Penjelasan Wacana Ethernet Networking

dasar internetwork. Walaupun ketika ini sudah banyak diimplementasikan teknologi wireless,

Teknologi ethernet ini menjadi sangat penting alasannya ialah memang ethernet sudah dipakai semenjak usang di dunia jaringan komputer, khususnya LAN, kira-kira sudah sekitar 30 tahun. Ngomong-ngomong, apa itu LAN?

Mungkin kita berfikir bahwa sebuah jaringan akan disebut LAN kalau menyerupai sebuah bangunan kampus, kantor, yang terdiri dari beberapa lantai dan terkoneksi satu dengan yang lain. Padahal, sederhananya ialah ketika 2 buah komputer terhubung dengan ethernet, ini sudah pantas disebut dengan LAN. Kaprikornus tidak ada bedanya antara 2 komputer, atau ratusan komputer yang terhubung.

Jaringan Ethernet, Collision Domain dan Broadcast Domain

Ethernet ialah sebuah standar protokol komunikasi dalam jaringan komputer yang memakai sebuah media untuk memungkinkan semua host yang terhubung dalam jaringan supaya sanggup berkomunikasi, dengan bandwidth yang sama.

Ethernet memakai layer 1 fisik dan layer 2 data link. Oleh alasannya ialah itu, kali ini aku akan membahas layer 2 data link, dan mac address. Kita harus benar-benar terbiasa dengan 2 term yang sudah dibahas pada goresan pena sebelumnya, yakni Collision Domain dan Broadcast Domain.

Jaringan Hub Membentuk Satu Collision Domain berada dalam Satu Broadcast Domain

Di goresan pena sebelumnya aku sudah menjelaskan bahwa, collision domain ialah keadaan dimana suatu perangkat mengirim frame ke fisik perangkat (hub), maka perangkat-perangkat lain yang terkoneksi dengan hub tersebut harus menghentikan semua aktifitasnya untuk "pay attention" terhadap frame tersebut.

Hal ini dikarenakan pada jaringan hub, beberapa transmisi data tidak sanggup berjalan secara simultan, atau disebut dengan half-duplex. Semua host yang terhubung ke hub akan berada dalam satu collision domain yang sama.

Selanjutnya kita bahas perihal broadcast domain. Gambarannya kira-kira menyerupai ini:

Jaringan Switch: Memecah Collision Domain dan Membentuk Sebuah Broadcast Domain

Topologi diatas ialah design jaringan yang sering kita temui ketika ini. Sebagai gambaran, ada beberapa jenis trafik network, yaitu Broadcast, Multicast, Anycast, dan Unicast. 4 hal ini kita sebut dengan jenis arsitektur dan trafik jaringan.

Sekarang kita hanya perlu mengingat bahwa, intinya jenis trafik broadcast terjadi di jaringan switch. Kenapa? Karena switch itu sendiri memang berfungsi untuk memungkinkan semua perangkat yang terhubung dengannya sanggup saling sharing dengan medium yang sama.

Jadi, switch ini berjalan di layer 2 data link, dan bekerja menurut mac address. Artinya, kalau mac address ini tidak ada, maka switch perlu untuk mencarinya. Disini switch akan menyebar sebuah request ke seluruh port yang beliau miliki. Semua perangkat yang berada dalam broadcast domain yang sama, harus menghentikan semua aktifitasnya demi mendengarkan broadcast ini.

Sedangkan pada jaringan switch, collision domain akan dipecah untuk setiap masing-masing port nya. Berdasarkan topologi diatas, kita sanggup melihat bahwa terdapat 4 buah collision domain.
Hal ini jauh lebih baik dengan jaringan hub sebelumnya.

CSMA/CD

Jaringan ethernet memakai protokol yang dinamakan Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). Protokol ini membantu perangkat untuk menyebarkan bandwidth dengan cara mencegah setiap perangkat mengirim trafik secara bersamaan.

Dengan kata lain, CSMA/CD memastikan bahwa dalam satu waktu hanya boleh 1 perangkat saja yang mengirim trafik. Lebih detailnya menyerupai gambar berikut.

Protokol CSMA/CD 

Kemudian setiap perangkat akan dikirim "signal jamming" yang berisi random clock. Ketika clock setiap perangkat berbeda, maka perangkat sanggup mengirim trafik kembali. Tentunya hal ini terjadi secara sangat cepat, sehingga tidak begitu terlihat dampaknya ketika jaringan anda hanya berisi 5 hingga 10 komputer dengan aktifitas yang rendah.

Bayangkan kalau perangkat ini dipakai di jaringan enterprise! Selain itu, kalau collision ini terjadi sehabis 10x lebih pada port hub, maka akan terjadi time out dan perangkat gagal untuk mengirim trafik. Jadi, kita sangat dituntut untuk mengantisipasi penuh keadaan diatas.

Half Duplex dan Full Duplex

Banyak yang resah dalam membedakan collision domain, dan half duplex. Termasuk aku sendiri.
Apakah kau pernah mendengar "kabel coaxial"? Kabel ini yang aku perlukan untuk menghubungkan TV ke antena. Dulu, kabel ini juga dipakai di jaringan komputer. Sekarang sudah tidak lagi.

Term half duplex ini juga sudah sangat jadul, namun bagaimanapun dalam persiapan CCNA ini sering sekali disinggung. Bahkan kalau kau pernah memakai image Cisco VIRL ketika simulasi router dan switch cisco, setiap port nya tidak otomatis berjalan di full duplex. Sehingga kita benar-benar dituntut untuk memahaminya.

Baiklah, sederhananya, half duplex itu ialah kapasitas sebuah media, baik itu coaxial maupun UTP.
Kita setuju bahwa di jaringan hub, semua perangkat akan berjalan di half-duplex, artinya hanya satu perangkat saja yang sanggup mengirim trafik dalam satu waktu.

Jika lebih, maka kondisi ini disebut dengan collision! -- dan untuk mengatasi collision, dipakai protokol CSMA/CD. Jika collision berlangsung selama 10x lebih percobaan transmisi, maka setiap perangkat gagal mengirim trafik.

Ethernet Networking pada Layer 2 

Ketika berbicara data link, niscaya berkaitan dengan yang namanya frame, dan juga mac address. Maksudnya? Contohnya saja, switch, bekerja pada layer 2. Untuk membentuk sebuah frame, switch perlu mengetahui alamat mac address kemana frame tersebut akan dikirimkan.

Perhatikan topologi berikut, PC-A akan melaksanakan ping ke PC-B.

Tentu saja dengan gampang kita menebak hasilnya:

gns3@box: $ ping 192.168.100.20 PING 192.168.100.20 (192.168.100.20): 56 data bytes 64 bytes from 192.168.100.20: seq=0 ttl=64 time=1.843 ms 64 bytes from 192.168.100.20: seq=1 ttl=64 time=2.101 ms 64 bytes from 192.168.100.20: seq=2 ttl=64 time=1.939 ms 64 bytes from 192.168.100.20: seq=3 ttl=64 time=1.372 ms ^C --- 192.168.100.20 ping statistics --- 4 packets transmitted, 4 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max = 1.372/1.813/2.101 ms

Namun apa yang bahu-membahu terjadi sebelum paket ICMP itu berhasil dikirim dan menghasilkan reply? Saya menyertakan alamat mac address pada topologi diatas, mac address ini sanggup kita ketahui dengan perintah ifconfig, ipconfig /all, atau arp -a di terminal atau di command prompt kalau memakai windows.

Oh iya, ini sanggup kau praktekkan sendiri. Saat ini aku memakai GNS3 dan menganalisa frame nya memakai wireshark.

PC-A harus mengetahui mac address PC-B

Bagaimana caranya? Perhatikan gambar berikut.

ARP Request

Sebelum paket ICMP dibentuk, maka PC harus membentuk yang disebut dengan frame. Frame ini berisi alamat mac address dan untuk mendapat alamat mac address, maka dipakai protokol ARP atau Address Resolution Protocol.

Protocol ini berfungsi untuk menterjemahkan alamat IP (layer network) menjadi alamat mac address (layer data link) dengan cara mengirim ARP request. Detailnya kira-kira menyerupai berikut:

00:8A:B0:0C:A5:00 (PC-A) mengirim broadcast ARP yang berisi pesan "Who has 192.168.100.20"?

Karena pesan ini bersifat broadcast, maka ini akan dikirim ke semua port pada PC-1. Mari kita tebak, bagaimana kalau diantara PC-1 dan PC-2 terdapat sebuah switch? Maka switch tersebut ikut membroadcast ulang pesan tersebut. Jelas sudah perihal broadcast domain?

PC-B membalas pesan ARP

Karena pemilik 192.168.100.20 ialah PC-B, maka ia akan membalas pesan tersebut, atau ARP reply. Bagaimana kalau pemiliknya tidak ditemukan? Maka frame gagal dibentuk, dan paket ICMP akan di drop.

ARP Reply

Terlihat pada gambar bahwa, destination mac address bukanlah broadcast lagi, melainkan berisi mac address PC-A dan pesan tersebut berisi info perihal mac address PC-B. Maka paket ICMP akan dibuat dan siap untuk dikirim.

Nah, belum selesai hingga disitu. Mari kita perhatikan baris yang aku highlight pada gambar tersebut, yaitu detail perihal destination dan source mac address.

MAC Address

MAC address diberikan untuk setiap NIC (network interface card) perangkat. Berisi 48 bit atau 6 byte dan formatnya ditulis memakai heksadesimal.

1.  I/G atau Individual/Group. Perhatikan hasil capture wireshark diatas.
   Jika bernilai 0, artinya mac address tersebut ialah milik salah satu perangkat yang ada di jaringan.
   Sebaliknya kalau bernilai 1, ini berarti broadcast atau multicast.
2. G/L atau Global Local. Kadang disebut juga U/L, U berarti universal. Biasanya ini bernilai 0, yang artinya mac address tersebut masih sesuai dengan yang didapat dari IEEE. Kita sanggup saja mengganti mac address, maka nilai G/L ini akan menjadi 1.
   Tapi..
   Ketika kita mengganti mac address, ini hanya unik di dalam network kita sendiri, tidak secara global.
3. 24 bit terakhir ialah nilai yang diberikan oleh setiap vendor. Nilai ini yang menyebabkan perangkat mempunyai mac address yang unik antara vendor satu dengan yang lainnya.

Sampai disini, kita dituntut untuk memahami cara menkonversi bilang desimal ke heksadesimal atau sebalinya. Ini tidak aku bahas alasannya ialah begitu banyak resource diluar yang sanggup kita gunakan.


Baiklah, diatas aku sudah menjelaskan perihal broadcast domain, collision domain, half duplex dan full duplex serta sedikit menyinggung perihal ARP. Perlu di ingat dalam ethernet networking kita perlu juga memahami enkapsulasi, ethernet frame, dan juga jenis kabel yang dipakai dalam jaringan komputer atau ethernet pada layer physical.

Referensi

• Todd Lammle - CCNA Routing Switching Complete Study Guide 2nd Version
• René Molenaar - How to Master CCNA
Sumber https://www.fathurhoho.id/

Berbagi :