Pages

Selasa, 24 Januari 2012

Jurnal PTI


ANALISIS KINERJA KONEKSI JARINGAN SWITCH
ETHERNET PADA LOCAL AREA NETWORK (LAN)
                      Oleh :

   AMI FARINA



ABSTRAK

Perkembangan jaringan telekomunikasi dewasa ini terus meningkat seiiring
 dengan perkembangan zaman. Ada beberapa teknologi yang digunakan dalam
 berkomunikasi melalui jaringan Local Area Network (LAN). Salah satunya adalah Ethernet yang merupakan komoditas network yang paling luas digunakan. Saat ini Ethernet telah diimplementasikan dengan penggunaan switch.
Dengan bertambahnya user-user yang terlibat dalam komunikasi jaringan
 LAN, yaitu dalam bentuk segmen-segmen LAN yang semakin luas dan pemakaian
 topologi yang berbeda jenis dalam satu jaringan, maka segmen-segmen ini harus diperkecil dengan menggunakan switch, agar dapat lebih mudah dalam menginterkoneksikannya. Selain itu, kecepatan transmisi data yang lebih cepat dan pengiriman data yang akurat sangat dituntut di dalamnya.


            Untuk menghasilkan transmisi data yang cepat dan akurat dari transmitter ke receiver dengan menggunakan Switch Ethernet, maka trafik di jaringan harus diatur sedemikian rupa, yaitu dengan memperbesar laju pelayanan frame di switch dan memakai model sistem antrian M/M/1, yang memiliki satu server dan kapasitas buffer tak berhingga, sehingga dapat menghasilkan delay end-to-end yang kecil.
            Hasil analisa menunjukkan bahwa semakin tinggi intensitas trafik atau utilisasi sistem ñ, maka delay end-to-end yang dihasilkan akan semakin besar seiring dengan bertambahnya jumlah frame yang ditransmisikan dan juga seiring dengan semakin kecilnya laju pelayanan yang diberikan.



BAB I
PENDAHULUAN



1.1    Latar Belakang Masalah


Perkembangan jaringan telekomunikasi dewasa ini mengalami kemajuan yang
 sangat cepat. Berbagai macam fasilitas teknologi telekomunikasi terus dikembangkan agar user dapat melakukan komunikasi secara praktis, di manapun lokasi user tesebut berada. Komunikasi dapat terjalin, baik di dalam area yang kecil seperti gedung-gedung perkantoran, komunikasi antargedung, hingga komunikasi dalam satu kota.
 Untuk membangun komunikasi di area-area yang tidak begitu luas, dapat
 digunakan jaringan Local Area Network (LAN). LAN digunakan untuk mentransfer data antara PC, workstation, mainframe, dan data peripheral. Salah satu cara untuk memperbaiki performansi end-user adalah dengan membagi single segmen LAN yang luas ke dalam segmen-segmen LAN yang lebih kecil, yang disebut microsegment”. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan perangkat switch agar dapat membagi single segmen LAN yang luas ke dalam beberapa segmen. Salah satu teknologi LAN yang diimplementasikan dengan switch adalah Ethernet.
 Maraknya penggunaan Switch Ethernet pada sistem komunikasi real-time
 mengakibatkan tuntutan keamanan dan pemakaian bandwith yang optimal dari
 pengiriman frame pada jaringan tersebut. Dengan kata lain, dalam satuan unit waktu, switch harus mampu memproses sejumlah frame yang ditransmisikan oleh entitas-entitas yang bersebelahan dan sanggup menyediakan kapasitas bandwith yang cukup besar untuk mensupport alamat trafik agar sampai ke tujuan.

          Akan dilakukan analisis perhitungan delay end-to-end pada koneksi jaringan LAN Switch Ethernet terhadap pengaruh jumlah frame yang berbeda. Proses analisa juga akan mencari tahu pengaruh bertambahnya laju pelayanan rata-rata frame, yaitu 15000 frame/detik dan 30000 frame/detik terhadap delay end-to-end frame, untuk kemudian membandingkan hasil yang diperoleh keduanya. Dengan demikian, akan diketahui kinerja jaringan dengan laju pelayanan
yang manakah yang lebih baik.

1.2    Rumusan Masalah


         Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan, yaitu :

1. Bagaimana prinsip kerja jaringan LAN.
2. Bagaimana pinsip kerja jaringan Ethernet menggunakan switch.
3. Bagaimana model sistem LAN menggunakan switch.
4. Apa saja parameter kinerja yang diukur dalam proses analisis.
5. Bagaimana cara menghitung besarnya waktu delay end-to-end sebuah frame
yang melalui jaringan Switch Ethernet pada model sistem.

                                     1.3     Tujuan Penulisan


Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisa
 kinerja koneksi jaringan Switch Ethernet pada LAN yaitu dengan menghitung delay end-to-end.


1.4    Batasan Masalah


 Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini, maka dibuat pembatasan
 masalah sebagai berikut :

1. Hanya membahas jaringan LAN secara umum.
2. Hanya membahas jaringan Switch Ethernet secara umum.
3. Tipe jaringan LAN yang digunakan adalah tipe jaringan peer-to-peer.
4. Hanya menganalisa koneksi jaringan Switch Ethernet dengan mnggunakan
topologi star.
5. Tidak membahas aplikasi-aplikasi yang digunakan pada jaringan Ethernet.
6. Spesifikasi switch yang digunakan adalah switch cisco.
7. Hanya menganalisa jaringan Ethernet yang menggunakan standar Fast Ethernet
tipe 100Base–Tx.
8. Hanya menganalisa delay end-to-end pada jaringan Switch Ethernet.
9. Analisa kinerja hanya menggunakan model sistem antrian M/M/1 dengan
disiplin antrian FIFO, dimana pada model ini kapasitas buffer diasumsikan tak berhingga.
10. Lama waktu pengamatan yang digunakan dalam analisa adalah 20 detik.
                                      
                                       1.5    Metodologi Penulisan


      Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penulisan ini adalah :

1. Studi Literatur, yaitu berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan
jurnal-jurnal pendukung, baik dalam bentuk hardcopy dan softcopy.
2. Studi Analisis, yaitu berupa melakukan pehitungan dengan menggunakan
parameter-parameter kinerja yang dibahas.



BAB II
JARINGAN LOCAL AREA NETWORK (LAN)




                                      2.1    Umum



    Berdasarkan standar IEEE, Local Area Network didefenisikan sebagai jaringan komunikasi yang menghubungkan beberapa device, seperti Personal Computer,
workstation, printer, mainframe, dan data peripheral yang dapat mentransmisikan data dalam area yang terbatas. Batasan daerah atau ”local area” adalah kurang dari 100 feet (< 30 m) hingga melebihi 6 mil (> 10 km). Jaringan LAN sangat cocok dibangun pada daerah gedung perkantoran, kampus, rumah sakit, dan gedung-gedung lainnya[1].
  
Ada dua jenis arsitektur jaringan LAN, jika dilihat dari hak akses yang
diberikan :
1. Peer To Peer Network
Peer to peer network merupakan salah satu model jaringan LAN dimana setiap station atau terminal yang terdapat di dalam lingkungan jaringan tersebut bisa saling berbagi. Setiap PC dapat mengakses semua peripheral yang tersambung dengan LAN, seperti halnya printer, disk, drives, CD Drive dan semua PC yang lain dapat menggunakan setiap peripheral yang tersambung dengan PC tersebut. Setiap PC pada jaringan peer to peer dilengkapi dengan software yang memungkinkan PC itu bertindak sebagai non-dedicated server. Dalam hal ini setiap komputer berlaku sebagai PC untuk pemakainya dan sebagai server yang bisa diakses oleh komputer lain. Keuntungan dari jaringan peer to peer ini  adalah tidak dibutuhkannya administrator khusus yang mengelola jaringan dan

tidak dibutuhkannya komputer yang khusus diberlakukan sebagai server. Jadi jika salah satu komputer mati atau down, maka tidak akan mengganggu kinerja komputer yang lain dan juga tidak memerlukan biaya implementasi jaringan yang cukup mahal. Kelemahan sistem ini adalah pemakaian bersama yang dapat mempengaruhi kestabilan kinerja komputer yang sedang diakses secara bersama-sama tersebut serta keamanan data yang kurang terjamin karena pada model ini tidak dapat dibuat hak akses yang bertingkat terhadap satu jenis station. Peer to peer network ini lebih banyak digunakan untuk pemakaian ringan dan dibatasi pada LAN skala kecil yang jumlah simpulnya terbatas.
  
2. Client-Server Network
Berbeda dengan model jaringan peer to peer, pada model client server network ini dapat diberlakukan hak akses yang bertingkat pada setiap station-nya. Sistem ini menggunakan satu atau lebih komputer yang khusus digunakan sebagai server yang bertugas melayani kebutuhan komputer-komputer lain yang berperan sebagai client/workstation. Komputer server menyediakan fasilitas data dan sumber daya seperti harddisk, printer, CD Drive dan sebagainya yang dapat diakses oleh komputer-komputer lain sebagai workstation. Keunggulan model client server adalah kemampuan dalam menjalankan database multiuser dan adanya hak akses bertingkat yang akan lebih menjamin keamanan data dari setiap station-nya. Model client server ini banyak digunakan untuk menangani data yang memiliki kapasitas besar dan relatif lebih aman.



2.2    Standar Jaringan Local Area Network (LAN)


          Teknologi LAN dikembangkan pertama kalinya pada akhir 1970-an dan awal 1980-an. Sejumlah tipe jaringan yang berbeda diusulkan dan diimplementasikan.
Namun, karena adanya perbedaan itu, maka teknologinya hanya dapat diaplikasikan pada peralatan milik vendor yang merancang teknologi LAN tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka disusunlah suatu standar untuk LAN, sehingga ada kompatibilitas antara produk-produk dari vendor berbeda. Kontributor terbesar adalah Institute of Electrical Enginering (IEEE) yang merumuskan Model Referensi 802 (MR-IEEE802) dan diadopsi oleh International Standards Organization sebagai standar internasional.
         Standar LAN ini merupakan penggambaran yang sangat baik dalam menunjukkan lapisan-lapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN.
                       
                                     2.3    Layer Pada Jaringan Local Area Network (LAN)

          Standar LAN ditekankan pada dua lapisan MR-OSI yang paling bawah, yaitu lapisan fisik dan data link. Lapisan fisik mencakup spesifikasi media transmisi, topologi, serta fungsi pengkodean sinyal, sinkronisasi, dan pengiriman/penerimaan bit. Sedangkan lapisan data link, merupakan fungsi yang berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan Media Acces Control (MAC).

 2.3.1 Layer Fisik

Layer fisik (Physical Layer) merupakan layer paling bawah dari konsep
model referensi pertukaran data jaringan. Tanggung jawab utama dari layer ini hanya berkisar pada fungsi pengaturan interface, seperti bagaimana teknik transmisi dan bagaimana bentuk-bentuk interkoneksi secara fisik. Layer fisik dalam setiap definisi jaringan selalu berhubungan dengan karakteristik modulasi dan pensinyalan data serta proses transmisi dari bit-bit dasar melalui kanal komunikasi.
            Layer fisik berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel komunikasi. Masalah desain yang harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu
sisi mengirim data 1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit
pula, dan bukan 0 bit.

2.3.2 Layer Data Link

Layer ke 2 yaitu lapisan data atau data link layer, berisi ketentuan yang
 mendukung sambungan fisik seperti penentuan biner 0 dan 1 , penentuan kecepatan penentuan biner tersebut dan lainnya agar sambungan jaringan komputer bisa berjalan baik. Dengan kata lain data link layer menterjemahkan sambungan fisik menjadi sambungan data.
           Tugas utama data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi raw data dan mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. Sebelum diteruskan ke network layer, data link layer melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian data link layer mentransmisikan frame tersebut secara berurutan, dan memproses acknowledgement frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena physical layer menerima dan mengirim aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur frame, maka tergantung pada data link layer-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame. Bila secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, maka diperlukan perhatian khusus untuk menyakinkan bahwa pola tersebut tidak secara salah dianggap sebagai batas-batas frame.
            Terjadinya noise pada saluran dapat merusak frame. Dalam hal ini, perangkat lunak data link layer pada mesin sumber dapat mengirim kembali frame yang rusak tersebut. Akan tetapi transmisi frame sama secara berulang-ulang bisa menimbulkan duplikasi frame. Frame duplikat perlu dikirim apabila acknowledgement frame dari penerima yang dikembalikan ke pengirim telah hilang. Tergantung pada layer inilah untuk mengatasi masalah-masalah yang disebabkan rusaknya, hilangnya dan duplikasi frame. Data link layer menyediakan beberapa kelas layanan bagi network layer. Kelas layanan ini dapat dibedakan dalam hal kualitas dan harganya.
             Masalah-masalah lainnya yang timbul pada data link layer (dan juga sebagian besar layer-layer di atasnya) adalah mengusahakan kelancaran proses pengiriman data dari pengirim yang cepat ke penerima yang lambat. Mekanisme pengaturan lalu-lintas data harus memungkinkan pengirim mengetahui jumlah ruang buffer yang dimiliki penerima pada suatu saat tertentu. Seringkali pengaturan aliran dan penanganan error ini dilakukan secara terintegrasi.
             Jaringan broadcast memiliki masalah tambahan pada data link layer. Masalah tersebut adalah dalam hal mengontrol akses ke saluran yang dipakai
bersama. Untuk mengatasinya dapat digunakan sublayer khusus data link layer, yang disebut medium access sublayer.
   
                                      2.4    Arsitektur Jaringan Local Area Network (LAN)

 Arsitektur LAN merupakan penggambaran yang sangat baik dalam hal
 pelapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Bagian ini dimulai
dengan deskripsi arsitektur protokol standar untuk LAN, mencakup lapisan fisik,
lapisan medium acces control, dan lapisan logical logic control. Masing-masing lapisan ini akan dijelaskan berturut-turut.

2.4.1  Arsitektur Protokol

Protokol ditetapkan secara spesifik untuk alamat transmisi LAN dan MAN
 yang berkaitan dengan pentransmisian blok-blok data pada jaringan. Menurut ketentuan OSI, pembahasan mengenai protokol LAN ditekankan pada lapisan-lapisan yang lebih tendah dari model OSI yang berkaitan erat dengan arsitektur jaringan LAN.
           Arsitektur ini dikembangkan oleh Komite IEEE 802 dan telah diadopsi oleh seluruh organisasi yang bekerja berdasarkan spesifikasi standar OSI, umumnya disebut juga sebagai model referensi IEEE 802[2].
 Lapisan terendah dari model referensi IEEE 802 bekerja dari yang paling
 bawah, dan berhubungan dengan lapisan fisik model OSI serta mencakup beberapa fungsi sebagai berikut :
a. Encoding / decoding sinyal
b. Permulaan / pelepasan pembangkitan (untuk sinkronisasi)
c. Transmisi bit / penerimaan

Selain itu, lapisan fisik dari model 802 juga mencakup spesifikasi media
 transmisi serta topologinya. Umumnya, ini menunjukkan pada ”bagian bawah”
 lapisan terendah dari model OSI. Bagaimanapun juga, pemilihan media transmisi dan topologinya sangat penting dalam perancangan LAN dan mencakup pula spesifikasi medianya.
 Di atas lapisan fisik, adalah fungsi yang berhubungan dengan penyediaan
 layanan untuk pemakai LAN, yang meliputi hal-hal sebagai berikut[2] :
 a. Pada transmisi, mengasembling data menjadi sebuah frame dengan bidang-
bidang alamat dan pendeteksian kesalahan.


       
b. Pada penerimaan, tidak mengasembling frame, dan menampilkan      kemampuan mengenali alamat dan pendektesian kesalahan.


 c. Mengatur akses untuk media transmsi LAN.
 d. Menyediakan interface untuk lapisan-lapisan yang lebih tinggi serta
menampilkan kontrol aliran dan kontrol kesalahan.
  
        Hal-hal tersebut merupakan fungsi-fungsi yang biasanya dihubungkan denganlapisan 2 OSI. Susunan fungsi-fungsi dalam poin terakhir dikelompokkan ke dalam lapisan Logical Link Control (LLC). Sedangkan fungsi dalam ketiga poin pertama diperlakukan sebagai lapisan terpisah, yang disebut Medium Acces Control (MAC).
       Pemisahan ini dilakukan dengan alasan sebagai berikut[2] :

a. Logika yang diperlukan untuk mengatur akses untuk media akses-bersama
tidak ditemukan dalam lapisan 2 data link control tradisional.
b. Untuk LLC yang sama, tersedia beberapa pilihan MAC.



2.5    Media Transmisi

 Dalam suatu transmisi data, media transmisi merupakan jalur fisik di antara
 pengirim dan penerima. Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam
 pemilihan media transmisi, di antaranya adalah kapasitas, keandalan, tipe data yang didukung dan jarak. Semakin tinggi kecepatan data dan semakin jauh jaraknya, akan msemakin baik. Ada tiga media kabel yang umum digunakan untuk transmisi data, khususnya LAN, yaitu kabel twisted pair, coaxial, dan fiber optic.


BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN



5.1 Kesimpulan

Dari pembahasan dan analisa yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Penggunaan Switch Ethernet pada jaringan LAN akan menghindari tubrukan
antar-frame, ketika frame sedang ditransmisikan. Hal ini terjadi karena dengan menggunakan teknik switching, komputer tidak lagi berbagi medium transmisi dalam mengirimkan datanya dan adanya kemampuan switch untuk membaca alamat MAC tujuan.
2. Dengan bertambahnya jumlah frame yang ditransmisikan dalam jaringan, maka delay end-to-end frame yang melintasi jaringan akan semakin bertambah.  Semakin banyak frame yang berada dalam antrian mengakibatkan pertambahan delay pada antrian.
3. Dengan bertambahnya laju pelayanan frame, maka akan mengakibatkan besarnya delay end-to-end frame melintasi jaringan menjadi lebih kecil. Hal ini terjadi karena waktu frame dalam antrian akan semakin kecil, seiiring dengan bertambahnya laju pelayanan frame.
4. Bertambahnya laju pelayanan juga akan mengakibatkan waktu pemrosesan frame pada workstation semakin kecil.

5.2 Saran


Adapun beberapa saran yang dapat penulis berikan adalah :

1. Untuk pengembangan yang lebih lengkap dalam analisa kinerja switch Ethernet ini, masih dapat dilakukan dengan mengikutsertakan parameter yang belum dibahas pada Tugas Akhir ini, seperti throughput dan loss probability.

2. Analisa kinerja jaringan dapat dikembangkan dengan menambahkan perangkat
jaringan yang lain, seperti router.



DAFTAR PUSTAKA





[1] Freeman, Roger L. 2005. Fundamentals Of Telecommunications, Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. New Jersey

[2] Stallings, William. 2000. “Data And Computer Communications, 5th Edition” Prentice-Hall Inc. New Jersey.

[3] Forouzan, Behrouz A. 2007. “Data Communications and Networking, Fourth Edition ”. McGraw-Hill. New York.

[4] Dr. Schneider. 2001. “Data Communication and Distributed Processing : LAN Switching Technologies and Virtual LAN”. INFS612

[5] DCW. 24 Februari 2009. “Local Area Network”. www.pdf-search-engine.com. 

[6] Lammle, Todd. 2005. “CCNA Cisco Certified Network Associate Study Guide”. PT. Elex Media Komputindo. Jakarta.

[7] IEEE. 2004. “Standard 802.1D (Revision of IEEE Std 802.1D-1998) Local and metropolitan area networks Media Access Control (MAC) Bridges”.Piscataway. New York – USA
.
[8] Budiono,N.W.2005.“Konfigurasi Dasar Cisco Switch”.www.Ilmukomputer.com.


[9] Schwartz, M. 1987. “Telecommunication Networks Protocols, Modeling and Anaysis”. Addison-Wesley Publishing Company, Inc. New York-USA. Hal. 21– 56.

 
[10] Law, A.M., Kelton W.D. 1991. “Simulation Modeling & Analysis, Edisi
kedua”. McGraw-Hill International Editions, Inc. Singapore. Hal. 420-512.

[11] Costa, Rafael Pinto, dkk. 8 Maret 2009. “Analysis of Traffic Differentiation on Switched Ethernet”. Informatics Institute-Federal University of Rio Grande do
Sul. Brazil. Hal : 2.

[12] Hayes, Jeremiah F. 2004. “Modeling and Analysis of Telecommunications
Networks”. John Wiley & Sons, Inc. New Jersey. Hal : 86 – 87.

[13] Moningka, Johny. 12 Mei 2009. “Building a Network (Lecture 2)
Requirements : Performance Network Architecture”. Jaringan Komputer (IKI-20240). Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indonesia.

[14] Goh, Iqbal. 21 Februari 2009. ”Analisis Kinerja Sistem Teori Antrian Bab 5”.http://209.85.173.132/search?q=cache:yvjWC2Nx_MUJ:ridha.staff.gunadarma.

ac.id/Downloads/files/6231/bab5.pdf.

0 komentar:

Poskan Komentar