Arsitektur dan Jaringan Dasar

1. Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer merupakan penerapan dari pendefinisian struktur dan hubungan dari subkomponen hardware pada komputer sedangkan referensi merupakan konsep berpikir untuk menjelaskan cara kerja komputer secara logika untuk mendukung suatu penerapan pada komputer.

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

·         Set instruksi (ISA)

·         Arsitektur mikro dari ISA, dan

·         Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

2. Jaringan Komputer

Jaringan komputer merupakan sebuah sistem atau himpunan komputer autonomous, memiliki kendali atas dirinya sendiri, dan perangkat jaringan lainnya yang dihubungkan menggunakan protokol komunikasi melalui media transmisi untuk mencapai suatu tujuan yang sama. Media transmisi dapat berupa kabel (wire) ataupun udara yang menjadi media bagi komunikasi elektromagnetik (wireless).

Tujuan dari jaringan komputer adalah :

Membagi sumber daya : contohnya pemakaian printer, CPU, memori dan harddisk.

Komunikasi : contohnya surat elektronik, instant messaging dan chatting.

Akses informasi : contohnya web browsing.

Perbedaan Arsitektur Fisik dan Logik

Topologi jaringan terbagi menjadi dua, yaitu :

Topologi secara fisik (physical topology), menjelaskan bagaimana susunan dari kabel, komputer dan lokasi dari semua komponen-komponen jaringan komputer.

Topologi secara logika (logical topology), menetapkan bagaimana informasi atau aliran data dalam jaringan komputer.

Arsitektur Fisik Jaringan Komputer Berdasarkan Fungsi

Peer-to-Peer

Yaitu jaringan komputer dimana setiap host dapat menjadi server dan juga menjadi client secara bersamaan. Secara hierarki kedudukan masing-masing komputer sama.

Client – Server

Yaitu jaringan komputer dengan adanya komputer yang didedikasikan khusus sebagai server dan dapat diakses oleh beberapa client. Secara hierarki kedudukan komputer server ada di atas komputer client.

Arsitektur Fisik Jaringan Komputer Berdasarkan Skala

LAN

LAN (Local Area Network) adalah jaringan komputer yang dibangun pada area yang terbatas (ruangan, rumah, kantor dan gedung) dimana antara masing-masing client maupun antara client dan server dapat saling bertukar file maupun saling menggunakan perangkat yang terhubung pada unit-unit komputer yang terhubung pada jaringan LAN.

MAN

MAN(Metropolitan Area Network) merupakan pengembangan dari LAN yang berukuran lebih besar dan biasanya menggunakan teknologi yang sama dengan LAN. MAN dapat mencakup kantor-kantor perusahaan yang letaknya berdekatan atau juga sebuah kota dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan pribadi (swasta) atau umum. MAN mampu menunjang data dan suara, bahkan dapat berhubungan dengan jaringan televisi kabel.

WAN

WAN (Wide Area Network) adalah jaringan komputer yang meliputi area geografis sangat besar (antarkota, antarnegara dan  antarbenua). WAN dapat berupa kumpulan LAN dan MAN dengan jarak jauh. Untuk menghubungkannya biasanya digunakan saluran telepon atau saluran komunikasi umum bahkan satelit. Salah satu contoh implementasinya adalah internet.

Intranet

Intranet adalah sebuah jaringan pribadi (private network) yang menggunakan protokol-protokol Internet (TCP/IP) untuk membagi informasi rahasia atau operasi dalam suatu organisasi.

Internet

Internet adalah interconnection networking perangkat jaringan komputer dengan jangkauan seluruh dunia, menggunakan protokol TCP/IP melalui jalur telekomunikasi seperti telepon, radio link, satelit dan lainnya.

Arsitektur Fisik Jaringan Komputer Berdasarkan Topologi

Bus

Topologi bus menggunakan sebuah kabel backbone dan semua host terhubung secara langsung pada kabel tersebut.

Ring

Topologi ring menghubungkan host dengan host lainnya membentuk lingkaran tertutup atau loop.

Star

Topologi star menghubungkan semua komputer pada sentral atau konsentrator. Biasanya konsentrator berupa perangkat Hub atau Switch.

Mesh atau Fully Mesh

Topologi mesh menghubungkan setiap komputer secara point-to-point. Artinya semua komputer akan saling terhubung satu-satu sehingga tidak dijumpai ada link yang terputus. Topologi ini merupakan jenis topologi yang digunakan oleh internet. Setiap link menghubungkan suatu Router ke Router yang lain.

Arsitektur Fisik Jaringan Komputer Berdasarkan Media

Kabel

Merupakan jaringan komputer yang menggunakan kabel sebagai media penghantar. Terdapat beberapa macam kabel yang dapat digunakan yaitu kabel coaxial, twisted pair (TP) dan fiber optic. Memiliki beberapa kelebihan yaitu kecepatan transfer data tinggi dan tingkat keamanan data lebih terjaga daripada wireless namun tingkat mobilitas kurang dan biaya pemasangan realtif lebih mahal daripada wireless.

jenis kabel jaringan

Nirkabel/Wireless

Merupakan jaringan komputer yang menggunakan udara/gelombang radio sebagai media untuk transmisi data dengan frekuensi tertentu. Memiliki beberapa kelebihan yaitu tingkat mobilitas tinggi dan biaya pemasangan lebih murah daripada wired network namun tingkat securitas dan kecepatan transfer lebih rendah daripada wired network.

Arsitektur Logik Jaringan Komputer

FDDI (Fiber Distributed-Data Interface)

FDDI merupakan standar komunikasi data dengan menggunakan fiber optic yang panjangnya sampai dengan 200 km. Protokol FDDI berbasis pada protokol Token Ring yang terdiri dari dua Token Ring, yang satu ring berfungsi sebagai ring backup jika seandainya ada ring dari dua ring tersebut yang putus atau saat mengalami masalah kegagalan dalam bekerja. Pada sebuah ring FDDI memiliki kecepatan 100 Mbps.

Token Ring

Token ring merupakan cara akses pada jaringan yang berbasis teknologi ring (gelang), token ring memiliki kemampuan dalam pengiriman data dengan kecepatan 4Mbps dan kemudian meningkat menjadi 16Mbps.

Peralatan jaringan secara fisik dengan token ring terhubung dalam konfigurasi topologi ring dimana data akan dilewatkan dari peralatan satu ke peralatan yang lain secara berurutan.

Ethernet

Ethernet merupakan jenis skenario dalam perkabelan dan pemrosesan sinyal untuk data jaringan komputer. Ethernet menggunakan beberapa metode untuk melakukan enkapsulasi paket data menjadi Ethernet frame, yakni sebagai berikut:

Ethernet II (digunakan untuk TCP/IP, dijelaskan pada pengertian internet menggunakan standar Internet Protocol Suite TCP/IP).

Ethernet 802.3 (digunakan untuk berkomunikasi dengan Novell NetWare 3.11 dan versi sebelumnya).

Ethernet 802.2 (digunakan untuk konektivitas dengan Novell NetWare 3.12 dan versi selanjutnya).

Ethernet SNAP (digunakan sebagai kompatibilitas dengan sistem Macintosh yang menjalankan TCP/IP).

Setiap format Ethernet frame di atas tidak saling cocok/kompatibel satu dengan lainnya sehingga cukup menyulitkan dalam instalasi jaringan yang bersifat heterogen. Untuk mengatasi masalah tersebut maka lakukan konfigurasi terhadap protokol yang digunakan melalui sistem operasi.

Prinsip dan Faktor Dalam Merancang Jaringan Komputer

Terdapat empat prinsip dalam membangun jaringan komputer yaitu :

Pengirim, yaitu perangkat/komputer yang akan mengirimkan data melalui jaringan komputer.

Penerima, yaitu perangkat/komputer yang akan menerima data yang telah dikirim oleh perangkat lain dalam jaringan komputer.

Protokol, yaitu aturan dalam komunikasi data. Umumnya saat ini menggunakan TCP/IP.

Media Transmisi, yaitu media untuk pengiriman data dalam jaringan komputer. Dapat berupa kabel maupun nirkabel.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam merancang komputer :

Convergence Network, yaitu harus mengakomodasi kebutuhan untuk voice, video, dan komunikasi data pada waktu yang bersamaan ke dalam sebuah hierarki jaringan.

Analisis komunitas pengguna, dibutuhkan untuk mengidentifikasi varian kelompok pengguna dan pengaruhnya pada kinerja jaringan (misalnya jumlah pengguna, kemungkinan penambahan pengguna, aplikasi yang dibutuhkan, dsb).

Analisis Data Server dan Data Store, untuk komunikasi antar-Server dan Client-Server.

Diagram Topologi, untuk menyajikan infrastruktur jaringan secara rinci dalam gambar yang menunjukkan bagaimana semua Switch saling berhubungan, termasuk penandaan setiap port-nya.

Komponen Jaringan LAN

NIC

NIC merupakan perangkat keras utama yang harus ada di setiap komputer jaringan. NIC bertugas melakukan penyesuaian tegangan dan arus listrik yang keluar atau masuk komputer. Informasi yang melalui media penghantar dapat dikirim atau diterima oleh komputer berkat keberadaan NIC. Ada beberapa jenis NIC, salah satu yang populer adalah Ethernet Card. Jenis lainnya yaitu Token Ring Card dan Arcnet Card.

Media transmisi

Kadangkala media penghantar disebut sebagai media akses. Ketika gelombang radio atau cahaya belum digunakan sebagai penghantar, maka pilihannya hanya ada satu yaitu kabel tembaga. Kabel tembaga yang digunakan untuk jaringan komputer biasanya berupa kabel coaxial dan kabel twisted pairs.

Setelah orang menemukan bahwa cahaya laser dan gelombang radio dapat digunakan sebagai media penghantar maka penggunaan kabel tembaga semakin berkurang. Fiber optic dapat digunakan sebagai media penghantar yang sangat baik. Namun harganya masih relatif mahal. Sedangkan gelombang radio semakin banyak digunakan untuk keperluan akses internet.

Intermediate device

Repeater

repeater_ok_6Bekerja pada lapisan Physical. Berfungsi untuk meneruskan dan memperkuat sinyal. Perangkat ini banyak digunakan pada topologi bus. Kelebihan perangkat ini adalah kemudahan dalam penggunaan dan harga yang relatif murah. Namun memiliki kelemahan yaitu tidak memiliki pengetahuan tentang alamat tujuan sehingga penyampaian data secara broadcast dan hanya memiliki satu domain collision sehingga bila salah satu port sibuk maka port yang lain harus menunggu.

Hub

hubBekerja pada lapisan Physical dan berfungsi untuk meneruskan sinyal. Kelebihan perangkat ini adalah penggunaanya yang relatif mudah dan harganya yang terjangkau. Namun tidak memiliki pengetahuan tentang alamat tujuan serta hanya memiliki satu buah domain collision.

Switch

switchBekerja pada lapisan Data Link. Perangkat ini memungkinkan transmisi secara full duflex (dua arah). Dilengkapi dengan tabel penterjemah pusat yang memiliki daftar penterjemah untuk semua port dan setiap port di dalam Swith memiliki domain collision sendiri-sendiri.

Bridge

bridge

Bekerja di lapisan Data Link. Perangkat ini secara otomatis membuat tabel penterjemah untuk diterima masing-masing port dan telah menggunakan alamat-alamat untuk meneruskan data ke tujuannya.

Router

routerRouter berfungsi menyaring atau memfilter lalu lintas data. Perangkat ini digunakan untuk menghubungkan antar jaringan LAN, bahkan dengan WAN yang berbeda segmen. Perangkat ini dapat menentukan dan memilih jalur alternatif yang akan dilalui oleh data.

Tipe Kabel

Coaxial

coaxialcable.jpgTerdiri atas konduktor, shield, isolator dalam dan isolator luar. Kabel coaxial memiliki kabel tembaga di pusatnya untuk jalur transmisi data. Ada dua jenis kabel coaxial, yaitu thick coaxial dan thin coaxial. Kabel coaxial digunakan pada jaringan Ethernet 10Base2 (Thinnet), 10Base5 (Thicknet) dan Arcnet.

Twisted Pair

Cable Twisted UTP-vs-STP.jpgTerbagi menjadi dua jenis, yaitu Unshielded Twisted Pair (UTP) dan Shielded Twisted Pair (STP). Kabel UTP cocok digunakan untuk membangun jaringan indoor dan STP untuk jaringan outdoor. Panjang maksimal kabel TP yang digunakan untuk membangun jaringan adalah sekitar 100m (sekitar 328 ft). Terdapat aturan khusus dalam pembuatan kabel TP yaitu Cross Over dan Straight Through.

Twinaxial

twinaxial kabel.jpgJenis kabel berbahan tembaga lainnya yang relatif cukup baru adalah twinaxial atau twinax. Dapat dikatakan kabel ini merupakan gabungan antara twisted pair dan coaxial.

Fiber Optic

fiber-optic.jpg

Merupakan jenis kabel yang terbuat dari sejenis bahan kaca atau plastik. Dapat mentransmisikan cahaya yang berasal dari laser atau LED. Memiliki kemampuan transmisi dengan kecepatan sangat tinggi. Dapat menjangkau jarak hingga 70 km dengan kecepatan transmisi data hingga 10 Gigabit per second. Secara umum dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu single mode FO dan Multimode FO.

Cara Pengkabelan :

Straight Through

Kabel UTP memiliki 8 kabel kecil di dalamnya dan masing-masing mempunyai warna. Tabel di bawah ini urutan kabel yang dipasang jika akan menggunakan Hub, dimana konektor 1 akan terhubung ke DIC komputer dan konektor 2 masuk ke port Hub. Contoh penggunaan kabel straight adalah sebagai berikut :

·         Menghubungkan antara komputer dengan Switch.

·         Menghubungkan komputer dengan LAN pada modem cable/DSL.

·         Menghubungkan Router dengan LAN pada modem cable/DSL.

·         Menghubungkan Switch ke Router.

·         Menghubungkan Hub ke Router.

·         straight-throught-cables.png

Cross Over

Model kabel ini sesuai untuk jaringan peer-to-peer, dimana komputer langsung saling terhubung tanpa melewati Hub. Perbedaan kabel ini adalah terletak pada konektor 2 untuk urutan 1,2,3 dan 6 disilang. Dimana pada pin 1 dan 2 merupakan pin untuk transmit data dan 3 dan 6 merupakan pin untuk received data. Contoh penggunaan kabel cross over adalah sebagai berikut :

·         Menghubungkan 2 buah komputer secara langsung.

·         Menghubungkan 2 buah Switch.

·         Menghubungkan 2 buah Hub.

·         Menghubungkan Switch dengan Hub.

·         Menghubungkan komputer dengan Router.

·         crossover-cable.png

·         Komputer Berdasarkan Fungsi

·         Workstation

Keseluruhan komputer yang terhubung ke file server dalam jaringan disebut sebagai workstation. Sebuah workstation minimal mempunyai: kartu jaringan, aplikasi jaringan (sofware jaringan), kabel untuk menghubungkan ke jaringan, biasanya sebuah workstation tidak begitu membutuhkan Floppy karena data yang ingin disimpan bisa dan dapat diletakkan di file server. Hampir semua jenis komputer dapat digunakan sebagai komputer workstation.

Server

Sebuah file server merupakan jantungnya kebanyakan jaringan, merupakan komputer yang sangat cepat, mempunyai memori yang besar, harddisk yang memiliki kapasitas besar, dengan kartu jaringan yang cepat. Sistem operasi jaringan tersimpan di sini, juga termasuk di dalamnya beberapa aplikasi dan data yang dibutuhkan untuk jaringan. Sebuah file server bertugas mengontrol komunikasi dan informasi di antara node dalam suatu jaringan. Sebagai contoh mengelola pengiriman file database atau pengolah kata dari workstation atau salah satu node ke node yang lain, atau menerima email pada saat yang bersamaan dengan tugas yang lain. Terlihat bahwa tugas file server sangat kompleks, dia juga harus menyimpan informasi dan membaginya secara cepat. Server menyediakan file, printer dan pelayanan lain untuk client. Dari fungsinya, server dapat digunakan:

·         Menyimpan file-file yang digunakan bersama pada harddisk-nya.

·         Mengatur komunikasi (seperti pesan e-mail) antar workstation.

·         Mengkoordinasikan pencetakan kepada printer yang dipakai bersama.

·         Server juga dapat menyimpan CD-ROM yang dapat dipakai oleh para pemakai network.

·         Bisa menyimpan tape drive atau drive lain yang digunakan untuk menyimpan harddisk server atau harddisk pada workstation.

Dengan perangkat lunak dan keras tambahan, server bisa mengarahkan e-mail dari dan ke internet. Server juga bisa mengirimkan fax ke luar jaringan ke mesin-mesin fax yang ada di luar. Kenyataannya server hampir dapat melakukan semua pekerjaan yang mencakup pengiriman data.

Jenis Komputer Server

Ada dua buah jenis server, yaitu:

·         Dedicated Server, yaitu server yang tidak memiliki fungsi lain. Dia tidak bisa digunakan sebagai workstation. Untuk melihat jenis dari server tersebut dapat diketahui melalui sistem operasi jaringan yang dijalankannya, misalnya Novell Netware.

·         Non-Dedicated Server, yaitu server yang juga bisa berfungsi sebagai workstation. Contohnya: Microsoft Windows NT Server, Mocrosoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows 95/98, Unix, Linux, Mac OS/2.

Penggolongan Fungsi Server

Web Server

Web server merupakan software yang memberikan layanan data yang berfungsi menerima permintaan HTTP atau HTTPS dari client yang dikenal dengan browser web dan mengirimkan kembali hasilnya dalam bentuk halaman-halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML. Macam-macam web server diantanya:

·         Apache Tomcat

·         Microsoft windows Server 2003 Internet Information Services (IIS)

·         Lighttpd

·         Sun Java System Web Server

·         Xitami Web Server

Namun web yang terkenal dan yang sering digunakan adalah Apache dan Microsoft Internet Information Service (IIS).

Mail Server

Pengertian mail server adalah perangkat lunak program yang mendistribusikan file atau informasi sebagai respons atas permintaan yang dikirim via email, juga digunakan pada bitnet untuk menyediakan layanan serupa http://FTP.

DNS Server

Domain Name System (DNS) adalah sebuah layanan aplikasi di internet yang menerjemahkan sebuah domain name ke IP address dan salah satu jenis sistem yang melayani permintaan pemetaan IP address ke FQPN (Fany Qualified Domain Name) dan dari FQDN ke IP address. DNS biasanya digunakan pada aplikasi yang berhubungan ke internet sererti web browser atau e-mail, Dimana DNS membantu memetakan host name sebuah komputer ke IP address. Selain digunakan di internet DNS juga dapat diimplementasikan ke private network atau internet.

Fungsi DNS

Kerangka peraturan pengiriman secara kontroversi menggunakan keuntungan jenis rekod DNS, dikenal sebagai rekod TXT.

Menyediakan keluwesan untuk kegagalan komputer. Beberapa server DNS memberikan perlindungan untuk setiap domain. Tepatnya, tiga belas root server digunakan oleh seluruh dunia.

Sistem Operasi Komputer Berdasarkan Skala

Komputer dan perangkat keras jaringan komputer umumnya tidak dapat bekerja tanpa adanya perangkat lunak khusus yang berfungsi sebagai pengendali. Perangkat linak ini disebut sistem operasi jaringan komputer atau network operating system.

Ada dua pengertian sistem operasi jaringan komputer, yaitu :

Perangkat lunak yang ditanamkan pada perangkat Router atau Switch misal : Cisco IOS (Internetwork Operating System) yang dibuat oleh Cisco System dan JUNOS yang dibuat oleh Juniper Network.

Perangkat lunak yang digunakan pada komputer, misal : Linux, Unix dan Windows Server.