP terdapat satu router yang

ditunjuk sebagai active router. Active router meneruskan

paket-paket yang dikirim ke MAC address dari virtual router.

o Standby Router, router ini mendengarkan hello message dari

active router. Ketika active router mengalami kegagalan,

maka standby router akan mengelola tugas dari active router.

o Other Routers, di dalam HSRP dapat memiliki lebih dari dua

router. Akan tetapi, hanya ada satu router active dan standby.

Other router tetap berada dalam initial state jika router

standby dan active mengalami kegagalan. Semua router

34

dalam grup akan bersaing untuk menjadi active maupun

standby.

2.2.8 Routing

Menurut CISCO system Inc. (2009, CCNA Exploration 2) Router

menggunakan tabel routing untuk menentukan jalan terbaik untuk

meneruskan paket. Ketika router menerima paket router, mengkaji

dengan alamat IP tujuan dan mencari yang paling cocok dengan alamat

jaringan di router tabel routing. Tabel routing juga mencakup interface

yang digunakan untuk meneruskan paket. Setelah menemukan alamat

yang cocok, router akan mengenkapsulasi paket IP ke dalam frame yang

kemudian diteruskan ke arah tujuan. Ada dua jenis metode untuk

mendaftarkan routing ke dalam tabel routing, yaitu static route dan

dynamic route.

Static Route

Static routes, yang mendefinisikan jalan eksplisit antara dua

router. Metode ini tidak menambahkan routing ke tabel routing

secara otomatis sehingga administrator harus mengkonfigurasi

secara manual static routes ketika ada perubahan jalur atau

penambahan jalur. Static routes menggunakan bandwidth yang

lebih sedikit dari dynamic route. CPU tidak digunakan untuk

menghitung dan menganalisis routing update.

Dynamic Route

Protokol dynamic routing biasanya digunakan dalam jaringan

yang lebih besar untuk mengurangi kerumitan pengoperasian dari

penggunaan static routes. Pada umumnya, jaringan menggunakan

kombinasi dari static routes dan protokol dynamic routing. Di

sebagian besar jaringan, hanya protokol dynamic routing tunggal

yang digunakan. Protokol dynamic routing yang paling terkenal

adalah Open Shortest Path First (OSPF). Berikut ini adalah

pembahasan lebih lanjut dari OSPF.

Open Shortest Path First

Menurut Odom (2010:140) Open Shortest Path First

(OSPF) merupakan protokol open standard untuk routing

35

yang menghubungkan jaringan dengan cepat dan

menggunakan cost sebagai metric.

OSPF merupakan protokol routing link state yang

menggunakan algoritma Dijkstra. Algoritma yang digunakan

adalah Shortest Path First (SPF) yang digunakan untuk

menentukan jalur terbaik untuk menghubungkan jaringan.

Tugas pertama dari link state router adalah untuk

menciptakan sebuah database yang mencerminkan struktur

jaringan. Protokol routing link state mempelajari informasi di

struktur jaringan lebih banyak daripada protokol routing yang

lainnya. Karena hal tersebut, OSPF dapat membuat keputusan

routing yang lebih tepat.

Router OSPF melakukan pertukaran hello terhadap

setiap tetangga, mempelajari Routing ID dan cost yang

dibutuhkan untuk mencapai tujuan. Informasi tersebut lalu

disimpan di dalam adjacency database.

Kemudian router membuat Link State Advertisements

(LSA). LSA mencakup informasi seperti RID dan cost untuk

setiap router tetangga. Setiap router yang berada dalam satu

domain bertukar LSA dengan seluruh router yang berada

dalam setiap domain tersebut. Setiap router membuat set

lengkap dari LSA dan menyimpannya ke dalam Link State

Database (LSDB).

Setiap router akan menjalankan algoritma SPF untuk

menghitung jalan terbaik. Itu kemudian memasukan jalur

yang didapat ke dalam tabel routing.

2.3 Hasil Penelitian atau Produk Sebelumnya

Berikut ini terdapat 3 hasil penelitian atau produk sebelumnya yang

membantu dalam penyusunan desain jaringan:

Zubair.S dkk, dalam jurnal Scientific Research and Essays Vol.

7(No.6) 627-635 (2012), menjelaskan tentang Effect of network

hierarchy in a typical campus area network (CAN) of a university,

dengan menggunakan hierarchical network design model akan

36

meningkatkan kinerja jaringan. Kesimpulan ini ditarik setelah

melakukan pengujian terhadap sistem jaringan kampus saat ini

dengan sistem jaringan baru yang di implementasi pada jaringan

kampus. Uji coba yang pada kedua sistem tersebut adalah

melakukan tes mengunduh sehingga dapat terlihat perbedaan waktu

dari kedua sistem tersebut. Hasil uji coba menunjukan sistem

jaringan baru waktu menjadi lebih cepat 2.63% daripada sistem

jaringan kampus saat ini.

Suhardi dkk, dalam jurnal Teknologi Vol.1(No.2) (2011),

menjelaskan tentang Pengaruh Model Jaringan Terhadap Optimasi

Routing Open Shortest Path First (OSPF), dengan menggunakan

OSPF dapat meningkatkan performa jaringan yang besar. Hal ini

dikarenakan OSPF memiliki fitur OSPF route summarization.

Route summarization sangat membantu kinerja dari perangkat

jaringan karena hanya menyebarkan ringkasan dari IP dari

pengelompokan jaringan. Sehingga router yang menghubungkan

antar kelompok saja yang mengetahui keseluruhan IP. Hal ini

dibuktikan dengan penurunan waktu dalam uji coba ping sebesar

0,067%.

Singh A.K. dkk, dalam jurnal Oriental Journal of Computer

Science & Technology Vol. 4 (No.2) 399-404 (2011), menjelaskan

tentang HSRP (Hot Stand by Routing Protocol) Reliability Issues

Over the Internet Service Provider’s Network, HSRP menyediakan

jaringan yang lebih handal bagi pengguna dan mengoptimalkan lalu

lintas jaringan. Jaringan lebih stabil serta menyediakan jalur

failover. Untuk skalabilitas jaringan Internet Service Provider

(ISP), HSRP juga menunjang penggunaan IPv6.