Pengertian Ethernet dan Fungsi Ethernet Card serta Jenis-Jenisnya

Ethernet (bahasa Inggris: Ethernet) adalah keluarga teknologi jejaring komputer untuk jaringan wilayah setempat (LAN). Ethernet mulai merambah pasaran pada tahun 1980 dan dibakukan pada tahun 1985 sebagai IEEE 802.3. Ethernet telah berhasil menggantikan kabel teknologi LAN yang ikut bersaing lainnya.

Baku Ethernet terdiri dari beberapa kabel dan sinyal yang beragam dari lapisan wujud OSI yang digunakan dengan Ethernet. Ethernet 10BASE5 asli menggunakan kabel sesumbu sebagai sarana berkongsi (shared medium). Kabel sesumbu kelak digantikan dengan pasangan berpilin dan serat optik untuk penyambungannya dengan pusatan (hub) atau pengalih (switch). Laju data secara berkala kian meningkat pula dari 10 megabit per detik hingga mencapai 100 gigabit per detik.

Sistem perhubungan melalui Ethernet membagi aliran data menjadi potongan-potongan pendek yang disebut sebagai bingkai (frame). Setiap bingkai berisi alamat sumber dan tujuan, serta data pemeriksa galat (error-checking data) sehingga data yang rusak dapat dilacak dan dihantarkan kembali. Sesuai dengan acuan OSI, Ethernet menyediakan layanan sampai dengan lapisan taut data (data link layer).

Sejak perintisan awal, Ethernet telah mempertahankan mutu keserasian antar-peranti (compatibility) yang cukup baik. Fitur-fitur seperti alamat MAC 48-bit dan bentukjadi bingkai Ethernet telah mempengaruhi kaidah jejaring (network protocol) lainnya.

Fungsi Ethernet Card

Ethernet Card berfungsi membantu pertukaran file dan data melalui jaringan komputer. Komputer-komputer ini berkomunikasi melalui jaringan komputer dengan bantuan dari akses fisik ke media jaringan dan sistem pengalamatan tingkat rendah melalui penggunaan alamat MAC (nomor seri unik 48-bit yang disimpan dalam ROM yang dilakukan pada Ethernet Card). Dalam sebuah jaringan, setiap komputer memiliki kartu dengan alamat MAC yang unik.

Jenis-jenis Ethernet

Cara Kerja

Spesifikasi Ethernet mendefinisikan fungsi-fungsi yang terjadi pada lapisan fisik dan lapisan data-link dalam model referensi jaringan tujuh lapis OSI, dan cara pembuatan paket data ke dalam frame sebelum ditransmisikan di atas kabel.

Ethernet merupakan sebuah teknologi jaringan yang menggunakan metode transmisi Baseband yang mengirim sinyalnya secara serial 1 bit pada satu waktu. Ethernet beroperasi dalam modus half-duplex, yang berarti setiap station dapat menerima atau mengirim data tetapi tidak dapat melakukan keduanya secara sekaligus. Fast Ethernet serta Gigabit Ethernet dapat bekerja dalam modus full-duplex atau half-duplex.

Ethernet menggunakan metode kontrol akses media Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection untuk menentukan station mana yang dapat mentransmisikan data pada waktu tertentu melalui media yang digunakan. Dalam jaringan yang menggunakan teknologi Ethernet, setiap komputer akan "mendengar" terlebih dahulu sebelum "berbicara", artinya mereka akan melihat kondisi jaringan apakah tidak ada komputer lain yang sedang mentransmisikan data. Jika tidak ada komputer yang sedang mentransmisikan data, maka setiap komputer yang mau mengirimkan data dapat mencoba untuk mengambil alih jaringan untuk mentransmisikan sinyal. Sehingga, dapat dikatakan bahwa jaringan yang menggunakan teknologi Ethernet adalah jaringan yang dibuat berdasrkan basis First-Come, First-Served, daripada melimpahkan kontrol sinyal kepada Master Station seperti dalam teknologi jaringan lainnya.

Jika dua station hendak mencoba untuk mentransmisikan data pada waktu yang sama, maka kemungkinan akan terjadi collision (kolisi/tabrakan), yang akan mengakibatkan dua station tersebut menghentikan transmisi data, sebelum akhirnya mencoba untuk mengirimkannya lagi pada interval waktu yang acak (yang diukur dengan satuan milidetik). Semakin banyak station dalam sebuah jaringan Ethernet, akan mengakibatkan jumlah kolisi yang semakin besar pula dan kinerja jaringan pun akan menjadi buruk. Kinerja Ethernet yang seharusnya 10 Mbit/detik, jika dalam jaringan terpasang 100 node, umumnya hanya menghasilkan kinerja yang berkisar antara 40% hingga 55% dari bandwidth yang diharapkan (10 Mbit/detik). Salah satu cara untuk menghadapi masalah ini adalah dengan menggunakan Switch Ethernet untuk melakukan segmentasi terhadap jaringan Ethernet ke dalam beberapa collision domain.

NETWORKING DAN INTERNETWORKING 

Pendahuluan

Jaringan yang terbentuk di dalam sistem terdistrinbusi dibangun dari berbagai macam media transmisi, termasuk kabel, transmisi fiber optis, maupun jaringan menggunakan sistem wireless; hardware yang didalamnya termasuk routers, switch, bridge, hub, repeater, dan network interface lainnya selain itu software yang termasuk di dalamnya protokol stack, pengatur komunikasi, dan driver. Seluruh fungsi dan performa dari sistem terdistribusi tergantung dari seluruh aspek yang ada pada ketiga unsur diatas. Kita harus menghubungkan antara fungsionalitas hardware dan software yang menyediakan fasilitas komunikasi untuk sistem terdistribusi, hal semacam ini disebut dengan communication subsystem. Komputer dan semua peripheral lain yang menggunakan jaringan untuk tujuan komunikasi disebut sebagai host. Sedangkankan istilah node digunakan untuk semua komputer dan switch yang termasuk ke dalam sebuah jaringan.

Internet adalah sebuah subsystem komunikasi tunggal yang menyediakan komunikasi antara semua host yang terkoneksi ke dalam jaringan tersebut. Internet dibangun dari beberapa subnet yang di dalamnya menggunakan berbagai macam teknologi jaringan. Subnet adalah serangkaian node yang saling terkoneksi, yang kesemuanya menggunakan teknologi yang sama untuk terkoneksi satu sama lain. infrastruktur  internet termasuk arsitektur, hardware dan software yang secara efektive terintegrasi dalam berbagai subnet ke dalam sebuah komunikasi data tunggal.

Desain komunikasi dari subsystem sangat tergantung dengan karkteristik dari sistem operasi yang digunakan pada komputer, sistem terdistribusi memkomposisikan semua jaringan tersebut dan membuat mereka mampu terhubung satu sama lain. 

Komputer generasi awal sengaja dibentuk untuk bertemu dengan sedikit jaringan, dengan aplikasi yang relative simple. Aplikasi jaringan seperti file transfer, remote login, surat elektronik dan newsgroup masih mampu dijalankan. Kelanjutan dari pengembangan sistem terdistribusi dengan dukungan untuk aplikasi program terdistribusi mampu melakukan share file dan resource lain, selain itu mempunyai standar yang lebih tinggi dalam hal performance untuk untuk bertemu dengan berbagai macam aplikasi lain yang lebih interaktif dan kompleks.

Semakin kedepan, dengan semakin berkembangnya komunikasi serta komersialisasi dari internet dan munculnya model-model baru yang digunakan, model-model tersebut meningkatkan kebutuhan secara drastis dalam hal realibility, scalability, mobility, security dan quality of service . 

Performance, parameter performa jaringan yang paling diperhatikan adalah performa yang mempengaruhi kecepatan sebuah pesan individu dapat disalurkan antara dua komputer yang saling terhubung. Beberapa komponen parameter tersebut antara lain adalah latency dan data transfer rate.    

Latency, adalah jeda yang muncul setelah pengiriman dijalankan dan sebelum data mulai tersedia pada tujuan. Hal tersebut dapat diukur sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mentransfer pesan yang kosong.

Data transfer rate, adalah kecepatan dimana data dapat dikirimkan antara dua komputer di dalam jaringan seketika setelah transmisi dilaksanakan, biasanya diukur dalam ukuran bits per second.

Mengikuti berbagai macam definisi di atas, maka waktu yang dibutuhkan suatu jaringan untuk mengirimkan pesan yang di dalamnya terdapat beberapa bits data antara dua komputer dapat dirumuskan sebagai:

      Message transmission time = latency + length / data transtfer rate

Persamaan di ats valid untuk pesan yang panjangnya tidak melebihi maksimum, ditentukan oleh teknologi network yang digunaan. Pesan yang lebih panjang disegmentasikan dan waktu transmisi adalah penjumlahan dari waktu ditambah dengan waktu untuk melakukan segmentasi.

Transfer rate dari jaringan ditentukan oleh karakteristik fisikm termasuk dengan latency yang ditentukan oleh software, delay pada saat routing, dan load-dependent. Banyak pesan yang dikirimkan antara proses dalam sistem terdistribusi sangat kecil dalam ukurannya.

Total system bandwidth, dari jaringan diukur dengan throughput – total volume dari trafik yang dapt dikirimkan melalui jaringan pada suatu waktu yang dibutuhkan. Dalam berbagai macam teknologi LAN Local Area Network, seperti ethernet, kapasitas transmisi total dari sebuah jaringan digunakan oleh setiap transmisi dam sistem bandwidth sama dengan data transfer rate. Tetapi pada WAN Wide Area Network pesan dapat ditransmisikan pada banyak channel secara simultan. Dan bandwidth total dari sistem tidak memiliki hubungan langsung dengan transfer data rate.

Scalability, jaringan komputer adalah bagian yang tidak tergantikan pada infrastruktur peradaban modern. Perkembangan jumlah host komputer meningkat pesat dalam waktu dua puluh tahun terakhir. Potensi ukuran internet ke depan bisa di bandingkan dengan jumlah populasi total di muka bumi. Hal tersebut sama saja dengan beberapa juta node dan ratusan juta host yang aktif.

Hal tersebut mengindikasikan perubahan besar dalam hal jumalah dan beban yang ditanggung oleh internet harus segera diatasi. Teknologi jaringan yang ada walau bagaimanapun tidak di desain untuk mampu mengatasi skala penggunaan bahkan untuk skala penggunaan sekarang ini. Tetapi internet tetap harus mampu bekerja secara baik. Beberapa substansi internet berubah, terutama pada hal pengalamatan addressing dan mekanisme routing yang di rencanakan mampu mengatasi peningkatan skala pertumbuhan internet. 

Tidak ada bentuk trafik yang tersedia untuk internet, tetapi dampak dari trafik pada performa internet dapat diukur dari latency komunikasi. Hal menarik dari pengalaman dan sejarah yang sudah ada dari lantency di dalam internet dapat ditemukan dalam www.mids.org. Dalam sebuah referensi berjudul „the world wide wait‟, referensi tersebut memperlihatkan bahwa latency telah menurun dalam beberapa tahun terakhir, dari waktu rata-rata round sekitar 100ms menjadi 150ms. Tentu saja hal ini bervariasi antara satu tempat dengan tempat lainnya, dengan peak latency sekitar 400ms, tetapi mungkin saja hal tersebut bukanlah faktor utama yang menyebabkan delay muncul pada web user. Untuk mode aplikasi client-server sederhana seperti web, kita dapat memperkirakan pertumbuhan trafik secara proporsional dengan banyaknya pengguna yang aktif menggunakannya.

Reability, banyak aplikasi mampu untuk memperbaiki diri dari kesalahan komunikasi dan oleh sebab itu tidak membutuhkan garansi error free communication. End to end mendukung sudut pandang bahwa komunikasi subsystem membutuhkan tidak mempunyai error secara total. Deteksi komunikasi yang error dan koreksinya biasanya dilakukan oleh software pada level applikasi. Reliability dari kebanyakan transmisi fisik biasanya sangat tinggi. 

Security, pertahanan level pertama yang diadopsi oleh banyak organisasi untuk mengamankan jaringan dan komputer adalah dengan menggunakan firewall. Firewall membuat batas pengamanan antara organisasi intranet dan jaringan lain yang ada dalam internet. Tujuan dari firewall adalah untuk melindungi resource di dalam semua komputer di dalam sebuah organisasi dari akses oleh pengguna dari luar yang dapat menggunakan, memproses dan mengontrol resource diluar dari firewall.

Mobility, biasanya pengalamatan dan skema routing dari internet dan jaringan lain dibentuk sebelum adanya mobil device, meskipun mekanisme yang ada dewasa ini telah mampu digunakan dan diadopsikan untuk alat-alat tersebut, namun dengan semakin berkembangnya mobile divice, mekanisme ini membutuhkan ekstensi yang lebih.

Quality of Service, applikasi yang mentransmisikan data multimedia membutuhkan bandwidth yang dapat diandalkan dan batas latency untuk channel komunikasi yang mereka gunakan. Beberapa aplikasi merubah kebutuhan mereka secara dinamis dan mengembangkan sistem quality of service.

Multicasting, kebanyakan komunikasi dalam sistem terdistribusi antara bagian-bagian pemroses, namun kadang-kadang juga membutuhkan model komunikasi one to many.

Jaringan terdiri dari perpaduan dari banyak interconnected network „jaringan‟, mereka saling terintegrasi untuk menyediakan sebuah media komunikasi data tunggal, disebut sebagai internetworks. Internet adalah prototypical dari internetwork, biasanya terdiri dari ratusan ribu dari local, metropolitan dan wide area networks.

Local Area Networks (LANs), LANs memuat pesan secara relatif dengan kecepatan yang tinggi antara komputer yang terkoneksi dalam media komunikasi tunggal, seperti twisted copper, atau kabel coaxial  dan fiber optis. Segmen dalam LAN adalah bagian dari kabel yang melayani sebuah departemen atau lantai dari sebuah bangunan dan mungkin mempunyai banyak komputer yang terhubung. Tidak ada pesan routing yang dibuthkan dalam segmen, karena media transmisi menghubungkan secara langsung antara komputer yang terhubung di dalam segmen. Network lokal yang lebih besar, seperti yang ada pada jaringan kampus dan perkantoran, terdiri dari banyak segmen yang terhubung dengan menggunakan hub atau switch. Dalam local area network, total sistem bandwidth bernilai besar sedangkan latency bernilai sangat rendah, kecuali jika trafik dari pesan sangat tinggi.

Beberapa teknologi local area network dikembangkan pada tahun 1970an, ethernet, token ring dan slotted rings. Masing-masing menyediakan solusi yang efektif dan performa yang tinggi, tapi ethernet menjadi sebuah teknologi yang paling banyak digunakan untuk local area network. Ethernet pada awal tahun 1970an diproduksi dengan bandwidth pada kecepatan 10Mbps dan dikembangkan hingga kecepatan lebih dari 100Mbps dan 1000Mbps.

Wide Area Networks (WANs), WAN memuat pesan pada kecepatan yang lebih rendah antara node yang biasanya berada pada organisasi berlainan dan mungkin terpisah pada jarak yang lebih besar. Mereka biasanya berada pada kota-kota yang berbeda, negara bahkan benua. Media komunikasi di set dengan menggunakan circuit linking yang mempunyai unit proses sendiri, circuit tersebut sering disebut dengan routers. 

Metropolitan area network (MANs),  tipe jaringan didasarkan pada highbandwidth  tembaga dan kabel serat optik, baru-baru ini dipasang di beberapa kota dan kota untuk  transmisi atau video, suara dan data lain di atas jarak hingga 50 kilometer. 

      Pengkabelan ini dapat memberikan kecepatan transfer data yang kompatibel dengan

persyaratan sistem terdistribusi. Berbagai teknologi telah digunakan untuk  menerapkan routing data dalam MANs, mulai dari Ethernet ke ATM. IEEE telah  diterbitkan spesifikasi 802,6 [IEEE 19.941, yang dirancang khusus untuk memenuhi  kebutuhan Mans, dan implementasi pembangunan itu berada di bawah. 

      Wireless Networks adalah jaringan yang paling baik bagi perangkat genggam dan portabel yang        memerlukan komunikasi wireless. Banyak teknologi komunikasi wireless digital telah muncul            baru-baru ini. Beberapa, seperti IEEE 802.11 (WaveLAN) menawarkan transmisi data pada 2-11        Mhps lebih dari 150 meter, dan juga wireless jaringan area lokal (WLAN) yang dirancang untuk          digunakan sebagai pengganti kabel LAN. Jaringan lain dirancang untuk menghubungkan ponsel          ke ponsel lain atau perangkat tetap. "dalam satu langsung sekitar, misalnya untuk                                  menghubungkan mereka ke printer lokal, laptop atau komputer desktop, ini Teknologi tersebut            kadang-kadang disebut sebagai Wireless personal area network(WPANs): contoh menyertakan            link infra-merah yang sudah termasuk dalam banyak Palmtop dan laptop dan BlucTooth radio              berdaya rendah teknologi jaringan data menawarkan transmisi antara 12 Mbps pada jarak 10                meter. Banyak jaringan ponsel didasarkan pada teknologi jaringan wireless digital, termasuk                Eropa GSM (Global System for Mobile communication) standar, yang digunakan di sebagian              besar negara di dunia. Di Amerika Serikat, kebanyakan ponsel saat ini didasarkan pada radio              selular analog AMPS jaringan, CDPD (Cellular Digital Packet  Data) yang merupakan fasilitas            komunikasi digital yang berlapis. Jaringan ponsel  dirancang untuk beroperasi di daerah yang              luas (biasanya seluruh negara atau benua) melalui  penggunaan sambungan radio selular; fasilitas        transmisi data mereka menawarkan wide-area mobile Koneksi ke Internet untuk perangkat                  portable. Jaringan selular  disebutkan di atas menawarkan kecepatan data yang relatif rendah 9,6-        19,2 kbps, tapi pengganti jaringan transmisi data yang direncanakan dengan ratcs dalam kisaran          128b kbps - 384 kbps untuk radius beberapa kilometer dan sampai 2Mbps untuk sel-sel yang              lebih kecil.

Internetwork, internetwork adalah subsistem komunikasi di mana beberapa jaringan terhubung bersama-sama untuk menyediakan fasilitas komunikasi data umum serta membungkus (menyembunyikan) teknologi dan protokol jaringan komponen individu dan metode yang digunakan untuk interkoneksi mereka.

Berikut tipe-tipe jaringan secara umum :

 

Jaringan perbandingan dari tabel di atas menunjukkan rentang dan karakteristik dari performance berbagai jenis jaringan yang telah kita bahas di atas. Titik tambahan perbandingan yang relevan bagi sistem terdistribusi adalah frekuensi dan jenis kegagalan yang dapat diharapkan pada berbagai jenis jaringan. Keandalan yang mendasarinya mekanisme transmisi data sangat tinggi di semua jenis kecuali jaringan nirkabel, di mana paket sering hilang karena gangguan eksternal. Dalam semua jenis paket jaringan mungkin hilang akibat keterlambatan pemrosesan atau buffer overflow di tempat tujuan. Ini jauh yang paling umum yang menyebabkan hilangnya paket.

Dasar untuk jaringan komputer adalah teknik packet switching yang pertama kali dikembangkan di  1960-an. Packet switching adalah langkah radikal dalam telekomunikasi luar jaringan yang digunakan telepon dan telegraf komunikasi, mengeksploitasi kemampuan komputer untuk menyimpan data ketika sedang dalam pengolahan data. Hal ini memungkinkan paket yang ditujukan ke berbagai tujuan untuk berbagi satu link komunikasi. Paket yang antri di buffer dan ditularkan ketika link tersedia. Komunikasi adalah asinkron - pesan tiba di tempat tujuan setelah penundaan yang bervariasi tergantung pada waktu yang paket diperlukan untuk perjalanan melalui jaringan.

Dalam sebagian besar aplikasi jaringan komputer kebutuhan yang terpenting adalah transmisi unit logis infonnation atau pesan – yang urutan dari item data panjang. Namun sebelum pesan yang diteruskan itu dibagi ke dalam paket. Bentuk paling sederhana dari paket adalah urutan data biner (sebuah array dari bit atau byte) yang terbatas panjangnya. 

Bersama dengan informasi pengalamatan untuk mengidentifikasi resource dan tujuan komputer. Pembatasan panjang paket yang digunakan:

•      sehingga setiap komputer di jaringan dapat mengalokasikan buffer penyimpanan yang cukup untuk menahan kemungkinan terbesar masuk paket.

•      untuk menghindari penundaan yang tidak semestinya akan terjadi dalam menunggu saluran komunikasi untuk menjadi bebas jika pesan panjang yang ditransmisikan tanpa pembagian

Ada pengecualian utama aturan bahwa komunikasi berbasis pesan paling memenuhi kebutuhan aplikasi. Streaming audio dan video memerlukan bandwidth yang lebih tinggi daripada kebanyakan bentuk komunikasi lainnya di dalam sistem terdistribusi. 

Transmisi streaming video secara real-time untuk menampilkannya membutuhkan bandwidth sekitar 1,5 Mbps jika data dikompresi atau 120 Mbps jika tidak dikompresi. Waktu permainan „the play time‟ pada unsur multimedia adalah waktu di mana ia harus  ditampilkan (untuk video) atau diubah ke audio (untuk sampel suara). Misalnya, dalam suatu aliran frame video yang memiliki frame rate 24 frame per detik, frame N memiliki waktu bermain yang N/24 detik setelah sungai yang waktu mulai. Unsur yang tiba di tempat tujuan paling lambat waktu bermain mereka tidak lagi berguna dan akan dikeluarkan oleh play time. 

Sebuah jaringan terdiri dari satu set node dihubungkan bersama oleh sirkuit. Untuk mengirimkan informasi antara dua node, sebuah sistem switching diperlukan. Kita mendefinisikan empat jenis switching yang digunakan dalam jaringan komputer di sini.

      Broadcast, adalah sebuah teknik transmisi yang tidak melibatkan switching.

Semuanya ditularkan pada setiap node, dan terserah kepada calon penerima untuk melihat transmisi dialamatkan kepada mereka. Beberapa teknologi LAN. termasuk Ethernet, adalah berdasarkan broadcast. Jaringan nirkabel kebanyakan didasarkan pada broadcast.

Circuit switching, pada waktu jaringan telepon adalah satu-satunya telekomunikasi jaringan. Operasi mereka sederhana untuk dipahami: ketika memanggil sebuah nomor, sepasang kabel dari telepon ke pertukaran lokal dihubungkan dengan otomatis beralih pada pertukaran dengan sepasang kabel yang terhubung ke telepon pihak lain. Untuk interlokal proses serupa tetapi sambungan ini akan diaktifkan melalui campur tangan sejumlah pertukaran ke tujuannya. Sistem ini disebut somelimes sebagai sistem telepon tua biasa, atau POTS. Ini adalah khas jaringan circuit switching.

      Paket switching, Munculnya komputer dan teknologi digital membawa banyak perubahan baru          dalam kemungkinan untuk telekomunikasi. Pada tingkat paling dasar, perubahan itu membawahi        pengolahan dan penyimpanan. Ini memungkinkan untuk membangun jaringan komunikasi dalam        yang berbeda jalur. Jenis baru ini jaringan komunikasi disebut store and forward network.                    Daripada membuat dan melanggar koneksi untuk membangun sirkuit, store and forward network        hanya melalui jaringan ke depan paket dari sumber ke tujuan. Terdapat komputer pada setiap              switching node (dimanapun beberapa sirkuit harus saling berhubungan). Paket tiba pada satu              simpul pertama kali disimpan dalam memori komputer pada node dan kemudian diproses oleh            program yang ke depan ke arah tujuan mereka dengan memilih keluar sirkuit yang akan                      mentransfer paket ke node lain yang paling dekat dengan yang terakhir tujuan.

     Frame Relay store and forward network paket transmisi tidak dibuat seketika. Jaringan tersebut         biasanya mengambil dari beberapa puluh mikrodetik untuk beberapa milidetik untuk beralih               sebuah paket melalui jaringan cach node, tergantung pada ukuran packet, kecepatan dan hardware        jumlah lalu lintas lainnya. Paket dapat disalurkan melalui berbagai node sebelum mereka                     mencapai tujuan mereka. Sebagian besar Internet didasarkan pada store and forward switching,           dan sebagai telah kita lihat, bahkan paket internet pendek biasanya mengambil sekitar 200                   milidetik untuk mencapai tujuan mereka.

 

Gambar Conceptual layering of protocol software 

Protokol digunakan untuk merujuk seperangkat aturan well-known dan format untuk ia gunakan dalam komunikasi antara proses-proses pada perfoma tugas tertentu. Definisi dari sebuah protokol memiliki dua bagian penting untuk itu:

•         spesifikasi urutan pesan yang harus dipertukarkan;

•         spesifikasi format data dalam pesan.

Keberadaan protokol well-known memungkinkan komponen-komponen perangkat lunak terpisah sistem terdistribusi untuk dikembangkan secara mandiri dan dilaksanakan di berbagai bahasa pemrograman komputer yang mungkin memiliki kode urutan yang berbeda dan representasi data.

 

Gambar Encapsulation dalam in layered protocols 

Protocol layers jaringan software diatur dalam hierarki lapisan. Setiap lapisan menyajikan sebuah antarmuka untuk lapisan di atasnya yang memperpanjang sifat-sifat yang mendasari sistem komunikasi. Sebuah lapisan diwakili oleh sebuah modul di setiap komputer yang terhubung ke jaringan. Gambar diatas menggambarkan struktur dan aliran data ketika sebuah pesan ditularkan menggunakan protokol berlapis. Setiap modul muncul untuk berkomunikasi secara langsung dengan modul pada tingkat yang sama di komputer lain di jaringan, tetapi dalam kenyataannya data tidak ditransmisikan secara langsung antara modul protokol pada tiap tingkat. Sebaliknya, masing-masing perangkat lunak jaringan lapisan berkomunikasi dengan prosedur lokal panggilan dengan lapisan di atas dan di bawahnya.

 

Gambar Protokol dengan model ISO 

Protokol suite, sebuah set lengkap lapisan protokol disebut sebagai sebuah protokol suite atau protocol stack, tercermin dari struktur yang berlapis-lapis. Gambar diatas adalah bagaimana sebuah protokol stack yang sesuai dengan tujuh-lapisan Model Referensi Open System Interconnection (0SI) diadopsi oleh Organisasi Standar Internasional (ISO) LISA

1992]. OSI Model diadopsi dalam rangka mendorong pengembangan protokol standar yang akan memenuhi persyaratan dari sistem terbuka.

 

Gambar Kegunaan dari OSI

Packet asemmbly, bertugas membagi pesan ke dalam paket-paket sebelum transmisi dan reassembling mereka di komputer penerima biasanya dilakukan pada lapisan transport.

 

Gambar Layer Internetwork

Walaupun protokol IP berdiri di posisi sebuah protokol lapisan jaringan dalam Internet suite protokol. MTU-nya luar biasa besar pada 64 Kbytes, (8 Kbytes sering digunakan dalam praktek karena beberapa node tidak dapat menangani packels besar seperti itu). Apapun nilai MTU diadopsi untuk paket. Jika paket lebih besar dari Ethernet MTU dapat muncul dan mereka harus dipecah dalam transmisi.

      Port, transport layer bertugas untuk memberikan pesan independen service transportasi antara            port jaringan. Ports adalah software-didefinisikan poin tujuan untuk komunikasi dalam sebuah            host komputer. Ports di sertakan dalam proses, memungkinkan mereka untuk berkomunikasi                dalam pairs. Rincian spesifik abstraksi mungkin akan bervariasi untuk memberikan tambahan              properties yang berguna. 

     

      Addressing, transport layer bertanggung jawab untuk menyampaikan pesan ke tujuan dengan              alamat transport yang terdiri dari alamat nerwork host komputer

      dan nomor port. Sebuah alamat jaringan adalah angka pengenal yang secara unik                                  mengidentifikasi sebuah komputer host dan memungkinkan pesan harus ditempatkan oleh node          yang bertanggung jawab untuk routing data itu. Dalam intemef setiap host computer diberikan            nomor IP.

Packet delivery, Ada dua pendekatan untuk pengiriman paket oleh jaringan lapisan:

      Paket datagram delivery: The datagram merujuk pada kesamaan ini mode pengiriman dengan            cara di mana surat dan telegram yang disampaikan. Penting fitur jaringan datagram adalah bahwa        pengiriman setiap paket adalah 'one-shot' proses.

       Virtual circuit packet delivery: Beberapa level Layanan jaringan paket mengimplementasikan                      transmisi dengan cara yang analog dengan jaringan telepon. Virtual circuit harus ditetapkan                dengan paket-paket sebelum dapat lulus dari sumber tujuan host A ke host B.

 

Gambar Wide Area Network 

Routing adalah sebuah fungsi yang dibutuhkan pada semua jaringan kecuali LAN seperti Ethernet, yang menyediakan koneksi langsung antara host yang berpasangan. Dalam jaringan yang besar, adaptive routing digunakan, jalur terbaik untuk komunikasi antara dua titik dalam jaringan dievalusi kembali secara periodis, memgambil nilai traffic dalam jaringan dan beberapa kesalahan seperti kerusakan koneksi atau router.

      Algoritma routing terdiri dari 2 bagian:

1)      Harus dapat mengambil keputusan yang mendeterminasikan jalur yang diambil oleh masing-masing paket yang melewati jaringan. Dalam layer jaringan circuit-switched seperti X.25 jaringan frame relay seperti ATM, jalurnya dideterminasikan kapanpun pada sebuah sirkuit virtual atau koneksi yang dibentuk. Dalam layer jaringan packet-switched seperti IP dideterminasikan secara terpisah untuk masing-masing paket, dan algoritmanya harus sederhana dan efisien jika tidak akan mengurangi performa jaringan.

2)      Harus dapat melakukan update informasi jaringan secara dinamis berdasarkan pengamatan lalu lintas dan perubahan konfigurasi deteksi atau kegagalannya. Aktivitas ini menggunakan waktu yang sedikit kritis, lebih lambat dan lebih menggunakan teknik komputasi yang intensif.

Gambar 3.8 menunjukkan routing tabel yang ada pada masing-masing router untuk jaringan pada gambar 3.7, mengasumsikan sebuah jaringan yang tidak mempunyai kegagalan jalur atau router. Masing-masing arah menyedikan informasi routing untuk alamat paket untuk diberikan informasi. Jalur dasar menspesifikasi jalur luar untuk paket alamat untuk tujuan. Nilai field menggunakan perhitungan jarak vektor sederhana atau jumlah hops yang diberikan tujuan. Untuk jaringan yang tersimpan dan dikirimkan dengan jalur dengan bandwidth hampir sama diberikan estimasi alasam waktu untuk sebuah paket untuk melewti tujuan. Harga informasi yang disimpan dalam routing table tidak digunakan selama aksi paket routing  diambil oleh bagian 1 algoritma routing, tetapi dibutuhkan routing table konstruksi dan perawatan pada bagian 2.

 

 

Gambar 3.8 Routing Tabel gambar 3.7

Ketika paket alamat C dikirimkan ke router A, router memeriksa masukan C dalam routing table. Ini menunjukkan paket seharusnya disalurkan keluar dari A pada jalur berlabel 1. Paket datang pada B dan prosedur yang sama diikuti menggunakan routing tabel B, dimana menunjukkan route dikirimkan ke C lewat jalur berlabel 2. Ketika paket datang ke masukan roting tabel C menunjukkan “local” sebagai pengganti nomer jalur. Indikasi paket ini seharusnya dikirimkan ke local host.

      Perubahan informasi jaringan pada router  dengan node tetangganya dengan mengirimkan                    kesimpulan routing tabelnya digunakan sebuah Routing Information Protocol (RIP). RIP                      menunjukkan router didiskripsikan secara informal mengikuti:

1)      Secara periodis dan kapanpun perubahan local routing tabel,  mengirimkan  table (dalam summary) untuk semua tetangga yang diakses. Untuk itu, pengiriman paket RIP berisi sebuah salinan tabel untuk masing-masing jalur keluar yang tidak salah.

2)      Ketika sebuah tabel diterima dari router tetangga, jika penerimaan tabel menunjukkan sebuah route ke tujuan yang baru, atau jalur yang lebih baik (nilai rendah) ke tujuan yang telah ada, kemudian update local tabel dengan route baru. Jika tabel diterima pada jalur n dan memberika nilai berbeda daripada local tabel untuk sebuah route yang dimulai dengan jalur n kemudian menggantikan nilai local tabel pada harga yang baru. Ini dilakukan sebab tabel baru menerimadari sebuah router yang lebih dekat ke tujuan yang relevan dan oleh karena itu selalu berwenang untuk route yang melewatinya.

Algoritma ini lebih presisi digambarkan oleh pseudocode program yang ditunjukkan gambar 3.9, diman Tr adalah tabel yang diterima dari router lain dak Tl adalah local tabel. Ford dan Fulkerson  menunjukkan bahwa langkah yang diganbarkan di atas cukup menjamin routing tabel akan tercakup pada jalur terbaik untuk masing-masing tujuan kapanpun ada perubahan dalam jaringan. Frekuensi f dimana roting tabel dipropagasi ketika tidak ada perubahan terjadi, didesain untuk memastikan stablilitas perawatan, contohnya, dalam paket RIP yang hilang. Harga t diambil dari Internet sebesar 30 detik.

Gambar 3.9 Pseudo-code Algoritma RIP routing

Kapasitas jaringan dibatasi oleh performa jalur komunikasi dam node switching. Ketika menunggu keterangan jalur atau node mendekatio kapasitasnya, antrian akan dibentuk pada host, mencoba mengirimkan paket dan pertengahan node menghandel paket dimana dimiliki transmisi diblok oleh traffic lain. Jika proses menunggu berlanjut pada level yang sama tinggi, antrian akan melanjutkan proses sampai mencapai batas alokasi buffer.

Sebagai pengganti pengijinan paket untuk melewati jalur jaringan sampai mencapai  node over-congested, dimana mereka akan melepaskan, akan lebih baik untuk menangani node lebih awal sampai tumbukan (congestion) berkurang. Hasil ini akan meningkatkan delay paket tapi tidak signifikan mengurngi total keluaran jaringan. Congestion Control adalah nama yang diberikan  untuk teknik yang didesain untuk mencapai ini.

Secara umum congestion control dicapai olehnode informasi sepanjang jalur yang terjadi tabrakan dan rata-rata transmisi paket  seharusnya berkurang. Untuk node pertengahan, ini akan menghasilkan buffering ketika paket datang untuk periode lama. Untuk host yang sumbernya paket, hasilnya mungkin antrian paket sebelum transmisi atau menghalangi proses aplikasi yang generating jaringan dapat menghandelnya. 

      Internetworking

Ada banyak teknologi jaringan dengan jaringan, yang berbeda, jalur, dan protokol layer fisik.        Jaringan lokal dibentuk dari Ethernet dan teknologi ATM, WAN dibangun jaringan telepon                  analog dan digital berbagai tipe, jalur satelit dan jaringan wide-area ATM. Komputer personal              jaringan lokal dihubungkan ke Internet atau intranet dengan modem, ISDN dan koneksi DSL.

Untuk membangun network yang terintegrasi (internetwork) kita harus mengintegrasikan              beberapa subnet, masing-masing berbasis satu teknologi jaringan. Untuk membuat kemungkinan        ini, dibutuhkan:

      1) Mempersatukan skema alamat network yang mendukung paket untuk dialamatkan ke host               yang terhubung ke Internet.

      2) Protokol mendefinisikan format paket internetwork dan memberikan aturan menurut yang              dihandel.

      3) Komponen Internetworking yang paket route ke tujuannya menggunakan aturan pengalamatan        Internetwork, transmisi paket menggunakan subnet dengan variasi teknologi jaringan.

      Gambar 3.10 menunjukkan sebagian kecil intranet yang berlokasi di Queen Mary dan Westfield          College (QMW), Universitas London. Disini catatannya porsi yang menunjukkan gambar terdiri          dari beberapa subnet yang interkoneksi oleh router. Subnet berwarna abu-abu diantaranya ada              lima, tiga mengeshare IP network 138.37.95 (menggunakan kelas interdomain routing scheme            pada sesi 3.4.3). Pengalamatan numeris adalah pengalamatan IP. Router tanpa multiple subnet            dan mereka mempunyai alamat IP untuk masing-masing subnet dimana saling berhubungan                (alamat ditunjukkan melawan jalur).

Gambar 3.10 Tampilan sederhana QMW Computer Science Network

      · Router

      Kita mempunyai catatan bahwa routing dibutuhkan oleh semua jaringan kecuali Ethernet dan              jaringan wireless, yang mana semua host dihubungkan satu media transmisi. Router bentanggung        jawab untuk mengirim paket internetwork yang datang dari beberapa koneksi ke luar koneksi              yang benar seperti yang telah dipelajari dan router menjaga routing tabel sesuai tujuannya.

     · Bridge

     Jaringan jalur Bridge berbeda tipe. Beberapa bridge pada jaringan, dan dimaksud sebagai                     bridge/router sebab mereka juga menunjukkan fungsi routing.

     · Hubs

     Hubs adalah alat sederhana untuk menghubungkan antar host dan memperpanjang segmen                   Ethernet dan siaran lain melalui teknologi jaringan lokal. Mereka mempunyai sejumlah soket               yang masing-masinghost komputer terhubung. Mereka dapat juga digunakan untuk mengatasi             batas jarak pada satu segmen dan menyediakan tambahan host.

     · Switches

     Switch mempunyai fungsi mirip router tetapi hanaya untuk jaringan lokal. Mereka                               menginterkoneksikan beberapa Ethernet, routing paket yang datang untuk mengorganisir                     jaringan. Mereka menunjukkan tugasnya pada level Ethernet protokol jaringan. Mereka memulai         tanpa pengetahuan lebih luas internetwork dan membuat routing tabel untuk pengamatan lalu               lintas. Keuntungan switch dibandingkan hub adalah mereka memisahkan traffic yang datang dan         transmisinya hanya relevant ke network yang dituju, mengurangi tabrakandengan jaringan lain           yang terhubung.

    · Tunneling

      Bridge dan router mentransmisikan paket internetwork dalam beberapa jaringan, tetapi ada salah        satu situasi mendasari protokol jaringan yang disembunyikan tanpa menggunakan Intenetwork            protocol khusus. Ketika sepasang node terhubung dua jaringan yang terpisah membutuhkan                komunikasi dengan tipe jaringan lain atau disebut protokol alien. Mereka juga dapat melakukan          konstruksi protokol tunnel. Gambar 3.11 mengilustrasikan tujuan penggunaan tunelling untuk              mendukung migrasi Internet ke protokol IPv6. IPv6 dimaksudkan untuk menggantikan versi IP            yang sebelumnya yaitu IPv4 dan tidak kompatibel dengan itu. Selama waktu transisi ke IPv6              akan menjadi pulau IPv6 pada lautan IPv4.Ilustrasi A dan B seperti pulau. Pulau yg bundar paket        IPv6 dienkapsulasi dalam IPv4 dan disalurkan dengan campur tangan IPv4.

Gambar 3.11 Tunneling untuk migrasi IPv6

            Internet muncul dua dekade yang lalu melalui proses penelitian dan pengembangan jaringan lingkup luas di USA, mulai tahun 1970 muncul ARPANET, merupakan komputer raksasa pertama yang dikemnbangkan. Bagian penelitian yang dikembangkan adalah protokol TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protokol). Setelah beberapa tahun konsep TCP/IP ini semakin berkembang dan meluas penggunaannya di berbagaia negara.  Aplikasi servis dan protokol level aplikasi bermunculan berbasis TCP/IP seperti Web (HTTP), email (SMTP, POP), netnewas (NNTP), file transfer (FTP) dan Telnet.

           TCP adalah protokol transport yang digunakan untuk mendukung aplikasi secara langsung atau tambahan protokol sehingga mennyediakan fitur tambahan. Internet protokol  dikembangkan untuk mendukung  aplikasi wide-area sederhana seperti file transfer dan elekronik mail, menyertakan  komunikasi dengan latensi yang relatif tinggi secara geografis. Hasil standarisasi  protokol komunikasi membawa keuntungan besar. Hanya pengecualian signifikan yang diadopsi dari komunikasi TCP/IP yaitu:

1)      Penggunaan WAP untuk aplikasi wireless pada alat portabel.

2)      Protokol khusus untuk mendukung aplikasi multimedia streaming

Gambar 3.1 mengilustrasikan enkapsulasi paket yang mengakibatkan transmisi pesan via TCP dengan Ethernet. Tanda pada header  adalah tipe protokol  untuk layer di atasnya, dibutuhkan untuk menerima tumpukan protokol secara benar pada paket. Dalam layer TCP  nomer port receiver  melayani tujuan sama, menggunakan komponen software TCP  menerima host melewatkan pesan untuk level proses aplikasi khusus.

 

Gambar 3.13  Enkapsulasi ketika pesan ditransmisikan via TCP sebuah Ethernet

         Gambar 3.14 menunjukkan program user dan aplikasi berada pada satu jaringan virtual                       mendukung  TCP dan UDP dan pengimplementasi TCP dan UDP  pada jaringan IP virtual                   tunggal, menghilangkan perbedaan yang mendasari transmisi media.

 

Gambar 3.14 Konsep programmer terhadap Internet TCP/IP

Aspek yang mungkin menjadi tntangan terbesar dalam desain IP yaitu skema konstruksi nama dan pengalamatan host untuk routing paket IP untuk tujuannya. Skema digunakan untuk menandai alamat host ke jaringan dan  komputer terhubung harus mencakup ketentuan beikut:

1)      Harus universal, host banyak harus dapat mengirim paket ke host lain dalam Internet.

2)      Harus efisien dalam penggunaan alokasi alamat, kemungkinannya dapat diprediksi ukuran Internet dalam sejumlah jaringan dan alamat host seperti yang dibutuhkan. Alokasi alamat harus dipartisi secara hati-hati untuk menjamin alamat tersebut berfungsi.

3)      Skema alamat harus dipinjamkan sendiri  untuk mengembangkan skema routing yang efisien dan fleksibel, tetapi  alamatnya tidak berisi informasi yang banyak dibutuhkan untuk route sebuah paket ke tujuannya.

Desain yang diambil dari  alokasi alamat Internet ditunjukkan gambar 3.15. Ada 4 alokasi kelas alamat Internet, A, B, C, dan D. Kelas D dipesan untuk komunikasi Internet multicast, yang diimplementasikan hanya pada beberapa router Internet. Kelas E berisi range alamat yang belum dialokasikan, yang disiapkan untuk kebutuhan masa depan.

Gambar 3.15 Struktur alamat Internet ditunjukkan dalam ukuran bit.

Alamat Internet 32 bit berisi identitas jaringan dan identitas host yang biasanya ditulis sebagai sequence 4 angka desimal dipisahkan oleh titik. Masing-masing angka desimal merepresentasikan sati dari 4 byte, atau oktet alamat IP. Nilai yang dijinkan untuk masingmasing kelas alamat jaringan ditunjukkan oleh gambar 3.16.

 

Gambar 3.16 Reperesentasi desimal alamat Internet 

IP Protocol mentransmisikan datagram dari satu host ke host lainnya, biasanya melewati router pertengahan. Format IP paket secara penuh sangat kompleks , tetapi gambar 3.17 menunjukkan komponen utamanya.  Ada beberapa header field, tidak ditunjukkan dalam diagram, itu digunakan oleh transmisi dan algoritma routing.

Gambar 3.17 Layout paket IP

      1) Address Resolution

Modul resolusi alamat berkewajiban untuk  konversi alamat Internet untuk alamat jaringan spesifik tertentu (alamat fisik). Contohnya, jika jaringan dasar adalah Ethernet, resolusi alamat mengkonversi alamat Internet 32 bit ke alamat Ethernet 48 bit.

      2)  IP Spoofing

Kita telah melihat paket IP berisi alamat sumber, alamat IP pada pengiriman komputer.  Bersama dengan  alamat yang terenkapsulasi dalam data field (untuk  paket UDP dan TCP) sering digunakan oleh server untuk menggenerate alamat kembalian. Tidak ada jaminan alamat sumber memberi kenyataan alamat pengirim. Pengirim jahat dapat dengan mudah mengganti alamat yang berbeda dari yang sebenarnya dimiliki. Metode yang digunakan untuk menyebarkan layanan permintaan ping dalam jumlah yang besar pada komputer. Ping jahat meminta semua isi alamat IP sebagai target komputer dalam pengirim field alamat. Ping merespon target secara langsung dengan memasukkan  buffer, mencegah legitimasi paket IP berjalan.

Paket layer IP route dari sumbernya ke tujuannya. Masing-masing  router  pada Internet mengimplementasikan software layer IP untuk menyediakan algoritma routing.

1)      Backbone

Backbone merupakan suatu media transmisi utama yang biasanya menyebar ke berbagai arah suatu daerah tertentu san biasanya dipetakan. Router yang terhubung dari area nonbackbone  ke backbone, jalurnya disebut jaringan backbone. Jalur pada backbone biasanya  mempunyai bandwidth tinggi dan replikasi  untuk reabilitas.

2)      Routing protocol

RIP versi 1 merupakan algoritma pertama yang digunakan dalam Internet dan merupakan algoritma distance vektor. RIPv2 dikembangkan mengakomodasi  tambahan kebutuhan baru, termasuk classless interdomain routing., multicast yang lebih baik dan dibutuhkan autentikasi pekt RIP untuk mencegah serangan pada router.

3)      Default route

Sampai sekatrang, diskusi kita tentang algoritma routing telah menyarankan agar setiap router  menjaga routing tabel secara penuh, menunjukkan jalur ke setiap tujuan dalam Internet. Skala Internet sekarang jelas tidak mungkin (nomer tujuan mencapai 1 juta dan masih terus berkembang dengan cepat. Solusi pertama mengadopsi beberapa form grup topologi alamat IP. Contoh aplikasi berdasarkan regional sebagai berikut:

Alamat 194.0.0.0 sampai 195.255.255.255 untuk Eropa

Alamat 198.0.0.0 sampai 199.255.255.255 untuk Amerika Utara

Alamat 200.0.0.0 sampai 201.255.255.255 untuk Amerika Tengah dan Selatan

Alamat 202.0.0.0 sampai 195.203.255.255 untuk Asia dan Pasifik

Solusi kedua membuat ukuran routing tabel sesederhana dan se efektif mungkin. Dasarnya  pengamatan akurasi routing informasi dapat disederhanakan dari sejumlah besar router ke  beberapa router saja yang menutup jalur backbone.

4)        Routing pada subnet lokal

Alamat paket host pada jaringan yang sama sebagai pengirim ditransmisikan ke host tujuan  pada hop tunggal, menggunakan identifier host alamat untuk mendapatkan alamat tujuan host pada dasar jaringan. Secara sederhana layer IP menggunakan ARP untuk mendapatkan alamat jaringan tujuan dan kemudian menggunakan jaringan dasar  untuk trasnsmisi paket.

5)        Classless Interdomain Routing (CIDR)

Masalah utama adalah  kekurangan alamat kelas B untuk subnet lebih dari 255 host. Alokasi kelas C tersedia. Solusi CIDR untuk masalah ini untuk mengalokasikan sekumpulan alamat kelas C yang berkelanjutan untuk sebuah subnet dibutuhkan  lebih dari 255 alamat. Skema CIDR juga membuat kemungkinan  membagi sub alokasi alamat kelas B  untuk alokasi multiple subnet.

IPv6 muncul sebagai inovasi baru untuk menambah alokasi alamat IP dari IPv4 yang masih kurang untuk mencakup kebutuhan sekarang dan masa depan. Platform baru yang dibuat akan mendukung IPv4 dan IPv6 sehingga memudahkan proses migrasi dari IPv4 ke IPv5. Berikut ini bagian utama IPv6:

1)      Alokasi alamat

Panjangnya 128 bit (16 byte)

2)      Kecepatan routing

Menggunakan header yang lebih baik sehingga kecepatannya routing bertambah.

3)      Layanan real-time dan khusus

Menggunakan label aliran dan prioritas.

4)      Evolusi masa depan

Sebagai generasi header berikutnya.

5)      Multicast dan anycast

Baik IPv4 maupun IPv6 mendukung  transmisi multiole host dengan satu alamat saja. 6) Keamanan

Menggunakan ransmisi private data.

Gambar 3.18 Layout header IPv6

Komputer mobile seperti laptop dan palmlaptop dihubungkan ke Internet di lokasi yang berbeda-beda dan berpindah-pindah tempat. Laptop di kantor mungkin terhubung dengan Ethernet, terhubung ke Internet dengan router  dan dapat terhubung lewat mobile phone. Semua koneksi tersebut menggunakan IP dinamis (DHCP) dimana IPnya dapat berubahrubah sesuain waktu, lokasi dan keadaan.

Berikut ini mekanisme mobile IP:

Gambar 3.19 Mekanisme Mobile IP

       

TCP dan UDP menyediakan kemampuan Internet dalam bentuk yang berguna untuk program aplikasi.  Developer aplikasi mungkin menginginkan layanan lain dari servis transfer, contohnya untuk menyediakan jaminan dan keamanan, akan tetapi servis tersebut akan membutuhkan lebih banyak dukungan daripada yang disediakan oleh IPv4. Saat ini akan dijelaskan fungsi-fungsi kegunaan yang diberikan oleh TCP dan UDP kepada IP.

Kegunaan Port Karakteristik pertama yang harus diperhatikan adalah IP mensupport komunikasi antara 2 atau lebih komputer (diidentifikasi berdasarkan alamat IP-nya), TCP dan UDP, sebagai protokol transfer, harus menyediakan komunikasi antar prosesnya. Hal ini diselesaikan dengan menggunakan port. Nomor-nomor port digunakan untuk mengalamatkan suatu pesan ke dalam suatu proses di dalam suatu komputer dan hanya valid untuk komputer tersebut. Sebuah nomor port terdiri dari 16-bit integer. Saat IP paket diterima oleh host tujuan, TCP dan UDP layer software akan membaginya ke dalam proses-proses berdasarkan port-port yang spesifik dalam host tersebut.

Fitur UDP UDP hampir seperti replika transfer-level dari IP. Sebuah UDP datagram di enkapsulasi di dalam IP paket. UDP datagram mempunyai header yang mengikutsertakan sumber dan alamat port tujuan (alamat host yang sesuai telah berada pada IP header), sebuah length field dan checksum. Kita telah mengetahui bahwa IP paket dapat di-drop akibat kemacetan atau network error. UDP tidak menyediakan mekanisme yang reliabel kecuali checksum-nya, yang mana merupakan optional. Apabila field checksum tidak nol maka komputer host yang menerima akan mengecek angka dari paket tersebut dan membandingkannya dengan checksum yang telah diterima; apabila paket tersebut tidak sesuai maka akan di-drop.

Fitur TCP TCP menyediakan fitur-fitur yang lebih canggih. Ia menyediakan pengantaran yang lebih reliabel untuk byte yang panjang via abstraksi programming yang stream-based. Mensyaratkan adanya jaminan keandalan pengiriman ke proses penerimaan semua dari data yang disajikan kepada perangkat lunak TCP dengan proses pengiriman, dalam urutan yang sama. TCP merupakan connection-oriented. Sebelum data yang ditransfer, pengirim dan penerima proses harus bekerja sama dalam pembentukan bi-directional sebuah saluran komunikasi. Sambungan hanya end-to-end perjanjian untuk melakukan transmisi data yang dapat diandalkan; intermediate node seperti router tidak memiliki pengetahuan tentang koneksi TCP, dan paket IP yang mentransfer data dalam transmisi TCP tidak harus semua mengikuti rute yang sama.

TCP layer menyediakan mekanisme tambahan untuk menjamin reliabilitasnya. Berikut keunggulan-keunggulannya :

Sequencing: Sebuah Proses pengiriman TCP membagi sungai menjadi urutan segmen data dan mengirimkannya sebagai paket IP. Sebuah nomor urut dilampirkan ke setiap segmen TCP. Ini memberikan jumlah byte dalam sungai untuk byte pertama dari segmen. Penerima menggunakan nomor urut untuk memesan segmen yang diterima sebelum menempatkan mereka di sungai input pada proses penerimaan. Tidak ada segmen dapat ditempatkan pada input sungai sampai semua segmen bernomor lebih rendah telah diterima dan ditempatkan di sungai, sehingga segmen yang tiba keluar oforder harus diadakan di sebuah penyangga sampai tiba para pendahulu mereka.

Flow control: Pengirim memastikan untuk tidak membanjiri receiver atau mengintervensi nodenya. Hal ini dicapai dengan sistem acknowledgements segmen. Setiap kali berhasil penerima menerima catatan yang segmen itu nomor urut. Dari waktu ke waktu mengirimkan penerima pengakuan ke pengirim memberikan nomor urutan tertinggi nomorsegmen dalam aliran input bersama-sama dengan ukuran jendela. Jika ada aliran balik data, penghargaan yang dibawa dalam segmen data normal, kalau mereka bepergian di segmen pengakuan. Lapangan ukuran jendela dalam segmen pengakuan menentukan jumlah data bahwa pengirim diperbolehkan untuk dikirim sebelum pengakuan berikutnya.

Retransmission: Pengirim mencatat nomor urutan segmen yang mengirimkan. Ketika menerima pengakuan itu mencatat bahwa segmen telah berhasil diterima dan mungkin kemudian menghapusnya dari buffer outgoing. Jika salah satu segmen tidak diakui dalam batas waktu tertentu, pengirim mentransmisikan kembali itu.

Buffering: Penyangga yang masuk pada penerima digunakan untuk keseimbangan aliran antara pengirim dan penerima. Jika masalah proses penerimaan operasi menerima lebih lambat dari isu-isu pengirim mengirim operasi, jumlah data dalam buffer akan tumbuh. Biasanya diekstrak dari buffer sebelum menjadi penuh, tetapi pada akhirnya mungkin buffer overflow dan ketika itu terjadi masuk segmen tersebut hanya menjatuhkan tanpa merekam kedatangan mereka. Oleh karena itu, kedatangan mereka tidak diakui dan pengirim wajib untuk mentransmit ulang.

Checksum: Setiap segmen membawa checksum yang meliputi header dan data dalam segmen. Jika segmen yang diterima tidak sesuai dengan checksum maka segmen dijatuhkan.

Desain dan pelaksanaan dari Domain Name System CDNS) dijelaskan secara rinci dalam Bab 9; kami memberikan ikhtisar singkat di sini untuk melengkapi diskusi kita mengenai protokol Internet. Internet mendukung skema untuk penggunaan nama simbolik untuk host "dan jaringan, seperti binklev.cs.mcgill.ca atau essex.ac.uk. Entitas yang bernama disusun menjadi sebuah hirarki penamaan. Entitas yang bernama disebut domain dan nama-nama simbolik disebut nama domain. Domains diorganisasikan secara hirarki yang dimaksudkan untuk mencerminkan struktur organisasi mereka. hirarki penamaan sepenuhnya tergantung pada tata letak fisik jaringan yang membentuk Internet. Nama Domain nyaman selama pengguna manusia, tetapi mereka harus diterjemahkan ke Internet (IP) alamat sebelum mereka dapat digunakan sebagai pengidentifikasi komunikasi. Ini adalah tanggung jawab layanan tertentu, DNS. lulus program Aplikasi permintaan ke DNS untuk mengubah nama domain yang pengguna menentukan ke alamat Internet.

DNS diimplementasikan sebagai proses server yang dapat dijalankan pada komputer host mana saja di Internet. Setidaknya ada dua DNS server di setiap domain dan sering lebih. Server di setiap domain memegang sebuah peta parsial dari pohon nama domain di bawah domain. Mereka harus memegang setidaknya porsi yang terdiri dari semua domain dan nama host di dalam domain, tetapi mereka sering mengandung porsi yang lebih besar dari pohon. Menangani permintaan DNS server untuk menerjemahkan nama domain di luar bagian dari pohon dengan mengeluarkan permintaan ke server DNS di domain yang relevan, melanjutkan rekursif dari kanan ke kiri menyelesaikan nama segmen. Terjemahan yang dihasilkan kemudian di-cache di server yang menangani permintaan yang asli sehingga permintaan masa depan bagi penyelesaian mengacu pada nama-nama domain yang sama akan dapat diselesaikan tanpa merujuk ke server lain. DNS tidak akan dapat dilaksanakan tanpa banyak menggunakan caching, karena 'root' nama server akan berkonsultasi dalam hampir setiap kasus, menciptakan akses pelayanan kemacetan.

Hampir semua organisasi membutuhkan konektivitas internet untuk memberikan layanan kepada pelanggan mereka dan eksternal lainnya pengguna dan untuk memungkinkan pengguna internal mereka untuk mengakses informasi dan layanan. Komputer di kebanyakan organisasi cukup beragam, menjalankan berbagai sistem operasi dan aplikasi perangkat lunak. Keamanan perangkat lunak mereka bahkan lebih beragam, beberapa di antaranya dapat mencakup negara-of-the-art keamanan, tetapi sebagian besar akan memiliki sedikit atau tidak memiliki kemampuan untuk memastikan bahwa komunikasi masuk dapat dipercaya dan komunikasi keluar swasta jika diperlukan. Ringkasnya, dalam sebuah intranet dengan banyak komputer dan berbagai perangkat lunak itu tidak dapat dihindari bahwa beberapa bagian dari sistem akan memiliki kelemahan yang memaparkannya pada serangan keamanan. Bentuk serangan yang lebih rinci dalam Bab 7.

 Tujuan dari firewall adalah untuk memantau dan mengendalikan semua komunikasi masuk dan keluar dari intranet. Firewall ini diterapkan oleh serangkaian proses yang bertindak sebagai pintu gerbang ke intranet, menerapkan kebijakan keamanan ditentukan oleh organisasi.

 Tujuan dari kebijakan keamanan firewall dapat mencakup salah satu atau semua hal berikut :

Service control : Untuk menentukan layanan yang host internal dapat diakses untuk akses eksternal dan untuk menolak semua permintaan layanan yang masuk lainnya. Outgoing servicerequests dan tanggapan kepada mereka mungkin juga dikendalikan. Tindakan penyaringan ini dapat didasarkan pada isi dari paket IP dan TCP dan UDP permintaan yang mengandung. Misalnya, masuk permintaan HTTP dapat ditolak kecuali mereka akan diarahkan ke server web resmi host.

Behaviour control : Untuk mencegah perilaku yang melanggar kebijakan organisasi, adalah anti-sosial atau tidak memiliki tujuan yang jelas dan sah sehingga dicurigai membentuk bagian dari sebuah serangan. Beberapa tindakan penyaringan ini mungkin dapat diterapkan pada tingkat LP atau TCP, tetapi yang lain mungkin memerlukan pesan penafsiran di tingkat yang lebih tinggi. Sebagai contoh, penyaringan email 'spam' serangan mungkin memerlukan pemeriksaan alamat email pengirim di header pesan atau bahkan isi pesan.

User control : Organisasi mungkin ingin membedakan antara para penggunanya, yang memungkinkan beberapa akses ke layanan eksternal tetapi menghambat orang lain dari berbuat demikian. Contoh pengguna kontrol yang mungkin lebih dapat diterima secara sosial daripada beberapa adalah untuk mencegah perangkat lunak mengakui kecuali untuk pengguna yang merupakan anggota tim administrasi sistem, dalam rangka untuk mencegah infeksi virus atau perangkat lunak untuk mempertahankan standar. Contoh khusus ini sebenarnya sulit untuk menerapkan tanpa menghambat penggunaan Web oleh pengguna biasa.

 

Kebijakan harus dinyatakan dalam operasi penyaringan yang dilakukan oleh proses penyaringan yang beroperasi pada beberapa tingkatan yang berbeda:

IP packet filtering : Ini adalah proses penyaring memeriksa paket IP individu. Mungkin membuat keputusan berdasarkan alamat tujuan dan sumber. Mungkin juga memeriksa jenis layanan bidang paket IP dan menafsirkan isi pengepakan berdasarkan jenis. Misalnya. itu mungkin filter paket-paket TCP berdasarkan nomor port yang mereka ditangani. dan karena jasa umumnya terletak di pelabuhan terkenal. ini memungkinkan paket data dapat disaring berdasarkan layanan yang diminta. Misalnya. banyak pejantan melarang penggunaan NFS server oleh klien eksternal.

TCP gateway : Sebuah proses gateway TCP cek semua koneksi TCP permintaan dan segmen transmisi. Ketika proses gateway TCP terinstal, setting-up koneksi TCP dapat dikontrol dan segmen TCP dapat diperiksa kebenaran (beberapa denial of service serangan menggunakan TCP kelainan bentuk segmen untuk mengganggu sistem operasi klien). Bila dikehendaki, mereka dapat disalurkan melalui tingkat-aplikasi gateway untuk memeriksa konten.

Application-level gateway : Aplikasi tingkat proses gateway bertindak sebagai proxy untuk proses aplikasi. Sebagai contoh, kebijakan yang diinginkan internal tertentu yang memungkinkan pengguna untuk melakukan koneksi Telnet ke host eksternal tertentu. Ketika seorang pengguna menjalankan program Telnet di komputer lokal, ia mencoba untuk membangun sebuah koneksi TCP dengan remote host. Permintaan ini dicegat oleh TCP gateway. TCP gateway Telnet proxy memulai proses dan koneksi TCP yang asli adalah diarahkan untuk itu. Jika proxy Telnet menyetujui operasi (pengguna berwenang untuk menggunakan host yang diminta) itu membentuk hubungan lain yang diminta tuan rumah dan kemudian relay semua paket-paket TCP di kedua arah. Proses proxy serupa akan dijalankan di Telnet nama masing-masing klien, dan proxy yang sama bisa digunakan untuk FTP dan layanan lainnya.

Keamanan dapat ditingkatkan dengan menggunakan dua router / filter secara seri, dengan benteng dan server publik yang terletak di subnot terpisah yang menghubungkan router / filter. Konfigurasi ini memiliki beberapa keuntungan keamanan:

§  Jika kebijakan benteng ketat, alamat IP dari host di dalam intranet bahkan tidak perlu dipublikasikan ke dunia luar, dan alamat di dunia luar tidak perlu diketahui komputer internal, karena semua komunikasi eksternal melewati proxy presesi di benteng, yang tidak memiliki akses ke kedua.

§  Jika router pertama / filter ditembus atau terganggu, yang kedua, yang tidak terlihat dari luar intranet dan karenanya kurang rentan. tetap untuk mengambil dan menolak paket IP tidak dapat diterima.

Virtual private networks Virtual private network (VPN) memperpanjang batas perlindungan firewall di luar intranet lokal dengan menggunakan saluran aman cryptographically dilindungi di tingkat IP. Pada Subbab 3.4.4, kita diuraikan keamanan IP ekstensi yang tersedia di IPv6 dan IPv4 dengan IPSec tunnelling [Thayer 1998]. Ini adalah dasar bagi pelaksanaan VPN. Mereka mungkin dapat digunakan untuk setiap pengguna eksternal atau untuk melaksanakan koneksi aman antara intranet yang terletak di lokasi yang berbeda menggunakan link Internet publik.

3.5 Network case studies: Ethernet, wireless LAN and ATM

 

Pada awal 1980, US Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) membentuk suatu komite untuk menentukan serangkaian standar untuk jaringan area lokal (yang 802 Komite [IEEE 1990]), dan subkomite telah menghasilkan serangkaian spesifikasi yang telah standar menjadi kunci untuk LAN. Dalam kebanyakan kasus, standar didasarkan pada pra-standar industri yang sudah ada yang muncul dari penelitian yang dilakukan pada 1970-an.

Mereka berbeda dalam kinerja. efisiensi. kehandalan dan biaya, tetapi mereka semua memberikan bandwidth relatif tinggi kemampuan jaringan lebih pendek dan menengah distances.The standar IEEE 802.3 Ethernet umumnya telah memenangkan pertempuran untuk Wired LAN pasar. dan kita menggambarkannya dalam Subbab 3.5.1 sebagai perwakilan kami teknologi LAN dengan kabel. Meskipun implementasi Ethernet busur tersedia selama beberapa bandwidth, prinsip-prinsip operasi adalah identik dalam semua mereka.

IEEE 802.5 yang standar Token Ring pesaing yang signifikan bagi banyak pada 1990an, menawarkan keuntungan over Ethernet, efisiensi dan bandwidth dukungan untuk jaminan, tetapi sekarang sudah menghilang dari pasar.

802,4 IEEE Token Bus standar ini dikembangkan untuk aplikasi industri real-time dengan persyaratan dan masih digunakan dalam domain tersebut. 802,6 IEEE Metropolitan Area meliputi standar jarak hingga 50 km dan dimaksudkan untuk digunakan dalam jaringan yang tersebar kota-kota.

The IEEE 802.11 Wireless LAN standar muncul agak kemudian tetapi sekarang memegang posisi yang signifikan di pasar dengan produk-produk dari Lucent (WaveLAN) dan vendor lainnya, dan kemungkinan untuk menjadi lebih penting dengan munculnya ponsel dan perangkat komputasi di mana-mana. IEEE 802.11 standar dirancang untuk mendukung komunikasi dengan kecepatan hingga 11 Mbps melalui jarak hingga 150 m antara perangkat nirkabel yang dilengkapi dengan sederhana pemancar / penerima. Kami menguraikan prinsipprinsip operasi di Subbab 3.5.2.

The ATM technology emerged from major research and standardization efforts in the telecommunications and computer industries in the late 1980s and early 1990s [CC1TI 1990]. Its purpose is to provide a high-bandwidth wide-area digital networking technology suitable for telephone, dara and multimedia (high-quality audio and video) applications. Although the uptake has been slower than expected, ATM is now the dominant technology for very highspeed wide-area networking. It was also seen in some quarters as a replacement for Ethernet in LAN applications, but it has been less successful in that marketplace due to competition from 100 Mbps and 1000 Mbps Ethernets which are available at much lower cost. We outline the principles of operation of ATM in Section 3.5.3.

Ethernet dikembangkan di Xerox Palo Alto Research Center pada tahun 1973 [Metcalfe dan Boggs 1976; Shoch dkk. 1982: 1985] sebagai bagian dari program riset yang dilakukan di sana pada workstation pribadi dan sistem terdistribusi. Ethernet pilot pertama berkecepatan tinggi jaringan lokal, menunjukkan kelayakan dan kegunaan dari jaringan lokal berkecepatan tinggi yang menghubungkan komputer di satu situs, yang memungkinkan mereka untuk berkomunikasi pada kecepatan transmisi yang tinggi dengan tingkat kesalahan rendah dan tanpa menonaktifkan penundaan. Prototipe asli Ethernet berlari pada 3 Mbps. Sistem ethernet sekarang tersedia dengan bandwidth mulai dari 10 Mbps sampai dengan 1000 Mbps. Banyak jaringan kepemilikan, telah dilaksanakan dengan menggunakan metode dasar yang sama dengan biaya operasi / kinerja karakteristik yang cocok untuk berbagai aplikasi. Pada tingkat biaya terendah, prinsip-prinsip yang sama operasi yang digunakan untuk menghubungkan komputer mikro berbiaya rendah dengan kecepatan transmisi 100-200 kbps.

 Ethernet tunggal sederhana atau bercabang bus-seperti garis sambungan menggunakan media transmisi terdiri dari satu atau lebih segmen kabel terus dihubungkan oleh hub atau repeater. Hub dan repeater adalah alat sederhana yang menghubungkan potongan-potongan kawat, sehingga sinyal yang sama melewati mereka semua. Beberapa Etherncts dapat dikaitkan pada tingkat protokol jaringan Ethernet dengan Ethernet switch atau jembatan. Switch dan jembatan beroperasi pada tingkat frame Ethernet, forwarding mereka untuk berdekatan Ethernets ketika tujuan mereka ada di sana. Erhemets terhubung muncul sebagai jaringan tunggal lapisan protokol yang lebih tinggi, seperti IP (lihat Gambar 3.10, di mana IP subnet 138.37.88 dan 138.37.94 masing-masing terdiri dari beberapa komponen Ethernets ditandai dihubungkan oleh Eswitch). Secara khusus, protokol ARP (Subbab 3.4.2) dapat menyelesaikan alamat IP ke alamat Ethernet yang terhubung di set Ethernets; masing-masing permintaan ARP disiarkan pada semua jaringan terkait lain dalam subnet.

 Metode operasi Ethernets didefinisikan oleh frase 'carrier sensing, multiple akses dengan deteksi tabrakan' (disingkat: CSMA / CD) dan mereka termasuk dalam kelas jaringan bus pertengkaran. Contention bus menggunakan satu medium transmisi untuk menghubungkan semua host. Protokol yang mengelola akses ke media disebut kontrol akses medium (MAC) protokol. Karena link satu menghubungkan semua host. Protokol MAC menggabungkan fungsi sebuah protokol lapisan data-link (bertanggung jawab untuk transmisi paket pada link komunikasi) dan protokol jaringan (bertanggung jawab untuk pengiriman paket ke host) dalam satu lapisan protokol.

Packet broadcasting Metode komunikasi dalam jaringan adalah dengan CSMAJCD broadcast paket-paket data pada media transmisi. Semua stasiun secara terus menerus 'mendengarkan' untuk medium untuk paket-paket yang dialamatkan kepada mereka. Setiap stasiun berharap untuk mengirimkan pesan siaran satu atau lebih paket (disebut frame dalam spesifikasi Ethernet) pada media. Setiap paket berisi alamat stasiun tujuan. alamat stasiun pengiriman dan variabel-panjang urutan bit yang mewakili pesan yang akan dikirim. Hasil pengiriman data pada 10 Mbps (atau pada kecepatan yang lebih tinggi ditentukan untuk 100 dan 1000 Mbps Ethernets) dan paket bervariasi panjang antara 64 dan 1518 byte, sehingga waktu untuk mengirimkan sebuah paket di atas 10 Mbps. Ethernet adalah 5 ~ 1200 mikrodetik, tergantung pada panjangnya. Yang ditentukan sebagai MTU 1518 byte dalam standar IEEE, meskipun tidak ada alasan teknis tertentu kecuali batas tetap harus membatasi penundaan yang disebabkan oleh pertengkaran.

Ethernet packet layout Paket yang ditransmisikan oleh stasiun pada Ethernet memiliki layout sebagai berikut :

 

Terlepas dari tujuan dan alamat sumber yang telah disebutkan, termasuk bingkai tetap 8-byte awalan, lapangan panjang, data lapangan dan sebuah checksum. Awalan. perangkat keras digunakan untuk tujuan dan waktu pembukaan ofa terdiri dari tujuh byte, masing-masing berisi pola bit 10101010 diikuti oleh single-byte mulai frame pemisah (8 dalam diagram) dengan pola 10101011.

 Terlepas dari kenyataan bahwa spesifikasi tidak memungkinkan lebih dari 1024 stasiun pada satu Ethernet, menempati alamat enam byte, menyediakan 248 alamat yang berbeda. Hal ini memungkinkan setiap perangkat keras antarmuka Ethernet diberi alamat unik oleh produsen, memastikan bahwa semua stasiun dalam rangkaian yang saling berhubungan Ethernets akan memiliki alamat unik. The US Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) bertindak sebagai otoritas alokasi alamat Ethernet. terpisah mengalokasikan 48bit kisaran alamat produsen hardware interface Ethernet.

Lapangan data berisi semua atau sebagian (jika panjang pesan melebihi 1500 bytes) dari pesan yang sedang dikirim. Terikat yang lebih rendah dari 46 byte di lapangan data yang menjamin paket minimal panjang 64 bytes, yang diperlukan dalam rangka menjamin bahwa tabrakan akan terdeteksi oleh semua stasiun pada jaringan, seperti yang dijelaskan di bawah ini.

Frame check sequence adalah checksum yang dihasilkan dan disisipkan oleh pengirim dan digunakan untuk memvalidasi paket oleh penerima. Paket dengan checksum salah hanyalah dijatuhkan oleh lapisan datalink di stasiun penerima. Ini adalah contoh lain penerapan end-to-end argumen: untuk menjamin pengiriman pesan. Sebuah protokol lapisan transport seperti TCP, yang mengakui penerimaan dari masing-masing paket dan mentransmisikan kembali paket-paket apa pun diakui, harus digunakan. Insiden korupsi data dalam jaringan lokal sangat kecil sehingga penggunaan metode ini dijamin pengiriman pemulihan ketika dibutuhkan adalah sepenuhnya memuaskan dan itu memungkinkan kurang, protokol transport mahal seperti UDP untuk dipekerjakan bila tidak perlu untuk menjamin pengiriman .

Packet collisions Bahkan dalam waktu yang relatif singkat yang diperlukan untuk mengirimkan paket-paket yang terbatas ada probabilitas bahwa dua stasiun pada jaringan akan mencoba untuk menyampaikan pesan secara bersamaan. Jika sebuah stasiun mencoba untuk mengirimkan paket tanpa memeriksa apakah media sedang digunakan oleh stasiun lain, tabrakan dapat terjadi.

Ethernet memiliki tiga mekanisme untuk menangani hal ini, kemungkinan. Yang pertama disebut carrier sensing; antarmuka hardware di setiap stasiun mendengarkan kehadiran sinyal (yang dikenal sebagai pembawa oleh analogi dengan radio siaran) dalam medium. Bila stasiun ingin mengirimkan sebuah paket. Maka harus menunggu sampai tidak ada sinyal hadir dalam medium dan kemudian mulai transmisi.

Sayangnya, operator tidak merasakan mencegah semua tabrakan. Kemungkinan tabrakan tetap karena waktu yang terbatas 1: memperbaiki sebuah sinyal dimasukkan pada suatu titik dalam medium (bepergian di kecepatan elektronik: sekitar 2 x 10 ^ 8 meter per detik) untuk mencapai semua poin lainnya. Pertimbangkan dua stasiun A dan B yang sudah siap untuk mengirimkan paket-paket pada waktu yang hampir bersamaan. Jika A mulai mengirimkan terlebih dahulu. B dapat memeriksa dan tidak menemukan sinyal dalam medium pada setiap waktu t < setelah A telah mulai mengirimkan. B kemudian mulai mengirimkan data, mengganggu transmisi A. Kedua paket A dan paket B akan rusak oleh gangguan.

Teknik yang digunakan untuk pulih dari gangguan tersebut disebut tabrakan Setiap kali sebuah stasiun memancarkan paket perangkat keras melalui port output, tetapi juga mendengarkan pada port input dan busur dibandingkan dua sinyal. Jika mereka berbeda, maka tabrakan telah terjadi. Ketika ini terjadi berhenti stasiun transmisi dan menghasilkan sinyal jamming untuk memastikan bahwa semua stasiun mengakui tabrakan. Sebagaimana telah kita ketahui, ukuran paket minimum yang diperlukan untuk memastikan bahwa tabrakan selalu terdeteksi. Jika kira-kira dua stasiun mentransmisikan secara bersamaan dari ujungujung jaringan, mereka tidak akan menjadi sadar akan tabrakan selama 21: detik (karena pengirim pertama harus tetap transmisi ketika menerima sinyal kedua). Jika mengirimkan paket yang mereka memakan waktu kurang dari 1: untuk menjadi siaran, tumbukan tidak akan melihat, karena masing-masing stasiun pengiriman tidak akan melihat paket lain sampai selesai setelah itu transmisi-nya sendiri, sedangkan stasiun di antara kedua titik akan menerima paket secara bersamaan, sehingga data korupsi.

Setelah jamming sinyal, transmisi dan mendengarkan semua stasiun membatalkan paket saat ini. Stasiun transmisi kemudian harus mencoba untuk mengirimkan paket lagi mereka kesulitan lebih lanjut sekarang muncul. Jika stasiun yang terlibat dalam tabrakan semua upaya untuk Retransmit paket mereka segera setelah jamming sinyal, yang lain mungkin akan terjadi tabrakan. Untuk menghindari hal ini, teknik yang dikenal sebagai backoff digunakan. Masing-masing dari stasiun yang terlibat dalam sebuah tabrakan memilih untuk menunggu waktu nt sebelum retransmitting. Nilai n adalah sebuah integer randall dipilih secara terpisah di setiap stasiun dan dibatasi oleh L konstan yang didefinisikan dalam perangkat lunak jaringan. Jika terjadi tabrakan lebih lanjut, nilai saya, adalah dua kali lipat dan proses ini diulang jika perlu sampai dengan sepuluh usaha.

Akhirnya, perangkat keras antarmuka di stasiun penerima cek menghitung urutan, dan membandingkannya dengan checksum yang ditransmisikan dalam paket. Menggunakan semua teknik ini, stasiun terhubung ke Ethernet mampu mengelola penggunaan media terpusat tanpa kontrol atau sinkronisasi.

Ethernet efficiency Efisiensi Ethernet adalah rasio jumlah paket ditransmisikan berhasil sebagai proporsi dari jumlah maksimum teoritis yang dapat ditransmisikan tanpa tabrakan. Hal ini dipengaruhi oleh nilai 1 ", karena interval 21" detik setelah transmisi paket dimulai adalah 'jendela peluang' untuk tabrakan - tidak tabrakan dapat terjadi selambat-lambatnya 2't detik setelah paket mulai ditransmisikan. Hal ini juga dipengaruhi oleh jumlah stasiun pada jaringan dan tingkat aktivitas mereka.

Physical implementations Uraian di atas mendefinisikan MAC-layer protokol untuk semua Ethernet. Diadopsi secara luas di seberang, sebuah pasar besar telah mengakibatkan ketersediaan biaya yang sangat rendah controller hardware untuk menjalankan algoritma yang diperlukan untuk pelaksanaannya, dan ini dimasukkan sebagai bagian standar dari banyak komputer desktop dan konsumen.

Kami tabulasi bandwidth dan jangkauan maksimum saat ini tersedia berbagai konfigurasi standar dan jenis kabel di bawah ini:

 

Konfigurasi diakhiri dengan penunjukan T diimplementasikan dengan kabel UTP unshielded twisted kabel (telepon kabel), dan ini diselenggarakan sebagai hierarki hub dengan komputer seperti daun pohon. Dalam hal ini, panjang segmen yang diberikan dalam meja kami adalah dua kali jarak maksimum yang dibolehkan dari komputer ke sebuah hub.

Dalam bagian ini, kita meringkas karakteristik khusus jaringan nirkabel yang harus diatasi oleh teknologi LAN nirkabel dan menjelaskan bagaimana IEEE 802.11 alamat mereka. IEEE 802.1 yang standar saya memperpanjang carrier-sensing Multiple Access (CSMA) prinsip yang digunakan oleh Ethernet (IEEE 802.3) teknologi sesuai dengan karakteristik komunikasi nirkabel. H yang standar 802.11 dimaksudkan untuk mendukung komunikasi antara komputer yang terletak di dalam sekitar 150 meter dari satu sama lain dengan kecepatan hingga 11 Mbps.

 

Angka itu menggambarkan sebagian dari intranet termasuk LAN nirkabel. Beberapa perangkat nirkabel bergerak berkomunikasi dengan sisa intranet melalui stasiun basis yang merupakan jalur akses ke LAN dengan kabel, jaringan nirkabel yang terhubung ke dunia melalui jalur akses untuk LAN konvensional dikenal sebagai jaringan infrastruktur.

Konfigurasi alternatif untuk jaringan nirkabel ini dikenal sebagai jaringan ad hoc. Jaringan ad hoc tidak termasuk jalur akses atau base station. Mereka dibangun 'on the fly' sebagai akibat dari saling deteksi dua atau lebih perangkat mobile dengan antarmuka nirkabel di sekitar tempat yang sama. Jaringan ad hoc dapat terjadi, misalnya, ketika dua atau lebih pengguna laptop di sebuah ruangan memulai sambungan ke stasiun yang tersedia. Mereka mungkin kemudian berbagi file dengan meluncurkan sebuah file server proses di salah satu mesin.

Stasiun dalam jaringan IEEE 802.11 menggunakan sinyal frekuensi radio (di band 2,4 GHz) atau infra-merah sinyal sebagai medium transmisi. Versi radio standar telah menerima perhatian yang paling komersial dan kami akan menjelaskan itu. Menggunakan berbagai frekuensi-frekuensi-seleksi dan teknik melompat untuk menghindari campur tangan eksternal dan saling interferensi antara LAN nirkabel independen, yang tidak akan kita rinci di sini. Kami berfokus pada perubahan pada CSMA / CD mekanisme yang diperlukan untuk memungkinkan transmisi siaran untuk digunakan dengan transmisi radio.

Seperti Ethernet, MAC protokol 802.11 menawarkan kesempatan yang sama untuk semua stasiun untuk menggunakan saluran transmisi, dan setiap stasiun dapat mengirimkan langsung ke yang lain. Sebuah protokol MAC mengontrol penggunaan saluran oleh berbagai stasiun. Adapun Ethernet, lapisan MAC juga melakukan (dia fungsi baik datalink layer dan lapisan jaringan. Mengantarkan paket data ke host di jaringan.

Kita ingat bahwa tujuan pembawa penginderaan adalah untuk menentukan apakah media gratis pada semua titik antara pengirim dan penerima stasiun dan dari tabrakan adalah untuk menentukan apakah medium di sekitar penerima bebas dari gangguan selama proses transmisi. Karena kekuatan sinyal yang tidak seragam di seluruh ruang di mana LAN nirkabel beroperasi, pembawa deteksi dan tabrakan mungkin gagal dalam cara berikut:

Hidden stations : Carrier sensing mungkin gagal untuk mendeteksi bahwa stasiun lain pada jaringan transmisi. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 3.22. Jika Palmtop D adalah transmisi ke base station E, laptop A mungkin tidak dapat merasakan sinyal D's karena obstruksi radio ditampilkan. A mungkin kemudian mulai transmisi, menyebabkan tabrakan di E kecuali jika langkah-langkah yang diambil untuk mencegah hal ini.

Fading : Karena hukum kuadrat terbalik dari propagasi gelombang elektromagnetik, kekuatan sinyal radio berkurang secara cepat dengan jarak dari pemancar. Stasiun dalam LAN nirkabel mungkin akan keluar dari jangkauan stasiun lain dalam LAN yang sama. Jadi pada Gambar 3.22, laptop A mungkin tidak dapat mendeteksi transmisi oleh C, walaupun masing-masing dapat menularkan sukses ke B atau E. Fading kekalahan kedua carrier sensing dan deteksi tabrakan.

Collision masking : Sayangnya, 'mendengarkan' teknik yang digunakan dalam Ethernet untuk mendeteksi tumbukan tidak terlalu efektif dalam jaringan radio. Karena hukum kuadrat terbalik dimaksud di atas, sinyal yang dihasilkan secara lokal akan selalu menjadi jauh lebih kuat daripada yang berasal sinyal di tempat lain, secara efektif menenggelamkan transmisi remote. Jadi laptop A dan C mungkin keduanya secara bersamaan mengirimkan kepada E. Tidak akan mendeteksi bahwa tabrakan, tapi E hanya akan menerima transmisi kacau.

Meskipun falibilitas, pembawa merasakan tidak ditiadakan dengan IEEE 802.11 dalam jaringan; itu ditambah dengan penambahan slot reservasi mekanisme untuk protokol MAC. Skema yang dihasilkan disebut pembawa penginderaan Multiple Access dengan menghindari tumbukan (CSMA / CA).

Bila stasiun sudah siap untuk mengirimkan itu indra medium. Jika mendeteksi, no carrier sinyal ini boleh berasumsi bahwa salah satu kondisi berikut benar:

1.  Medianya tersedia.

2.  Stasiun yang di luar jangkauan dalam proses untuk merequest sebuah slot.

3.  Stasiun yang berada di luar jangkauan sedang menggunakan slot yang telah terlebih dahulu dipesannya.

Slot-reservasi meliputi protokol pertukaran sepasang pesan singkat (frame) antara bermaksud pengirim dan penerima. Yang pertama adalah permintaan untuk mengirim (RTS) frame dari pengirim ke penerima pesan yang RTS menetapkan durasi untuk slotrequested. Penerima menjawab dengan jelas untuk mengirim (CTS) frame, mengulangi durasi slot. Efek dari pertukaran ini adalah sebagai berikut:

1.   Stasiun yang dalam jangkauan pengirim akan mengambil frame RTS dan mencatat durasinya.

2.   Stasiun yang dalam jangkauan penerima akan mengambil frame CTS dan mencatat durasinya.

Security Privasi dan integritas komunikasi keprihatinan yang jelas untuk jaringan nirkabel. Setiap stasiun yang berada dalam jangkauan dan dilengkapi dengan penerima / pemancar mungkin berusaha untuk bergabung dengan jaringan, atau gagal itu, mungkin menguping transmisi antara stasiun lain. IEEE alamat standar 802.11 masalah ini. Hal ini membutuhkan pertukaran otentikasi untuk setiap stasiun bergabung dengan jaringan di mana pengetahuan tentang kunci terjerat ditunjukkan. Hal ini didasarkan pada sebuah shared-mekanisme otentikasi kunci tu serupa yang dijelaskan dalam Bab 7. Hal ini efektif dalam mencegah setiap stasiun yang tidak memiliki akses ke kunci bersama bergabung dalam jaringan.

ATM telah dirancang untuk membawa berbagai macam data termasuk data multimedia seperti suara dan video. Ini adalah packet switching yang cepat jaringan berdasarkan metode routing paket yang dikenal sebagai sel relay, yang dapat beroperasi lebih cepat daripada packet switching konvensional. Itu mencapai kecepatan aliran dengan menghindari DNS dan pengecekan error pada node intermediate dalam transmisi. Link transmisi dan node harus memiliki kemungkinan yang rendah merusak data. Faktor lain yang mempengaruhi kinerja adalah kecil, berukuran tetap unit-unit data dikirim, yang mengurangi ukuran dan kompleksitas buffer dan delay antrian di antara node. ATM beroperasi dalam modus terhubung, tetapi hanya dapat aconnection mengatur jika sumber daya yang cukup tersedia. Setelah sambungan dibuat. kualitas (yaitu, dengan bandwidth dan latensi karakteristik) dapat dijamin.

ATM adalah data-switching teknologi yang dapat diimplementasikan melalui jaringan telepon digital yang ada, yang sampai sekarang sinkron. Ketika ATM berlapis melalui jaringan berkecepatan tinggi sinkron link digital seperti yang ditetapkan untuk SONET Synchronous Optical Network [Omidyar dan Aldridge 1993], ia menghasilkan lebih fleksibel digital kecepatan tinggi jaringan paket dengan banyak virtual koneksi. Setiap koneksi virtual ATM menyediakan bandwidth dan latensi jaminan. Virtual circuit yang dihasilkan dapat digunakan untuk mendukung berbagai layanan dengan berbagai kecepatan. Ini meliputi suara (32 kbps), faks, layanan sistem terdistribusi, video dan televisi definisi tinggi (100-150 Mbps). ATM [CCITT 1990] standar merekomendasikan penyediaan virtual circuit dengan kecepatan transfer data hingga 155 Mbps atau 622 Mbps.

ATM layer menyediakan berorientasi sambungan layanan yang mentransmisikan paket-paket dengan panjang tetap yang disebut sel. Sambungan terdiri dari urutan saluran virtual dalam jalur virtual. Sebuah virtual channel (VC) adalah searah logis hubungan antara dua endpoint dari link dalam jalur fisik dari source ke destination. Virtual path (VP) adalah bundel saluran virtual yang berhubungan dengan jalur fisik antara dua switching node. Jalan virtual dimaksudkan untuk digunakan untuk mendukung semi-permanen pasang sambungan antara end-point. Saluran virtual dialokasikan secara dinamis ketika koneksi terbentuk.

 

Node di dalam ATM dapat memiliki 3 peran yang berbeda:

1.       host yang menerima dan mengirim pesan.

2.       VP switches yang memiliki tabel yang menggambarkan incomin dan outgoin virtual path.

3.       VP/VC switches yang memiliki tabel yang serupa untuk virtual path dan virtual channel.

Sel ATM memiliki 5-byte header dan 48 byte data lapangan (Gambar 3.24). Data lengkap lapangan selalu dikirim. bahkan ketika itu hanya sebagian diisi dengan data. 'Header berisi pengidentifikasi untuk virtual mimbar dan pengidentifikasi untuk jalur virtual. yang bersamasama memberikan informasi yang diperlukan untuk rute sel di seluruh jaringan. Jalan virtual pengidentifikasi mengacu pada jalur virtual tertentu pada link fisik di mana sel ditransmisikan. Pengidentifikasi saluran virtual merujuk ke salah satu saluran virtual yang spesifik di dalam jalan virtual. Field header lainnya digunakan untuk menunjukkan jenis ce ll, dengan hilangnya sel prioritas dan batas sel.

ATM menyediakan layanan dengan latency rendah - switching penundaan adalah sekitar 25 mikrodetik per switch, memberikan, misalnya, latency dari 250 pesan mikrodetik ketika melewati sepuluh switch. Ini membandingkan perkiraan kami baik dengan persyaratan kinerja untuk sistem terdistribusi (Bab 3.2), menyatakan bahwa jaringan ATM interprocess akan mendukung komunikasi dan interaksi client-server dengan kinerja yang serupa dengan, atau lebih baik dari, yang sekarang tersedia dari jaringan area lokal. Sangat saluran bandwidth tinggi dengan kualitas terjamin ofservice, cocok untuk transmisi aliran data multimedia dengan kecepatan hingga 6 (X) Mbps, juga akan tersedia. Gigabits per detik dapat dicapai dalam jaringan ATM murni.

3.6 Kesimpulan

Kami telah berfokus pada konsep jaringan dan teknik yang diperlukan sebagai dasar untuk sistem terdistribusi dan telah mendekati mereka dari sudut pandang perancang suatu sistem terdistribusi. Berlapis paket protokol jaringan dan menyediakan dasar untuk komunikasi dalam sistem terdistribusi. Jaringan area lokal didasarkan pada penyiaran paket pada medium bersama; Ethernet-teknologi yang dominan. Wide area network didasarkan pada paket switching untuk rute paket ke tujuan mereka melalui jaringan yang terhubung. Routing adalah mekanisme kunci dan berbagai algoritma routing yang digunakan, yang vektor jarak-metode yang paling dasar tetapi efektif. Kontrol kemacetan diperlukan untuk mencegah limpahan buffer di telepon dan di antara node.

Intemerworks yang dibangun oleh lapisan yang 'virtual' internetwork protokol di atas koleksi jaringan dihubungkan oleh router. Internet protokol TCP / IP memungkinkan komputer di Internet untuk berkomunikasi dengan satu sama lain dalam cara seragam terlepas dari apakah mereka berada pada jaringan area lokal yang sama atau di berbagai negara: Internet standar meliputi banyak protokol level aplikasi yang cocok untuk digunakan dalam aplikasi terdistribusi luas. IPv6 memiliki ruang alamat yang jauh lebih besar dibutuhkan untuk evolusi masa depan Internet dan penyediaan untuk persyaratan aplikasi baru seperti kualitas layanan dan keamanan.

Mobile user yang didukung oleh MobileIP untuk wide-area roaming dan dengan didasarkan pada LAN nirkabel IEEE 802.11 untuk konektivitas lokal. ATM menawarkan bandwidth yang sangat tinggi berdasarkan komunikasi asynchronous virtual circuit dengan jaminan kualitas layanan.