ETHERNET

A. Definisi Ethernet

          Ethernet adalah metode media akses agar memperbolehkan semua host di dalam jaringan untuk share bandwidth dalam suatu link. Ethernet merupakan salah satu alat (media komunikasi) yang dipasang di dalam CPU pada PCI slot. Ini berfungsi untuk menghubungkan kabel dalam jaringan dan  memungkinkan terjadi koneksi internet, intranet, atau ekstranet.

     Ethernet adalah salah satu skenario pengkabelan dan pemrosesan sinyal untuk data dalam jaringan. Sebenarnya ada berbagai metode akses yang digunakan dalam jaringan diantaranya, Ethernet, FDDI, Token Ring, Wireless LAN, Bridging, dan Virtual Bridged LAN. Masing-masing metode mempunyai interface yang berbeda-beda. Interface yang digunakan pada ethernet disebut ethernet card. Ada berbagai macam interface untuk ethernet berdasarkan media transmisi yang digunakan, ini akan dibahas pada topik selanjutnya. Ada banyak metode-metode lain yang lebih cepat dari ethernet, namun dari sisi harga untuk interface-interface ethernet sangat terjangkau sehingga sampai sekarang ethernet masih menjadi pilihan kebanyakan orang.Selain murah, ethernet sangat banyak beredar di pasaran, tidak terlalu sulit untuk mendapatkannya.

B. Sejarah Ethernet

Ide awal Ethernet berkembang dari masalah bagaimana menghubungkan dua atau lebih host yang menggunakan medium yang sama dan mencegah interferensi sinyal satu sama lain. Masalah multiple access ini telah dipelajari pada awal tahun 1970-an di University of Hawaii. Sebuah sistem yang disebut Alohanet dikembangkan untuk memungkinkan berbagai stasiun di Hawaii dapat berbagi frekuensi radio. Hasil ini kemudian membentuk dasar untuk akses Ethernet yang dikenal sebagai metode akses CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). 

Pada tahun 1973, Robert (Bob) Metcalfe, seorang insinyur lulusan MIT, penyandang gelar Ph.D dari Harvard,  yang bekerja di Xerox Palo Alto Research Center (PARC). Dalam kursus pelatihan kerja personil militer AS untuk menggunakan jaringan paket operasional pertama di dunia yang dikenal sebagai Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) , ia sering melakukan perjalanan ke Washington DC.

Pada bulan Agustus 2012, IEEE bergabung dengan organisasi terkemuka global lainnya, termasuk Dewan Internet Architecture (IAB), Internet Engineering Task Force (IETF), Internet Society dan World Wide Web Consortium (W3C), mengumumkan dukungannya pada OpenStand, external link yang bersama-sama mengembangkan seperangkat prinsip-prinsip membangun paradigma modern global, standar terbuka. Di bawah OpenStand, ekonomi pasar global dalam hubungannya dengan inovasi teknologi di seluruh dunia terus membantu memfasilitasi pengembangan standar terbuka dan penyebaran, termasuk standar untuk generasi berikutnya dari kecepatan Ethernet 100G, 400G, dan seterusnya.

C. Standarisasi Ethernet

      IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) adalah sebuah organisasi yang mengurusi masalah pengembangan teknologi yang berhubungan dengan keteknikan elektro dan elektronika.IEEE menangani berbagai macam standar, diantaranya adalah tentang standarisasi peralatan yang dipakai untuk jaringan.IEEE 802 misalnya, kategori ini mengurusi masalah standarisasi tentang LAN (Local Area Network) dan MAN (Metropolitan Area Network). Standar IEEE 802 melibatkan dua lapisan layer OSI (Open System Interconnection), yaitu Physical Layer dan Data Link Layer. Pada prakteknya standarisasi IEEE membagi datalink layer menjadi dua bagian, yaitu Logical Link Control (LLC) dan Media Access Control (MAC).  

       Standar IEEE 802.3 mendefinisikan layer fisik dan sublayer datalink dari OSI. Ethernet sendiri merupakan standar pertama yang digunakan untuk koneksi jaringan.Karena perkembangannya yang pesat, terdapat beberapa versi ethernet sesuai dengan teknologi dan tahun peluncurannya sebagai standar baru.

D. Modus Operasi Ethernet

Dua modus operasi utama dari ethernet adalah full duplex dan half duplex.

1. Full Duplex

Dalam komunikasi full-duplex, dua pihak yang saling berkomunikasi akan mengirimkan informasi dan menerima informasi dalam waktu yang sama, dan umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi.

Komunikasi full-duplex juga dapat diraih dengan menggunakan teknik multiplexing, di mana sinyal yang berjalan dengan arah yang berbeda akan diletakkan pada slot waktu (time slot) yang berbeda. Kelemahan teknik ini adalah bahwa teknik ini memotong kecepatan transmisi yang mungkin menjadi setengahnya.

2.      Half Duplex

Half-duplex merupakan sebuah mode komunikasi di mana data dapat ditransmisikan atau diterima secara dua arah tapi tidak dapat secara bersama-sama.Contoh paling sederhana adalah walkie-talkie, di mana dua penggunanya harus menekan sebuah tombol untuk berbicara dan melepaskan tombol tersebut untuk mendengar.Ketika dua orang menggunakan walkie-talkie untuk berkomunikasi pada satu waktu tertentu, hanya salah satu di antara mereka yang dapat berbicara sementara pihak lainnya mendengar. Jika kedua-duanya mencoba untuk berbicara secara serentak, kondisi "collision" (tabrakan) pun terjadi dan kedua pengguna walkie-talkie tersebut tidak dapat saling mendengarkan apa yang keduanya kirimkan.

Perbedaan keduanya hanyalah bahwa, sebuah koneksi half duplex memungkinkan trafik data mengalir kedua arah, namun tidak secara bersamaan.Sedangkan full duplex memungkinkan pengiriman dan penerimaan data pada saat yang bersamaan, sehingga secara efektif meningkatkan laju transmisi menjadi dua kali lipatnya.

Ada modus operasi lain yaitu simplex, dimana hanya memungkinkan pengiriman data satu arah saja. Simplex adalah salah satu bentuk komunikasi antara dua belah pihak, di mana sinyal-sinyal dikirim secara satu arah.Metode transmisi ini berbeda dengan metode full-duplex yang mampu mengirim sinyal dan menerima secara sekaligus dalam satu waktu, atau half-duplex yang mampu mengirim sinyal dan menerima sinyal meski tidak dalam satu waktu.Transmisi secara simplex terjadi di dalam beberapa teknologi komunikasi, seperti siaran televisi atau siaran radio.

Transmisi simplex tidak digunakan dalam komunikasi jaringan karena node-node dalam jaringan umumnya membutuhkan komunikasi secara dua arah. Memang, beberapa komunikasi dalam jaringan, seperti video streaming, terlihat seperti simplex, tapi sebenarnya lalu lintas komunikasi terjadi secara dua arah, apalagi jika protokol TCP yang digunakan sebagai protokol lapisan transportnya.

Namun, modus operasi ini tidak digunakan pada ethernet.Secara spesifikasi formal, 10BaseT maupun 100BaseTX mendukung full duplex, namun dalam prakteknya kemampuan ini hanya diimplementasikan pada 100BaseTX.

E. Cara Kerja Ethernet

Ethernet merupakan sebuah teknologi jaringan yang menggunakan metode transmisi Baseband yang mengirim sinyalnya secara serial bit pada satu waktu. Ethernet beroperasi dalam modus half-duplex, yang berarti setiap station dapat menerima atau mengirim datatapi tdak 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 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 berdasarkan 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 stasion 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.

Pada metoda CSMA/CD, sebuah host komputer yang akan mengirim data ke jaringan pertama-tama memastikan bahwa jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh host komputer lainnya. Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka host komputer tersebut diharuskan mengulang permohonan (request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random).

Teknik ini disebut dengan backloff algorithm.Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian.Untuk menentukan pada posisi mana sebuah host kmomputer berada, maka tiap-tiap perangkat ethernet diberikan alamat (address) sepanjang 48 bit yang unik (hanya satu di dunia). Informasi alamat disimpan dalam chip yang biasanya nampak pada saat komputer di start dalam urutan angka berbasis 16. 48 bit angka agar mudah dimengerti dikelompokkan masing-masing 8 bit untuk menyertakan bilangan berbasis 16 seperti contoh di atas (00 40 05 61 20 e6), 3 angka di depan adalah kode perusahaan pembuat chip tersebut. Chip diatas dibuat oleh ANI Communication Inc.

F. Jenis-Jenis Ethernet

Berdasarkan kecepatannya terbagi menjadi tiga ,yaitu :

1. Standard Ethernet

Standar Ethernet adalah Ethernet yang berkecepatan 10 Mbps, Standard Ethernet sudah jarang sekali digunakan di kehidupan sekarang ini, Kenapa?Karena bisa dibilang Standard Ethernet sudah kalah dibandingkan dengan FastEthernet dan Gigabit Ethernet atau Kurang reliable.

·         10Base5 Kabel ini memiliki panjang maksimal 500 m.

·         10Base2 Kabel ini memiliki panjang maksimal 185 m.

·         10BaseT Kabel ini memiliki pajang maksimal yaitu 100 m.4.

·         10BaseFL Merupakan standar bagi kabel fiber optic. 

     2. Fast Ethernet

Ethernet adalah Ethernet yang berkecepatan 100 Mbps, Fast Ethernet adalah Ethernet yang sering sekali digunakan dalam kehidupan sekarang ini karena secara kecepatan Fast Ethernet adalah Ethernet yang tidak terlalu mahal dan berkecepatan 100 Mbps dan bisa dibilang sangat reliable sehingga banyak digunakan.

·         100BaseT4 

·         100BaseTX, 

·         100BaseFX 

    3. Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet adalah Ethernet yang berkecepatan 1000 Mbps, yang mana kecepatannya 10x lebih cepat dibanding Fast Ethernet. Untuk Gigabit Ethernet memang dalam segi kecepatan sangat cepat namun harga yang masih mahal menjadi kendala bagi masyarkat yang akan menggunakan Gigabit Ethernet. Tapi biasanya digunakan pada kebutuhan jaringan yang besar.

·         1000BaseT 

·         1000BaseLX, 

·         Ethernet Cable Segment Length

G. Metoda pada Ethernet

Teknologi ini terbagi menjadi 2 yaitu :

1.      CSMA /CD ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

Sebuah metode media access control (MAC) yang digunakan oleh teknologi jaringan Ethernet. 

2.      CSMA /CA ( Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance).

Konsep ini membuat komputer melakukan pengiriman pada saat jalur kosong atau tidak ada pengiriman data, baru dilakukan. Dimana sebelum melakukan pengiriman komputer yang akan mengirimkan file akan membuat broadcastmessage untuk memberitahukan pada komputer lain bahwa dia akan mengirim file dan komputer yang menerima broadcastmessage, akan menunggu hingga pengiriman selesai lalu dia akan mengirimkan filenya dengan cara yang sama juga.

H. Frame Ethernet

Ethernet mentransmisikan data melalui kabel jaringan dalam bentuk paket-paket data yang disebut dengan Ethernet Frame. Sebuah Ethernet frame memiliki ukuran minimun 64 byte, dan maksimum 1518 byte dengan 18 byte diantaranya digunakan sebagai infromasi 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.