Ethernet Data-Link Protocols (Lapisan Data-Link pada Ethernet)

 

 

Ethernet beroperasi di Layer 2 (Data-Link) model OSI dan diatur oleh standar IEEE 802.3. Protokol ini mengatur cara data dikirim antar perangkat dalam LAN.

1. Ethernet Frame

Format data yang digunakan di Ethernet disebut frame. Komponen utamanya:

• Preamble & SFD → penanda awal frame, sinkronisasi.

• Destination MAC Address → alamat tujuan.

• Source MAC Address → alamat pengirim.

• Type/Length → jenis protokol layer 3 (contoh: IPv4/IPv6).

• Payload (Data) → isi data yang dibawa.

• FCS (Frame Check Sequence) → pengecekan error dengan CRC-32.

---

2. MAC Addressing

• Setiap perangkat punya MAC Address unik (48-bit).

• Switch menggunakan tabel MAC untuk memutuskan ke port mana frame harus dikirim.

---

3. Media Access Control (CSMA/CD)

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection):

  • Digunakan pada Ethernet lama (hub).

  • Perangkat mendengar (carrier sense) sebelum mengirim data.

  • Jika tabrakan (collision) terjadi, perangkat berhenti dan mencoba lagi setelah jeda acak.

• Ethernet modern (switch, full-duplex): tidak ada collision, jadi CSMA/CD sudah jarang dipakai.

---

4. Error Detection

• Menggunakan FCS (CRC-32).

• Jika ada error, frame dibuang. Retransmisi ditangani oleh protokol lapisan lebih atas (misalnya TCP).

---

5. Standar Ethernet (IEEE 802.3)

Beberapa varian populer:

• 10BASE-T → 10 Mbps (kabel twisted pair).

• 100BASE-TX (Fast Ethernet) → 100 Mbps.

• 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) → 1 Gbps.

• 10GBASE-T / 10GBASE-SR/LR → 10 Gbps.

• 40/100/400 Gigabit Ethernet → backbone & data center.

---

👉 Ringkasnya:
Ethernet Data-Link Protocols mencakup: frame format, addressing dengan MAC, metode akses media (CSMA/CD), error detection dengan FCS, dan berbagai standar kecepatan Ethernet (IEEE 802.3).

 

📑 Struktur Ethernet Frame (IEEE 802.3)

Field	Ukuran	Fungsi
Preamble	7 byte (56 bit)	Pola sinkronisasi untuk menyiapkan penerima sebelum data masuk.
Start Frame Delimiter (SFD)	1 byte (8 bit)	Penanda awal frame sebenarnya.
Destination MAC Address	6 byte (48 bit)	Alamat perangkat tujuan.
Source MAC Address	6 byte (48 bit)	Alamat perangkat pengirim.
Type/Length	2 byte	Menunjukkan jenis protokol Layer 3 (contoh: IPv4 = 0x0800).
Payload (Data)	46 – 1500 byte	Data asli dari Layer atas (misalnya IP packet).
Frame Check Sequence (FCS)	4 byte (32 bit)	CRC-32 untuk deteksi error.

 

 

📌 Catatan Penting:

• Ukuran minimum frame Ethernet: 64 byte (termasuk semua field).

• Ukuran maksimum frame standar: 1518 byte (bisa lebih besar pada Jumbo Frame).

• Jika data (payload) <46 byte, ditambahkan padding agar frame tetap minimal 64 byte.

 

 

 

  

Proses Pengiriman Data di Jaringan Ethernet

 

1. Pembentukan Frame Ethernet

   • Data dari aplikasi (misalnya file atau pesan) akan dibagi menjadi packet di layer Network (IP).

   • Packet kemudian dibungkus lagi menjadi frame Ethernet di layer Data Link.

   • Frame Ethernet terdiri dari:

     • Preamble & SFD (Start Frame Delimiter) → penanda awal frame.

     • Destination MAC Address → alamat tujuan.

     • Source MAC Address → alamat pengirim.

     • Type/Length → jenis protokol (mis. IPv4, IPv6).

     • Payload (Data) → isi data.

     • FCS (Frame Check Sequence) → untuk deteksi error.

2. Alamat MAC (Media Access Control)

   • Setiap perangkat di Ethernet punya alamat MAC unik (48 bit).

   • Pengiriman data menggunakan MAC address tujuan agar frame sampai ke perangkat yang benar.

3. Media Access (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

   • Pada Ethernet lama (hub-based), perangkat harus mendeteksi apakah media kosong sebelum mengirim data.

   • Jika terjadi tabrakan (collision), perangkat akan berhenti sejenak lalu mencoba mengirim ulang.

   • Pada Ethernet modern (switch-based), collision sudah tidak ada karena setiap port bersifat dedicated.

4. Switching di LAN

   • Switch membaca alamat MAC tujuan dari frame.

   • Switch meneruskan frame hanya ke port yang menuju perangkat tujuan (MAC learning & forwarding).

   • Hal ini membuat Ethernet lebih efisien dibanding hub.

5. Error Checking

   • Penerima memeriksa FCS (CRC-32).

   • Jika ada error → frame dibuang, dan protokol lapisan atas (misalnya TCP) akan mengatur retransmisi.

6. Kecepatan & Duplex

   • Ethernet mendukung berbagai kecepatan: 10 Mbps, 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps, 10 Gbps, hingga >400 Gbps.

   • Mode full-duplex memungkinkan pengiriman & penerimaan data sekaligus tanpa tabrakan.

---

👉 Singkatnya:
Data di Ethernet dikirim dalam bentuk frame berisi alamat MAC pengirim & tujuan, melalui kabel UTP atau fiber. Switch meneruskan frame sesuai alamat tujuan, dan penerima melakukan pengecekan error sebelum data diteruskan ke lapisan atas.

Konsep Dasar Transmisi Fiber Optic

 

 

 

Fiber optic mengirimkan data dalam bentuk cahaya melalui inti kaca atau plastik yang sangat kecil. Cahaya ini biasanya berasal dari laser atau LED.

1. Prinsip Pemantulan Total Internal

• Cahaya dipandu di dalam inti (core) karena perbedaan indeks bias antara core dan cladding.

• Selama sudut datang cahaya berada di atas “critical angle”, cahaya akan dipantulkan total dan tetap berjalan di dalam fiber.

2. Jenis Fiber Berdasarkan Mode Transmisi

• Single-Mode Fiber (SMF):

  • Diameter core kecil (±9 µm).

  • Hanya satu jalur cahaya (mode) yang lewat → minim dispersi.

  • Cocok untuk jarak jauh (puluhan hingga ratusan km).

• Multi-Mode Fiber (MMF):

  • Diameter core lebih besar (50–62,5 µm).

  • Banyak jalur cahaya (mode) berjalan bersamaan → bisa terjadi modal dispersion.

  • Cocok untuk jarak pendek (≤2 km).

3. Dispersi (Penyebaran Sinyal)

• Modal Dispersion: Terjadi pada MMF karena cahaya menempuh jarak berbeda di dalam core.

• Chromatic Dispersion: Terjadi karena panjang gelombang cahaya berbeda merambat dengan kecepatan berbeda.

• Polarization Mode Dispersion (PMD): Biasanya pada SMF, karena perbedaan polarisasi cahaya.

4. Redaman (Attenuation)

• Sinyal cahaya melemah saat merambat di dalam fiber karena:

  • Absorpsi (penyerapan) oleh material kaca.

  • Scattering (hamburan Rayleigh).

  • Bending losses (kerugian akibat kabel dibengkokkan terlalu tajam).

• Redaman biasanya diukur dalam dB/km.

5. Sumber Cahaya

• LED → biasanya untuk MMF, jarak dekat.

• Laser (LD/VCSEL) → untuk SMF dan MMF kecepatan tinggi.

6. Kapasitas & Bandwidth

• Fiber optic mendukung bandwidth yang sangat besar.

• Kecepatan transmisi bisa mencapai 1 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps, bahkan >400 Gbps dengan teknologi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).

---

👉 Singkatnya:
Transmisi pada fiber optic bekerja dengan cahaya yang dipandu melalui pemantulan total internal di dalam inti serat. Kualitas transmisi dipengaruhi oleh jenis fiber (SMF/MMF), redaman, dan dispersi.

Ikhtisar HTTP

Apa yang sebenarnya terjadi sehingga halaman web tersebut muncul di peramban web Anda?
Bayangkan Bob membuka perambannya. Perambannya telah dikonfigurasi untuk secara otomatis meminta halaman web default server web Larry, atau beranda. Logika umumnya terlihat seperti Gambar 1-5.

 

Jadi, apa yang sebenarnya terjadi? Permintaan awal Bob sebenarnya meminta Larry untuk mengirimkan kembali laman berandanya kepada Bob. Perangkat lunak server web Larry telah dikonfigurasi untuk mengetahui bahwa laman web default terdapat dalam berkas bernama home.htm. Bob menerima berkas tersebut dari Larry dan menampilkan isinya di jendela peramban web Bob.

 

SD-Access & SD-WAN

 

SD-Access dan SD-WAN adalah dua solusi jaringan berbasis Software-Defined Networking (SDN) yang dikembangkan Cisco untuk menyederhanakan pengelolaan jaringan enterprise. Meskipun keduanya mirip secara konsep (otomasi dan kontrol terpusat), keduanya memiliki fungsi dan ruang lingkup berbeda:

---

🔷 1. SD-Access (Software-Defined Access)

📌 Definisi:

SD-Access adalah solusi Cisco untuk otomatisasi dan segmentasi jaringan LAN & WLAN (enterprise campus) menggunakan arsitektur berbasis Cisco DNA Center.

✅ Fokus utama:

LAN internal (wired & wireless) di lingkungan kantor pusat atau kampus.

🧩 Komponen Kunci:

• Cisco DNA Center – pusat kontrol dan manajemen.

• Fabric Edge Node – biasanya switch access layer.

• Fabric Border Node – menghubungkan ke jaringan luar (data center, WAN).

• Control Plane Node – bertanggung jawab atas lokasi dan identitas endpoint.

• ISE (Identity Services Engine) – untuk otentikasi, policy, dan segmentasi berbasis identitas.

🎯 Fitur utama:

• Policy berbasis identitas pengguna, bukan IP.

• Micro-segmentation (dengan Scalable Group Tags / SGT).

• Otomasi provisioning VLAN, routing, dan ACL.

• Mobility antar lokasi tanpa kehilangan policy.

• Monitoring dengan assurance (AI/analytics).

---

🔷 2. SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network)

📌 Definisi:

SD-WAN adalah solusi Cisco untuk mengelola konektivitas WAN secara fleksibel dan efisien, menggantikan metode tradisional seperti MPLS-only dengan WAN berbasis internet, LTE, atau hybrid.

✅ Fokus utama:

Koneksi antar kantor (HQ, branch, cloud, data center) melalui jaringan WAN.

🧩 Komponen Kunci:

• vSmart Controller – pusat kontrol routing & policy.

• vEdge/Cat8k/C1111X/ISR routers – perangkat SD-WAN di sisi kantor.

• vManage – GUI untuk manajemen jaringan SD-WAN.

• vBond Orchestrator – menghubungkan semua komponen secara aman.

🎯 Fitur utama:

• Transport agnostic (Internet, MPLS, LTE).

• Application-aware routing.

• Enkripsi end-to-end antar site (IPsec).

• Centralized policy & security.

• Direct internet access (DIA) untuk aplikasi cloud.

---

📊 Perbandingan SD-Access vs SD-WAN

Fitur	SD-Access	SD-WAN
Ruang Lingkup	LAN (Enterprise Campus)	WAN (Remote branches, cloud, HQ)
Controller	Cisco DNA Center	Cisco vManage
Media Jaringan	Wired/Wireless LAN	Internet, MPLS, LTE
Policy berbasis identitas	Ya (ISE + SGT)	Tidak (policy berbasis aplikasi/site)
Segmentasi	Macro & Micro-segmentation	Zone-based segmentation
Otomasi VLAN/Routing	Ya	Tidak (lebih ke routing dan transport)
Penggunaan utama	Automasi & keamanan di campus LAN	Optimalisasi dan keamanan koneksi WAN

---

🧠 Simplified Analogi:

• SD-Access = Mengatur “lalu lintas internal” dalam kantor, siapa boleh masuk ke mana dan kapan.

• SD-WAN = Mengatur “jalur antar kantor” dan ke cloud, pakai jalur tercepat, hemat, dan aman.

---

Model jaringan enterprise (campus, WAN, branch)

Model jaringan enterprise terdiri dari beberapa komponen utama yang dirancang untuk menghubungkan berbagai bagian organisasi seperti kantor pusat (campus), kantor cabang (branch), dan koneksi ke internet/public WAN. Berikut adalah penjelasan model jaringan enterprise berdasarkan pembagian arsitektur umum:

---

🔷 1. Enterprise Campus

Merupakan infrastruktur jaringan di kantor pusat (HQ). Biasanya terdiri dari tiga tier (lapisan) utama:

➤ Core Layer (Lapisan Inti)

• Fungsi: switching berkecepatan tinggi antar bagian jaringan utama (data center, distribution).

• Karakteristik: redundancy, high speed, minimal filtering.

➤ Distribution Layer (Lapisan Distribusi)

• Fungsi: menghubungkan access layer ke core layer.

• Karakteristik: routing, policy enforcement, filtering, QoS.

➤ Access Layer (Lapisan Akses)

• Fungsi: menghubungkan user, perangkat, dan endpoint ke jaringan.

• Karakteristik: port access, VLAN, PoE (Power over Ethernet), security (802.1X, ACL).

📌 Biasanya juga terhubung ke:

• Data Center

• Server Farm

• Wireless LAN Controller (WLC)

---

🔷 2. Enterprise Edge / WAN

Bagian ini menghubungkan jaringan internal ke dunia luar, seperti:

• Internet

• Cloud Services (SaaS, IaaS)

• Remote Branches

• Mobile Users

• Business Partners

Komponen WAN/Edge:

• Router Edge (perangkat WAN)

• Firewall

• VPN Gateway

• SD-WAN appliance

• Load Balancer

• Direct Connect ke cloud provider (AWS, Azure)

📌 WAN bisa berbasis:

• MPLS

• Internet (VPN IPsec, GRE, DMVPN)

• SD-WAN

• Leased Line / Metro Ethernet

---

🔷 3. Enterprise Branch

Adalah jaringan di kantor cabang (remote offices), yang biasanya lebih kecil dari campus. Biasanya memiliki:

Komponen Utama:

• Branch Router

• Switch Access

• Wireless AP (Access Point)

• WAN Connectivity ke HQ (via MPLS, VPN, atau SD-WAN)

📌 Branch dapat memiliki local breakout ke internet untuk cloud apps (Office 365, Webex, dll.) → disebut Direct Internet Access (DIA) dalam SD-WAN.

---

🔷 4. Enterprise Data Center

Meski bukan bagian dari "campus" secara fisik, data center biasanya jadi bagian dari desain enterprise network.

Komponen:

• Core & distribution switch

• Server farm

• SAN (Storage Area Network)

• Firewall

• Application Load Balancer

• Virtualization & Cloud Gateway

---

🔷 Contoh Diagram Sederhana

                +-----------------------+
                |    Internet / WAN     |
                +-----------------------+
                          |
                 +------------------+
                 | Edge / WAN Router|
                 +------------------+
                          |
         +----------------+----------------+
         |                                 |
+-------------------+          +------------------------+
|   Enterprise HQ   |          |     Remote Branch      |
| (Campus Network)  |          |  (Access & Router)     |
+-------------------+          +------------------------+
|Core | Dist | Access|                     |
|Srv  |      | Swtch |                     |
+-------------------+                     |
        |                                  |
    +--------+                         +--------+
    |Server  |                         |  Local |
    | Farm   |                         | Clients|
    +--------+                         +--------+

---

🔷 Tips Desain Enterprise Network

• Gunakan redundansi (HSRP/VRRP, dual link).

• Terapkan segmentation (VLAN) untuk keamanan.

• Gunakan QoS untuk prioritas lalu lintas.

• Gunakan SD-WAN untuk mengelola cabang secara efisien.

• Terapkan AAA dan 802.1X untuk kontrol akses.

---

Fungsi Kustom

Fungsi bawaan dapat menghemat banyak pekerjaan Anda, tetapi Anda juga perlu membuat fungsi kustom sendiri untuk menyelesaikan tugas tertentu. Dalam pelajaran ini, Anda akan belajar membuat fungsi Anda sendiri!

Fungsi adalah blok kode yang dapat digunakan kembali.

Untuk menggunakan fungsi Anda sendiri, Anda perlu mendefinisikannya terlebih dahulu.

Setelah suatu fungsi didefinisikan, Anda dapat memanggilnya sebanyak yang Anda butuhkan.

Fungsi greet() di bawah ini berisi kode untuk menampilkan pesan yang menarik saat dipanggil.

 

#function definition

def greet():

  print("Hello from a function")

  print("Have a great day")

#function call

greet()

 

 

• def digunakan untuk mendefinisikan fungsi.

• greet() adalah nama fungsinya.

• Baris yang menjorok ke dalam (indentasi) adalah isi dari fungsi, yaitu apa yang akan dijalankan saat fungsi dipanggil.

---

🔹 Pemanggilan Fungsi

greet()
 

Baris ini digunakan untuk menjalankan fungsi greet(). Jadi, isi dari fungsi akan dieksekusi.

🔹 Hasil yang Ditampilkan:

Hello from a function
Have a great day

Setelah suatu fungsi didefinisikan, Anda dapat memanggilnya sebanyak yang Anda butuhkan. Ini membuat kode Anda singkat dan mudah dikelola.

Gunakan def diikuti dengan nama untuk mendefinisikan fungsi baru

 def greet(): 
  print("Hello from a function")
  print("Have a great day")

 

Badan fungsi berisi kode yang dapat digunakan kembali yang dieksekusi saat fungsi dipanggil. Kode untuk badan fungsi harus menjorok.

Saat suatu fungsi didefinisikan, Anda perlu memastikan tanda kurung () ditambahkan setelah namanya. Tanda titik dua: harus ditambahkan di akhir baris definisi.

 

 

Indentasi, tanda kurung, dan titik dua diperlukan agar kode dapat berjalan tanpa kesalahan.

Suatu fungsi melakukan suatu tugas. Fungsi greet() melakukan tugas menampilkan pesan yang baik.

def greet(): 
  print("Hello from a function")
  print("Have a great day")

 

Anda dapat mendefinisikan fungsi yang menerima sejumlah argumen (termasuk nol). Argumen diletakkan di dalam tanda kurung () setelah nama fungsi.

Fungsi greet() tidak memerlukan argumen.

Suatu fungsi mungkin memerlukan argumen untuk menyelesaikan tugasnya. Argumen diletakkan di dalam tanda kurung () setelah nama fungsi.

def personal_greet(name): 
  print("Hello", name)
  print("Have a great day")

personal_greet("James")

Hello James
Have a great day

Fungsi harus didefinisikan sebelum dapat dipanggil.

def bmi(weight, height):
    index = weight / (height * height)
    print(index)

Suatu fungsi dapat menerima argumen sebanyak yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas.

Kode ini mendefinisikan fungsi yang menampilkan Indeks Massa Tubuh (IMT).

Saat memanggil suatu fungsi, Anda perlu menggunakan jumlah argumen yang sama dengan yang telah ditentukan, dalam urutan yang sama.

  

 

Hasil suatu fungsi dapat dikembalikan dengan pernyataan return. Pernyataan ini sangat berguna ketika Anda perlu terus menggunakan nilai hasil tersebut dalam program Anda.

Pelajaran yang Dapat Dipetik
 

Anda telah mempelajari bahwa:

🌟 def mendefinisikan fungsi baru

🌟 Badan fungsi berisi kode yang dieksekusi ketika fungsi dipanggil

🌟 return mengirimkan nilai kembali agar dapat disimpan dan digunakan dalam program

 

 

 

 

 

 

Sistem Bilangan Biner

Alamat Biner dan IPv4

Alamat IPv4 dimulai sebagai biner, serangkaian angka 1 dan 0 saja. Hal ini sulit dikelola, sehingga administrator jaringan harus mengonversinya ke desimal. Topik ini menunjukkan beberapa cara untuk melakukannya.

Biner adalah sistem bilangan yang terdiri dari angka 0 dan 1 yang disebut bit. Sebaliknya, sistem bilangan desimal terdiri dari 10 digit, yaitu 0 hingga 9. 

Biner penting untuk kita pahami karena host, server, dan perangkat jaringan menggunakan pengalamatan biner. Secara spesifik, mereka menggunakan alamat IPv4 biner, seperti yang ditunjukkan pada gambar, untuk saling mengidentifikasi.

 

 

Setiap alamat terdiri dari string 32 bit, dibagi menjadi empat bagian yang disebut oktet. Setiap oktet berisi 8 bit (atau 1 byte) yang dipisahkan dengan titik. Misalnya, PC1 pada gambar diberi alamat IPv4 11000000.10101000.00001010.00001010. Alamat gateway default-nya adalah alamat antarmuka Gigabit Ethernet R1 11000000.10101000.00001010.00000001.

Biner berfungsi dengan baik dengan host dan perangkat jaringan. Namun, sangat sulit bagi manusia untuk mengoperasikannya.

Untuk kemudahan penggunaan, alamat IPv4 umumnya dinyatakan dalam notasi desimal bertitik. PC1 diberi alamat IPv4 192.168.10.10, dan alamat gateway default-nya adalah 192.168.10.1, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

 

Untuk pemahaman yang mendalam tentang pengalamatan jaringan, penting untuk memahami pengalamatan biner dan memperoleh keterampilan praktis dalam mengonversi antara alamat IPv4 biner dan desimal bertitik. Bagian ini akan membahas cara mengonversi antara sistem penomoran basis dua (biner) dan basis 10 (desimal).

ber System

 

 

Hypervisor

 

🧠 Penjelasan:

Hypervisor adalah software yang:

• Menciptakan dan mengelola Virtual Machines (VMs)

• Melakukan abstraksi hardware agar beberapa VMs bisa berjalan di atas satu fisik server

• Mengatur alokasi resource seperti CPU, RAM, dan storage ke setiap VM

---

🖥️ Jenis Hypervisor:

1. Type 1 (bare-metal): langsung berjalan di atas hardware (contoh: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V)

2. Type 2 (hosted): berjalan di atas OS (contoh: VirtualBox, VMware Workstation)

IaaS (Infrastructure as a Service)

 

🔧 Apa itu IaaS?

IaaS adalah layanan cloud yang menyediakan sumber daya infrastruktur IT virtual seperti:

• Server

• Storage

• Jaringan (termasuk switch dan router)

• Data center (virtual)

---

🏢 Contoh penggunaan:

• Perusahaan yang menyewa switch, router, atau server dari cloud provider dan mengelolanya sendiri → ini adalah contoh penggunaan IaaS.

• Contoh penyedia: Amazon Web Services (AWS EC2), Microsoft Azure, Google Compute Engine.