OJM: Modul 1-TCP IP

Pengantar Jaringan Komputer Jaringan komputer adalah kumpulan dua atau lebih komputer yang saling terhubung untuk dapat berkomunikasi dan bertukar informasi atau sumber daya seperti file dan printer. Komunikasi ini memerlukan alamat unik, yang dikenal sebagai IP Address. Pengetahuan tentang jaringan komputer menjadi sangat penting di era modern ini, baik dalam skala lokal maupun global.

Konsep Dasar Protokol TCP/IP

Apa Itu TCP/IP? TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) adalah sekumpulan protokol komunikasi data yang menjadi fondasi utama bagi seluruh komunikasi di internet. Protokol ini memungkinkan komputer dari berbagai jenis, vendor, dan sistem operasi untuk saling berkomunikasi dengan baik. TCP/IP dikembangkan oleh lembaga riset Departemen Pertahanan Amerika (DARPA) pada akhir tahun 1960-an dan menjadi standar resmi untuk ARPANET pada tahun 1983.

Relevansi TCP/IP di Era Modern TCP/IP tetap sangat relevan karena:

• Dasar Internet Modern: Semua layanan online seperti email, web browsing, media sosial, dan perbankan online bergantung pada TCP/IP.
• Komunikasi Antar Platform: Mendukung komunikasi antar berbagai perangkat seperti komputer, smartphone, tablet, dan perangkat IoT (Internet of Things).
• Skalabilitas: Dirancang untuk mengatasi skalabilitas tinggi, memungkinkan pertumbuhan jaringan yang signifikan untuk mendukung miliaran perangkat.
• Inovasi Teknologi: Terus berkembang untuk mengikuti teknologi baru seperti IPv6, IoT, mobil otonom, dan kecerdasan buatan (AI).

Model TCP/IP (4 Lapisan) Model TCP/IP adalah kerangka kerja protokol komunikasi yang memecah fungsi jaringan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Model ini terdiri dari empat lapisan utama:

• 1. Network Interface Layer (Lapisan Antarmuka Jaringan)
  • Fungsi: Bertanggung jawab meletakkan frame jaringan di atas media transmisi fisik seperti kabel Ethernet atau sinyal nirkabel. Lapisan ini tidak mendefinisikan protokol spesifik, artinya ia mendukung semua standar protokol fisik dan proprietary lainnya.
  • Unit Data: Frame.
• 2. Internet Layer (Lapisan Internet/Jaringan)
  • Fungsi: Bertanggung jawab dalam masalah routing dan pengalamatan (IP packet). Lapisan ini juga bertugas menentukan rute terbaik yang akan dilewati oleh sebuah paket data. Data ditransmisikan dalam paket-paket yang disebut datagram. IP bersifat unreliable dan connectionless, artinya tidak ada pemeriksaan kesalahan atau pelacakan bawaan; reliabilitas disediakan oleh protokol lapisan di atasnya.
  • Protokol Utama: Internet Protocol (IP), yang didukung oleh protokol lain seperti Address Resolution Protocol (ARP), Reverse Address Resolution Protocol (RARP), Internet Control Message Protocol (ICMP), dan Internet Group Message Protocol (IGMP).
  • Unit Data: Packet (Datagram).
  • Perangkat: Router. IP Address (Alamat IP) Alamat IP adalah label numerik unik yang ditetapkan untuk setiap perangkat yang terhubung ke jaringan komputer yang menggunakan Protokol Internet untuk komunikasi. Fungsi utamanya adalah identifikasi host atau antarmuka jaringan dan pengalamatan lokasi.
  • Versi IP Address:
    • IPv4 (Internet Protocol versi 4): Mendefinisikan alamat IP sebagai nomor 32-bit, direpresentasikan dalam notasi dotted-decimal (misalnya, 172.16.254.1), terdiri dari empat oktet (masing-masing 0-255) yang dipisahkan oleh titik. Secara teoritis, IPv4 dapat mengalamati hingga lebih dari 4 miliar host.
    • IPv6 (Internet Protocol versi 6): Menggunakan 128-bit untuk alamat IP, distandarisasi pada tahun 1998 untuk mengatasi penipisan alamat IPv4. IPv6 memungkinkan alokasi blok alamat yang sangat besar.
  • Bagian IP Address:
    • Network Address (Network ID): Mendefinisikan alamat jaringan yang digunakan. Ini adalah IP Address pertama pada sebuah subnet.
    • Host Identifier (Host ID): Digunakan untuk mendefinisikan host yang tergabung pada jaringan tersebut. Ini adalah IP yang dapat digunakan untuk berkomunikasi, berada di antara Network Address dan Broadcast Address.
  • Subnet Mask dan CIDR:
    • Subnet Mask: Digunakan untuk memisahkan Network Address dan Host ID. Istilah ini hanya digunakan dalam IPv4.
    • CIDR (Classless Inter-Domain Routing): Pengembangan dari metode berbasis class, menggunakan notasi /(slash) yang diikuti angka desimal (misalnya, /24) untuk mendefinisikan panjang subnet mask. CIDR didasarkan pada Variable Length Subnet Mask (VLSM).
  • Jenis IP Address Berdasarkan Penggunaan:
    • IP Private: Alamat IP yang dicadangkan untuk jaringan pribadi dan tidak dirutekan di Internet publik (misalnya, 192.168.x.x, 10.x.x.x, 172.16.x.x hingga 172.31.x.x).
    • IP Public: Alamat yang ditetapkan oleh InterNIC dan unik secara global di Internet. NAT (Network Address Translation) digunakan untuk menerjemahkan IP Private menjadi IP Public agar host dapat berkomunikasi melalui Internet.
  • Tipe Pengalamatan IP:
    • Unicast: Konsep paling umum, mengacu pada satu pengirim ke satu penerima. Digunakan untuk mengirim dan menerima data.
    • Broadcast: Mengirim data ke semua tujuan yang mungkin pada jaringan dalam satu operasi transmisi. Contoh: 255.255.255.255 untuk siaran ke semua host. Router tidak akan meneruskan paket broadcast.
    • Multicast: Mengirim pesan ke sejumlah tujuan secara bersamaan dalam sebuah kelompok (group).
    • Anycast: Mengirimkan paket data kepada anggota terdekat dari sebuah kelompok. Hanya digunakan sebagai alamat tujuan dan diberikan kepada router, bukan host biasa.
  • Subnetting:
    • Tujuan: Membagi atau memecah network menjadi subnetwork yang lebih kecil untuk efisiensi penggunaan IP Address, mengurangi kepadatan traffic jaringan, dan memudahkan pengelolaan jaringan.
    • Konsep: Subnetting menentukan jumlah penggunaan IP Address yang paling sesuai dengan kebutuhan atau jumlah host dalam jaringan. Ini dilakukan dengan menggunakan prefix atau netmask.
    • Contoh Perhitungan Subnetting (IPv4): Untuk IP Address 192.168.1.1/24:
      • Subnet Mask: 255.255.255.0 (Didapat dari 24 bit 1 diikuti 8 bit 0).
      • Network Address: 192.168.1.0 (Didapat dengan operasi AND antara IP Address dan Subnet Mask dalam biner).
      • Broadcast Address: 192.168.1.255 (Didapat dengan mengubah semua bit host di Network Address menjadi 1).
      • Host Range Address: 192.168.1.1 - 192.168.1.254 (IP yang bisa digunakan oleh host, antara Network Address dan Broadcast Address).
      • Jumlah Maksimal Host: 254 host. RoutingRouting adalah proses pemilihan jalur untuk meneruskan paket-paket data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Router adalah perangkat yang melakukan tugas ini, menyediakan jalur untuk berkomunikasi ke jaringan lain.
  • Routing Table: Router memanfaatkan konsep tabel untuk mendefinisikan jalur yang dapat dilalui menuju ke jaringan tertentu. Tabel ini dapat diisi secara manual (static routing) atau secara dinamis menggunakan algoritma tertentu (dynamic routing).
  • Static Routing: Penambahan jalur secara manual.
  • Dynamic Routing: Jalur ditambahkan secara otomatis oleh protokol routing seperti OSPF atau RIPv2.
• 3. Transport Layer (Lapisan Transport)
  • Fungsi: Mengatur komunikasi antara dua perangkat yang berkomunikasi dalam jaringan. Bertanggung jawab untuk pengiriman data source-to-destination (end-to-end) dari jenis message tertentu, memecah data menjadi segmen-segmen, memberikan nomor urut, dan melakukan reassembly di tujuan. Juga menangani flow control dan error control.
  • Protokol Utama:
    • TCP (Transmission Control Protocol): Menyediakan komunikasi yang handal (reliable) dan terjamin (connection-oriented) dengan pemulihan kesalahan dan pengaturan aliran data. Contohnya, untuk browsing web (HTTP).
    • UDP (User Datagram Protocol): Protokol yang lebih ringan dan cepat (connectionless), tetapi tidak dijamin handal. Cocok untuk proses yang memerlukan request-response communication dan sedikit memperhatikan masalah flow control dan error control, serta untuk multicasting dan broadcasting. Contohnya, DNS.
  • Unit Data: Segment.
  • Port Numbers: Digunakan untuk mengidentifikasi proses aplikasi yang berbeda pada host. Contoh: HTTP (80), HTTPS (443), FTP (20, 21), SMTP (25), DNS (53), Telnet (23).
• 4. Application Layer (Lapisan Aplikasi)
  • Fungsi: Lapisan tertinggi yang berhubungan langsung dengan aplikasi yang digunakan oleh pengguna akhir. Ia menggabungkan fungsi dari lapisan Sesi, Presentasi, dan Aplikasi pada model OSI.
  • Protokol Utama: HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), Telnet, SNMP (Simple Network Management Protocol).
  • Unit Data: Data.

1.4. Keamanan dalam TCP/IP Keamanan dalam TCP/IP sangat penting untuk menjaga integritas, kerahasiaan, dan ketersediaan data. Beberapa komponen penting meliputi:

• Firewall: Perangkat keras atau perangkat lunak yang mengontrol lalu lintas data masuk dan keluar jaringan berdasarkan aturan keamanan.
• Enkripsi Data: Proses mengubah data menjadi format tidak terbaca tanpa kunci, seperti HTTPS atau VPN.
• IPSec: Set protokol keamanan untuk mengamankan komunikasi pada tingkat IP.
• Penyaringan Paket (Packet Filtering): Memeriksa lalu lintas jaringan dan mengambil tindakan berdasarkan aturan yang ditentukan.

Model Referensi OSI (Open Systems Interconnection)

2.1. Apa Itu Model OSI?

Model Referensi OSI adalah kerangka kerja konseptual yang menggambarkan bagaimana informasi dari suatu aplikasi software di satu komputer berpindah melewati media jaringan ke aplikasi di komputer lain. Model ini dikembangkan oleh International Standards Organization (ISO) pada tahun 1977 sebagai langkah awal menuju standarisasi protokol internasional. Tujuannya adalah untuk memfasilitasi komunikasi antar sistem yang berbeda tanpa memerlukan perubahan signifikan pada hardware dan software.

2.2. 7 Lapisan OSI

Model OSI terdiri dari tujuh lapisan, masing-masing dengan peran spesifik dalam proses komunikasi:

• 1. Physical Layer (Lapisan Fisik)
  • Fungsi: Fokus pada aspek fisik komunikasi, seperti kabel, sinyal listrik, dan transmisi data mentah (bit stream). Mendefinisikan spesifikasi mekanikal dan elektrikal media transmisi, laju data, sinkronisasi bit, dan topologi fisik.
  • Unit Data: Bits (bit-bit).
  • Contoh Perangkat/Media: Kabel (Coaxial, Twisted Pair, Fiber Optic), HUB.
• 2. Data Link Layer (Lapisan Data Link)
  • Fungsi: Mengelola aliran data antara dua perangkat dalam satu segmen jaringan. Bertanggung jawab untuk mengubah bit stream dari lapisan fisik menjadi link yang andal, mendeteksi dan memperbaiki kesalahan dalam transmisi data, framing (membagi bit stream menjadi unit data yang disebut frame), dan pengalamatan perangkat keras (MAC Address).
  • Sub-layer: Logical Link Control (LLC) dan Media Access Control (MAC).
  • Unit Data: Frame.
  • Contoh Perangkat: Switch (bekerja pada Layer 2, mengenal MAC Address), Bridge.
• 3. Network Layer (Lapisan Jaringan)
  • Fungsi: Menangani pengiriman data antar segmen jaringan yang berbeda (source-to-destination). Melibatkan routing, pengalamatan logis (IP Address), dan pembuatan tabel routing.
  • Unit Data: Packet.
  • Contoh Perangkat: Router (perangkat Layer 3).
• 4. Transport Layer (Lapisan Transport)
  • Fungsi: Memastikan data yang dikirim tiba dengan benar dan dalam urutan yang tepat (end-to-end). Bertanggung jawab untuk memecah data menjadi paket-paket data (segmentasi) dan menyusunnya kembali (reassembly). Juga menangani kontrol kesalahan dan aliran data (flow control).
  • Unit Data: Segment.
  • Protokol Utama: TCP dan UDP.
• 5. Session Layer (Lapisan Sesi)
  • Fungsi: Mengatur dan memelihara sesi komunikasi antara dua perangkat, termasuk pengelolaan dialog dan sinkronisasi.
  • Unit Data: Data.
  • Contoh Protokol: NETBIOS, NETBEUI, ADSP, PAP.
• 6. Presentation Layer (Lapisan Presentasi)
  • Fungsi: Bertanggung jawab untuk menerjemahkan, mengenkripsi, mengompresi, dan memformat data agar dapat diinterpretasikan dengan benar oleh aplikasi. Lapisan ini adalah penerjemah yang memastikan data dari satu komputer dapat dibaca oleh aplikasi di komputer lain.
  • Unit Data: Data.
  • Contoh Protokol: Network Shell, Remote Desktop Protocol (RDP).
• 7. Application Layer (Lapisan Aplikasi)
  • Fungsi: Lapisan teratas dalam model OSI yang berhubungan langsung dengan aplikasi yang digunakan oleh pengguna akhir. Menyediakan layanan untuk aplikasi pengguna dan bertanggung jawab terhadap pertukaran informasi antara program komputer.
  • Unit Data: Data.
  • Contoh Protokol: FTP, Telnet, SMTP, HTTP, POP3, NFS.

2.3. Perbandingan Model OSI dan TCP/IP Meskipun Model OSI memiliki tujuh lapisan dan Model TCP/IP memiliki empat atau lima lapisan, keduanya sering digunakan bersamaan untuk memberikan pemahaman komprehensif tentang komunikasi jaringan. Model OSI lebih bersifat teoritis untuk memahami fungsi setiap lapisan, sementara TCP/IP adalah implementasi praktis yang mendasari Internet.

1.5. Mengapa Ini Penting untuk Anak SMK? Materi ini sangat penting bagi siswa SMK, terutama yang mengambil jurusan Teknik Komputer dan Jaringan, karena:

• Dasar Konfigurasi Jaringan: Memahami TCP/IP dan OSI Layer adalah fondasi untuk menguasai konfigurasi perangkat jaringan seperti Mikrotik.
• Pemahaman Fungsi Perangkat: Dengan memahami lapisan-lapisan ini, siswa dapat mengerti fungsi router, switch, firewall, dan bagaimana IP Address digunakan dalam komunikasi data.
• Troubleshooting Jaringan: Pengetahuan ini membantu dalam mendeteksi dan memecahkan masalah jaringan, misalnya ketika terjadi masalah konektivitas atau pembagian bandwidth.
• Pengembangan Karier: Bekal ini sangat berharga untuk menjadi Network Engineer atau wiraswasta di bidang jaringan, karena banyak konfigurasi di lapangan (seperti diwarnet, perkantoran, RT/RW Net) memerlukan pemahaman dasar ini.