Ethernet Dan Frame-nya

Sejarah Ethernet

Versi awal Xerox Ethernet dikeluarkan pada tahun 1975 dan di desain untuk menyambungkan 100 komputer pada kecepatan 2,94 megabit per detik melalui kabel sepanjang satu kilometer.

Disain tersebut menjadi sedemikian sukses di masa itu sehingga Xerox, Intel dan Digital Equipment Corporation (DEC) mengeluarkan standar Ethernet 10Mbps yang banyak digunakan pada jaringan komputer saat ini. Selain itu, terdepat standar Ethernet dengan kecepatan 100Mbps yang dikenal sebagai Fast Ethernet.

Asal Ethernet bermula dari sebuah pengembangan WAN di University of Hawaii pada akhir tahun 1960 yang dikenal dengan naman "ALOHA". Universitas tersebut memiliki daerah geografis kampus yang luas dan berkeinginan untuk menghubungkan komputer-komputer yang tersebar di kampus tersebut menjadi sebuah jaringan komputer kampus.

Proses standardisasi teknologi Ethernet akhirnya disetujui pada tahun 1985 oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), dengan sebuah standar yang dikenal dengan Project 802. Standar IEEE selanjutnya diadopsi oleh International Organization for Standardization (ISO), sehingga menjadikannya sebuah standar internasional dan mendunia yang ditujukan untuk membentuk jaringan komputer. Karena kesederhanaan dan keandalannya, Ethernet pun dapat bertahan hingga saat ini, dan bahkan menjadi arsitektur jaringan yang paling banyak digunakan.

Jika dilihat dari kecepatannya, Ethernet terbagi menjadi empat jenis, yakni sebagai berikut:

•   10 Mbit/detik, yang sering disebut sebagai Ethernet saja (standar yang digunakan:10Base2, 10Base5, 10BaseT, 10BaseF). Spesifikasi IEEE 802.3.
•   100 Mbit/detik, yang sering disebut sebagai Fast Ethernet (standar yang digunakan:100BaseFX, 100BaseT, 100BaseT4, 100BaseTX). Spesifikasi IEEE 802.3u.
•   1000 Mbit/detik atau 1 Gbit/detik, yang sering disebut sebagai Gigabit Ethernet (standar yang digunakan: 1000BaseCX, 1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseT). Spesifikasi IEEE 802.3z.
•   10000 Mbit/detik atau 10 Gbit/detik. Standar ini belum banyak diimplementasikan.

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 tapi 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.

Frame Ethernet

Ethernet mentransmisikan data melalui kabel jaringan dalam bentuk paket-paket data yang disebut dengan Ethernet Frame. Sebuah Ethernet frame memiliki ukuran minimum 64 byte, dan maksimum 1518 byte dengan 18 byte di antaranya digunakan sebagai informasi mengenai alamat sumber, alamat tujuan, protokol jaringan yang digunakan, dan beberapa informasi lainnya yang disimpan dalam header serta trailer (footer). Dengan kata lain, maksimum jumlah data yang dapat ditransmisikan (payload) dalam satu buah frame adalah 1500 byte.

Beberapa field yang diijinkan atau dibutuhkan dalam frame Ethernet 802.3

•   Preamble
•   Start Frame Delimiter
•   Destination Address
•   Source Address
•   Length/ Type
•   Data and Pad
•   FCS
•   Extension

Media Access Control

Terdapat dua kategori Media Access Control, deterministik (bergiliran) dan non-deterministik (first come, first serverd/ pertama datang, pertama dilayani).

Contoh dari protokol deterministik adalah Token Ring dan FDDI. Dalam jaringan token ring, masing-masing host tersusun seperti sebuah cincin dan sebuah token akan melewati cincin tersebut secara bergiliran dari satu host ke host yang lain. Ketika suatu host akan mengirimkan data, dia akan mengambil sebuah token dan mengirimkan data tersebut dalam rentang waktu tertentu. Kemudian token akan diberikan kepada host selanjutnya. Token ring merupakan jaringan yang bersifat collisionless dimana hanya satu host yang dapat mengirimkan data dalam rentang waktu tertentu.

Protokol MAC deterministik menggunakan pendekatan first-come, first served. CSMA/ CD adalah salah satu contohnya. Ketika dua host mengirimkan data dalam waktu bersamaan, maka akan terjadi kolisi dan tidak ada satupun host yang dapat mengirim data tersebut.

Ada 3 teknologi Layer 2 yang umum saat ini, yaitu Token Ring, FDDI dan Ethernet. Spesifikasi teknologi dari masing-masing jaringan adalah sebagai berikut:

1.   Ethernet, topologi bus, star atau extended star.
2.   Token Ring, topologi ring (dalam kata lain, arus informasi dikontrol di dalam sebuah ring), topologi star.
3.   FDDI, topologi ring, topologi dual ring.

Spesifikasi 802.11 a

¢  Wi-Fi merupakan kependekan dari Wireless Fidelity, yang memiliki pengertian yaitu sekumpulan standar yang digunakan untuk jaringan local nirkabel  (Wireless Local Area Networks – WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11.

¢  Standar terbaru dari spesifikasi 802.11a atau b, seperti 802.16 g, saat ini sedang dalam penyusunan, spesifikasi terbaru tersebut menawarkan banyak peningkatan mulai dari luas cakupan yang lebih jauh hingga kecepatan transfernya.

Kelebihan 802.11

¢  Mobilitas

¢  Sesuai dengan jaringan IP

¢  Konektifitas data dengan kecepatan tinggi

¢  Frekuensi yang tidak terlisensi

¢  Aspek keamanan yang tinggi

¢  Instalasi mudah dan cepat

¢  Tidak rumit

¢  Sangat murah

Kekurangan 802.11

¢  Bandwidth yang terbatas karena dibagi-bagi berdasarkan spektrum RF untuk teknologi-teknologi lain

¢  Kanal non-overlap yang terbatas

¢  Efek multipath

¢   Interferensi dengan pita frekuensi 2.4 GHz dan 5 GHz

¢  QoS yang terbatas

¢   Power control

¢  Protokol MAC high overhead

SPESIFIKASI WIRELESS

¢  Wi-Fi dirancang berdasar spesifikasi IEEE 802.11. Sekarang ini ada empat variasi dari 802.11, yaitu:

•       802.11a
•       802.11b
•       802.11g
•       802.11n

      Versi Wi-Fi yang paling luas dalam pasaran AS sekarang ini (berdasarkan dalam IEEE 802.11/g) beroperasi pada 2.400 Mhz sampai 2.483,50 MHz. Dengan begitu mengijinkan operasi dalam 11 channel (masing-masing 5 MHz), berpusat di frekuensi berikut

•        Channel 1 – 2,412 MHz;
•        Channel 2 – 2,417 MHz;
•        Channel 3 – 2,422 MHz;
•        Channel 4 – 2,427 MHz;
•        Channel 5 – 2,432 MHz;
•        Channel 6 – 2,437 MHz;
•        Channel 7 – 2,442 MHz;
•        Channel 8 – 2,447 MHz;
•        Channel 9 – 2,452 MHz;
•        Channel 10 – 2,457 MHz;
•        Channel 11 – 2,462 MHz

       802.11a

       Standard 802.11a, adalah model awal yang dibuat untuk umum. Mengunakan kecepatan 54Mbps dan dapat mentranfer data double dari tipe g dengan kemampuan bandwidth 72Mbps atau 108Mbps. Sayangnya sistem ini tidak terlalu standard, karena masing masing vendor atau pabrikan memberikan standard tersendiri. 802.11a mengunakan frekuensi tinggi pada 5Ghz sebenarnya sangat baik untuk kemampuan tranfer data besar. Tetapi 802.11a memiliki kendala pada harga , komponen lebih mahal ketika perangkat ini dibuat untuk publik dan jaraknya dengan frekuensi 5GHz konon lebih sulit menembus ruang untuk kantor. Pemilihan 5Ghz cukup beralasan, karena membuat pancaran signal frekuensi 802.11a jauh dari gangguan seperti oven microwave atau cordless phone pada 2GHz, tetapi frekuensi tinggi juga memberikan dampak pada daya jangkau relatif lebih pendek.

       802.11b

       Sempat menjadi dominasi pemakaian tipe b. Standard 802.11b mengunakan frekuensi 2.4GHz. Standard ini sempat diterima oleh pemakai didunia dan masih bertahan sampai saat ini. Tetapi sistem b bekerja pada band yang cukup kacau, seperti gangguan pada Cordless dan frekuensi Microwave dapat saling menganggu bagi daya jangkaunya. Standard 802.11b hanya memiliki kemampuan tranmisi standard dengan 11Mbps atau rata rata 5MBbit/s yang dirasakan lambat, mendouble (turbo mode) kemampuan wireless selain lebih mahal tetapi tetap tidak mampu menandingi kemampuan tipe a dan g.

       802.11g

       Standard yang cukup kompatibel dengan tipe 802.11b dan memiliki kombinasi kemampuan tipe a dan b. Mengunakan frekuensi 2.4GHz mampu mentransmisi 54Mbps bahkan dapat mencapai 108Mbps bila terdapat inisial G atau turbo. Untuk hardware pendukung, 802.11g paling banyak dibuat oleh vendor. Secara teoritis mampu mentranfer data kurang lebih 20Mbit/s atau 4 kali lebih baik dari tipe b dan sedikit lebih lambat dari tipe a.Karena mengunakan carrier seperti tipe b dengan 2.4Ghz, untuk menghadapi gangguan frekuensi maka ditempatkan sistem OFDM

       Secara teoritis perbandingan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Technology	Kecepatan
Ethernet 10/100	100Mbs
802.11b	11Mbps
802.11a	52/72 Mbps
PhoneLine 2.0	10Mbps
Gigabit Ethernet	1000Mbps
802.11g/turbo	22/54/108Mbps
Firewire	400Mbps
Bluetooth	1.5Mbps
HomeRF 2.0	10Mbps
PowerLine	14Mbps

Arsitektur Topologi Logic

Arsitekturjaringanomputer

          Beberapa bentuk arsitektur dan topologi logik yang telah ada diantaranya adalah ArcNET, Ethernet, Token Ring, FDDI dan sebagainya. Masih banyak arsitektur lainnya, sebagiannya ditinggalkan tetapi ada juga yang tetap terus dikembangkan. Dari sekian banyak arsitektur tersebut, yang paling umum dikenal dan banyak digunakan adalah arsitektur/topologi Ethernet.

ArcNET

          Sepertinya arsitektur tipe ini sudah sangat jarang digunakan dan tidak begitu populer. Dikembangkan oleh DataPoint. Jaringan dengan topologi ini sangat simpel dan murah, tetapi tidak cocok untuk lingkungan jaringan yang membutuhkan kecepatan transfer data yang tinggi. Kecepatan transfer arsitektur ini sekitar 2,5Mbps, sehingga kurang diminati oleh arsitek jaringan komputer.

          ArcNET biasanya menggunakan topologi fisik BUS atau STAR dengan media transmisi kabel Coaxial RG62. Pada topologi BUS, di setiap ujung rangkaian kabel (2 komputer yang paling ujung dari jaringan) harus dipasang terminator untuk menutup jaringan. Sedangkan pada topologi STAR diperlukan HUB atau Concentrator untuk menghubungkan komputer yang 1 dengan yang lainnya.

Prinsip kerjanya menggunakan token passing scheme dan broadcast dimana dalam jaringan komputer tersebut ada token yang mengalir dan dapat ditempeli dengan data yang akan dikirim ke komputer tujuan.

Token Ring

Token Ring dikembangkan oleh IBM dan di standarisasi dengan IEEE 802.5. Kecepatan transfer data arsitektur ini adalah 16Mbps dengan media transmisi kabel UTP ataupun STP dan topologi fisik yang digunakan umumnya adalah STAR yang memerlukan HUB.

Pada jaringan Token Ring, sebuah token bebas mengalir dalam jaringan, jika satu node ingin mengirimkan paket data, maka paket data yang akan dikirimkan ditempelkan pada token, pada waktu token berisi data, node lain tidak dapat mengirimkan data. Token passing digunakan dalam arsitektur ini untuk menghindari collision.

Data dalam jaringan dikirim oleh masing-masing komputer yang kemudian berjalan melingkar ke komputer-komputer yang lain untuk kemudian data tersebut akan diambil oleh komputer yang dituju atau yang membutuhkan. Pola transmisi ini tetap berlaku meskipun topologi menggunakan STAR.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

FDDI menggunakan kabel fiber optik yang bekerja berdasarkan 2 buah ring konsentris dengan kecepatan 100Mbps. Salah satu ring bisa berfungsi sebagai backup apabila ring yang lainnya atau node (komputer) lain terputus atau tidak beroperasi.

Jaringan dengan arsitektur ini memerlukan biaya yang cukup mahal; sehingga kurang cocok untuk membangun jaringan komputer  yang sederhana seperti di rumah atau di kantor-kantor kecil.

Ethernet

Arsitektur ini dikembangkan oleh Xerox Corp. pada tahun 1970 dan di standarisasi IEEE 802.3 pada tahun 1980. Arsitektur Ethernet bisa dikatakan sebagai bentuk jaringan yang paling banyak digunakan. Hal ini dimungkinkan karena jaringan ini cukup sederhana dan mudah diinstalasi. Kecepatan transfer data cukup tinggi 10Mbps, 100Mbps dan terus berkembang hingga 1Gbps.

Arsitektur Ethernet ini dapat dibangun dengan media Coaxial RG58 atau RG8 dan juga kabel UTP dan HUB. Jaringan Ethernet yang menggunakan kabel Coaxial RG58 disebut Thin Ethernet atau 10Base2, jika menggunakan RG8 disebutThick Ethernet atau 10Base5. Sedangkan yang menggunakan UTP disebut juga10BaseT atau Fast Ethernet. Fast Ethernet ini yang paling banyak digunakan.

Cara kerja arsitektur ini memakai metoda CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Acces/collision detection). Bilamana suatu node mengirimkan paket melewati jaringan, maka node tersebut akan mengecek terlebih dahulu apakah jaringan sedang mengirimkan paket data atau tidak. jika jaringan sedang kosong, maka node akan mengirimkan paket data. Jika ternyata ada paket data lain, pada saat node akan mengirimkan data, maka akan terjadi collision. Bila hal ini terjadi maka jaringan dan node akan berhenti mengirimkan paket data, kemudian node dan jaringannya

Kelas IP versi 4 dan penggunaanya

   Alamat IP versi 4 adalah sebuah jenis pengalamatan jaringan yang digunakan di dalam protokol jaringan TCP/IP yang menggunakan protokol IP versi 4. Panjang totalnya adalah 32-bit, dan secara teoritis dapat mengalamati hingga 4 miliar host komputer atau lebih tepatnya 4.294.967.296 host di seluruh dunia, jumlah host tersebut didapatkan dari 256 (didapatkan dari 8 bit) dipangkat 4(karena terdapat 4 oktet) sehingga nilai maksimal dari alamt IP versi 4 tersebut adalah 255.255.255.255 dimana nilai dihitung dari nol sehingga nilai nilai host yang dapat ditampung adalah 256x256x256x256=4.294.967.296 host, bila host yang ada di seluruh dunia melebihi kuota tersebut maka dibuatlah IP versi 6 atau

Kelas IP

Kelas Alamat IP	Oktet pertama (desimal)		Digunakan oleh
Kelas A	1–126		Alamat unicast untuk jaringan skala besar
Kelas B	128–191		Alamat unicast untuk jaringan skala menengah hingga skala besar
Kelas C	192–223		Alamat unicast untuk jaringan skala kecil
Kelas D	224–239		Alamat multicast (bukan alamat unicast)
Kelas E	240–255		Direservasikan;umumnya digunakan sebagai alamat percobaan (eksperimen); (bukan alamat unicast)

Penggunaan IP

Ruang alamat	Dari alamat	Sampai alamat	Keterangan
010.000.000.000/8	010.000.000.001	010.255.255.254	Ruang alamat privat yang sangat besar (mereservaskan kelas A untuk digunakan)
172.016.000.000/12	172.016.000.001	172.031.255.254	Ruang alamat privat yang besar (digunakan untuk jaringan menengah hingga besar)
192.168.000.000/16	192.168.000.001	192.168.255.254	Ruang alamat privat yang cukup besar (digunakan untuk jaringan kecil hingga besar)
169.254.000.000/16	169.254.000.001	169.254.255.254	Digunakan oleh fitur Automatic Private Internet Protocol Addressing(APIPA) dalam beberapa sistem operasi.

* Pengertian IP privat dan IP publik

Dalam jaringan komputer dikenal dua tipe alamat IP yaitu public dan private. IP public ialah alamat umum yang diberikan oleh ISP (Internet Service Provider) untuk berhubungan ke Internet.

Sedangkan IP Private biasanya digunakan dalam jaringan yang tidak terhubung ke internet atau bisa juga terhubung ke internet tapi melalui NAT.