JARINGAN DAN INTERNET

DISTRIBUTED SYSTEMS Concept and Design – Fifth Edition
George Coulouris
Cambridge University
Jean Dollimore
formerly of Queen Mary, University of London
Tim Kindberg
matter 2 media
Gordon Blair
Lancaster University

Sistem terdistribusi menggunakan jaringan area lokal, jaringan area luas dan internetwork untuk komunikasi. Kinerja, kehandalan, skalabilitas, mobilitas dan kualitas layanan karakteristik dari jaringan yang mendasari mempengaruhi perilaku sistem terdistribusi dan karenanya mempengaruhi desain mereka. Perubahan kebutuhan pengguna telah mengakibatkan munculnya jaringan nirkabel dan kinerja tinggi jaringan dengan kualitas layanan jaminan.

Prinsip-prinsip yang jaringan komputer didasarkan mencakup protokol layering,packet switching, routing dan data streaming. Internetworking teknik mengaktifkan jaringan heterogen untuk diintegrasikan. Internet adalah contoh utama; protokol yang hampir secara universal digunakan dalam sistem terdistribusi. Pengalamatan dan routing skema digunakan di Internet telah bertahan dampak pertumbuhan yang sangat besar. Mereka sekarang mengalami revisi untuk mengakomodasi pertumbuhan di masa depan dan untuk memenuhi aplikasi baru persyaratan untuk mobilitas, keamanan dan kualitas layanan.

Desain teknologi jaringan tertentu diilustrasikan dalam tiga studi kasus:

Ethernet, IEEE 802.11 (WiFi) dan jaringan nirkabel Bluetooth.



3.1 PENDAHULUAN



Jaringan yang digunakan dalam sistem terdistribusi dibangun dari berbagai media transmisi, termasuk kawat, kabel, serat dan saluran nirkabel; perangkat keras, termasuk router,switch, jembatan, hub, repeater dan antarmuka jaringan; dan komponen perangkat lunak, termasuk tumpukan protokol, penangan komunikasi dan driver. yang dihasilkan fungsionalitas dan kinerja yang tersedia untuk sistem terdistribusi dan program aplikasi dipengaruhi oleh semua ini. Kita akan mengacu pada koleksi perangkat keras dan perangkat lunak komponen yang menyediakan fasilitas komunikasi untuk sistem terdistribusi sebagai subsistem komunikasi. Komputer dan perangkat lain yang menggunakan jaringan untuk tujuan komunikasi yang disebut sebagai host. Node istilah digunakan untuk mengacu pada setiap komputer atau beralih perangkat terpasang ke jaringan.





Internet adalah komunikasi komunikasi subsistem menyediakan tunggal

antara semua host yang terhubung. Internet dibangun dari banyak subnet. Sebuah subnet adalah unit routing (pengiriman data dari satu bagian dari Internet untuk

lain); itu adalah kumpulan dari node yang semuanya dapat dicapai pada jaringan fisik yang sama. infrastruktur Internet mencakup arsitektur dan hardware dan software komponen yang efektif mengintegrasikan beragam subnet menjadi komunikasi data tunggal layanan.

Desain subsistem komunikasi sangat dipengaruhi oleh karakteristik dari sistem operasi yang digunakan di komputer yang terdistribusi. Sistem ini terdiri serta jaringan yang menghubungkan mereka. Dalam bab ini, kita mempertimbangkan dampak dari teknologi jaringan pada subsistem komunikasi;

masalah sistem operasi dibahas dalam Bab 7.

Bab ini dimaksudkan untuk memberikan gambaran pengantar dari komputer jaringan dengan mengacu komunikasi memerlukan sistem terdistribusi.

Pembaca yang tidak akrab dengan jaringan komputer harus menganggapnya sebagai mendasari untuk sisa buku, sementara mereka yang akan menemukan bahwa ini Bab menawarkan ringkasan diperpanjang dari aspek-aspek jaringan komputer yang sangat relevan untuk sistem terdistribusi.

jaringan komputer dikandung segera setelah penemuan komputer. Itu

landasan teori untuk packet switching diperkenalkan di kertas oleh Leonard Kleinrock [1961]. Pada tahun 1962, J.C.R. Licklider dan W. Clark, yang berpartisipasi dalam pengembangan sistem time sharing pertama di MIT di awal 1960-an, menerbitkan sebuah makalah yang membahas potensial untuk komputasi interaktif dan jaringan area luas yang diramalkan Internet dalam beberapa hal [Desember 1990]. Pada tahun 1964, Paul Baran menghasilkan garis besar praktis desain untuk jaringan area luas yang handal dan efektif [Baran 1964]. materi lebih lanjut dan link tentang sejarah jaringan komputer dan internet dapat ditemukan di berikut sumber: [www.isoc.org, Comer 2007, Kurose dan Ross 2007].

Dalam sisa bagian ini kita membahas kebutuhan komunikasi dari

sistem terdistribusi. Kami memberikan gambaran tentang jenis jaringan dalam Bagian 3.2 dan pengenalan jaringan prinsip dalam Bagian 3.3. Bagian 3.4 penawaran khusus dengan Internet. Bab ini diakhiri dengan studi kasus rinci pada Ethernet, IEEE 802.11 (WiFi) dan Bluetooth teknologi jaringan dalam Bagian 3.5.



3.1.1 Masalah Jaringan Kerja untuk Sistem Terdistribusi

Jaringan komputer awal dirancang untuk memenuhi beberapa, aplikasi relatif sederhana Persyaratan. aplikasi jaringan seperti transfer file, remote login, surat elektronik dan newsgroup didukung. Perkembangan selanjutnya sistem terdistribusi dengan dukungan untuk program aplikasi didistribusikan mempunyai akses berbagi file dan sumber daya lainnya yang ditetapkan standar yang lebih tinggi dari kinerja untuk memenuhi kebutuhan aplikasi interaktif.

Baru-baru ini, mengikuti pertumbuhan dan komersialisasi Internet dan munculnya banyak mode baru penggunaan, persyaratan yang lebih ketat untuk keandalan, skalabilitas, mobilitas, keamanan dan kualitas layanan telah muncul. Pada bagian ini, kita mendefinisikan dan menggambarkan sifat dari masing-masing persyaratan tersebut.

Kinerja • Parameter kinerja jaringan yang menarik utama untuk kami tujuan adalah mereka yang mempengaruhi kecepatan yang pesan individu dapatditransfer antara dua komputer yang saling berhubungan. Ini adalah latency dan pointto-titik transfer data menilai:

Latency adalah keterlambatan yang terjadi setelah operasi send dieksekusi dan sebelum data mulai tiba di komputer tujuan. Hal ini dapat diukur sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mentransfer pesan kosong. Di sini kita hanya mempertimbangkan latensi jaringan, yang merupakan bagian dari latency proses-ke-proses didefinisikan dalam Bagian 2.4.1.

Kecepatan transfer data adalah kecepatan di mana data dapat ditransfer antara dua komputer di jaringan setelah transmisi telah dimulai, biasanya dikutip dalam bitper kedua.

Setelah dari definisi ini, waktu yang dibutuhkan untuk jaringan untuk mentransfer pesanmengandung panjang bit antara dua komputer adalah:

Pesan waktu transmisi = latency + transfer rate panjang / Data

Persamaan di atas berlaku untuk pesan yang tidak melebihi maksimum yang ditentukan oleh teknologi jaringan yang mendasarinya. Pesan yang lebih panjang harus tersegmentasi dan waktu transmisi adalah jumlah waktu untuk segmen.

Transfer rate jaringan ditentukan terutama oleh fisiknya karakteristik, sedangkan latency ditentukan terutama oleh overhead software, penundaan routing dan elemen statistik beban tergantung timbul dari konflik tuntutan untuk akses ke saluran transmisi. Banyak pesan ditransfer antara proses dalam sistem terdistribusi dalam ukuran kecil; Oleh karena itu latency sering dari sama atau signifikansi lebih besar dari transfer rate dalam menentukan kinerja.

Total bandwidth sistem jaringan adalah ukuran throughput – total volume lalu lintas yang dapat ditransfer melalui jaringan dalam waktu tertentu. Dalam berbagai teknologi jaringan area lokal, seperti Ethernet, kapasitas transmisi penuh jaringan yang digunakan untuk setiap transmisi dan sistem bandwidth sama dengan data transfer rate. Tetapi pada kebanyakan jaringan area luas pesan dapat ditransfer pada beberapa saluran yang berbeda secara bersamaan, dan bandwidth total sistem tidak menanggung langsung hubungan dengan transfer rate. Kinerja jaringan memburuk dalam kondisi overload - ketika ada terlalu banyak pesan dalam jaringan pada saat yang sama. Itu efek yang tepat overload pada latency, kecepatan transfer data dan bandwidth total sistem jaringan sangat bergantung pada teknologi jaringan.

Sekarang mempertimbangkan kinerja komunikasi client-server. Waktu yang diperlukan untuk mengirimkan pesan permintaan pendek dan menerima balasan singkat antara node pada ringan dimuat jaringan lokal (termasuk overhead sistem) adalah sekitar setengah milidetik. Ini harus dibandingkan dengan waktu sub-mikrodetik diperlukan untuk memohon operasi pada objek level aplikasi dalam memori lokal. Jadi, meskipun kemajuan dalam jaringan kinerja, waktu yang dibutuhkan untuk mengakses sumber daya bersama pada sisa-sisa jaringan lokal sekitar seribu kali lebih besar dari yang dibutuhkan untuk mengakses sumber daya yang bertempat tinggal dimemori lokal. Tapi jaringan sering mengungguli hard disk; akses jaringan ke lokal web server atau file server dengan besar cache memori yang sering digunakan file dapat mencocokkan atau melampaui akses ke file yang tersimpan pada hard disk lokal.

Di Internet, round-trip latency berada di ran 5-500 msge, dengan cara 20-200 ms tergantung pada jarak [www.globalcrossing.net], Sehingga permintaan ditransmisikandi Internet adalah 10-100 kali lebih lambat daripada yang dikirimkan pada jaringan lokal cepat. Itu Sebagian besar perbedaan waktu ini berasal dari switching penundaan di router dan pertentangan untuk sirkuit jaringan.

Bagian 7.5.1 membahas dan membandingkan kinerja lokal dan remote

operasi secara lebih rinci.

Stalabilitas • Jaringan komputer merupakan bagian tak terpisahkan dari infrastruktur masyarakat modern. Pada Gambar 1.6 kita menunjukkan pertumbuhan jumlah komputer host dan server web yang terhubung ke Internet selama periode 12-tahun yang berakhir pada tahun 2005. Pertumbuhan sejak itu telah begitu cepat dan beragam sehingga sulit untuk menemukan terbaru handal statistik. Ukuran potensi masa depan Internet adalah sepadan dengan populasi planet. Hal ini realistis untuk mengharapkan itu untuk menyertakan beberapa miliar node dan ratusan jutaan host aktif.

Angka-angka ini menunjukkan perubahan masa depan dalam ukuran dan beban bahwa internet harus menangani. Teknologi jaringan yang didasarkan tidak dirancang untuk mengatasi bahkan skala Internet saat ini, tetapi mereka telah melakukan dengan sangat baik. Beberapa perubahan substansial untuk mekanisme pengalamatan dan routing yang berlangsung dalam rangka untuk menangani tahap berikutnya dari pertumbuhan Internet; ini akan dijelaskan dalam Bagian 3.4. Untuk aplikasi client-server sederhana seperti Web, kami harapkan lalu lintas masa depan untuk tumbuh setidaknya sebanding dengan jumlah pengguna aktif. Kemampuan Internet infrastruktur untuk mengatasi pertumbuhan ini akan tergantung pada ekonomi penggunaan, diarang tertentu

ges untuk pengguna dan pola komunikasi yang benar-benar terjadi – untuk Misalnya, derajat mereka lokalitas. Keandalan • Diskusi kita dari model kegagalan dalam Bagian 2.4.2 menjelaskan dampak dari kesalahan komunikasi. Banyak aplikasi yang dapat pulih dari komunikasi kegagalan dan komunikasi bebas kesalahan maka tidak memerlukan dijamin. The end-to-end Argumen (Bagian 2.3.3) lebih mendukung pandangan bahwa subsistem komunikasi tidak perlu menyediakan komunikasi benar-benar bebas dari kesalahan; deteksi komunikasi kesalahan dan koreksi mereka sering terbaik dilakukan oleh perangkat lunak aplikasi-tingkat. Itu keandalan sebagian besar media transmisi fisik sangat tinggi. Ketika terjadi kesalahan mereka biasanya karena kegagalan dalam perangkat lunak pada pengirim atau penerima (misalnya, kegagalan oleh komputer penerima untuk menerima paket) atau buffer overflow daripada kesalahan dalam jaringan.

Bab 11 menetapkan persyaratan Dan teknik untuk review mencapai Keamanan

hearts Sistem terdistribusi. Tingkat Pertama Pertahanan diadopsi Oleh sebagian gede organisasi serta Adalah untuk review melindungi Jaringan dan Komputer Yang melekat pada firewall. Firewall creates Batas Perlindungan antara intranet organisasi serta Dan Sisa Internet. Tujuan dari firewall Adalah untuk review melindungi Sumber Daya di semua Komputer hearts organisasi serta dari AKSes Oleh pengguna eksternal ATAU Proses Dan untuk review mengontrol PENGGUNAAN Sumber Daya di Luar firewall Oleh pengguna hearts organisasi serta. Firewall Berjalan PADA gerbang - Komputer Yang Berdiri di Titik MASUK Jaringan untuk review organisasi serta intranet. firewall MENERIMA Dan menyaring SEMUA Pesan

bepergian Ke Dan Keluar Dari Suatu organisasi serta. Hal Penyanyi dikonfigurasi Sesuai DENGAN kebijakan Keamanan organisasi serta untuk review memungkinkan Pesan MASUK Dan Keluar Tertentu untuk review Lulus through ITU Dan menolak SEMUA orangutan lain. Kita akan Kembali Ke Topik Penyanyi hearts Bagian 3.4.8.

Untuk review mengaktifkan Aplikasi terdistribusi untuk review Bergerak melampaui pembatasan Yang Oleh diberlakukan firewall ADA Kebutuhan untuk review menghasilkan Lingkungan Jaringan Yang Aman di mana different Aplikasi terdistribusi can be digunakan, DENGAN end-to-end otentikasi, privasi Dan Keamanan. Bentuk Penyanyi LEBIH Halus-Halus Dan LEBIH FLEKSIBEL Keamanan can be dicapai through PENGGUNAAN teknik kriptografi. Hal Penyanyi biasanya diterapkan PADA Tingkat Di Atas subsistem Komunikasi dan karenanya TIDAK dibahas here TAPI di Bab 11. Pengecualian termasuk Kebutuhan untuk review melindungi Komponen Jaringan seperti router Terhadap

Gangguan Yang TIDAK sah DENGAN Operasi mereka Dan Kebutuhan Link untuk review ponsel Aman Ke Perangkat Dan simpul eksternal lainnya untuk review memungkinkan mereka untuk review berpartisipasi hearts intranet Aman-

virtual private network (VPN) concept, dibahas hearts Bagian3.4.8.

Perangkat Mobilitas • Ponsel seperti Komputer laptop Dan mobile internet Yang Mampu ponsel Sering Pindah ANTARA LOKASI Dan menghubungkan Kembali di Jaringan Nyaman Koneksi poin ATAU bahkan digunakan PADA Saat Bergerak. Jaringan nirkabel MENYEDIAKAN konektivitas Ke Perangkat tersebut, namun pengalamatan Dan routing yang SKEMA Internet dikembangkan SEBELUM munculnya Perangkat seluler Dan TIDAK can be beradaptasi DENGAN Kebutuhan mereka untuk review Koneksi intermiten Banyak subnet Yang BERBEDA. Internet MEKANISME has diadaptasi Dan diperluas untuk review mendukung Mobilitas, tetapi diharapkan pertumbuhan di Masa Depan hearts PENGGUNAAN Perangkat seluler akan menuntut development LEBIH lanjut.

KUALITAS LAYANAN • Dalam Bab 1, kitd mendefinisikan KUALITAS Pelayanan sebagai termasuk kemampuan untuk review memenuhi tenggat Waktu ketika Transmisi Dan Pengolahan Aliran real-time multimedia data. Penyanyi memberlakukan persyaratan baru Yang gede PADA Jaringan Komputer. Aplikasi  Yang Data mengirimkan multimedia Membutuhkan Jaminan bandwidth yang Dan latency dibatasi untuk review Saluran communication Yang mereka gunakan. Beberapa Aplikasi Beragam Tuntutan mereka Dinamis Dan menentukan Baik KUALITAS Yang can be diterima minimum Pelayanan Dan diinginkan optimum. Pemberian Jaminan tersebut Dan Pemeliharaan mereka Adalah subjek Bab 20.

Multicasting • Kebanyakan communication hearts Sistem terdistribusi Adalah ANTARA Pasangan Proses, TAPI ADA Sering also Kebutuhan untuk review Satu-ke-Banyak communication. SEMENTARA Penyanyi can disimulasikan DENGAN mengirimkan Ke beberapa tujuan, Yang LEBIH mahal Dari Yang diperlukan Dan mungkin TIDAK menunjukkan karakteristik Toleransi Kesalahan Yang diperlukan Oleh Aplikasi. Untuk review Alasan-alasan Penyanyi, Banyak Teknologi Jaringan mendukung Transmisi simultan Dari Pesan beberapa PENERIMA.

3.2 Jenis jaringan

Di sini kami memperkenalkan jenis utama dari jaringan yang digunakan untuk mendukung didistribusikanSistem: jaringan area pribadi, jaringan area lokal, jaringan luas, jaringan area metropolitan dan varian nirkabel dari mereka. Internetwork sepertiInternet dibangun dari jaringan dari semua jenis ini. Gambar 3.1 menunjukkan karakteristik kinerja dari vario yang kami jenis jaringan dibahas di bawah. Beberapa nama yang digunakan untuk merujuk pada jenis jaringan yang membingungkan karena mereka tampaknya merujuk pada sejauh fisik (area lokal, wide area), tetapi mereka juga mengidentifikasi fisik teknologi transmisi dan protokol tingkat rendah. Ini berbeda untuk lokal dan jaringan luas, meskipun beberapa teknologi jaringan, seperti ATM (Asynchronous Transfer Mode), yang cocok untuk aplikasi lokal dan luas wilayah dan beberapa wireless jaringan juga mendukung transmisi daerah dan metropolitan. Kami mengacu pada jaringan yang terdiri banyak saling berhubungan jaringan, terintegrasi untuk menyediakan media komunikasi data tunggal, sebagai internetwork. Itu Internet adalah internetwork prototipikal; itu terdiri dari jutaan lokal, metropolitan dan jaringan luas. Kami menjelaskan pelaksanaannya secara rinci dalam Bagian 3.4.

jaringan wilayah pribadi (PANS) • PAN adalah subkategori dari jaringan lokal di mana berbagai perangkat digital dilakukan oleh pengguna yang terhubung dengan biaya rendah, rendah energi jaringan. PANS kabel yang tidak banyak signifikansi karena beberapa pengguna ingin menjadi dibebani oleh jaringan kabel pada orang mereka, tetapi jaringan wilayah pribadi nirkabel (WPANs) yang semakin penting karena jumlah perangkat pribadi seperti ponsel, tablet, kamera digital, pemutar musik dan sebagainya yang kini dilakukan oleh banyak orang. Kami menggambarkan WPAN Bluetooth dalam Bagian 3.5.3.



jaringan area lokal (LAN) • LAN membawa pesan pada kecepatan relatif tinggi antarakomputer yang terhubung dengan media komunikasi tunggal, seperti kawat tembaga twisted,Gambar 3.1 Kinerja Jaringan

Contoh Rentang Bandwidth(Mbps)wired:

LAN Ethernet 1-2 kms 10-10,000 1-10

IP WAN routing yang seluruh dunia ,010-600 100-500

MAN ATM 2-50 kms 1-600 10

Internetwork Internet di seluruh dunia 0,5-600 100-500 wireless:

WPAN Bluetooth (IEEE 802.15.1) 10-30m 0,5-2 5-20

WLAN WiFi (IEEE 802.11) 0,15-1,5 km 11-108 5-20

WMAN WiMAX (IEEE 802.16) 5-50 km 1,5-20 5-20 ponsel WWAN 3G: 1--5

Latency (Nona) km 348-14,4 100-500

kabel koaksial atau serat optik. Segmen adalah bagian dari kabel yang berfungsi departemen atau lantai bangunan dan mungkin memiliki banyak komputer yang melekat. Tidak ada routing pesan adalah diperlukan dalam segmen, karena media menyediakan koneksi langsung antara semua komputer yang terhubung untuk itu. Bandwidth total sistem dibagi antara komputer yang terhubung ke segmen. jaringan lokal yang lebih besar, seperti yang melayani kampus atau gedung perkantoran, terdiri dari banyak segmen dihubungkan oleh switch atau hub (lihat Bagian 3.3.7). Dalam jaringan area lokal, bandwidth total sistem tinggi dan latency rendah, kecuali ketika lalu lintas pesan sangat tinggi. Beberapa teknologi area lokal dikembangkan pada 1970-an termasuk Ethernet, cincin token dan cincin ditempatkan. Setiap menyediakan efektif dan Hig solusi h-kinerja, tapi Ethernet muncul sebagai teknologi dominan untuk jaringan area lokal kabel. Dulu

awalnya diproduksi pada awal tahun 1970 dengan bandwidth 10 Mbps (juta bit per kedua) dan diperluas ke 100 Mbps, 1000 Mbps (1 gigabit per detik) dan 10 Gbps versi yang lebih baru. Kami menjelaskan prinsip-prinsip pengoperasian jaringan Ethernet diBagian 3.5.1.

Ada dasar terinstal sangat besar jaringan area lokal, melayani hampir semua lingkungan kerja yang mengandung lebih dari satu atau dua komputer pribadi atau workstation. Kinerja mereka umumnya memadai untuk pelaksanaan sistem terdistribusi dan aplikasi. teknologi Ethernet tidak memiliki latency dan jaminan bandwidth yang dibutuhkan oleh banyak aplikasi multimedia. jaringan ATM  yang dikembangkan untuk mengisi kesenjangan ini, tapi biaya mereka telah menghambat adopsi mereka di daerah aplikasi. Sebaliknya, Ethernets kecepatan tinggi telah dikerahkan dalam mode switched yang mengatasi kelemahan ini ke tingkat yang signifikan, meskipun tidak seefektif ATM.

jaringan area luas (WAN) • WAN membawa pesan pada kecepatan yang lebih rendah antara node yang sering dalam organisasi yang berbeda dan dapat dipisahkan oleh jarak yang jauh. Mereka

mungkin berlokasi di berbagai kota, negara atau benua. Media komunikasi adalah satu set sirkuit komunikasi yang menghubungkan satu set komputer yang didedikasikan disebut router.

Mereka mengelola jaringan dan rute pesan komunikasi atau paket untuk mereka

tujuan. Dalam sebagian besar jaringan, operasi routing yang memperkenalkan penundaan pada setiap titik di rute, sehingga total latency untuk transmisi pesan tergantung pada rute yang mengikuti dan beban lalu lintas di berbagai segmen jaringan yang melintasi. Di jaringan saat latency ini dapat setinggi 0,1 sampai 0,5 detik. Kecepatan sinyal elektronik di sebagian besar media dekat dengan kecepatan cahaya, dan ini menetapkan batas bawah pada latency transmisi lama

jaringan -Jarak. Misalnya, propagasi delay untuk sinyal untuk melakukan perjalanan dari Eropa ke Australia melalui link terestrial adalah sekitar 0,13 detik dan sinyal melalui satelit geostasioner antara dua titik pada permukaan bumi tunduk penundaan sekitar 0,20 detik. Bandwidth yang tersedia di Internet juga sangat bervariasi. Kecepatan hingga 600 Mbps umumnya tersedia, namun kecepatan 1-10 Mbps lebih biasanya dialami untuk transfer data massal.

jaringan area metropolitan (MAN) • Jenis jaringan berdasarkan tinggi yang Bandwidth tembaga dan kabel serat optik baru-baru ini dipasang di beberapa kota dan kota untuk transmisi video, suara dan data lain lebih dari jarak hingga 50 kilometer. SEBUAH Berbagai teknologi telah digunakan untuk mengimplementasikan routing data di MAN, mulai dari Ethernet ke ATM.

DSL (Digital Subscriber Line) dan koneksi modem kabel sekarang tersedia di banyak negara adalah contoh. DSL biasanya menggunakan switch ATM yang terletak ditelepon pertukaran data digital dengan ke pasang memutar kawat tembaga (menggunakan frekuensi tinggi pemberian isyarat pada yang ada pemasangan kawat digunakan untuk telepon koneksi)untuk itu pelanggan ini rumah atau kantor pada kecepatan dalam jangkauan 1-10 Mbps. Itu menggunakan

dari tembaga twisted kawat untuk batas koneksi DSL pelanggan jangkauan sampai sekitar 5,5km daritombol.Kabelkoneksi modem menggunakan analog sinyal di jaringan televisi kabel mencapai kecepatan hingga 15 Mbps melalui kabel koaksial dengan rentang yang lebih besar dari DSL.

DSL Istilah sebenarnya merupakan keluarga dari teknologi, kadang-kadang disebutsebagai xDSL dan termasuk untuk mantancukup ADSL (atau Asymmetric Digital Subscriber Line).perkembangan terbaru termasuk VDSL dan VDSL2 (Bit Sangat Tinggi Tingkat DSL), yang mampu kecepatan hingga 100 Mbps dan dirancang untuk mendukung berbagai multimedia lalu lintas termasuk High Definition TV (HDTV). jaringan area lokal nirkabel (WLAN) • WLAN dirancang untuk digunakan di tempat kabel LAN untuk menyediakan konektivitas untuk perangkat mobile, atau hanya untuk menghapus kebutuhan untuk infrastruktur kabel untuk menghubungkan komputer dalam rumah dan gedung perkantoran untuk setiap lain dan Internet. Mereka digunakan secara luas dalam beberapa varian dari IEEE 802.11 standar (WiFi), menawarkan bandwidth 10-100 Mbps atas rentang hingga 1,5 kilometer.

Bagian 3.5.2 memberikan informasi lebih lanjut tentang metode operasi mereka.

jaringan area metropolitan nirkabel (WMANs) • IEEE 802.16 WiMAX standar

ditargetkan pada kelas ini jaringan. Hal ini bertujuan untuk memberikan alternatif untuk koneksi kabel untuk bangunan rumah dan kantor dan untuk menggantikan 802.11 jaringan WiFi di beberapa aplikasi.

jaringan luas nirkabel (WWAN) • Sebagian besar jaringan telepon seluler didasarkan pada teknologi jaringan nirkabel digital seperti GSM (Global System for Mobile komunikasi) standar, yang digunakan di sebagian besar negara di dunia. Telepon genggam jaringan yang dirancang untuk beroperasi daerah lebih luas (biasanya seluruh negara atau benua) melalui penggunaan koneksi radio selular; transmisi data mereka Oleh karena itu fasilitas menawarkan berbagai area koneksi mobile internet untuk portable perangkat. Jaringan selular yang disebutkan di atas menawarkan kecepatan data yang relatif rendah - 9.6 untuk 33 kbps - tapi 'generasi ketiga' (3G) dari jaringan telepon seluler sekarang tersedia, dengan kecepatan transmisi data dalam kisaran 2-14,4 Mbps sementara stasioner dan 348 kbps saat bergerak (misalnya di dalam mobil). Teknologi yang mendasari disebut sebagai UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Sebuah jalan juga telah ditetapkan untuk berkembang UMTS terhadap kecepatan data 4G hingga 100 Mbps. Pembaca tertarik menggali lebih mendalam dari yang kita dapat di sini ke dalam dengan cepat evolvin teknologi g mobile dan jaringan nirkabel dari semua jenis disebut Stojmenovic ini buku pegangan yang sangat baik [2002].

Internetwork • Sebuah internetwork adalah subsistem komunikasi di mana beberapa jaringan dihubungkan bersama untuk menyediakan fasilitas komunikasi data umum yang overlay teknologi dan protokol jaringan komponen individu dan

metode yang digunakan untuk interkoneksi mereka. Internetwork diperlukan untuk pengembangan extensible, terbuka didistribusikan sistem. Karakteristik keterbukaan sistem terdistribusi menyiratkan bahwa jaringan digunakan dalam sistem terdistribusi harus extensible untuk jumlah yang sangat besar komputer, sedangkan jaringan individu telah membatasi ruang alamat dan beberapa memiliki kinerja keterbatasan yang tidak kompatibel dengan mereka menggunakan skala besar. Dalam internetwork, varietas teknologi jaringan area lokal dan luas dapat diintegrasikan untuk menyediakan jaringan yang kapasitas yang dibutuhkan oleh masing-masing kelompok pengguna. Sehingga internetwork membawa banyak manfaat sistem terbuka untuk penyediaan komunikasi dalam sistem terdistribusi. Internetwork dibangun dari berbagai jaringan komponen. Mereka interkoneksi oleh komputer beralih khusus yang disebut router dan tujuan umum komputer yang disebut gateway, dan subsistem komunikasi yang terintegrasi diproduksi oleh lapisan software yang mendukung transmisi pengalamatan dan data ke komputer seluruh internetwork. Hasilnya dapat dianggap sebagai 'jaringan virtual' dibangun oleh overlay lapisan internetwork pada media komunikasi yang terdiri dari jaringan yang mendasarinya, router dan gateway. Internet adalah utama contoh internetworking, dan TCP / IP protokol adalah contoh dari integrasi ini lapisan.

kesalahan jaringan • Jalur tambahan dari perbandingan yang tidak disebutkan dalam Gambar 3.1 adalah frekuensi dan jenis kegagalan yang dapat diharapkan dalam berbagai jenis jaringan. Itu keandalan media transmisi data yang mendasari sangat tinggi di semua tipe kecuali jaringan nirkabel, di mana paket sering hilang karena gangguan eksternal. Tapi paket dapat hilang dalam semua jenis jaringan karena keterlambatan pemrosesan dan buffer overflow di switch dan pada node tujuan. Ini adalah penyebab yang paling umum dari paket kerugian.

Paket juga dapat disampaikan dalam urutan yang berbeda dari yang di mana mereka ditularkan. Ini hanya muncul dalam jaringan di mana paket yang terpisah secara individual diarahkan- Terutama wide area network. Finally, duplikat salinan paket dapat disampaikan.Ini biasanya konsekuensi dari asumsi oleh pengirim bahwa paket telah hilang; paket yang ditransmisikan ulang, dan baik yang asli dan copy dipancarkan kembali kemudian munculdi tempat tujuan.





3.3 Prinsip Jaringan

Dasar untuk semua jaringan komputer adalah teknik packet-switching yang pertama kali dikembangkan ditahun 1960-an. Hal ini memungkinkan paket data yang ditujukan ke tujuan yang berbeda untuk berbagi satu komunikasi menghubungkan, tidak seperti teknologi circuit-switching yang mendasari konvensional telephony. Paket antri disebuah buffer dan ditularkan kapan link tersedia. Komunikasi adalah asynchronous- pesan tiba di tujuan mereka setelah menundabahwa bervariasi tergantung atas waktu bahwa paket mengambil untuk melakukan perjalanan melalui jaringan.

transmisi 3.3.1 Packet

Dalam sebagian besar aplikasi jaringan komputer kebutuhannya adalah untuk transmisi unit logis dari informasi, atau pesan - urutan item data panjang sewenang-wenang.

Tapi sebelum pesan yang dikirim itu dibagi menjadi paket-paket. Bentuk sederhana dari paket adalah urutan data biner (array bit atau byte) dari panjang terbatas, bersama-sama dengan menangani informasi yang cukup untuk mengidentifikasi sumber dan tujuan komputer. Paket panjang dibatasi digunakan:

sehingga setiap komputer dalam jaringan dapat mengalokasikan penyimpanan buffer yang cukup untuk menahan paket yang masuk mungkin terbesar;
untuk menghindari penundaan yang tidak semestinya yang akan terjadi pada menunggu saluran komunikasi menjadi gratis jika pesan panjang yang ditransmisikan tanpa subdivisi.
3.3.2 data streaming yang

Transmisi dan tampilan audio dan video secara real time disebut sebagai streaming.

Hal ini membutuhkan bandwidth yang jauh lebih tinggi daripada kebanyakan bentuk komunikasi di sistem terdistribusi. Kami telah mencatat dalam Bab 2 bahwa aplikasi multimedia mengandalkan transmisi aliran elemen data audio dan video pada dijamin tingkat tinggi dan dengan latency dibatasi. Sebuah video streaming membutuhkan bandwidth sekitar 1,5 Mbps jika data yang dikompresi,

atau 120 Mbps jika terkompresi. paket internet UDP biasanya digunakan untuk memegang video frame, tetapi karena aliran kontinu yang bertentangan dengan lalu lintas intermiten yang dihasilkan oleh interaksi client-server khas, paket ditangani agak berbeda. Waktu bermain dari elemen multimedia seperti video frame adalah waktu di yang harus ditampilkan (untuk elemen video) atau dikonversi terdengar (untuk suara sample). Misalnya, dalam aliran video frame dengan frame rate 24 frame kedua, bingkai N memiliki waktu bermain yang N / 24 detik setelah waktu mulai aliran ini.

Elemen yang tiba di tempat tujuan mereka lambat waktu bermain mereka tidak lagi berguna dan akan dijatuhkan oleh proses penerima.

Pengiriman tepat waktu dari audio dan video stream tergantung pada ketersediaan

koneksi dengan kualitas yang memadai dari layanan - bandwidth, latency dan kehandalan keharusan semua dipertimbangkan. Idealnya, kualitas yang memadai pelayanan harus dijamin. Secara umum Internet tidak menawarkan kemampuan itu, dan kualitas real-time video stream kadang-kadang mencerminkan itu, tapi di intranet proprietary seperti yang dioperasikan oleh Media perusahaan, jaminan kadang-kadang dicapai.

Apa yang diperlukan adalah kemampuan untuk membangun saluran dari sumber ke tujuan aliran multimedia, dengan yang telah ditetapkan rute melalui jaringan, satu set reserved sumber di setiap node melalui yang akan melakukan perjalanan dan buffering mana yang tepat untuk kelancaran setiap penyimpangan di mengalir dari data melalui saluran. Data kemudian dapat melewati saluran dari

pengirim ke penerima di tingkat yang diperlukan. jaringan ATM secara khusus dirancang untuk menyediakan bandwidth tinggi dan rendah latency dan untuk mendukung kualitas layanan dengan pemesanan dari sumber daya jaringan. IPv6,

protokol jaringan baru untuk Internet diuraikan dalam Bagian 3.4.4, termasuk fitur yang memungkinkan setiap paket IP dalam aliran real-time untuk diidentifikasi dan diobati secara terpisah dari data lain pada tingkat jaringan.

Komunikasi subsistem yang menyediakan kualitas layanan jaminan memerlukan

Fasilitas untuk preallocation sumber daya jaringan dan penegakan alokasi. Resource Reservation Protocol (RSVP) [Zhang et al.  1993] memungkinkan aplikasi untuk menegosiasikan preallocation bandwidth untuk real-time data stream. Itu Real Time Transport Protocol (RTP) [Schulzrinne et al. 1996] adalah sebuah aplikasi-tingkat protokol transfer data yang mencakup rincian waktu bermain dan waktu lainnya persyaratan dalam setiap paket. Ketersediaan implementasi efektif dari protokol di internet umum akan tergantung pada perubahan besar untuk transportasi dan lapisan jaringan. Bab 20 membahas kebutuhan multimedia terdistribusi aplikasi secara lebih rinci.





3.3.3 skema Switching

Sebuah jaringan terdiri dari satu set node dihubungkan bersama oleh sirkuit. untuk mengirimkan informasi antara dua node yang sewenang-wenang, sistem switching diperlukan. Di sini kita mendefinisikan empat jenis switching yang digunakan dalam jaringan komputer.

Broadcast • Penyiaran adalah teknik transmisi yang tidak melibatkan switching.

Semuanya ditransmisikan ke setiap node, dan terserah kepada penerima potensial untuk melihat transmisi ditujukan kepada mereka. Beberapa teknologi LAN, termasuk Ethernet, yang berdasarkan penyiaran. jaringan nirkabel harus didasarkan pada penyiaran, tetapi di tidak adanya sirkuit tetap siaran disusun untuk mencapai node dikelompokkan dalam sel.

Circuit switching • Pada jaringan telepon satu waktu adalah satu-satunya telekomunikasi jaringan. operasi mereka adalah sederhana untuk memahami: ketika penelepon memutar sebuah nomor, yang sepasang kabel dari telepon ke sentral lokal dihubungkan dengan otomatis beralih di bursa dengan sepasang kabel yang terhubung ke telepon pihak lain. Untuk sebuah jarak jauh menyebut proses itu mirip tapi koneksi akan diaktifkan melalui sejumlah intervensi bursa ke tujuannya. Sistem ini kadang-kadang disebut sebagai sistem telepon tua polos, atau POTS. Ini adalah jaringan circuit-switching khas.

Packet switching • Munculnya komputer dan teknologi digital membawa banyak baru kemungkinan telekomunikasi. Pada tingkat yang paling dasar, membawa pengolahan dan penyimpanan. Ini memungkinkan untuk membangun berbagai jenis jaringan komunikasi disebut jaringan toko-dan-maju. Alih-alih membuat dan melanggar koneksi untuk membangun sirkuit, jaringan toko-dan-maju hanya meneruskan paket dari sumber mereka untuk tujuan mereka. Ada komputer di setiap node switching (yaitu, di mana pun beberapa sirkuit harus saling berhubungan). Setiap paket tiba di sebuah node pertama disimpan di memori pada node dan kemudian diproses oleh program yang mentransmisikan pada sebuah keluar sirkuit, yang mentransfer paket ke node lain yang lebih dekat dengan yang utama tujuan.

Tidak ada yang benar-benar baru dalam ide ini: sistem pos adalah toko-dan-maju

jaringan untuk huruf, dengan processin yangg dilakukan oleh manusia atau mesin di kantor pemilahan.

Namun dalam komputer jaringan paket dapat disimpan dan diproses cukup cepat untuk memberikan ilusi transmisi seketika, meskipun paket telah disalurkan melalui banyak node.

Frame relay • Pada kenyataannya, dibutuhkan sesuatu dari beberapa puluh mikrodetik untuk beberapa milidetik untuk beralih paket melalui setiap node jaringan di toko-dan-maju jaringan. delay switching tergantung pada ukuran paket, kecepatan hardware dan kuantitas lalu lintas lainnya, namun batas bawah ditentukan oleh bandwidth jaringan, karena seluruh paket harus diterima sebelum dapat diteruskan ke node lain. Sebagian besar Internet didasarkan pada toko-dan-maju switching, dan seperti yang telah kita lihat, bahkan singkat paket Internet biasanya memakan waktu hingga 200 milidetik untuk mencapai tujuan mereka.

Penundaan sebesar ini terlalu panjang untuk aplikasi real-time seperti telepon dan

video conferencing, di mana penundaan kurang dari 50 milidetik yang diperlukan untuk mempertahankan berkualitas tinggi percakapan.

Metode frame relay switching membawa beberapa keuntungan dari sirkuit beralih ke jaringan packet-switching. Mereka mengatasi masalah delay oleh beralih paket kecil (disebut frame) dengan cepat. Node switching (yang biasanya tujuan khusus paralel prosesor digital) frame dengan berdasarkan pada pemeriksaan beberapa bit pertama mereka; frame secara keseluruhan tidak disimpan di node tapi lulus melalui mereka aliran sesingkat bit. jaringan ATM adalah contoh utama; kecepatan tinggi jaringan ATM dapat mengirimkan paket melalui jaringan yang terdiri dari laki-laki node dalam beberapa puluhan mikrodetik. 3.3.4 Protokol

Pesan terkirim

Pesan diterima

Komunikasi

medium

pengirim Penerima

Protokol istilah digunakan untuk merujuk kepada satu set terkenal aturan dan format yang akan digunakan untuk komunikasi antara proses untuk melakukan tugas yang diberikan. Definisi protokol memiliki dua bagian penting untuk itu:

spesifikasi dari urutan pesan yang harus ditukar;
spesifikasi dari format data dalam pesan.
Keberadaan protokol terkenal memungkinkan komponen perangkat lunak terpisah dari sistem terdistribusi untuk dikembangkan secara independen dan diimplementasikan di berbagai bahasa pemrograman pada komputer yang mungkin memiliki kode urutan yang berbeda dan data representasi.

Sebuah protokol diimplementasikan oleh sepasang modul software yang terletak di pengiriman dan menerima komputer. Sebagai contoh, sebuah transm protokol transport pesan yang salah panjang dari proses pengiriman ke proses penerima. Sebuah proses yang ingin mengirimkan pesan ke proses lain mengeluarkan panggilan untuk modul protokol transport, melewati itu pesan dalam format yang ditentukan. Perangkat lunak transportasi kemudian menyangkut dirinya dengan transmisi pesan ke tujuan, pengelompokan ke dalam paket-paket dari beberapa

ukuran yang ditentukan dan format yang dapat ditransmisikan ke tujuan melalui jaringan protokol - lain, protokol-tingkat yang lebih rendah. Yang sesuai modul protokol transport di komputer yang menerima menerima paket melalui modul protokol jaringan tingkat dan melakukan transformasi inverse untuk menumbuhkan pesan sebelum diteruskan ke

Proses menerima.

lapisan protokol • software Jaringan diatur dalam hirarki lapisan. setiap lapisan

menyajikan sebuah antarmuka untuk lapisan di atasnya yang memanjang sifat-sifat yang mendasari sistem komunikasi. Sebuah lapisan diwakili oleh modul di setiap komputer yang terhubung ke jaringan. Gambar 3.2 menggambarkan struktur dan aliran data ketika pesan ditransmisikan menggunakan protokol berlapis. Setiap modul muncul untuk berkomunikasi secara langsung dengan modul pada tingkat yang sama di komputer lain dalam jaringan, tetapi dalam kenyataannya data yang tidak menular secara langsung antara modul protokol di setiap tingkat. Sebaliknya, setiap lapisan perangkat lunak jaringan berkomunikasi dengan prosedur panggilan lokal dengan lapisan atas dan di bawahnya.

Di sisi pengirim, setiap lapisan (kecuali yang paling atas, atau lapisan aplikasi) menerima item data dalam format yang ditentukan dari lapisan atas dan berlaku transformasi untuk merangkum data dalam format yang ditentukan untuk lapisan yang sebelum diteruskan ke lapisan bawah untuk diproses lebih lanjut. Gambar 3.3 Header presentasi pesan aplikasi-layer menggambarkan proses ini yang berlaku ke atas empat lapisan dari OSI protokol (dibahas pada subseksi berikutnya). Angka menunjukkan header paket yang memegang sebagian besar jaringan yang terkait item data, tapi untuk kejelasan itu menghilangkan yang trailer yang hadir dalam beberapa jenis paket; itu juga mengasumsikan bahwa aplikasi-layer pesan yang akan dikirim lebih pendek dari paket maksimum jaringan yang mendasari ukuran. Jika tidak, itu akan harus dikemas dalam beberapa paket jaringan-layer. Pada menerima sisi, transformasi converse diterapkan untuk item data yang diterima dari lapisan bawah sebelum mereka lulus ke lapisan atas. Jenis protokol lapisan di atas termasuk dalam header dari setiap lapisan, untuk mengaktifkan protokol stack pada penerima untuk memilih komponen software yang benar untuk membongkar paket.

Dengan demikian setiap lapisan menyediakan layanan untuk lapisan di atasnya dan meluas layanan tersedia lapisan di bawahnya. Di bagian bawah adalah lapisan fisik. Ini diimplementasikan oleh media komunikasi (tembaga atau fiber optik kabel, satelit komunikasi saluran atau transmisi radio) dan dengan sirkuit sinyal analog yang tempat sinyal pada media komunikasi di node pengirim dan merasakan mereka di node penerima.

Pada menerima node item data yang diterima dan diteruskan ke atas melalui hirarki modul perangkat lunak, yang berubah pada setiap tahap sampai mereka berada dalam bentuk yang dapat diteruskan ke proses penerima dimaksudkan.