LAN KINERJA TINGGI

            Pada saat ini telah banyak dikembangkan upaya-upaya untuk meningkatkan kinerja LAN menjadi lebih tinggi. Hal-hal yang telah dikembangkan untuk Kinerja LAN yang tinggi adalah sebagai berikut:

 1.      FDDI

FDDI adalah Fiber Distributid Data Interface (FDDI) yang merupakan teknologi jaringan berkecepatan 100-Mbps yang jarak jakauannya dapat mencapai 200 km, dengan menggunakan model token ring.

2.      CDDI

CDDI adalah Copper Distributid Data Iterface yang merupakan pengembangan protokol FDDI yang lebih dari dua pasang kabel.

3.      Fast Ethernet

Fast Ethernet merupakan perangkat untuk mendukung LAN berkapasitas 10 Mbps yang banyak memerlukan perangkat pendukung seperti repeater, bridge, router untuk memperoleh transfer rate yang lebih tinggi.

4.      Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet adalah suatu perluasan IEEE 802.3 Ethernet standard. Yang berdasarkan pada Ethernet protokol untuk peningkatan kecepatan akses menjadi sepuluh kali lipat mencapat 1000 Mbps atau 1 Gbps.

5.      100VG-ANYLAN

100VG-ANYLAN adalah suatu spesifikasi IEEE untuk 100-Mbps Token Ring dan Ethernet dengan implementasi lebih dari 4-pasang kabel UTP. Layer MAC tidak kompatibel dengan IEEE 802.3 Layer MAC.

6.      HPPI

HPPI (High Performance Paralel Interface) pada awalnya dirancang sebagai saluran data point to point dengan bentuk master – slave yang menggunakan kabel dedicated tanpa switching. Kapasitas yang disediakan 800 Mbps dan 1600 Mbps. Pada kapasitas 800 Mbps digunakan 50 kabel twisted pair untuk menyalurkan 50 bit (32 bit data + 18 bit kontrol). Setiap 40 nanodetik sebuah word dipindahkan ke saluran secara simplex dengan panjang tak lebih dari 25 m.

7.      FIBRE CHANEL

Merupakan sistem jaringan dengan menggunakan fiber optik yang mampu menyediakan kapasitas sangat besar karena mempunyai lebar pita yang sangat lebar sehingga dapat digunakan untuk keperluan komunikasi data  dengan kecepatan yang sangat tinggi.

Di dalam makalah ini akan dijelaskan tentang tiga teknologi jaringan yang termasuk dalam kategori LAN dengan kinerja tinggi, yaitu 100VG-AnyLAN, High-Performance Parallel Interface (HIPPI), dan Fibre Channel, mulai dari kecepatan rata-rata, topologi yang

digunakan, jarak yang mampu dijangkau, dan metode transmisi data.

A.100VG-ANYLAN
1. Pengertian 100VG-ANYLAN

100VG-AnyLAN merupakan jawaban Hewlett-Packard dan IBM tentang teknologi 100 Base-X (Fast Ethernet). Ini merupakan jaringan berbasis 100 Mb/s yang menggunakan kabel 4-pair UTP. Jika menggunakan kabel kategori 3 atau 4,100VG-AnyLAN dapat beroperasi hingga mencapai jarak 330 kaki. Dengan kabel kategori 5,dapat mencapai jarak 600 kaki. Jika menggunakan kabel fiber optic atau copper mampu mencapai jarak hingga 2 kilometer. 100VG-AnyLAN kompatibel dengan tipe jaringan Ethernet dan Toke Ring,dimana fitur 100VG-AnyLAN memang dirancang untuk dengan mudah bermigrasi dari tipe network lain ke 100VG-AnyLAN. IEEE menyetujui standar dari 100VG-AnyLAN,dan dijelaskan secara lengkap pada standar 802.12.

Sejak 100VG-AnyLAN didesain dari bawah ke atas untuk menjadi teknologi berkecepatan tinggi, para pengembang dapat merancang untuk menghasilkan fitur yang lebih baik tanpa harus berpijak pada teknologi yang lama ( contoh CSMA/CD) yang dapat bekerja baik pada kecepatan rendah tapi kurang effisien pada kecepatan 100 Mb/s.

Topologi dari 100VG-AnyLAN adalah tree (pohon). Setiap jaringan 100VG-AnyLAN mempunyai hub central yang dihubungkan ke hub lain atau jaringan lain. Hub disusun hingga tiga kedalaman. Semua hub 100VG-AnyLAN mempunyai port “Uplink” spesial yang digunakan untuk dihubungkan ke port hub dengan posisi lebih tinggi dalam jaringan. Berikut ini terdapat ilustrasi dari topologi 100VG-AnyLAN, perlu dicatat bahwa setiap hub dapat dihubungkan ke jaringan lain atau hub lain.

Gbr 1. 100VG-AnyLAN Network Topology

2. Cara Kerja 100VG-AnyLAN

100VG-ANyLAN menggunakan metode akses yang disebut “Demand Priority Access” (Akses Prioritas Permintaan) dan berikut cara kerjanya. Hub merupakan alat pintar yang berfungsi sebagai “polisi lalu lintas” untuk alat yang akan melakukan transfer data ke jaringan. Alat yang akan mentransmisi pertama kali mengirim permintaan ke hub. Semua hub di jaringan akan saling bernegosiasi dan menentukan kapan mereka akan mengijinkan transmisi berjalan. Jika jaringan siap, hub akan mengirimkan sinyal “go” ke alat yang akan melakukan transmisi dan alat tersebut akan mulai mengirimkan datanya.

Sepertinya skema ini tidak praktis dan tidak efisien, tapi sebaliknya. User pada jaringan bahkan tidak perlu tahu cara kerjanya, dan tidak perlu melakukan hal khusus untuk melakukan setting supaya dapat berfungsi. Semua terjadi dalam hitungan mikrosecond, sejak tidak diperlukannya banyak waktu untuk sebuah alat melakukan transmisi data, maka tabrakan tidak akan terjadi seperti yang terjadi pada jaringan CSMA/CD. Hasilnya kecepatan jaringan yang dipakai akan lebih efektif karena bandwith tidak diambil oleh proses tabrakan data dan proses transmisi ulang.

Contoh DPA yang baik adalah di dunia nyata yaitu ketika diadakan pertemuan resmi, seperti Kongres dengar pedapat. Jika seseorang yang akan bicara tanpa ada kontrol dari pembicara, maka pertemuan akan menjadi pertemuan yang sangat berisik dan tidak menghasilkan sesuatu tujuan yang tercapai. Sekarang, jika seseorang ingin berbicara maka ia harus mengangkat tangan hingga dikenali. Setelah dikenal, orang ini akan berbicara sesuai bagiannya dan kembali duduk. Tidak ada orang yang terlewati giliran, setelah pertemuan selesai, semua urusan telah selesai.

Gbr 2. Contoh Demand Priority Access

DPA juga mempunyai aturan lalu lintas dengan Prioritas tinggi (High Priority). Jika suatu alat mempunyai pesan penting untuk dikirim, maka dapat meminta akses High Priority dari hub. Sehingga ketika hub mendapat pesan seperti itu, maka lalu lintas dengan prioritas tinggi akan dikirim terlebih dahulu sebelum lalu lintas dengan prioritas rendah. Fitur terakhir dari protokol DPA yaitu jika lalu lintas dengan prioritas rendah sudah menunggu selama lebih dari 300 microsecond (0.0003 second) maka otomatis status akan dinaikkan menjadi lalu lintas dengan prioritas tinggi. Oleh karena itu jalur dengan prioritas tinggi tidak akan memonopoli kecepatan jaringan.

3. Penggunaan 100VG-AnyLAN

100VG-AnyLAN adalah pilihan yang tepat untuk jaringan dimana kecepatan yang menjadi pokok utama, sekarang server dan workstation dibangun dengan dasar prosesor berkecepatan tinggi seperti Intel Pentium yang dapat menciptakan jumlah lalu lintas jaringan yang lebar. Juga, tren sekarang mulai merambah dunia multimedia, dimana video dan suara dengan ukuran besar berusaha ditampilkan ke komputer pengguna untuk keperluan video conference, ini memerlukan bandwith yang lebar dan cepat daripada jaringan 10 Mb/s Ethernet.

Gbr 3. 100VG-AnyLAN & Switched Ethernet

Fungsi lain dari 100VG-ANyLAN yang lebih unggul adalah dapat menjadi tulang punggung dari jaringan Switched Ethernet. Pada penggunaan ini terdiri dari banyak switch Ethernet, yang masing-masing melayani jaringan kecil, yang terhubung melalui jaringan 100VG-AnyLAN.

Gbr 4. Jaringan Switch Ethernet

Topologi jaringan seperti ini sangat sesuai untuk penggunaan jaringan pribadi dimana tidak begitu memerlukan bandwith yang besar. Akan tetapi pembagian jaringantetap diperlukan untuk mencegah terlalu padatnya user. Biasanya, server jaringan juga dipasang 100VG-AnyLAN sebagai tulang punggung jaringan. Seperti gambar …. Keunggulan dari jaringan tipe ini adalah mudah untuk bermigrasi ke jaringan model 100VG-AnyLAN, hanya dengan mengganti Switch Ethernet dengan Hub 100VG-AnyLAN, dan mengganti NIC 10 Base-T dengan Card 100VG-AnyLAN. Ini tidak mengharuskan customer melakukan rekonstruksi jaringan ulang dimana memerlukan biaya yang sangat mahal.

B. HIPPI - HIGH-PERFORMANCE PARALLEL INTERFACE
1. Pengertian HIPPI

HIPPI merupakan protocol transfer data berkecepatan tinggi, dengan bermacam fungsi, keunggulan dan batasan, antara lain :

• Kecepatan Transfer Data 800 atau 1600 Mb/s.
• Menggunakan 50 atau 100 pasang kabel koneksi (50 pasang untuk 800 Mb/s, 100 pasang untuk 1600 Mb/s).
• Mempu menjangkau hingga jarak 25 km.
• Trasfer parallel data hingga 32 bit (untuk 800 Mb/s) atau 64 bit (untuk 1600 Mb/s).
• Protokol berbasis koneksi.
• Koneksi point to point.
• Metode komunikasi simplex.

Protokol HIPPI di terbentuk dari beberapa layer oleh beberapa kumpulan standard. Saat ini baru HIPPI Phisical Layer saja yang telah menjadi standard ANSI, untuk standar HIPPI lainnya sedang dalam proses.

Gbr 5. Standar-standar HIPPI

2. HIPPI Data Channel

HIPPI Phisical Channel beroperasi pada kecepatan 800 Mb/s ( atau 1600 Mb/s). Design channel ini beroperasi secara point-to-point simplex pada 800 Mb/s (1600 Mb/s) menggunakan kabel twisted-pair, dua channel/kanal diperlukan untuk beroperasi secara duplex. Jarak yang mampu ditempuh dengan point-to-point ini mencapai 25 meter antara pengirim dan penerima. Untuk transmisi jarak jauh dapat menggunakan kabel serial-coax atau fiber-optic.

 Data dan odd parity bus dengan masing-masing lebar 32 (64) bit dan 4 (8) bit, dirancang untuk beroperasi pada metode simplex dengan kecepatan 800 (1600) Mb/s. Urutan Framing ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Gbr 6. Data Sinyal HIPPI                               

 Gbr 7. Susunan Phisical Framming

Koneksi pada HIPPI serupa dengan koneksi yang dibuat ketika menelpon. Ketika koneksi sudah berhasil/terhubung maka paket dapat segera dikirim. Setiap paket berisi satu burst atau lebih, dimana setiap burst terdiri dari 256 karakter. Burst yang mengandung kurang dari 256 karakter, hanya terdapat di bagian awal dan akhir paket saja. Setiap karakter terdiri dari 32 atau 64 bit bit. Delay waktu antar paket dan burst bervariasi.

3. HIPPI Switch Control

HIPPI Phisical Layer, hanya melayani koneksi point-to-point, dankoneksi antar dua alat saja, kondisi ini sangat tidak menarik untuk sebagian besar instalasi jaringan. Untuk memungkinkan adanya koneksi yang sangat banyak maka HIPPI Switch Control berfungsi untuk mengatur semua koneksi antar alat di dalam jaringan sehingga dapat berjalan bersama-sama. HIPPI Switch Control (HIPPI-SC) terdiri dari elemen yang memungkinkan supaya HPPI Channel dapat digunakan di lingkungan jaringan. Koneksi ke Jaringan HIPPI Channel menggunakan n x n Crossbar switches ( n – channel input, n – channel output ) melalui metode simplex atau duplex tergantung dari koneksi yang terjadi antar alat.

HIPPI Switch Control dapat terdiri dari lebih dari satu Switch, dimana satu alat yang terhubung dengan salah satu switch dapat berkomunikasi dengan alat lain yang terhubung juga dengan switch lainnya. Cara kerjanya : sumber ke port input switch, port input switch ke port output switch, port output switch ke port input switch lainnya atau langsung kea lat sebagai tujuan.

Gbr 8. (a). HIPPI Switch Control dengan satu switch.

(b). HIPPI Switch Control dengan lebih dari satu switch.

4. HIPPI Framing Protokol (HIPPI-FP)

Standar ini berisi format dan isi ( termasuk header) setiap paket dari informasi user. Terkadang layer lain di implementasikan di atas layer ini. Perlu dicatat juga layer ini berfungsi membagi paket ke dalam bentuk paket 1 atau 2 Kbyte yang dibutuhkan oleh layer fisik.

Isi dari frame HIPPI-FP antara lain

• Header_Area (64 bits)

Ø  D2_Offset (word 0, bits 0 - 2)) -- The offset D2_Area buffer dari bit pertama informasi user.

Ø  D1_Area_Size (word 0, bits 3 - 10) – berisi ukuran D1_Area.

Ø  Reserved (word 0, bits 11 - 21).

Ø   B (word 0, bit 22) – Bit ini memberi informasi tentang tujuan: diisi 1 jika D2_Area akan menuju subsequent burst (bukan seharusnya). Ini akan memberikan informasi ke protocol layer atasnya jika perlu dari status data user.

Ø  P (word 0, bit 23) -- diisi 1 jika D1_Area ada. (diisi 0 jika tidak.)

Ø  ULP-id (word 0, bits 24-31) – menentukan layer diatasnya paket mana yang akan di krimkan.

Ø  D2_Size (word 1) – berisi jumlah byte yang harus ditemukan dalam D2_Area.

·         D1_Area (0 - 1016 bytes) – berisi data protokol.

·         D2_Area (0 - (2^32 - 2)) – berisi data user.

Ø  Padding (0 - 7 bytes) -- hingga 7 bytes tidak digunakan, untuk melakukan perubahan D2_Data_Set pada sumber dan atau tujuan.

Ø  D2_Data_Set (0 - (2^32 - 2) bytes) – berisi user data.

Ø  Padding (0 - 2047 bytes) – mungkin tidak digunakan.

Gbr 9. HIPPI Packet Format

5. Standar HIPPI Lainnya

Terdapat tiga standar HIPPI lainnya yang dibangun diatas standar layer HIPPI-FP, yaitu :

• HIPPI-LE(Link Encapsulation) memberikan informasi header IEEE 802.2 LLC ke D1_Area dan awal D2_Area .

• HIPPI-FC(Fibre Channel) memetakan produk Fibre Channel ke standar HIPPI-FP. Standar ini tidak terlalu penting karena produk Fibre Channel dapat beroperasi pada layer HIPPI physical.
• HIPPI-IPI(Disk & Tape Commands) memetakan perintah standar IPI-x ke header HIPPI-FP.

C. FIBRE CHANNEL

1. Pengetian Fibre Channel

Fibre Channel atau FC, merupakan teknologi Jaringan dengan kecepatan hingga Gigabit. Teknologi ini biasanya digunakan untuk Jaringan penyimpanan ( Storage Networking). Pada awalnya, Fibre Channel hanya digunakan pada Supercomputer saja, namun sekarang telah menjadi standar tipe koneksi / protokol pada Jaringan Penyimpanan atau Storage Area Network (SAN) untuk memenuhi kebutuhan akan transfer informasi dengan performa tinggi. Tujuan utama dari Fibre Channel meliputi :

• Transfer data yang cepat antar workstation, mainframe, supercomputer, media penyimpanan, computer desktop, layer dan peripheral yang lain.

• Bandwith yang tinggi (100 Mb/s, 200 Mb/s, 400 Mb/s, 1200 Mb/s)
• Memungkinkan untuk berbagai kanal dan protocol jaringan untuk berjalan bersama dalam media dan jalur yang sama.

• Topologi yang flexible

• Koneksi dengan jarak kilometer

• Mendukung bermacam kecepatan data, tipe media, dan conector

• Full duplex

Fibre Channel merupakan antarmuka transfer data dengan kecepatan tinggi hingga  2,5 – 250 kali lebih cepat dari antarmuka komunikasi yang ada. Fibre Channel berjalan dengan empat kecepatan: 100 megabytes per detik (Mbytes/s), atau 1062.5 megabaud, 50 Mbytes/s atau 531.25 megabaud, 25 Mbytes/s atau 265.625 megabaud, and 12.5 Mbytes/s atau 132.812 megabaud. Setiap port Fibre Channel 100-Mbyte/s port dapat menggantikan lima port SCSI dengan kecepatan 20-Mbyte/s SCSI ports. Fibre Channel mampu menangani bandwith jaringan hingga 1 gigabit per detik.

Fibre Channel dapat beroperasi diatas kabel copper dan fiber optic. Fibre Channel beroperasi dengan metode full duplex dengan masing-masing kabel berfungsi pengirim dan penerima.

2. Topologi

Fibre Channel dapat diimplementaiskan ke dalam tiga bentuk topologi untuk menghubungkan berbagai macam alat, dalam istilah Fibre Channel disebut Node, setiap node terdiri dari satu atau lebih port seperti I/O adapter. Port dalam Fibre Channel disebut dengan N_Port, koneksi antar port disebut links. Topologi Fibre Channel antara lain :

a. Point-to-Point, (FC-P2P). Dua alat saling terhubung, ini merupakan topologi paling sederhana, dengan konektivitas yang terbatas.

b. Arbitrated Loop, (FC-AL). Dalam topologi ini, semua alat terhubung secara melingkar, hampir sama dengan topologi jaringan token ring.

c. Switched fabric, (FC-SW). Semua alat saling terhubung menggunakan Swicth Fibre Channel, hampir sama dengan konsep Ethernet.

Point-to-Point

Gbr 10. (a) Dua alat terhubung secara point-to-point.
             (b) Topologi Fibre Channel point-to-point

Arbitrated Loop

Gbr 11. Topologi Fibre Channel arbitrated loop. (a) Private Loop. (b) Public loop

Gbr 12. Konfigurasi topologi arbitrated loop pada kantor

Switched fabric

Gbr 13. topologi Switched fabric.

3. Layer

Struktur dari Fibre Channel tersusun dari lima level layer. Protokol user yang akan di dikirim melalui fibre Channel, cth : SCSI (Small Computer Systems Interface) atau IPI (Intelligent Peripheral Interface) dikenal dengan Upper Level Protokol (ULP) dan berada di luar layer

Fibre Channel.

Gbr 14. Layer Fibre Channel

FC-4: The Protocol Mappings Layer

Layer yang mempunyai posisi paling atas di Fibre Channel ini, bertugas untuk memetakan interface ULP ke layer bawahnya. Fibre Channel mendukung beberapa protocol :

• Small Computer System Interface (SCSI)

• Internet Protocol (IP)

• High Performance Parallel Interface (HIPPI) Framing Protocol

• Intelligent Peripheral Interface - 3 (IPI-3) (disk and tape)

Setiap ULP yang didukung oleh Fibre Channel membutuhkan pemetaan FC-4 yang terpisah dan di definisikan dalam dokumen FC-4 yang berbeda pula. Sebagai contoh : Protokol Fibre Channel untuk SCSI di sebut dengan FCP menentukan layer yang akan digunakan oleh servis layer yang ada di bawahnya untuk mentransmisikan perintah SCSI, data dan status informasi antara pengirim dan penerima. ULP tidak berhubungan langsung dengan antarmuka atau medium fisik. Contoh, protocol SCSI didukung oleh Fibre Channel, tapi tidak membutuhkan bus SCSI itu sendiri.

FC-3: The Common Services Layer

Sebuah Node bisa sebuah computer atau peripheral. Level FC-3 menentukan servis yang dipakai oleh berbagai port di dalam Node.

FC-2: The Framing Protocol Layer

Level ini menentukan sinyal paket, termasuk frame dan struktur byte, yang menjadi mekanisme transport data di Fibre Channel. Level ini juga mempunyai protocol framing, yang berfungsi membagi urutan data menjadi frame-frame sendiri untuk transmisi, flow control, 32-bit CRC, dan beberapa level servis.

Gbr 15. Frame Fibre Channel

FC-1: The Encode/Decode Layer

Layer ini menentukan protocol transmisi, termasuk juga skema encode/decode 8B/10B, sinkronisasi byte, dan control error karakter-level. 8B/10B merupakan skema encode/decode utk mencapai keseimbangan-dc (dc-balance) yaitu proses konversi data 8-bit menjadi 10-bit untuk mencapai keseimbangan-dc yang akan dilewatkan melalui Fibre Channel, kemudian akan dikonversi kembali menjadi data 8-bit ke penerima. Menggunakan 10-bit tiap karakter akan memiliki kemungkinan nilai sebanyak 1024.

FC-0: The Physical Layer

FC-0, merupakan layer terendah dari lima layer yang ada, layer ini menentukan karakteristik fisik dari media yang digunakan, termasuk kabel, connector, driver (ECL, LEDs, shortwave lasers, longwave lasers, dll), transmitter, kecepatan transmisi, penerima dan parameter elektrik dan optic untuk bermacam-macam kecepatan data dan media fisik.

Secara garis besar ketiga layer terendah dalam Fibre Channel merupakan antarmuka fisik dan sinyal dari fibre Channel, biasa disebut FC-PH. FC-PH merupakan gabungan dari beberapa interface kanal/jaringan. Ini mendukung interface kanal beberapa peripheral seperti: SCSI, IPI, and HIPPI (High-Performance Parallel Interface) seperti protocol TCP/IP. FC-PH serupa dengan suatu jaringan yang berfungsi untuk berkomunikasi, jarak, dan interface serial, juga dapat berlaku sebagai kanal I/O untuk memenuhi kesederhanaan, kehandalan dan ketersediaan fungsi hardware.