Switching Networks & LAN/WAN Technologies

SM241013 - Pengantar Sistem Telekomunikasi Semester genap 2008-2009

Switching Networks & LAN/WAN Technologies

Modul 5Pengantar Sistem Telekomunikasi

Institut Manajemen TELKOM2008-2009


Tujuan Modul• Peserta kuliah memahami jaringan

berbasis switching

• Peserta kuliah memahami beberapa teknologi switching (circuit switching, packet switching dan message switching)

• Peserta kuliah memahami definisi dan topologi dari LAN, MAN dan WAN

• Peserta kuliah memahami teknologi dan perangkat-perangkat umum dari LAN


Node & Link• Jaringan komunikasi

biasa digambarkan dalam node dan link – Node:

merepresentasikan terminal dan perangkat jaringan

– Linkmerepresentasikan hubungan/koneksi antar nodes

• Sebagai perangkat jaringan, node dapat memiliki fungsi:– Routing

– Switching

– Multiplexing

3


Switched Network

4

• Transmisi data/ informasi jarak jauh biasanya dilakukan melalui beberapa switching node yang saling terhubung sehingga membentuk suatu jaringan switching, atau disebut switched network

• Setiap node yang terdapat dalam jaringan switching bekerja tanpa memperhatikan isi data/ informasi yang ditransmisikan

• Data ditransmisikan melalui suatu rute yang ditentukan oleh proses switching di setiap node yang dilalui

• Koneksi node ke node lainnya biasanya dilakukan secara multiplex


Contoh Switched Network

5


Point-to-point Network Switching

6

• Circuit Switching

• Store-and -Forward Networks– Message Switching– Packet Switching

• connection-oriented vs connectionless• virtual circuit vs datagram


Circuit Switching

7

• Dibangun ketersambungan secara fisik antara dua pihak yang berkomunikasi

• Sebelum komunikasi dilakukan, kedua pihak dihubungkan secara permanen(dedicated) oleh sistem switching

• Proses :– Membangun sirkit– Transfer data– Memutuskan sirkit

• Jika sirkit tidak tersedia maka akan terjadi blocked (biasa diinformasikan dengan nada sibuk)

• Tidak akan ada informasi yang hilang sepanjang sirkit tersambung terus menerus

• Ada garansi quality of service• Contoh: PSTN (Public Switched Telephone Network)


Circuit Switching

8

A B

Jalur komunikasi (sirkit) A – B terbentuk melalui routing yang terbaik dan akan tetap terhubung selama komunikasi berlangsung (belum diputus oleh salah satu pihak)


Circuit Switching

Keuntungan• Sekali koneksi terjadi

jaringan transparan (seolah hanya koneksi langsung antar stations)

• Fixed data rate tanpa adanya delay

• Sangat baik untuk komunikasi real time

Kelemahan• Selama koneksi

berlangsung, sirkit akan selalu diduduki walaupun tidak ada data yang dikirim

• Delay sebelum terbentuknya hubungan (call set up delay)

9


Packet Switching• Informasi/pesan dibagi menjadi paket-paket yang berukuran kecil

(< 1500 byte) dan kemudian ditransmisikan paket demi paket• Setiap paket terdiri dari payload (data informasi yang akan

dikirimkan) dan header.

• Header berisi informasi tentang:

– Source (sender) address– Destination (recipient) address– Packet size– Sequence number– Error checking information

• Masing-masing paket akan dikirimkan ke jaringan secara independen. Tiap paket dapat dikirim melalui rute yang berbeda

• Pada saat kondisi idle (tidak ada paket yang dikirim), link dapat digunakan untuk mengirim paket dari data yang lain• Contoh: Public data network, Frame relay, Internet, LAN

10

Segmen dataH


Packet SwitchingContoh :•A akan mengirim data ke B

•Data dibagi dalam 3 paket

11

3 2 1

A B


Packet Switching

12

1

2

3

A B

Tiap paket dikirim pada waktu dan melalui route yang berbeda


Packet Switching

13

1

23

A B



Packet Switching

14

12

3

A B



Packet Switching

15

1

3

3 2 1

A B



Packet Switching

16

1

3 2 1

A B



Packet Switching

17

3 2 1

A B

Walaupun tiap paket sampai di tujuan tidak berurutan, masing-masing menempati posisi sesuai no. urut, sehingga penerima menerima data dengan urutan sesuai yang dikirim


Contoh Paketisasi

18

Hello Bob

He ll o bBo

H He H H H Hll o Bo b

Message

Segmented Message

Packetized Message

Header

Paket 1 Paket 2 Paket 3 Paket 4 Paket 5


Packet Switching• Keuntungan

– Efisiensi utilisasi jaringan• Jaringan dapat digunakan bersama (shared) secara dinamis

– Multiple data rates untuk jenis aplikasi yang berbeda-beda• Setiap aplikasi akan terhubung ke jaringan dengan data rate yang

sesuai kebutuhannya

– Tidak terjadi blocking jika beban jaringan tinggi, tetapi waktu pengiriman menjadi lama

– Mekanisme prioritas pengiriman dapat diberlakukan untuk paket-paket yang dianggap penting, seperti paket real-time

– Reliabilitas tinggi• Jika suatu rute terputus maka dapat digunakan rute lain

• Kelemahan– Tidak ada garansi quality of service (delay, paket hilang)

19


Packet Swithing - Connectionless

20

• Merupakan datagram service yang analog dengan pengiriman surat via pos

• Setiap paket/datagram harus diberi address • Paket dikirim dari satu node ke node berikutnya dengan sistem store-

and-forward. Setiap node menentukan rute secara independen untuk tiap paket (paket tidak harus dikirim melalui rute yang sama)

• Paket dapat sampai di tujuan tidak sesuai urutan, sehingga di tempat tujuan perlu pengaturan sesuai nomor urut paket.

• Tidak perlu session setup sebelum transfer data• Tidak ada acknowledgement mengurangi trafik, tapi perlu protokol

dengan layer yang lebih tinggi untuk error cheking• Contoh:

– Internet Protocol (IP)

– Connectionless Network Protocol (CLNP)


Connectionless

Keuntungan• Tidak ada waktu call setup• Adaptasi yang cepat jika

terjadi congestion/network overload

• Adaptasi yang cepat jika terjadi node failure

Kelemahan• Kedatangan paket bisa tidak

sesuai dengan urutannya• Adanya beban pemrosesan

karena setiap paket di proses di setiap node

• Receiver tidak memiliki persiapan terhadap paket yang datang

21


Packet Switching - Connection Oriented

22

• Perlu dibangun sambungan (session setup) sebelum transfer data (disebut virtual path atau virtual circuit)

• Analog dengan sambungan percakapan telepon• Ada acknowledgement (pemberitahuan ke pengirim bahwa data

sudah diterima) lebih reliable• Cocok untuk trafik data yang terus menerus untuk waktu yang lama• Contoh:

– X-25

– Frame Relay

– Asynchronous Transfer Mode (ATM)

– Multiprotocol Label Switching (MPLS)


Connection Oriented

Keuntungan• Kedatangan paket sesuai

urutannya• Terdapat mekanisme error

control• Penetapan satu rute untuk

satu koneksi• Penerima telah bersiap untuk

menerima paket yang datang

Kelemahan

23

• Adanya delay saat connection setup

• Adaptasi terhadap node failure kurang baik

• Adaptasi terhadap network overload kurang baik


Circuit Switch vs Packet Switch

24

Circuit switchedPacket Switched connectionless

Packet Switched connection-oriented

Dedicated transmission path

No dedicated path No dedicated path

Continuous transmission of data

Transmission of packet Transmission of packet

Messages are not stored Packet may be stored until delivered

Packet stored until delivered

The path is established for entire conversation

Route established for each packet

Route established for entire packet

Call setup delay Packet transmission delay Call setup delay; packet transmission delay

Busy signal if called party busy

Sender may be notified if packet not delivered

Sender notified if connection denial

Overload may block call setup

Overload increases packet delay

May block call setup; increases packet delay


Circuit Switch vs Packet Switch

25

Circuit switchedPacket Switched connectionless

Packet Switched connection-oriented

User responsible for message loss protection

Network may be responsible for individual packet

Network may be responsible for packet sequences

Fixed bandwidth transmission

Dynamic use of bandwidth Dynamic use of bandwidth

No overhead bits after call setup

Overhead bits in each packet

Overhead bits in each packet

Electromechanical or computerized switching nodes

Small switching nodes Small switching nodes


26

Aplikasi teknologi Switching

Circuit Switching Packet Switching

Public Telephone NetworkMemberikan fasilitas hubungan telepon dua arah. Lokal, interlokal, internasional.

Private Branch Exhanges (PBX)Memberikan layanan komunikasi data dan suara, Hubungan dengan jaringan lain/interkoneksi danbisa digunakan unruk Private dan Public

Private Wide Area NetworkMemberikan layanan antar kota bagi pelanggan dalam satu group yang sama dengan menggunakan PBX

Data SwitchMemberikan layan interkoneksi antar kompute dalam satu area lokal.

Public Data Network (PDN)/ Value Added Network (VAN)Memberikan layanan komunikasi data dalam area yang luas (komputer dan terminalnya). Bisa digunakan secara sharing, layanan utility bagi bagi pengguna ydengan jumlah yang besar dalam satu komuniti.

Private Packet-switched NetworkMemberikan layanan bagi komunikasi terminal dan komputer dalam orgamisasi, dengan mengingat jumlah trafik dan data yang harus didistribusikan dalam organisasi.


Message Switching

• Di tiap node yang dilalui pesan disimpan dalam buffer sebelum diteruskan

• Pesan diberi header yang berisi informasi ke mana pesan akan dikirim. Tujuan dapat lebih dari satu.

• Pesan baru akan diteruskan ke node berikutnya apabila telah diterima seluruhnya.

• Menggunakan teknik pengiriman “store and forward”• Contoh:

– E-mail

27

messageH


Message Switching

28


Message Switching

29


Message Switching

30


Message Switching

31


Message Switching

32


Message SwitchingKeuntungan

• Tidak perlu segmentasi/paketisasi data

• Overhead lebih kecil• Pesan dapat dikirim meskipun

penerima sibuk: – Disimpan di buffer sampai

penerima siap

Kelemahan

• Apabila terjadi error, terjadi pada seluruh pesan

• Delay karena proses store and forward

• Perlu buffer dengan kapasitas yang besar di setiap node

33


34

Mengapa LAN?

ResourcResourceeSharingSharingSumber Daya Sumber Daya BersamaBersama

Large DataLarge DataTransfersTransfersKirim data (besar)Kirim data (besar)

NetworkNetworkBackupBackupCadanganCadangan

E-mailE-mail

GroupwareGroupwareSoftware GrupSoftware Grup

DistributeDistributeddDatabaseDatabasessBasis Data Basis Data TerdistribusiTerdistribusi

NetworkNetworkSecuritySecurityKeamanan Keamanan JaringanJaringan

NetworkNetworkManagementManagementManajemen JaringanManajemen Jaringan

Jika ada LAN maka …Jika ada LAN maka …


Local Area Network• Local Area Network (LAN) adalah sistem komunikasi

yang menghubungkan banyak komputer/workstation• Secara teknis LAN merupakan medium yang dapat

digunakan bersama oleh oleh workstation yang tersambung untuk berkomunikasi satu sama lain

• Jaringan LAN meliputi area yang kecil, misalnya pada satu bangunan atau satu departemen/bagian dari kantor, kampus dll

• Kecepatannya berkisar antara 4 Mbps sampai >100 Mbps

• Dimiliki dan dikelola sendiri • Dalam bisnis dewasa ini merupakan suatu keharusan

/kebutuhan


Topologi LAN• Tree• Bus

– Kasus khusus tree• Satu trunk, tidak ada cabang

• Ring• Star


37

Data dan Jaringan multi Service lower Layers

MESH STAR

RING BUS

Topologi Jaringan


38

Komponen Hardware LAN

• Media Transmisi – Kabel tembaga (Copper wire), kabel koaksial (coax cable), fiber-optic

• Servers - komputer penyedia layanan (file, database, printer, terminal, modem dan atau fax)

• Workstation – Personal computer TS atu CS• Storage & Back-up - magnetic tape

drives,floppy disk drives, hard disk drives, optical disks

• Network Interface Card (NIC) adalah ‘adaptor’ menghubungkan workstation dengan media transmisi


LAN Protocol: Medium Access Control

• Medium Access Control (MAC) protocol – adalah metoda yang digunakan perangkat pada jaringan LAN agar mendapat akses dan mentransmisikan data ke media transmisi

Metoda AksesMetoda Akses

CONTENTIONCONTENTION TOKEN PASSINGTOKEN PASSING(IBM)(IBM)IEEE 802.3IEEE 802.3

IEEE 802.5IEEE 802.5


Contention - CSMA/CDIEEE 802.3

Setiap node/terminal (komputer) memiliki akses yang sama ke media transmisi

• Setiap node/terminal mengamati media transmisi untuk melihat apakah sedang ada data (message) yang ditransmisikan

• Jika tidak ada, komputer dapat memulai transmisi data

Pekerjaan ‘mendengar’ media transmisi disebut sebagai Carrier Sensing

Kemampuan beberapa perangkat bersama-sama mengakses media transmisi disebut Multiple Access

Jika ada dua atau lebih perangkat bersama-sama memulai transmisi, terjadi Collision Detection

Jika Collision Detection terjadi, setiap perangkat memutuskan hubungan

Setiap perangkat menunggu secara acak sebelum berusaha untuk mengirim kembali

Protokol ini disebut sebagai Carrier-Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA/CD)

Metoda akses paling umum untuk topologi bus


Token PassingIEEE 802.5

• Server membuat token (tongkat estafet !)• Setiap workstation menunggu transmisi token• Jika suatu wokstation menerima token – dan tak

ada data untuk dikirim - kirim token ke komputer berikut

• Jika token diterima – dan ada data untuk dikirim:– transmisikan data– tunggu tanda terima– setelah diterima, kirim token ke komputer berikut

• Token dibuat dengan tanda khusus (misal 11111111)


Ethernet• Menggunakan Protokol CSMA/CD

• Menggunakan Kabel tembaga (dibungkus dan tidak), Coax, Fiber

• Kapasitas 30 to 100 perangkat (‘nodes’)

• Kecepatannya10 Mbps (Ethernet) sampai 100 Mbps (Fast Ethernet). Atau saat ini 1000 Mbps (Gigabit Ethernet)


Metro Area Network• MAN adalah jaringan yang menghubungkan LAN-LAN yang berada

dalam satu kota• Kriteria utama: hubungan antar LAN menggunakan jaringan telepon

lokal• Protokol yang digunakan: X.25, Frame Relay, Asynchronous

Transfer Mode (ATM), ISDN (Integrated Services Digital Network), Dedicated T 1/Fractional T 1, ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line), XDSL

• Hubungan antar lokal area network di suatu kota atau melalui suatu kampus.

• MAN Bisa disebut juga sebagai extention dari LANs• Bersifat individual user• Umumnya digunakan untuk mengirim trafic pembicaraan dan data • Terdapat dua standard Yaitu FDDI II ( Fibre Distribution Data

Interface) dan IEEE 802.6 ( Institution of Electrical and Electronic Engineers, USA)

• Kecepatan bisa 100 MBps dan 150 MBps.


44

Metropolitan Area Network(MAN)


45

Wide Area Network(WAN)

WAN adalah jaringan yang menghubungkan LAN-LAN yang berada dalam kota yang berbeda

Perbedaan dengan MAN hanya dalam penggunaan jaringan untuk menghubungkan LAN, yaitu dengan jaringan telepon jarak jauh

Protokol yang digunakan sama dengan yang digunakan pada MAN

WAN dikenal sebagai hubungan antar Komputer /Terminal yang bersifat intercity, intercountry dan intercontinental.

Atas dasar infra struktur komunikasi dapat dibagi dalam Terrestrial Data Networks (TDNs) dan Satellite Based Data Networks (SBDNs)


46

Wide Area Network(WAN)


LAN DevicesIstilah Definisi

HUB Pusat perkabelan yang canggih, dimana semua peralatan seperti printer, scanner,PC, dan lain-lain dihubungkan dalam satu jaringan LAN dengan Twisted pair kabel.

BRIDGE Menghubungkan banyak LAN bersama dan agak terbatas.

ROUTER Menghubungkan banyak LAN namun lebih kompleks dan dapat menangani sejumlah protokol, dapat mencari jalur yang terbaik

SERVER Sebuah komputer terpusat dengan berkas-berkas umum, server dihubungkan pada HUB. Berkas al. data organisasi, daftar penjualan, data mahasiswa, rekaman data medis dll.


48

Hub Hub merupakan sentral dari suatu LAN atau enterprise

network Beberapa jenis hub antara lain :

• Repeater hub Memiliki beberapa connection port utk dihubungkan ke workstation Apabila ada station yg mengirim data, repeater meng-copy data tsb ke

semua port

• Wiring concentrator Merupakan token-ring network concentrator Sering disebut multistation access unit (MAU) Pada prinsipnya merupakan ring dalam kotak

• Switching hub Disebut juga frame switch atau LAN switch Memiliki multiport devices yang masing-masing beroperasi seperti LAN

terpisah dengan broadcast domain sendiri

• Workgroup hub Memiliki port-port yang dihubungkan ke hub yang lain Bisa merupakan repeater hub, concentrator atau switching hub

• Enterprise hub Merupakan sentral dimana semua workgroup hub di

perusahan/organisasi terhubung


49

repeater/concentrator/switching hub

repeater/concentrator/switching hub

workgroup hub

workgroup hub

WAN and remote link

enterprise hub

Hub


50

Router merupakan packet switches yang menghubungkan dua network

IP adrress paket yang diterima dichek dalam routing table

• Jika ada dalam tabel paket diteruskan ke network yang bersangkutan

• Jika tidak ada dalam tabel paket diteruskan ke router pada network yang hirarkinya lebih tinggi

Hal yang sama dilakukan oleh router pada hirarki network yang lebih tinggi

Pencarian IP address terakhir dilakukan oleh router pada NSP backbone

Router


51

Akses ke INTERNET

INTERNET

Router LAN

Ini Kita

modem

Internet Service Provider ISP

SLIP/ PPPOr TCP/IP

“terminalEmulation”

TCP/IP

(Mis. Perpustakaan)Online Service Provider

TCP/IP

ISP


52

http://www.theshulers.com/whitepapers/internet_whitepaper.html

Internet Infrastructure


53

Internet Routing Hierarchy

http://www.theshulers.com/whitepapers/internet_whitepaper.html

Router Router Router

Router Router


Contoh Jaringan MAN/WAN• Frame Relay (FR)

• Asynchronous Transfer Mode (ATM)

“Bahan ada di Modul 1”

Date post:	05-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	cheryl
View:	85 times
Download:	1 times

Switching Networks & LAN/WAN Technologies

Documents