Membangun Jaringan Komputer

Presentasi berjudul: "Membangun Jaringan Komputer"— Transcript presentasi:

1 Membangun Jaringan Komputer

2 Dasar: Membangun sebuah Jaringan Komputer
Agenda Dasar: Membangun sebuah Jaringan Komputer Kebutuhan (Bab 1.1)  (hal. 4) Konektivitas terintegrasi dengan baik Pemanfaatan Sumber Daya Bersama(printer,hard disk, dan peripheral lainnya) Dukungan untuk Pelayanan Aplikasi proses Kinerja dan pengambilan keputusan dipercepat Arsitektur Jaringan (Bab 1.2) Lapisan dan Protokol Contoh arsitektur Implementasi Perangkat-Lunak (Bab 1.3) Pembahasan sesuai dengan bab pada buku teks Peterson & Davie Ide dasar membangun suatu jaringan komputer terdapat berbagai perspekstif terutama dari segi bisnis: effektifitas jaringan tersebut mendukung aplikasi dan potensi pertumbuhan jaringan yang sangat besar (skalabilitas). Terdapat berbagai “building block” teknologi untuk membangun jaringan dan rancangan software yang melakukan integrasi teknologi tsb. Seperti membangun suatu sistim informasi yang kompleks, maka langkah awal adalah menentukan “requirement” sistim tsb yang menjadi pedoman dan batasan dalam membangun rancangan jaringan komputer. Transisi: kita perlu melihat fokus dan harapan dalam merancang suatu jaringan komputer 2

3 Umum: “Interkoneksi komputer … ??? Programmer (aplikasi)
Requirements! Umum: “Interkoneksi komputer … ??? Programmer (aplikasi) service disediakan untuk aplikasi, mis. mengirim message dari satu aplikasi ke aplikasi lain. Network Designer fungsi jaringan: cost-effective, i.e resources digunakan secara efisien (sharing) oleh users. Network Provider operasi jaringan: manageable, mis. fault mudah dideteksi/diperbaiki. Aspek Kebutuhan terhadap jaringan komputer terdapat berbagai aspek dan perspektif berbeda. Interkoneksi komputer mempunyai aspek komunikasi komputer dan realisasi kebutuhan untuk itu dapat ditinjau dari berbagai sudut. Contoh: dari sudut programmer => fungsi jaringan untuk aplikasi; network designer => managed resources yang terbatas; network provider: operasi, services dan management jaringan. Transisi: Dalam pembahasan selanjutnya kita akan melihat dari kebutuhan “high level” menjadi pendorong dan pertimbangan penting dalam merancang jaringan, dan tantangan yang dihadapi untuk memenuhi kebutuhan tsb. 3

4 Requirement I:Connectivity
Koneksi: membuat “link” antara “nodes” Node: any device connected to a link Contoh: komputer, PDA, POS, HP etc. Link: saluran dimana informasi/bits dikirimkan (media fisik) Wired (kabel) atau wireless Konektivitas: Hal yang paling jelas jaringan harus menyediakan konektivitas sekelompok komputer. Sering kebutuhan hanya koneksi beberapa komputer (terbatas), tapi terdapat juga jaringan seperti jaringan korporat dan Internet yang dapat berkembang menjadi sangat besar (scaleable). Konektivitas jaringan dapat terjadi pada berbagai tingkat. Pada tingkat paling bawah jaringan dapat terdiri dari dua komputer yang terhubung langsung oleh saluran atau media fisik, seperti kabel dll. Media fisik tersebut dikenal dengan istilah “link” dan komputer yang terhubung dengan link disebut “node”. Transisi: Konfigurasi link yang menghubungkan node menyebabkan terdapat berbagai bentuk jaringan. 4

5 Example Types of Links … Direct Links: Point-to-Point Multiple Access
Node Node Node Node … Link Jaringan yang sederhana dapat terdiri sepasang node yang terhubung dengan link, dikenal dengan nama “point-to-point”. Contoh model point-to-point menghubungkan dua node saja dengan jarak jauh menggunakan saluran telekomunikasi (satelit, telepon). Bentuk jaringan yang lain terdapat lebih dari dua node yang menggunakan link tunggal, disebut “multiple access”. Jadi dengan terdapat kebutuhan untuk menghubungkan banyak node dan menghemat saluran (kabel) kita dapat menggunakan jaringan multiple-access. Transisi: Untuk mendukung network scaleable maka dengan pola hubungan point-to-point membuat kabel penghubung menjadi sangat banyak. Link (share link tunggal) 5

6 Growth & Scaleable Direct links:
sulit untuk berkembang (skala kecil). keterbatasan koneksi fisik dan kontrol akses (multiple access). Switched: menggunakan “nodes” perantara (forwarding) untuk mencapai tujuan skalabilitas: mampu berkembang/bertambah besar (jumlah nodes dan links). data => forward (switched) dari satu node ke node lain sampai di tujuan. Kedua bentuk jaringan di atas menghubungkan langsung komputer (node) mempunyai keterbatasan jarak dan jumlah komputer yang dapat dihubungkan. Bentuk seperti ini dimana tidak dapat berkembang disebut tidak scaleable. Tapi komunikasi antar komputer tidak mengharuskan komputer terhubung langsung secara fisik, tapi kita dapat menggunakan node perantara yang menghubungkan beberapa node dengan node yang lain => indirect connection. Tugas dari node perantara (software) adalah melakukan forwarding data dari satu link ke link lain yang menjadi tujuan. Bentuk organisasi jaringan ini disebut switched network. Transisi: Jadi bentuk jaringan menjadi lebih luas. 6

7 Switched Network Switch: memindahkan data/bits “antara” links. KK:
Switches memperbesar jangkauan jaringan, dengan link terbatas. Switches menerima data dan menentukan link mana akan disampaikan data tsb. Switches => fungsi jaringan (switches data), berada dalam “cloud” (network). Nodes di luar “cloud” => host, tempat aplikasi/user berada. Bentuk jaringan switched network memberikan gambaran terdapat dua jenis node sekarang yakni: a) komputer dan b) switch. Komputer sering disebut host, karena tempat aplikasi berada. Switch adalah node perantara yang menghubungkan dengan node komputer, patut dilihat node perantara dapat menghubungkan juga node perantara, dengan demikin jumlah komputer yang terhubung makin besar. Umumnya node perantara merupakan bagain peralatan jaringan seperti router, dan untuk membatasi kedua node digambarkan dalam bentuk diagram “cloud”. Transisi: Bagaimana realisasi pola transmisi data dalam switched networks? Switch Cloud Host 7

8 Methods: sending messages
Terdapat dua cara (teknik) mengirimkan messages melalui switch Circuit switching: langsung mengirimkan dalam arus bit Data atau bit dikirimkan secara serial dalam bentuk arus. Harus melalui “jalan” (path) yang telah dibangun oleh switch. Packet switching: store-and-forward Messages dibagi dalam bentuk blok data: paket. Setiap paket akan ditampung oleh switch (store) dan dikirimkan (forward) ke tujuan. Teknik atau cara mengirimkan data untuk jaringan switched dibagi dua yang paling umum. Contoh circuit switched network jaringan telepon dan digunakan untuk aplikasi yang khusus. Bentuk packet switched adalah model yang populer dan digunakan hampir semua jaringan komputer sehingga topik ini yang akan dibahas pada kuliah ini. Feature utama: mengirimkan data dalam bentuk blok (kelompok bits) disebut paket. Tujuan: berikut ini gambaran visualisasi circuit switched. 8

9 Example: circuit siwtched
Teknik ini mengharuskan node membangun dedicated circuit melalui swithced node dan mengirimkan stream bit melalui circuit tsb. Jadi “jalan” yang dibangun “garis biru” circuit 1 hanya digunakan oleh node A dan D. Jika terdapat 1000 pasang node yang akan berhubungan maka harus diset-up sebanyak 1000 “dedicated circuit”. Transisi: selanjutnya dibahas packet switched Sirkit dibangun dan transmisi bit data dilakukan melalui “jalan” sirkit tsb. 9

10 Example: packet switched
Strategi yang digunakan oleh node switched adalah melakukan “store” dan “forward” yakni menerima secara lengkap paket, menyimpan ke dalam memori, melihat tujuan paket tsb dan “forward” paket ke node tujuan. Transisi: mari kita tinjau lebih jauh keterbatasan circuit switched untuk komunikasi data. Paket di-switched dari satu node ke node lain: konsep store & forward 10

11 Discussion: Apa yang menjadi karakteristik “circuit switched” (keterbatasan mis. koneksi telepon)? Trade-off antara “cost” dan “service” Diskusikan faktor-faktor yang menentukan pilihan implementasi “services” pada jaringan komputer on-line services, misalkan teller suatu bank, customer care antar branch, misalkan back-up data. Pada topik ini fokus efisiensi “dedicated” circuit dan keterbatasan dalam implementasi terutama faktor cost, karena sifat komunikasi data dan aplikasi memerlukan banyak koneksi pada satu saat. 11

12 Interconnected Networks
Interkoneksi jaringan komputer (independent) => skala besar Konsep: Jaringan komputer dapat dibangun dari jaringan yang ada (“cloud”) => menghasilkan jaringan yang lebih besar. Node penghubung: router atau gateway. Dalam perkembangannya suatu jaringan tidak berdiri sendiri tapi dapat berkembang atau terhubung dengan jaringan lain, dengan demikian node komputer dapat terhubung secara tidak langsung dengan komputer pada jaringan yang lain. Dalam kondisi ini terdapat sekumpulan independent network (cloud) yang terhubung dengan node perantara. Kontras dengan switched node perantara ini berada di antara dua atau lebih “cloud” tapi fungsinya sama dengan switched melakukan store dan forwarding paket data. interconnected independent network 12

13 Kita dapat membuat jaringan
Summary Kita dapat membuat jaringan Secara rekursif, dari dua atau lebih nodes terhubung dengan links (fisik), atau dua atau lebih jaringan yang telah ada. Besar network dapat ditingkatkan dengan menggunakan: switch => perantara hubungan antar nodes. Network skala besar dapat dicapai dengan melakukan interkoneksi jaringan yang sudah ada. 13

14 Requirement II: Resource Sharing
KK: efisiensi pemakaian link Link antar switches terbatas jumlahnya. Bagaimana menggunakan link secara bersama dan serentak? Multiplexing: banyak source (input) sharing link (output) tunggal. Host Switch Link antar switches tidak sebanyak jumlah host atau nodes yang ada. Akibat keterbatasan ini maka jika link tersebut telah digunakan antar dua host yang berkomunikasi maka host-host yang lain tidak dapat berkomunikasi karena link tersebut telah digunakan. Dengan kata lain jaringan tersebut tidak efisien karena hanya satu pasang host yang dapat menggunakan jaringan tersebut. Implementasi jaringan efisien jika kita menggunakan link tersebut secara bersama, misalkan lebih dari satu koneksi yang dapat melalui link tersebut, walaupun secara fisik saluran tersebut satu. Terdapat teknik dasar dalam memanfaatkan link dengan melakukan multiplexing, dimana resource tunggal tersebut digunakan bersama (sharing) oleh lebih dari satu koneksi. Hal yang sama dengan konsep time-sharing pada sistem operasi, dimana suatu saat banyak proses atau user yang menggunakan resource CPU tunggal. Konsep multiplexing dalam koneksi links dapat diartikan data dari multipel user/host dikirim pada link yang sama, dengan demikian pada satu saat terdapat lebih dari satu koneksi yang didukung oleh lingk tersebut. multiplex lebih dari satu koneksi. 14

15 Time Division Multiplexing (TDM)
Synchronous time division multiplexing Multiplex (mux) Demultiplex (demux) L1 R1 L2 R2 R3 Teknik yang sederhana untuk mengirimkan data dengan membagi pemakaian saluran digilir untuk setiap node. Misalkan terdapt 4 pasang node yang akan berhubungan maka setiap node akan mendapat jatah waktu, selama jatah waktu tsb node ybs berhak (secara sinkronus) langsung mengirimkan data. Istilah sinkronus => terdapat timing (clock) yang mengatur sender dan receiver kapan harus mengirim dan menerima data, dengan kata lain alokasi waktu telah “fixed” => slot waktu. Sisi pengirim disebut multiplex: penggabungan data sedang sisi penerima demultiplex: pembagian Transisi: Model pembagian jatah waktu TDM ini tidak fleksibel. L3 L4 R4 pembagian jatah waktu pemakaian link: slot (quantum) satuan waktu (time) 15

16 TDM: Limitations Efisiensi pemakaian link rendah
Waktu (quantum) akan terbuang percuma, jika data tidak terus menerus dikirim (Ingat: alokasi slot pemakaian telah ditetapkan untuk koneksi tsb). Kasus: koneksi komputer waktu idle tsb sangat besar (mis. on-line sistim reservasi penerbangan) Jumlah koneksi telah terbatas (tetap) Pembagian quantum (slot) telah ditentukan sebelumnya => max. jumlah koneksi. Kasus: umumnya koneksi komputer sangat singkat (mis. request Web pages) dan jumlah koneksi sangat banyak. Keterbatasan ini berfokus pada faktor efisiensi (sharing) link dan keterbatasan jumlah koneksi yang dapat didukung. Slot waktu yang fixed menyebabkan node yang tidak ada data tetap akan diberikan jatah waktu tsb (wasted). 16

17 Statistical Multiplexing
Pembagian waktu (quantum) berdasarkan permintaan (on-demand). Pemakaian link sesuai dengan data (traffic), tidak ada slot waktu yang terbuang karena alokasi fixed. Pengiriman dalam bentuk paket dan transmisi secara paket => Packet Switching. paket Dua fitur utama yakni: Pemakaian link secara bersama sesuai dengan alokasi waktu (time); jadi secara bergantian menurut waktu data akan dikirimkan dari node 1, node 2 dst. Flow data node tidak dialokasikan secara tetap tapi “on-demand” jadi terdapat kemungkinan link akan digunakan secara penuh oleh satu node karena node yang lain tidak mempunyai data. Dari segi efisiensi statistical multiplexing lebih baik dari TDM. Dalam penerapannya jumlah node yang terhubung dapat lebih banyak dari TDM, karena terdapat kemungkinan tidak semua node akan aktif terus menerus. Transisi: dalam hal jumlah node semua aktif sering agregat input lebih besar dari agregat output. Apa yang harus dilakukan jika terjadi overflow tsb? … Multiplex (mux) 17

18 Characteristics statistical multiplexing
Pengiriman dalam paket (blok data) Buffer: untuk menyimpan paket Umumnya jumlah user (koneksi) lebih besar dari kapasitas link => lebih efisien. Kasus: paket yang diterima lebih besar dari yang dapat dikirimkan => ditampung dalam buffer. Kasus ekstrim: terjadi penundaan akibat antrian pengiriman => congestion dan delay. Dalam kasus semua node mengirim dengan kapasita linknya maka kelebih data (burst) tersebut ditampung dalam buffer (memori) dan dilakukan antrian pengriman. Bottom line: telah diberikan salah satu teknik (statistical multiplexing) yang dapat memperbaiki koneksi jaringan yang ada sehingga lebih cost-efective untuk multiple users dalam melakukan sharing network resources (link & nodes). Dengan menambahkan konsep packet switching maka multiplex dapat dilakukan dalam satuan paket yang dikirimkan. Tantangan yang ada: bagaimana flow data dapat dialokasikan secara adil untuk semua node dan jika terjadi congestion bagaimana menanganinya merupakan salah satu subjek dalam membangun jaringan komputer. 18

19 Requirement III: Communicating Processes
Aplikasi proses => menggunakan fasilitas jaringan komputer Konektivitas antar komputer harus diartikan sebagai komunikasi antar proses Umumnya lebih rumit dari hanya penyampaian messages saja. Requirements dari aplikasi: kehandalan (error free), proses atau aplikasi yang mana sebagai tujuan, kebutuhan kecepatan data dll. Aplikasi diwakili oleh proses (sistim operasi) dari sisi user maka jaringan harus mendukung model komunikasi antar proses. Model komunikasi proses jauh lebih rumit dan bervariasi dari asumsi kita pertukaran data/pake/messages saja, terdapat keterbatasan timing (waktu), kehandalan, distribusi data dll. 19

20 Common Services Pendekatan/Strategi
Pengembang membangun (embedded) fungsi komunikasi ke dalam aplikasi. (NOT a good idea! Why?) Pegembang menggunakan “common services” yang standar untuk jaringan. Abstraksi: jaringan menyediakan “saluran (channel)” untuk hubungan antar proses konstruksi lapisan fungsional (services), reuse “code” dan standar pemakaian jaringan. services berlaku umum untuk semua aplikasi (fasiltas yang sama) => jaringan digunakan bersama oleh semua proses. Salah satu cara adalah pembuat aplikasi mengimplementasikan fungsi yang dibutuhkan aplikasi sebagai bagian dari aplikasi. Akibatnya setiap aplikasi mempunyai bagian implementasi services jaringan, tapi karena services tersebut umum dan berlaku untuk sekelompok aplikasi maka kita dapat menerapkan sebagai “common services” dari jaringan dan dapat digunakan oleh berbagai aplikasi (analogi dengan library function). Tantangan kebutuhan suatu jaringan adalah memformulasikan common services tersebut dan membungkus complexity implementasinya dari aplikasi. Salah satu pandangan juga adalah melihat network menyediakan “logical channel” untuk komunikasi dua proses. Setiap channel menyediakan sekumpulan services yang diperlukan aplikasi. Transisi: Jadi kita dapat melakukan abstraksi dalam bentuk suatu “cloud” jaringan yang besar tempat logical channel. 20

21 Abstraction: channel Host Application Channel Pada gamber ini terlihat dua proses berkomunikasi melalui logical channel. Cloud menghubungkan host komputer tempat proses tsb berada. Asumsikan juga channel seperti pipa yang menghubungkan dua aplikasi sehingga aplikasi pengirim menempatkan data pada ujung pipa satunya dan diharapkan data disampaikan pada ujung lainnya. Identifikasi fungsi suatu channel harus tercermin sebagai services kepada lapisan aplikasi. Sebagai contoh aplikasi memerlukan garansi message harus disampaikan? atau penyampaian harus berurut sesuai urutan pengiriman? atau kerahasiaan selama pengiriman. Channel: umum, parameter, pilihan, interface, aturan (protokol) =>fungsi apa saja yang harus didukung 21

22 Model Services (Simple)
Request/Reply Interaksi: dua arah (dialog). Tipikal: aplikasi untuk mengakses/update data. Delay: toleransi yang besar. Proteksi & reliability: duplikasi request (hanya satu message yang disampaikan). Stream-Based Arus (stream) data yang konstan. Tipikal: aplikasi multimedia Delay: sensitif, mempengaruhi informasi Proteksi & reliability: relatif, duplikasi/loss data dapat ditolerir Untuk merancang channel harus melakukan kategorisasi pola komunikasi yang diperlukan oleh aplikasi. Dengan demikian terbentuk kelompok dengan kelas services yang diperlukan, selanjutnya services tersebut diterapkan sebagai bagian fungsi jaringan. Salah satu pola adalah terdapat proses yang melakukan request (mis. transfer file) yang disebut client dan proses lain di komputer lain yang melayani reques tersebut disbt server. Model ini disebut clien server, sering disebut juga terdapat dialog request reply dalam pengiriman messages. Tipikal aplikasi yang lain adalah seperti video conferencing dimana data secara kontinyu dikirimkan antara dua komputer tsb untuk menggambarkan dlm real time gambar (video) dari pembicara. Pengiriman dalam bentuk frame data yang dibatasi “waktu” penyampaianya jika terlambat mempunyai dampak pada aplikasi. Model ini disebut message stream. Apa yang dapat menjadi masalah dari “comm. channel” dilihat dari segi aplikasi? 22

23 Summary Contoh trade-off : faktor biaya dan efisiensi (cost-effective) => pertimbangan realisasi suatu jaringan komputer Multiplexing: cara meningkatkan efisiensi pemakaian link => lebih banyak user yang didukung Statistical multiplexing: teknik yang umum digunakan dalam packet switching untuk mengirimkan paket, kapasitas link digunakan lebih optimal 23