Pengantar Jaringan Komputer

Menurut KBBI: Sekelompok komputer dan perangkat terkait yang dihubungkan dengan fasilitas komunikasi.

Secara umum, Jaringan Komputer adalah sekumpulan komputer yang saling terhubung sehingga memungkinkan komunikasi, pertukaran data, dan pemanfaatan sumber daya secara bersama.

• Memudahkan berbagi data dan informasi secara instan.
• Memungkinkan komunikasi global yang masif (Email, Video Call, Chat).
• Menghubungkan pengguna dengan pasar yang luas (E-Commerce).
• Berbagai sektor industri kini sangat bergantung pada infrastruktur jaringan yang handal.

Berdasarkan Cakupan Area:

• LAN (Local Area Network): Mencakup area kecil seperti rumah, kantor, lab.
• MAN (Metropolitan Area Network): Mencakup area kota atau kampus besar.
• WAN (Wide Area Network): Mencakup area luas, antar kota/negara (contoh: Internet).

Berdasarkan Metode Manajemen:

• Client-Server: Ada komputer pusat (server) yang melayani komputer lain (client).
• Peer-to-Peer: Semua komputer memiliki kedudukan yang sama.

• End systems dihubungkan oleh Communication Links (jalur komunikasi).
• Media fisik: kabel tembaga, serat optik, dan gelombang radio (Wi-Fi, 5G).
• Setiap link memiliki kapasitas Transmission Rate (bit/sec).

• Anda mengakses internet melalui ISP (Internet Service Provider).
• Contoh: Telkomsel, Indihome, Biznet.
• Internet adalah jaringan raksasa yang menghubungkan ISP-ISP ini secara global.

• Dari sudut pandang layanan, internet melayani Aplikasi Terdistribusi.
• Aplikasi berjalan di End Systems (PC, Server), bukan di dalam Router.
• Contoh aplikasi: Web, Email, Streaming Video, Game Online.

• Bagaimana program mengirim data ke program lain?
• Menggunakan Socket Interface (API standar).
• Analogi: Anda menulis surat dan harus memasukkannya ke kotak pos agar kantor pos tahu apa yang harus dilakukan.

"Sebuah protokol mendefinisikan format dan urutan pesan yang dipertukarkan, serta tindakan yang diambil saat mentransmisikan dan menerima pesan."

Tanpa protokol, komputer penerima hanya akan melihat kumpulan bit tanpa makna (sampah digital).

Protokol Manusia (Tanya Waktu)

1. A berkata "Halo"
2. B menjawab "Halo"
3. A bertanya "Jam berapa?"
4. B menjawab "Jam 2."

Protokol Komputer (Web Request)

1. PC kirim TCP SYN
2. Server jawab TCP SYN ACK
3. PC minta "GET index.html"
4. Server kirim file web HTML.

• Standarisasi: Memastikan perangkat dari vendor berbeda (misal Apple dan Microsoft) bisa saling mengobrol.
• IETF (Internet Engineering Task Force): Pembuat standar internet. Dokumennya disebut RFC (Request For Comments).
• IEEE: Standar untuk hardware (Contoh: IEEE 802.11 untuk Wi-Fi).

Jalur fisik penghubung dari komputer Anda ke Edge Router ISP disebut Access Network.

Tiga jenis utama:

1. Home Access (Akses Rumahan)
2. Enterprise Access (Kantor/Kampus)
3. Wide-Area Wireless Access (Seluler 4G/5G)

Cable Internet (HFC)

• Memanfaatkan infrastruktur kabel antena TV (Coaxial).
• Sering disebut HFC (Hybrid Fiber Coax).
• Kabel ini bersifat Shared. Artinya Anda dan tetangga Anda berbagi bandwidth (bisa melambat saat jam sibuk).

FTTH (Fiber To The Home)

• Kabel fiber optik ditarik dari sentral ISP langsung menuju rumah.
• Sangat cepat (bisa ratusan Mbps hingga Gbps).
• Menggunakan PON (Passive Optical Network) dengan *splitter* cahaya. (Contoh: Biznet, Indihome FTTH).

DSL (Digital Subscriber Line)

• Memanfaatkan kabel telepon tembaga (twisted-pair) rumah yang sudah ada menuju sentral telepon.
• Data internet dan suara telepon berjalan di frekuensi yang berbeda.
• Koneksinya Dedicated (tidak dibagi dengan tetangga).

Di rumah Anda, ada jaringan lokal (LAN) kecil:

• Modem (ONT/DSL): Pengubah sinyal masuk ISP.
• Router: Merutekan paket dalam jaringan lokal ke internet.
• Wi-Fi Access Point: Penghubung perangkat nirkabel.

(Saat ini, ketiganya sering digabung dalam 1 kotak plastik dari ISP).

Akses internet *Mobile* via menara seluler (BTS).

• Cakupan sinyal mencapai puluhan kilometer (dibandingkan Wi-Fi yang hanya puluhan meter).
• Standar modern: LTE (4G) dan 5G.
• Keunggulan utama adalah mobilitas penggunanya.

Bit-bit informasi harus berjalan di atas media fisik dalam bentuk energi (listrik, cahaya, radio).

• Guided Media: Gelombang diarahkan melalui medium padat. (Kabel tembaga, fiber optik).
• Unguided Media: Gelombang disebarkan bebas di atmosfer atau ruang angkasa (Radio, satelit).

Twisted-Pair (UTP)

Kabel tembaga berinsulasi yang dipilin spiral. Pilinan ini berfungsi menghilangkan interferensi (noise). Paling murah dan populer untuk LAN.

Coaxial Cable

Dua tembaga konsentris (sepusat). Cocok untuk membawa frekuensi tinggi seperti siaran TV kabel dan internet shared-medium.

• Serat kaca yang fleksibel, menghantarkan pulsa cahaya.
• Satu pulsa cahaya = satu bit informasi.
• Kecepatan luar biasa tinggi dan kebal interferensi listrik.
• Cocok membentang di dasar samudra antar benua (karena redaman sinyalnya sangat kecil).

Terrestrial Radio

Gelombang Wi-Fi, 4G. Rawan pantulan dinding dan gangguan cuaca.

Satellite Radio

• Geostationary: Satelit jauh (36.000 km), delay propagasi sangat besar (~280 ms).
• LEO (Low Earth Orbit): Satelit dekat bumi. Jauh lebih cepat, butuh konstelasi banyak satelit (Contoh: Starlink).

Jaringan untuk kantor atau kampus besar.

• Mengandalkan kabel Ethernet ke meja pegawai, dan Wi-Fi untuk area publik.
• Menghubungkan ratusan komputer ke Ethernet Switch berkecepatan tinggi (1 Gbps - 10 Gbps).

Di internet, data yang panjang dipecah-pecah menjadi banyak Paket (Packets) kecil sebelum dikirim.

Setiap paket menempuh perjalanan melalui router satu per satu.

Bagaimana router tahu arah yang benar?

• Setiap paket membawa alamat IP Address Tujuan.
• Router melihat IP tersebut, lalu mencocokkannya dengan peta panduan miliknya yang disebut Forwarding Table.
• Routing Protocol adalah algoritma AI/matematika yang bertugas memperbarui tabel ini agar rute selalu optimal.

Ini adalah prinsip kerja router packet-switching:

• Router harus menerima dan menyimpan utuh (store) seluruh bit dari satu paket ke memorinya.
• Hanya setelah paket diterima lengkap tanpa cacat, router akan meneruskannya (forward) ke link berikutnya.

Setiap router memiliki Output Buffer (Antrean).

• Queuing Delay: Terjadi jika paket datang tapi link keluaran masih sibuk mengirim paket lain. Paket harus mengantre.
• Packet Loss: Jika antrean memori penuh dan ada paket baru datang, router terpaksa membuang (drop) paket tersebut.

Jaringan telepon tradisional menggunakan Circuit Switching.

• Jalur komunikasi (sirkuit) dipesan/dialokasikan eksklusif untuk Anda selama sesi berlangsung.
• Kinerja terjamin 100% tanpa delay antrean.
• Namun, sangat boros. Jika Anda sedang diam tidak menelepon, kabel itu tetap tidak boleh dipakai orang lain.

Cara membagi 1 kabel untuk banyak panggilan telepon:

• FDM (Frequency-Division): Kabel dibagi menjadi frekuensi berbeda-beda layaknya frekuensi stasiun radio FM.
• TDM (Time-Division): Waktu dibagi bergiliran dalam slot mikrodetik (giliran A, giliran B, giliran A lagi).

Mengapa Internet memilih Packet Switching?

• Resource Sharing: Karena internet bersifat bursty (diam lama saat baca web, lalu tiba-tiba butuh download file). Packet switching memungkinkan kabel dipakai ramai-ramai.
• Jauh lebih efisien dan murah.
• Kelemahannya: Jika lalu lintas penuh, terjadi macet parah (congestion) dan delay tak menentu.

• Tier-1 ISPs: ISP global raksasa (AT&T, Level 3). Backbone internet dunia.
• Regional ISPs: ISP tingkat negara/pulau yang menyewa jalur dari Tier-1.
• IXP (Internet Exchange Point): Tempat pertemuan fisik berbagai ISP untuk saling menukar paket secara gratis/murah demi efisiensi.
• Content Provider Networks: Jaringan pribadi Google/Microsoft yang mem-bypass ISP publik.

End systems di ujung jaringan terbagi menjadi dua:

• Clients: Perangkat (laptop, HP) yang mengajukan permintaan layanan.
• Servers: Mesin kuat di Data Center (Google, Amazon) yang melayani permintaan web, email, dll.

Total Delay = d_proc + d_queue + d_trans + d_prop

1. Processing Delay (d_proc): Waktu bagi router untuk memeriksa header paket dan mengecek error. (Sangat cepat, hitungan mikrosekon).
2. Queuing Delay (d_queue): Waktu menunggu dalam antrean buffer router sebelum bisa masuk ke kabel. (Paling sulit diprediksi, tergantung kemacetan).

3. Transmission Delay (d_trans): Waktu yang butuh untuk "mendorong" semua bit paket masuk ke dalam kabel. Bergantung pada Bandwidth link, bukan jarak.
4. Propagation Delay (d_prop): Waktu perjalanan fisik sebuah bit melintasi panjang kabel dengan kecepatan cahaya. Bergantung pada jarak antar negara/kota.

• Sebuah paket diibaratkan rombongan 10 mobil.
• Waktu mendorong 10 mobil melewati gerbang tol lambat = Transmission Delay.
• Waktu mobil melaju dari pintu tol Jakarta ke pintu tol Bandung (jarak tempuh) = Propagation Delay.

Adalah laju aktual bit data yang berhasil dipindahkan dari sender ke receiver (bits/sec).

• Instantaneous: Throughput saat detik ini saja.
• Average: Rata-rata throughput dalam 1 sesi download.
• Terhambat oleh link paling lemah/sempit di jalur tersebut (disebut Bottleneck Link).

Jaringan adalah sistem raksasa. Layering memberikan keuntungan:

• Modularitas: Mudah merawat dan mengubah satu bagian tanpa mengganggu bagian lain. (Contoh: Mengganti kabel tembaga jadi fiber, tidak membuat aplikasi browser error).
• Struktur Diskusi: Mudah memisahkan fungsi kompleks menjadi tugas spesifik per layer.

Dirilis oleh ISO tahun 1984, Model OSI membagi jaringan menjadi 7 layer untuk standar komunikasi:

1. Application: Antarmuka aplikasi jaringan.
2. Presentation: Format data, enkripsi, kompresi.
3. Session: Sinkronisasi dan manajemen sesi.
4. Transport: Pengiriman ujung-ke-ujung yang handal.
5. Network: Pengalamatan logis (IP) dan routing.
6. Data Link: Pengalamatan fisik (MAC) dan transfer node-to-node.
7. Physical: Sinyal fisik dan media kabel/nirkabel.

Berbeda dengan OSI, standar yang paling banyak digunakan di internet saat ini adalah TCP/IP (5 layer):

• 5. Application: (Menggabungkan Application, Presentation, Session OSI). Layanan HTTP, SMTP. Pesan: Message.
• 4. Transport: Transfer data antar aplikasi (TCP, UDP). Pesan: Segment.
• 3. Network: Routing alamat IP global. Pesan: Datagram.
• 2. Link: Transfer data ke tetangga dekat. Pesan: Frame.
• 1. Physical: Pergerakan gelombang/sinyal. Pesan: Bits.

• Encapsulation: Saat pesan dikirim turun ke physical layer, tiap layer akan menambahkan informasi kontrol miliknya ke bagian depan data (disebut Header).
• Decapsulation: Di komputer tujuan, data naik ke atas. Tiap layer membaca headernya, lalu membuang header tersebut sebelum memberikannya ke layer atas.

Malware (Perangkat Lunak Jahat) dapat menginfeksi host untuk mencuri data atau menjadikannya mesin penyerang botnet.

• Virus: Malware yang butuh interaksi Anda untuk aktif (misal klik lampiran email).
• Worms: Malware pintar yang bisa menyebar otomatis lewat kelemahan jaringan tanpa perlu diklik.

• DoS (Denial of Service): Menyerang server dengan banjir trafik sampah, sehingga memori/bandwith server penuh dan website lumpuh (tidak bisa diakses pengguna asli).
• DDoS (Distributed DoS): Serangan DoS tapi dilakukan secara keroyokan oleh puluhan ribu komputer botnet bajakan dari seluruh dunia. Sangat sulit ditangkal.

• Packet Sniffing: Penjahat "menguping" dan merekam paket yang lalu lalang di Wi-Fi publik. Solusinya: Enkripsi data.
• IP Spoofing: Penjahat memalsukan alamat IP pengirim di paketnya, sehingga seolah-olah paket berasal dari komputer tepercaya (teman/bank).

• 1961-1972: Era ARPAnet, konsep Packet Switching lahir menggantikan monopoli telepon Circuit Switching.
• 1972-1990: Protokol TCP/IP dibakukan.
• 1990-an: Tim Berners-Lee menemukan World Wide Web (Web dan HTML). Mengubah internet menjadi industri raksasa komersial.

• Internet ("Network of Networks") mendasari revolusi komunikasi global.
• Infrastrukturnya: End Systems, Edge Router, Communication Links, Core Router.
• Packet Switching memenangkan pertarungan melawan Circuit Switching.
• Kinerja diukur dengan Delay, Loss, dan Throughput.
• Arsitektur berlapis (TCP/IP) mempermudah rekayasa jaringan.

Kerjakan soal berikut dengan tulis tangan, lalu di-scan/difoto untuk dikumpulkan:

1. Apakah tugas dan fungsi utama dari seorang Network Administrator? Jelaskan!
2. Sebutkan dan jelaskan karakteristik dari berbagai macam Topologi dalam jaringan komputer (Bus, Star, Ring, Mesh)!