Fundamental Teknologi Jaringan Komputer: Jenis Arsitektur dan Trafiknya

Teknologi Jaringan Komputer

Aliran lalu lintas di jaringan komputer ditentukan oleh jenis trafik yang digunakan, misalnya: unicast, multicast, broadcast, atau anycast dan arsitektur jaringannya apakah point-to-point, broadcast, atau non broadcast multiaccess (NMBA).

Ini berarti, teknologi jaringan komputer dibedakan atas 2 jenis;

  1. Trafik jaringan komputer
  2. Arsitektur jaringan komputer

Kalau ingin merancang jaringan yang baru atau menganalisa jaringan yang sudah ada, mau tidak mau kita harus sudah menguasai 2 hal diatas.


Wajib.

A. Jenis Trafik Jaringan

Trafik di jaringan komputer bisa dikirim ke satu host di dalam sebuah network, atau ke semua host yang berada dalam sebuah subnet, atau sebagian host saja (grouping).

Kalau kamu sudah pernah dengar  tentang IP Address type,  berarti trafik jaringan disini sebenarnya mengacu ke  jenis alamat IP, yaitu:

  1. Unicast
  2. Broadcast
  3. Multicast, dan
  4. Anycast

..dan masih ada lagi, yaitu: 5. Loopback (localhost).
Karena loopback ini agak spesial, jadi  kita bahas deluan aja.

1. Pengertian IP loopback dan manfaatnya

Sesuai dengan namanya, kalau kita pisah berarti: loop – back.
Artinya, puter balik.

Jadi misalnya ada pesan yang diarahkan ke alamat loopback, maka trafik tidak akan pernah keluar dari komputer tersebut, melainkan dikembalikan ke dirinya sendiri.

Range alamat loopback dimulai dari 127.0.0.1 sampai 127.255.255.254.
Berarti ada sekian banyak ya. Tapi umumnya kita hanya mengenalnya dengan: 127.0.0.1.

Fungsi alamat loopback ini biasanya digunakan untuk kebutuhan testing. Jadi kita bisa memeriksa apakah IP stack di komputer berjalan dengan baik atau tidak, dengan mengirimkan packet ke loopback, tanpa mengirimkan trafik keluar LAN (Local Area Network).

Ada 2 lagi manfaat IP loopback berdasarkan penggunaannya di lapangan:

IP loopback digunakan untuk kebutuhan remote perangkat

Agar koneksinya tetap available (keep-alive), biasanya network administrator menggunakan IP loopback di perangkat yang sering diremote.

Maksudnya?
Biasanya ‘kan konfigurasi IP address itu dibawah interface fisik.

..justru karena interface fisik, maka suatu saat interface ini bisa saja down. Sebaliknya, loopback tidak terkait pada interface (fisik) manapun, dia berada di interface logical, kadang juga disebut interface virtual.

Interface inilah yang statusnya tetap ‘up’ meski bagaimanapun.

Cisco merekomendasikan penggunaan IP loopback sebagai ID router OSPF

Routing OSPF punya algoritma pemilihan identitas router berdasarkan IP tertinggi pada sebuah router yang terkonfigurasi di interfacenya.
Kalau ada interface loopback, maka ia menjadi prioritas.

Alasannya sama seperti diatas, karena loopback adanya di interface logical (virtual), berarti akan selalu aktif. Ini yang dibutuhkan oleh proses OSPF.

Dalam simulasi juga, interface loopback sering dipakai sebagai representasi alamat network yang lain. (Ingat kembali tentang layer 2: interface tidak akan up jika peer nya tidak up).
Kalau di simulasi, daripada menambahkan perangkat dan membuang-buang resource, maka biasanya lebih efisien menggunakan interface loopback.

..dan akan tetap up meskipun tidak memiliki peer.

Clear sudah?
Kita tinggalkan sejenak tentang loopback.

2. Unicast

Umumnya, trafik di jaringan terjadi secara one-to-one, dari satu perangkat menuju ke satu perangkat yang lain. Jenis inilah yang disebut unicast.

Mari kita buat skenario jaringan sederhana seperti ilustrasi dibawah:

  • Terdapat server video, untuk streaming beberapa user (contoh: 3 user).
  • 2 user (10.10.10.1 dan 10.10.10.2) terdaftar sebagai penerima siaran, sedangkan user 10.10.10.3 tidak terdaftar.
Unicast Traffic
Ilustrasi 1: Unicast Traffic

Gampang kan?
Karena pesan hanya bisa diterima oleh perangkat yang memiliki alamat sesuai dengan alamat tujuan yang sudah ditentukan oleh pengirim.

Saya anggap sebelumnya kamu sudah mengerti sedikit tentang pengalamatan di IPv4. Alamat unicast di IPv4 dibedakan atas kelas A (yang digunakan pada ilustrasi), kelas B, atau kelas C.

Beda dengan IPv6, alamat unicast dimulai dari prefix 2000::/3.

Ada juga kelas D, digunakan untuk multicast. Beda sendiri kelasnya.
Kita bahas broadcast dulu, karena keberadaannya sama seperti unicast, ada di setiap kelas IP.

3. Broadcast

Trafik broadcast terjadi apabila trafik yang dikirim oleh sebuah perangkat ditujukan ke semua host yang berada dalam sebuah network (yang dikenal dengan broadcast domain).

Sekali lagi, semua host yang berada dalam sebuah network.
Coba kita perhatikan ilustrasi berikut:

broadcast_traffic
Ilustrasi 2: Broadcast Traffic

Server mengirimkan trafik ke alamat broadcast. Efeknya, user 10.10.10.3 yang seharusnya tidak menerima trafik dari server, terpaksa harus menerima dan menanggapi trafik tersebut.

Trafik seperti ini berpengaruh buruk pada jaringan, jika intensitasnya banyak bisa saja terjadi broadcast storm.

Lihat alamat tujuan pesan pada gambar, bisa 3 jenis:

  • 255.255.255.255, atau
  • 10.255.255.255, atau
  • ff:ff:ff:ff:ff:ff

..atau bisa juga 10.10.10.255.
Saya anggap sudah paham kenapa bisa jadi 3 bahkan 4.

Tapi sebenarnya jenis alamat broadcast hanya dibedakan atas 2, yaitu: layer 2 broadcast dan layer 3 broadcast.

Layer 2 broadcast

Alamatnya adalah ff:ff:ff:ff:ff:ff. Layer 2 broadcast ini tidak bisa kita capai (PING) begitu saja, (atau saya tidak tau tools nya).

..yang jelas kalau kamu sudah mengerti tentang OSI Layer atau TCP/IP, alamat ini adalah hasil translasi yang dilakukan oleh pesan ARP (Address Resolution Protocol) terhadap alamat tujuan paket (layer 3).

Layer 3 broadcast

Layer 3, berarti IP. Syarat alamat broadcast adalah apabila bit host nya bernilai 1 atau on.

Ingat lagi tentang bit host dan network pada materi IP Address.
Inilah kenapa alamat broadcast diatas bisa jadi beberapa jenis, namun sebenarnya penerima pesan broadcast ini adalah host yang berada dalam sebuah network.

Kenapa?
Sesuai dengan prinsip layer 3, router atau multilayer switch. Router tetap menerima pesan broadcast, namun tidak meneruskannya alias di drop.

Kita kembali ke ilustrasi.

  • Alamat broadcast bisa 255.255.255.255, 10.255.255.255, atau 10.10.10.255
  • Namun pada akhirnya ethernet tetap mengenalnya dengan ff:ff:ff:ff:ff:ff
  • Berarti bisa jadi begini:
    • Kalau paket tersebut melewati layer 2, pesan diteruskan ke semua interface kecuali port dimana pesan itu datang. Karena layer 2 itu satu network, satu broadcast domain.
    • Sebaliknya, kalau paket tersebut melewati layer 3, pesan tetap diterima. Tapi tidak diteruskan.

Mudah-mudahan sudah jelas sampai disini.
Kita lanjut ke multicast.

4. Multicast

Multicast berarti sebuah host bisa mengirim trafik yang ditujukan ke multi-host, spesifik, grouping.

Anggaplah di contoh jaringan kita punya server video yang terhubung ke 20 user. Tetapi yang berlangganan dan mau menerima siaran hanya 10 diantaranya.

Kalau pakai unicast, pasti tidak efektif. Sebab server harus mengirimkan satu trafik unicast untuk masing-masing user, berarti 20x. Bagaimana kalau usernya ratusan?!
.. atau bisa juga pakai broadcast.

Namun broadcast juga bukan langkah yang efektif, karena 10 user yang tidak berlangganan tadi mau tidak mau harus give attention terhadap pesan broadcast tersebut meski pada akhirnya mereka tetap mendiscard pesannya.

Analoginya seperti ilustrasi berikut ini:

Multicast Traffic
Ilustrasi 3: Multicast Traffic

Ketemu bedanya?

Seperti yang sudah saya jelaskan sebelumnya, multicast berada di kelas IP yang berbeda, yakni kelas D.
Range IP multicast dimulai dari 224.0.0.0 sampai 239.255.255.255.

Ini yang membedakan multicast dengan broadcast.
Jadi, pengirim tidak semerta-merta langsung mengirimkankan trafik ke banyak host, melainkan mengirimkannya terlebih dahulu ke alamat multicast.

Paket itu diterima siapa..
Tergantung host tersebut berlangganan ke alamat multicast atau tidak.

Contoh penerapannya di protokol routing, misal EIGRP.

multicast_in_eigrp
Ilustrasi 4: Penggunaan Multicast Pada Protokol Routing EIGRP

Ada yang perlu dicatat disini, meski multicast lebih keren dibanding jenis trafik yang lain.
Multicast bisa saja sama buruk layaknya broadcast, kalau implementasinya tidak tepat:

  • Ethernet dan semua host di sebuah LAN termasuk ke dalam teknologi jaringan broadcast multiaccess.
    Kalau ada pesan multicast, mereka tetap membaca framenya. Lalu di discard, secepatnya. Berarti kan menghemat proses di PC.
  • Yup..tapi tidak menghemat bandwidth di LAN.
    Makanya penerapan multicast harus dilakukan dengan benar.
  • Salah satunya dengan mengkonfigurasi passive interface agar pesan multicast hanya dikirim ke rute tertentu.
    Ini tidak hanya menghemat bandwidth namun juga meningkatkan keamanan jaringan.

Pahami benar-benar konsep dasar ini, terutama karakteristik broadcast dan multicast. Karena 2 jenis trafik jaringan ini yang menjadi core knowledge, ketika nanti sudah lanjut ke tahap implementasi protokol di teknologi routing dan switching.

5. Anycast

Kalau kita bicara tentang IPv4, maka konsep dasar jenis trafik di jaringan komputer yang saya jelaskan diatas sudah cukup.

Dengan penjelasan sederhana, anycast agak mirip dengan multicast. Alamat tujuan pengiriman paket sama, cuma satu, tapi pemilik alamat tersebut bisa lebih dari satu host.

..dan penerima paket nanti tetap satu host, yang terdekat.

Tapi tidak bisa disamakan juga sih antara anycast dengan multicast.
..karena ya,  ini anycast, bukan multicast.

Nah lho, jadi bingung kan…
Kalau begitu perhatikan ilustrasi anycast berikut:

Anycast Traffic
Ilustrasi 5: Anycast Traffic

Makin bingung? Jangan khawatir kalau kamu tidak paham dengan pengalamatan IP diatas, nanti dipelajari di materi IPv6.

  • Server A dan Server B memiliki alamat anycast yang sama, yakni 2200::1.
  • User mengirim trafik ke 2200::1, lalu trafik dikirim oleh Router 2 ke Server A. Kenapa?
  • ..karena Server A yang paling dekat dari Router 2.
    Bukan karena topologinya saya buat berdekatan, melainkan berdasarkan perspektif Router 2 di tabel routingnya.

Itulah beberapa jenis trafik jaringan komputer yang perlu kita pahami. Kalau kamu benar-benar perhatikan setiap penjelasannya, bisa kita simpulkan bahwa hal ini tidak bisa dipahami (bahkan mustahil) kalau sebelumnya kamu tidak paham tentang IP Address, dan subnetting.

Bukan hanya IPv4, namun juga IPv6. Tapi..
..karena di Indonesia masih relatif sedikit penerapannya, maka pemahaman IPv6 bisa ditoleransi.

Sekarang kita lanjutkan ke jenis arsitektur jaringan.

B. Jenis Arsitektur Jaringan

Karakteristik arsitektur jaringan komputer terbagi atas point-to-point, broadcast dan non broadcast multiaccess.

Memang sekilas mirip dengan trafik jaringan.
Bisa kita katakan, arsitektur jaringan lebih mengacu kepada tatanan fisik, sedangkan trafik jaringan komputer mengacu ke aturan logic.

Sebelumnya, mungkin kamu pernah membaca referensi lain tentang arsitektur jaringan komputer yang membedakannya atas 2 jenis:

  • Jaringan peer-to-peer (anggap point to point)
  • Jaringan client-server, (anggap broadcast)

Ada lagi yang menyebutkan point-to-multipoint dengan menggambarkan sebuah router terhubung ke beberapa router lain. Kalau begini tidak ada bedanya dengan point-to-point.

Saya tidak mengatakan hal diatas tersebut salah, tapi kurang tepat.
..dan ada lagi yang menyebutkan thin client-server. Padahal sama saja dengan client server, hanya beda dikit.

Biasanya ‘legacy concepts’ diatas merepresentasikan perangkat jaringan antar PC to PC , atau PC to Server (server, database, web, dsb), atau terdapat switch jika di client-server.

Nah diatas itu analogi atas penalaran saya sendiri, perbedaannya tergantung masing-masing referensi yang kamu baca.  Tapi konsepnya sama saja.  Umumnya kategori diatas kita temukan di buku-buku jaringan komputer umum seperti buku Andrew S.Tanenbaum atau Kurose Ross.

Sedang referensi yang saya gunakan disini adalah buku Official Cert Guide – CCNP Route oleh Kevin Wallace.
.. karena  buku ini memang diperuntukkan untuk studi kasus implementasi protokol routing (dan switching) plus CCDP (Cisco Certified Design Professional).

Baiklah, kita lanjut.
Kalau ada perbedaan yang membingungkan bisa kamu tanyakan pada kolom komentar tulisan ini.

1. Point-to-point

Atas analogi dan persamaan yang saya buat diatas bahwa seolah-olah peer-to-peer dengan point-to-point itu mirip, mungkin membuat kamu jadi bertanya-tanya..
Lalu apa perbedaan antara keduanya?

Ini perbedaan antara point-to-point dengan peer-to-peer.

Jaringan peer-to-peer (P2P)

Peer-to-peer atau disingkat P2P mengacu ke teknologi aplikasi. Misalnya kamu menghubungkan 2 laptop secara langsung menggunakan kabel UTP.

Peer-to-peer Network
Ilustrasi 6: Peer-to-peer Network

Lebih kompleksnya, peer-to-peer adalah teknologi aplikasi terdistribusi, yang memungkinkan 2 komputer berbagi resource secara langsung meski pada fisiknya tidak demikian (tidak terhubung langsung). Contohnya, torrent.

Jaringan point-to-point

Sedangkan point-to-point mengacu teknologi hardware, di lapisan data link. Misalnya 2 router terhubung secara langsung, tanpa perantara.

Point-to-point Network
Ilustrasi 7: Point-to-point Network

Ini disebut jaringan point-to-point. Jangan disingkat PPP, karena PPP adalah protokol yang digunakan (Point-to-point Protocol).

Sekarang kita perhatikan lagi bedanya kedua ilustrasi diatas.
Bagi pandangan orang awam, perbedaan point-to-point dengan peer-to-peer terletak pada perangkatnya, router atau PC.

Kita harus punya pemahaman yang berbeda, sesuai yang saya katakan diatas. Acuannya adalah lapisan yang dipakai, aplikasi atau data link. Lebih tepat.

2. Broadcast

Karakteristik jaringan broadcast terjadi apabila suatu perangkat mengirimkan trafik ke suatu segment, maka trafik tersebut akan tersebar ke semua perangkat yang terhubung ke segment tersebut.

Contohnya seperti ilustrasi berikut:

Broadcast Network
Ilustrasi 8: Broadcast Network

Sekarang ada pertanyaan.
Ada berapa banyak collision domain dan broadcast domain pada topologi diatas?
Kalau tidak paham, silakan baca tulisan ini.

Broadcast terjadi di jaringan ethernet seperti diatas. Terlihat bahwa trafik yang dikirim oleh router diteruskan oleh switch ke semua port yang dia miliki.

Sama seperti trafik broadcast sebelumnya, tapi fokus kita kali ini bukan pada alamatnya namun perangkat yang digunakan.

3. Non Broadcast Multiaccess (NBMA)

Sekarang kita bahas tentang non broadcast multiaccess.
Ingat sebelumnya saya ada menyinggung kalau ethernet dan semua perangkat host yang terhubung bersifat broadcast multiaccess?

Mari kita pilah terlebih dahulu pengertian antara (non) broadcast dan multiaccess:

  • Broadcast: sebenarnya baru saja kita bahas diatas, contohnya ethernet. Sedangkan non broadcast dimiliki oleh jaringan seperti Frame Relay, X.25, atau Asynchronous Transfer Mode (ATM).
    Bedanya, NBMA tidak ada kemampuan untuk membroadcast frame.
  • Multiaccess: sama seperti ethernet, yang membentuk sebuah segment. Berarti di jaringan ini kita bisa menghubungkan beberapa perangkat ke satu segment yang sama.
    Disini miripnya dengan point-to-multipoint. Biar lebih paham coba perhatikan ilustrasi dibawah.
NBMA Network
Ilustrasi 9: Non Broadcast Multiaccess Network

Seperti pada gambar, Headquarter terhubung ke 2 Router Branch.
Ditengahnya terdapat frame-relay switch sebagai perantara (teknologi WAN), makanya direpresentasikan dalam bentuk cloud.

Meski begitu, setiap kali headquarter ingin mengirim trafik, tidak bisa dilakukan secara broadcast.
Perhatikan garis trafik warna biru.
Sebaliknya, setiap trafik harus dikirim secara individu ke masing-masing router.

Ingat, harus ada perantaranya, dan garis trafiknya seperti diatas. Baru bisa dikatakan point-to-multipoint. Kalau kamu menemukan referensi yang menggambarkan router terhubung ke beberapa router disebut point-to-multipoint. Itu salah.

Kecuali dia menjelaskan router tersebut apa perannya (sebab misal: router bisa kita konfigurasi sebagai frame-relay).

Jelas sudah tentang non broadcast multiaccess?

Non Broadcast Multiaccess Network and Routing Issue

Berbicara tentang non broadcast multiaccess atau NBMA, kini lebih dikenal dengan teknologi frame-relay.

..dan sudah jadul.
Entah kenapa masih menjadi material yang diujiankan di CCNP Route saat ini.

Tapi kalau ditelaah sebenarnya, bukan karena frame-relay atau bukan. Melainkan karena ini Cisco, yang benar-benar menuntut tenaga certified mereka paham konsep ke akar-akarnya, meski jadul.

Bahkan dengan teknologi auto-mdix sekarang, di ujian CCNA contohnya ya router-to-router harus cross, router-to-switch harus straight. Mereka tidak peduli 😛

Berarti mau tidak mau harus kita pahami juga tentang NBMA, karena nanti ketika penerapan protokol routing, kita harus memberi penanganan spesial terhadap karakteristik jaringan seperti ini.

Misalnya di protokol EIGRP, adanya split-horizon issue jika menerapkannya di NBMA.

..atau di protokol OSPF, designated rotuer (DR) akan dipilih otomatis, secara default.

Kalau mengacu pada topologinya kan berarti router Headquarter yang harus menjadi DR karena dia yang memiliki koneksi secara langsung ke semua router.
Untuk mengatasi hal ini biasanya harus kita konfigurasi secara manual.

Kesimpulan.

Baik, tidak perlu diambil pusing kalau kamu tidak paham apa yang saya bicarakan tentang split-horizon, DR BDR election dan tetekbengeknya diatas.

Yang penting..
yakinilah kalau karakteristik jaringan NBMA ini nyata adanya, dan suatu saat kamu akan berhadapan dengannya.

Demikian bahasan kita kali ini tentang teknologi jaringan komputer.
Sekarang kamu sudah paham mengenai trafik jaringan komputer juga arsitektur jaringan itu seperti apa.

Semoga bermanfaat,
Salam ngonfig !!

💡 Info:


Kamu bisa melihat catatan khusus materi ini pada tab berikut.

Routing Protocol

  • Protokol routing seperti RIPv1 dan IGRP (versi lama EIGRP) masih menggunakan broadcast untuk bertukar informasi routing.
  • RIPv2 menggunakan alamat multicast, secara periodik.
  • EIGRP menggunakan 5 jenis packet:
    • Untuk mendiscovery/recovery neighbor, packet hello dikirim multicast
    • Packet acks selalu dikirim dengan unicast
    • Packet update bisa dikirim unicast (penambahan neighbor) atau multicast (perubahan link cost)
  • BGP selalu membentuk sesi TCP dengan neighbor, maka update selalu dikirim secara unicast.
  • OSPF juga bisa menggunakan multicast atau unicast, tergantung jenis packet yang dikirim dan jenis arsitektur yang digunakan.
    TL;DR, go search the fine web 🙂

IPv6

  • Alamat loopback di IPv6 adalah ::1 atau 0:0:0:0:0:0:0:1
  • Broadcast traffic hanya ada di IPv4. 
  • Alamat multicast IPv6 memiliki prefix ff00::/8.
  • Unicast IPv6 ada 2:
    • Global: 2000::/3
    • Local: FC00::/7

2 Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.