Jaringan Interkoneksi

A. Pengertian Jaringan Interkoneksi

        Interkoneksi adalah koneksi yang memungkinkan dua device atau lebih untuk saling berhubungan baik secara fisik maupun logika yang saling berkomunikasi untuk bertukar data atau informasi. Dalam bertukar data atau informasi tentunya ada pihak yang menerima dan pihak memberi.

        Jaringan interkoneksi menghubungkan prosesor dalam sistem komputer paralel. Faktor utama yang mempengaruhi kinerja jaringan interkoneksi adalah :

1. Tautan jaringan, yang dapat berupa kabel, nirkabel, atau bahkan saluran atau media optik.
2. Sakelar yang menghubungkan tautan bersama.
3. Perangkat lunak/perangkat lunak protokol yang digunakan untuk merutekan paket atau pesan antara prosessor melalui saklar dan tautan.
4. Topologi jaringan, yaitu cara switch terhubung bersama. Kemampuan dan karakteristik jaringan interkoneksi memiliki pengaruh langsung pada kinerja yang dihasilkan dari sistem multiprosessor.

B. Jaringan Interkoneksi Menurut Topologi

        Topologi jaringan merujuk pada pengaturan statis dari kanal dan node dalam suatu jaringan interkoneksi, yakni jalur yang dijalani oleh paket. Memilih topologi jaringan adalah langkah awal dalam perancangan suatu jaringan karena strategi routing dan metode kendali aliran tergantung pada topologi jaringan. Suatu peta jalan diinginkan sebelum jalur dapat dipilih dan melintasi dari rute terjadwal. Topologi tidak hanya menetapkan tipe jaringan tapi juga detil-detilnya seperti radix dari switch, jumlah tingkatan, lebar dan laju bit pada kanal. Memilih topologi yang baik merupakan suatu pekerjaan yang dengan secara besar mencocokkan jaringan yang dibutuhkan dengan teknologi pengemasan yang tersedia. Pada satu sisi, rancangan dikendalikan oleh jumlah port dan lebar pita serta faktor kerja per port dan di sisi yang lainnya oleh pin per chip dan papan yang tersedia oleh kepadatan dan panjang kawat atau kabel serta laju sinyal yang tersedia. Topologi dipilih berdasarkan biaya dan kinerjanya. Biayanya ditentukan oleh jumlah dan kompleksitas dari chip-chip yang dibutuhkan untuk merealisasikan jaringan, kepadatan, panjang dari interkoneksi pada papan atau melalui kabel antara chip-chip ini. 

        Kinerja dari topologi ini memiliki dua kompenen, yaitu lebar pita dan latency. Keduanya ditentukan oleh faktor selain topologi, contohnya kendali alarm, strategi routing, dan pola trafik. Untuk mengevaluasi topologinya saja, dikembangkan pengukuran seperti bisectional bandwidth, kanal beban, dan penundaan jalur yang merefleksikan pengaruh yang kuat dari topologi kinerjanya. Bahaya umum yang tidak diinginkan bagi perancang jaringan yaitu mencoba untuk mencocokkan topologi jaringan ke komunikasi data dari permasalahan yang dihadapi. Jaringan yang spesifik biasanya tidak dipetakan secara baik untuk menyediakan teknologi pengemasan, membutuhkan saluran yang panjang atau derajat node yang tinggi. Akhirnya, jaringan-jaringan seperti itu menjadi tidak fleksibel. Jika algoritma dapat dengan mudah berubah menggunakan pola komunikasi yang berbeda, jaringan tidak dapat berubah dengan mudah. Ini menyebabkan selalu lebih mudah menggunakan suatu jaringan bertujuan umum yang baik daripada merancang jaringan dengan topologi yang cocok ke masalah.

C. Teknik Switching

        Secara umum digunakan tiga teknik switching, yaitu circuit switching, packet switching, dan message switching. Tetapi yang sering digunakan adalah circuit switching dan packet switching. Pada circuit switching, jalur antara sumber dan tujuan harus telah disediakan sebelum komunikasi terjadi dan koneksi ini harus tetap dijaga sampai pesan mencapai tujuannya. Setiap koneksi yang dibangun melalui jaringan circuit switching mengakibatkan dibangunnya kanal komunikasi fisik diantara terminal sumber dengan terminal tujuan. Kanal komunikasi ini digunakan secara khusus selama terjadi koneksi. Jaringan circuit switching juga menyediakan kanal dengan laju yang tetap. Pada hubungan circuit switching, koneksi biasanya terjadi secara fisik bersifat point to point. Kerugian terbesar dari teknik ini adalah penggunaan jalur yang bertambah banyak untuk jumlah hubungan yang meningkat. Efek yang timbul adalah biaya yang akan semakin meningkat disamping pengaturan switching menjadi sangat komplek. 

        Hal ini tentu akan menambah inefisiensi. Circuit switching mentransmisikan data dengan kecepatan yang konstan sehingga untuk menggabungkannya dengan jaringan lain yang berbeda kecepatan tentu akan sulit. Pemecahan yang baik yang bisa digunakan untuk mengatasi persoalan di atas adalah dengan metode packet switching. Dengan pendekatan ini, pesan yang dikirim dipecah-pecah dengan besar tertentu dan pada tiap pecahan data ditambahkan informasi kendali. Informasi kendali ini, dalam bentuk yang paling minim, digunakan untuk membantu proses pencarian rute dalam suatu jaringan sehingga pesan dapat sampai ke alamat tujuan.

D. Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Berdasarkan Topologi

        Topologi jaringan adalah hal yang menjelaskan hubungan geometris antara unsur-unsur dasar penyusun jaringan yaitu, node, link dan station. Topologi jaringan dapat dibagi menjadi 6 kategori utama dan apa sajakh pengertian, kekurangan serta kelebihannya ? berikut adalah contohnya :

1. Topologi Mesh

Topologi jala atau topologi mesh adalah suatu bentuk hubungan antar perangkat dimana setiap perangkat terhubung secara langsung ke perangkat lainnya yang ada di dalam jaringan. Akibatnya, dalam topologi mesh setiap perangkat dapat berkomunikasi langsung dengan perangkat yang dituju (dedicated links).Rumus untuk menghitung banyaknya jumlah koneksi antar perangkat pada topologi mesh ini sama seperti rumus di materi pelajaran matematika barisan dan deret.

• Karakteristik Topologi Mesh 

Setiap komputer/alat terhubung langsung dengan komputer/alat lain melalui sebuah link khusus. Setiap sambungan atau link hanya dlgunakan untuk berkomunlkasi antara dua komputer atau alat yang dihubungkannya.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Mesh

Kelebihan Topologi Mesh:

- Mengatasi masalah kepadatan lalu lintas data.

- Proses pengiriman data antar link mejadi lebih cepat krena tidak melalui perantara.

- Kerusakan pada satu link tidak menggangu link lainnya.

- Keamanan data terjamin karena dikirim tanpa perantara.

- Deteksi lokasi kerusakan mudah dilakukan.

Kekurangan Topologi Mesh:

- Memerlukan kabel yang panjang sehingga memerlu-kan waktu lama untuk memasangnya serta biaya yang relatif mahal.

- Instalasi dan konfigurasi lebih sulit.

- Banyaknya kabel akan menghabiskan banyak ruang dan tempat.

     2.  Topologi Star

Topologi star atau topologi bintang adalah bentuk topologi jaringan yang berupa konvergensi dari node tengah ke setiap node atau pengguna. Topologi star termasuk topologi jaringan dengan biaya murah.

• Karakteristik Topologi Star 

Setiap komputer atau alat terhubung langsung menggunakan konfigurasi point-to-point, dengan pengendali pusat berupa hub.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Star

Kelebihan Topologi Star:

- Pemasangannya relatif Sangat mudah, karena setiap alat/ computer hanya membutuhkan satu port I/O.

- Deteksi kesalahan cukup mudah.

- Tahan terhadap lalu lintas jaringan yang sibuk.

- Tingkat keamanan termasuk tinggi.

- Penambahan dan pengurangan station dapat dilakukan dengan mudah.

- Akses kontrol terpusat.

- Topologi jaringan yang paling fleksibel.

Kekurangan Topologi Star:

- Sangat tergantung pada pengendali pusat (hub). Jika hub rusak, maka seluruh rangkaian akan terhenti.

- Tidak mungkin dilakukan komunikasi langsung dari satu komputer ke komputer lain, karena semua transmisi harus melalui hub.

- Boros pemakaian kabel.

- Jika menggunakan switch dan lalu lintas data padat maka dapat menyebabkan jaringan lambat.

     3. Topologi Bus

Topologi bus merupakan topologi yang banyak digunakan pada masa penggunaan kabel sepaksi menjamur. Dengan menggunakan T-Connector (dengan terminator 50ohm pada ujung network), maka komputer atau perangkat jaringan lainnya bisa dengan mudah dihubungkan satu sama lain.

• Karakteristik Topologi Bus

Menggunakan konfigurasi sambungan multipoint. Sebuah kabel utama bertindak sebagai tulang punggung (backbone) lalu-lintas data. Semua komputer dan peralatan jaringan terhubung ke backbone.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Bus

Kelebihan Topologi Bus:

- Pemasangannya relatif Sangat mudah, karena setiap alat/ computer hanya membutuhkan satu port I/O.

- Pengembangan jaringan atau workstation baru dapat dilakukan dengan mudah tanpa menggangu workstation yang lain.

- Mudah dipasang dan hemat biaya.

Kekurangan Topologi Bus:

- Pemekaran jaringan sangat terbatas, karena panjang kabel utama tidak boleh melebihi jarak tertentu.

- Lokalisasi kerusakan alat sulit dilakukan.

- Relatif sulit dalam hal perawatan dan penambahan peralatan baru. Jika terjadi kerusakan pada salah satu segmen kabel utama, seluruh jaringan akan macet.

4. Topologi Ring

Topologi cincin atau topologi ring adalah topologi jaringan berbentuk rangkaian titik yang masing-masing terhubung ke dua titik lainnya, sedemikian sehingga membentuk jalur melingkar membentuk cincin. Pada topologi cincin, komunikasi data dapat terganggu jika satu titik mengalami gangguan. Jaringan FDDI mengantisipasi kelemahan ini dengan mengirim data searah jarum jam dan berlawanan dengan arah jarum jam secara bersamaan. Topologi ring digunakan dalam jaringan yang memiliki performance tinggi, jaringan yang membutuhkan bandwidth untuk fitur yang time-sensitive seperti video dan audio, atau ketika performance dibutuhkan saat komputer yang terhubung ke jaringan dalam jumlah yang banyak.

• Karakteristik Topologi Ring

- Piranti terhubung secara langsung, melalui sambungan point to point, ke dua piranti lain, membentuk sebuah loop atau jaringan tertutup.

- Sinyal berjalan sepanjang lintasan dalam satu arah dari satu piranti ke piranti lain, sampai mencapai penerima tujuan.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Ring

Kelebihan Topologi Ring:

- Pemasangan dan pengaturan-nya relatif mudah karena setiap piranti (komputer hanya terhubung ke dua piranti lain. Untuk menambah atau mengurangi piranti hanya diperlukan pemindahan dua sambungan.

- Deteksi kerusakan mudah dilakukan.

- Hemat kabel.

- Tidak akan terjadi tabrakan pengiriman data (collision), karena pada satu waktu hanya satu node yang dapat mengirimkan data.

Kekurangan Topologi Ring:

- Jaringannya bersifat terbatas akibat adanya batasan panjang lintasan lingkaran sehingga banyaknya piranti pun terbatas.

- Jaringan bersifat rentan gangguan. Jika terjadi kerusakan pada salah satu segmen Jaringan, seluruh jaringan tidak dapat berfungsi dengan baik.

- Pengembangan jaringan lebih kaku.

- Diperlukan penanganan dan pengelolaan khusus.

- Sulit mendeteksi kerusakan.

- Dapat terjadi collision(dua paket data tercampur).

5. Topologi Tree

Topologi pohon atau topologi tree adalah kombinasi karakteristik antara topologi bintang dan topologi bus. Topologi ini terdiri atas kumpulan topologi bintang yang dihubungkan dalam satu topologi bus sebagai jalur tulang punggung atau backbone. Komputer-komputer dihubungkan ke hub, sedangkan hub lain di hubungkan sebagai jalur tulang punggung. Topologi jaringan ini disebut juga sebagai topologi jaringan bertingkat. Topologi ini biasanya digunakan untuk interkoneksi antar sentral dengan hirarki yang berbeda. Untuk hirarki yang lebih rendah digambarkan pada lokasi yang rendah dan semakin keatas mempunyai hirarki semakin tinggi. Topologi jaringan jenis ini cocok digunakan pada sistem jaringan komputer.

• Karakteristik Topologi Tree

- Merupakan modifikasi atau gabungan beberapa topologi bintang.

- Dalam hal ini terdapat dua macam hub, yakni hub pusat/sentral (primer) dan hub sekunder.Hub primer meng-hubungkan setiap hub sekunder.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Tree

Kelebihan Topologi Tree:

- Secara umum sama dengan keuntungan topologi bintang.

- Adanya hub sekunder memungkinkan lebih banyak perangkat yang dapat tersambung ke sebuah hub sentral sehingga menambah jarak jangkau jaringan ini.

- Dapat terbentuknya suatu kelompok yang dibutuhkan pada setiap saat. Sebagai contoh, perusahaan dapat membentuk kelompok yang terdiri atas terminal pembukuan, serta pada kelompok lain dibentuk untuk terminal penjualan.

Kekurangan Topologi Tree:

- Secara umum sama dengan kelemahan topologi bintang.

- Apabila simpul yang lebih tinggi kemudian tidak berfungsi, maka kelompok lainnya yang berada dibawahnya akhirnya juga menjadi tidak efektif.

- Cara kerja jaringan pohon ini relatif menjadi lambat.

6. Topologi Hybrid

Topologi hybrid adalah adanya penggabungan dari dua maupun lebih jenis topologi jaringan yang tidak sama. Seperti pada suatu jaringan yang telah menggunakan topologi ring kemudian digabungkan pada jaringan yang lainnya dan menggunakan topologi star. Dengan hal ini maka untuk topologi yang baru telah terbentuk dari hubungan topologi jaringan tersebut.

• Karakteristik Topologi Hybrid

Menggabungkan beberapa topologi. Satu kabel utama menghubungkan tiap titik sambungan (komputer) yang dihubungkan dengan penyambung yang disebut dengan Penyambung-T dan pada ujungnya harus diakhiri dengan sebuah penamat (terminator). Penyambung yang digunakan berjenis BNC (British Naval Connector: Penyambung Bahari Britania), sebenarnya BNC adalah nama penyambung bukan nama kabelnya, kabel yang digunakan adalah RG 58 (Kabel Sepaksi Thinnet). Pemasangan dari topologi bus beruntut ini sangat sederhana dan murah tetapi sebanyaknya hanya dapat terdiri dari 5-7 komputer.

• Kelebihan dan Kekurangan Topologi Hybrid

Kelebihan Topologi Hybrid:

- Hemat kabel, tata letak kabel sederhana, mudah dikembangkan, tidak butuh kendali pusat, dan penambahan maupun pengurangan penamat dapat dilakukan tanpa mengganggu operasi yang berjalan..

Kekurangan Topologi Hybrid:

- Deteksi dan isolasi kesalahan sangat kecil, kepadatan lalu lintas tinggi, keamanan data kurang terjamin, kecepatan akan menurun bila jumlah pemakai bertambah, dan diperlukan pengulang (repeater) untuk jarak jauh.

E. Klasifikasi Jaringan Interkoneksi Banyak Tingkat

        Penggolongan jaringan interkoneksi banyak tingkat berdasarkan definisi yang telah diberikan. Jaringan interkoneksi banyak tingkat telah digolongkan kedalam tiga kela menurut jalur-jalur utuk membangun koneksi baru yaitu :

1. Blocking. Suatu koneksi antara pasangan masukan/keluaran yang bebas tidak selalu mungkin dikarenakan konflik dengan koneksi yang sudah ada. Pada umumnya, ada suatu jalur yang unik atara setiap pasangan masukan/keluaran, dengan memperkecil elemen switching dan tingkat. Jaringan dengan satu jalur (unipath network) disebut juga sebagai jaringan switching banyan. Jaringan switching banyan digambarkan sebagai suatu kelas dari jaringan interkoneksi banyak tingkat dimana ada satu dan hanya satu jalur dari setiap terminal masukan kesetiap terminal keluaran. Dengan menyediakan jalur yang banyak (multiple path) dalam jaringan blocking (blocking network), konflik dapat dikurangi dan toleransi kesalahan dapat ditingkatkan. Jaringan – jaringan blocking ini juga dikenal sebagai jaringan banyak jalur (multipath network).
2. Non-blocking. Setiap masukan dapat dihubungkan ke terminal keluaran yang bebas tanpa mempengaruhi koneksi – koneksi yang ada. Membutuhkan tingkat – tingkat tambahan dan memiliki jalur yang banyak antara setiap masukan dan keluaran. Contoh yang popolar dari jaringan non-blocking adalah jaringan Clos.
3. Rearrangable. Setiap terminal  masukan dapat dihubungkan ke setiap keluaran yang bebas. Bagaimanapun, koneksi – koneksi yang ada boleh menggunakan jalur – jalur yang dapat diubah – ubah. Jaringan – jaringan ini juga membutuhkan jalur yang banyak antara setiap masukan dan keluaran, tetapi jumlah jalur dan biaya lebih kecil daripada penggunaan jaringan non-blocking.