Dasar-dasar
Jaringan
komputer atau komunikasi data adalah seperangkat disiplin ilmu yang
bersangkutan dengan komunikasi antara sistem komputer atau perangkat. Ini
memiliki persyaratan dan prinsip-prinsip dasar. Sejak simpul pertama ARPANET
(Advanced Research Project Agency Network, yang kemudian berganti nama menjadi
Internet) didirikan pada tahun 1969, teknologi switching packet store dan
forward membentuk arsitektur Internet, yang merupakan solusi untuk memenuhi
persyaratan dan prinsip - prinsip dasar komunikasi data Solusi ini digabungkan
dengan protokol TCP / IP suite di 1983 dan terus berkembang sesudahnya.
1.
Connectivity:
Node, Link, Path
Jaringan komputer, dari segi
konektivitas, dapat dipandang sebagai "terhubung grafik dibangun dari satu
set node dan link, dimana ada sepasang node Bisa saling mencapai satu sama lain
melalui jalur yang terdiri dari rangkaian simpul bersambung dan tautan.
Ø Node: Host atau
Perantara
Sebuah simpul dalam jaringan komputer
bisa berupa komputer host atau perantara perangkat interkoneksi.
Ø Link:
Point-to-Point atau Broadcast
Tautan dalam jaringan komputer disebut
point-to-point jika menghubungkan dua node dengan tepat dengan satu di setiap
ujungnya, atau disiarkan jika menghubungkan lebih dari dua node yang terpasang.
Ø Path: Routed
atau Switched?
Setiap usaha untuk menghubungkan dua
node jauh harus terlebih dahulu menemukan jalan, urutan concatenated link
antara dan node, di antara keduanya. Jalan bisa dirutekan atau diaktifkan
Ketika node A ingin mengirim pesan ke node B, pesan akan diarahkan jika mereka
ditransfer melalui jalan yang tidak ditentukan dan dipilih secara independen, mungkin
melalui jalur yang berbeda. Dengan routing, alamat tujuan pesan dicocokkan
dengan tabel "routing" untuk menemukan link output untuk tujuan. Ini Proses
pencocokan biasanya membutuhkan beberapa operasi pencarian tabel, yang
masing-masingnya biaya satu akses memori dan satu perbandingan alamat. Di sisi
lain, sebuah switched path membutuhkan node intermediate untuk membuat path dan
merekam informasi state dari jalur ini dalam tabel "switching"
sebelum sebuah pesan dapat dikirim. Pesan untuk dikirim kemudian dilampirkan
dengan nomor indeks yang menunjuk ke beberapa keadaan tertentu informasi yang
tersimpan dalam tabel "switching". Mengubah pesan kemudian menjadi
mudah mengindeks ke dalam tabel hanya dengan satu akses memori. Dengan
demikian, switching jauh lebih cepat daripada routing tapi dengan biaya
overhead setup.
2.
Scalability:
Jumlah Node
Mampu
menghubungkan 10 node sama sekali berbeda dengan kemampuan menghubungkan jutaan
orang dari simpul. Karena apa yang bisa bekerja pada kelompok kecil tidak harus
bekerja Pada kelompok besar, kita membutuhkan metode terukur untuk mencapai
konektivitas. Jadi, a Jaringan komputer, dari aspek skalabilitas, harus
menawarkan "platform terukur ke a sejumlah besar node sehingga setiap node
tahu bagaimana cara mencapai simpul lainnya".
Hierarchy of
Nodes adalah Salah satu cara mudah untuk menghubungkan sejumlah besar simpul
adalah dengan mengaturnya ke dalam banyak kelompok, masing-masing terdiri dari
sejumlah kecil node. Jika jumlah kelompok sangat besar, kita selanjutnya bisa
mengelompokkan kelompok-kelompok ini ke dalam sejumlah supergroup, yang jika
perlu, dapat dikelompokkan lebih lanjut menjadi "super-supergroup."
Ini Metode rekursif rekursif menciptakan struktur hierarki yang mirip pohon
yang dapat dikelola, dimana masing-masing kelompok (atau supergroup,
"supergroup super", dll.) hanya berhubungan dengan a sejumlah kecil
kelompok lainnya. Jika pengelompokan seperti itu tidak diterapkan, interkoneksi
Jaringan untuk sejumlah besar node mungkin terlihat seperti jala yang kacau.
3.
Resource
Sharing
Dengan konektivitas terukur yang ada,
sekarang kami membahas bagaimana cara berbagi konektivitas ini, Yaitu,
kapasitas tautan dan nodus, dengan pengguna jaringan. Sekali lagi, kita bisa
mendefinisikan a jaringan komputer, dari sisi berbagi sumber daya, sebagai
"platform bersama di mana Kapasitas node dan link digunakan untuk
mentransfer pesan komunikasi antara node. "Di sinilah komunikasi data dan
komunikasi suara tradisional berbeda satu sama lain.
Prinsip-Prinsip
Underlying
1.
Ukuran
performa
Ø Bandwidth,
Offered Load, and Throughput
Istilah "bandwidth" berasal
dari studi radiasi elektromagnetik, dan awalnya mengacu pada lebar pita
frekuensi yang digunakan untuk membawa data.
Ø Latency: Node,
Link, Path
Selain throughput, latency adalah ukuran
kunci lain yang kita pedulikan. Latency untuk paket sebenarnya adalah jumlah
antrian waktu dan waktu layanan.
Ø Jitter or
Latency Variation
Beberapa aplikasi dalam komunikasi data,
packet voice, misalnya, tidak hanya dibutuhkan latency kecil tapi juga
konsisten.
Ø Loss
Ukuran kinerja yang terakhir namun tidak
sedikit adalah probabilitas packet loss. Sana adalah dua alasan utama untuk
packet loss: kemacetan dan kesalahan. Komunikasi data sistem rentan terhadap
kemacetan.
2.
Operasi
di Control Plane
Mengoperasikan jaringan packet-switching
melibatkan penanganan dua jenis paket: kontrol dan data Paket kontrol membawa
pesan yang dimaksudkan untuk mengarahkan simpul tentang cara mentransfer paket
data, sementara paket data menyertakan pesan yang benar-benar ingin mentransfer
pengguna atau aplikasi. Rangkaian operasi untuk penanganan Paket kontrol
disebut control plane, sedangkan satu untuk paket data disebut data plane.
3.
Operasi
di Data Plane
Tidak seperti operasi pada bidang
kontrol, yang mungkin hanya berlaku untuk paket kontrol dalam rentang waktu
ratusan milidetik hingga puluhan detik, banyak hal pada data pesawat berlaku
untuk semua paket dan dilanjutkan dalam mikrodetik atau kurang. Meneruskan
paket nampaknya menjadi pekerjaan utama di bidang data sejak sebuah paket masuk
ke sebuah antarmuka port atau link bisa diteruskan ke port lain.
4.
Interoperabilitas
Ada dua cara yang mungkin untuk berbagai
perangkat untuk berbicara satu sama lain. Salah satunya adalah membeli semua
perangkat hanya dari satu vendor. Yang lainnya adalah mendefinisikan protokol
standar antara Perangkat sehingga selama vendor mengikuti protokol ini, kita
bisa saling mengoperasikan perangkat dibeli dari vendor yang berbeda.
Interoperabilitas semacam ini adalah suatu keharusan, terutama ketika kita
tidak ingin terikat dengan vendor tertentu setelah kita membeli batch pertama perangkat
dari mereka Di sisi lain, vendor yang mendominasi pasar mungkin menginginkannya
untuk menempatkan beberapa protokol proprietary, yang didefinisikan oleh vendor
sendiri dari organisasi standar, ke perangkat mereka untuk mengikat pelanggan
mereka. Tapi jika Hal ini tidak dilakukan dengan hati-hati, pangsa pasar mereka
bisa tergelincir tanpa suara.
Arsitektur
Internet
Mengingat
kendala utama packet switching, Internet memiliki solusinya mencapai tiga
persyaratan komunikasi data, yaitu konektivitas, skalabilitas, dan pembagian
sumber daya sebagaimana diidentifikasi dalam Bagian sebelumnya.
1.
Solusi
untuk Konektivitas
Dua titik akhir yang terputus
dihubungkan melalui jalur dengan node dan link. Untuk memutuskan bagaimana
membangun dan memelihara konektivitas end-to-end ini di Internet, seseorang
harus melakukannya buat tiga keputusan: (1) konektivitas yang dialihkan atau
dialihkan, (2) end-to-end atau hop-byhop mekanisme untuk menjaga kebenaran
(pengiriman paket yang andal dan teratur) dari konektivitas ini, dan (3)
bagaimana mengatur tugas dalam membangun dan memelihara konektivitas ini Untuk
internet diputuskan untuk merutekan konektivitas ini, pertahankan kebenarannya
pada tingkat end-to-end, dan mengatur tugas menjadi empat lapisan protokol.
2.
Solusi
untuk Skalabilitas
Bagaimana mengelompokkan sejumlah besar
simpul menentukan seberapa terukur suatu sistem. Mengatasi simpul ini merupakan
isu utama. Gambar di atas mengilustrasikan cara untuk berorganisasi empat
miliar node dalam hirarki tiga tingkat.
3.
Solusi
untuk Berbagi Sumber Daya
Komunikasi data memiliki beragam
aplikasi yang besar dibandingkan dengan telekomunikasi, yang terutama digunakan
untuk teleponi saja.
4.
Operasi
Control-Plane and Data-Plane
Dengan keputusan dalam menyelesaikan
konektivitas, skalabilitas, dan pembagian sumber daya, ada Masih banyak rincian
yang harus dikerjakan agar internet bisa beroperasi seperti yang diharapkan.
Mereka termasuk routing dan pelaporan kesalahan pada bidang kontrol,
forwarding, error control, dan kontrol lalu lintas pada data plane.
Implementasi
Sumber Daya Terbuka
Arsitektur
Internet menghadirkan seperangkat solusi terpadu untuk memenuhi persyaratan dan
prinsip-prinsip komunikasi data, dan rangkaian solusi ini terbuka standar.
1.
Open
vs. Closed
Sebelum menjelaskan cara menerapkan
arsitektur Internet, kita harus mengidentifikasi komponen utama dalam sistem
dan vendor yang terlibat. Untuk host atau a Router, sebuah sistem terdiri dari
perangkat lunak, perangkat keras, dan komponen IC. Di host, Arsitektur internet
sebagian besar diimplementasikan dalam perangkat lunak dan sebagian di IC.
Antara stack protokol, TCP, UDP, dan IP diimplementasikan dalam sistem operasi,
sementara protokol aplikasi dan protokol link diimplementasikan dalam program
aplikasi dan IC pada kartu antarmuka masing-masing. Implementasinya di router serupa
kecuali bagian dari implementasi protokol yang mungkin akan bergeser dari perangkat
lunak ke IC jika CPU tidak dapat memberikan pemrosesan kecepatan kawat yang
diinginkan.
2.
Software
Architecture in Linux Systems
Saat mengubah arsitektur menjadi sistem
nyata, penting untuk mengidentifikasi di mana untuk melaksanakan apa. Beberapa
keputusan penting harus dibuat: Dimana menerapkannya operasi plane control dan
pesawat data? Apa yang harus diimplementasikan ke dalam perangkat keras, IC,
atau perangkat lunak? Jika diimplementasikan ke dalam perangkat lunak, bagian
mana dari perangkat lunak arsitektur harus itu? Untuk menentukan sistem
berbasis Linux ini, orang harus mengerti arsitektur perangkat lunaknya yang
pertama.
3.
Linux
Kernel.
Setelah memposisikan entitas protokol
menjadi daemon, kernel Linux, driver, dan IC, mari kita periksa bagian dalam
komponen ini. Kami tidak bermaksud untuk menutupinya detail yang bagus Sebagai
gantinya, kita hanya menyentuh fitur utama dari masing-masing komponen.
4.
Clients
and Daemon Servers
Di atas kernel, proses ruang pengguna
menjalankan program ruang pengguna mereka, walaupun mereka kadang-kadang
memanggil panggilan sistem dan beralih ke kernel untuk menerima layanan.
5.
Interface
Drivers
Driver perangkat adalah seperangkat
fungsi yang terhubung secara dinamis yang disebut oleh kernel.
6.
Device
Controllers
Seperti dijelaskan pada Bagian sebelumnya,
pengemudi berdiri di belakang kernel untuk menangani mengganggu yang dihasilkan
oleh perangkat Selain itu, pengemudi perlu mengonfigurasi perangkat di fase
inisialisasi atau ketika kernel ingin mengubah beberapa konfigurasi.
Buku
Roadmap: Kehidupan Paket
Kami
telah melalui perjalanan yang mengenalkan mengapa dan bagaimana berkenaan arsitektur
internet dan implementasi open source-nya.
1.
Packet
Data Structure: sk_buff
Untuk enkapsulasi paket yang disebutkan
di Bagian sebelumnya, kerjasama antar kelipatan Lapisan jaringan (atau modul)
diperlukan untuk membungkus data menjadi paket atau membuka data dari sebuah
paket Untuk menghindari seringnya menyalin data antar modul ini, yang umum Struktur
data digunakan untuk menyimpan dan mendeskripsikan sebuah paket, sehingga
setiap modul bisa lewat atau akses paket hanya dengan penunjuk memori. Di
Linux, seperti struktur data bernama sk_buff, yang didefinisikan dalam file
skbuff.h
2.
A
Packet’s Life in a Web Server
Empat arus paket yang sering terlihat di
server Web diplot pada Gambar di atas. Secara umum, Ketika klien Internet ingin
mengambil halaman dari server Web, klien akan mengirim keluar sebuah paket yang
menunjukkan server Web tujuan dan halaman yang diminta. Selanjutnya, paket
diteruskan dengan urutan router ke server Web.
3.
A
Packet’s Life in a Gateway
Karena tujuan router atau gateway adalah
meneruskan atau menyaring paket di Internet atau antara Internet dan intranet,
setidaknya ada dua adapter jaringan seperti yang ditunjukkan.
Emoticon