PPJ - Merencanakan Topologi dan Arsitektur Jaringan Sesuai Kebutuhan (BAB 1) (FASE F)

(BAB 1) (Fase F)

Merencanakan Topologi dan Arsitektur Jaringan Sesuai Kebutuhan

Kompetensi Dasar

3.15 Memahami berbagai jenis topologi dan arsitektur jaringan serta mampu menganalisis kebutuhan untuk perancangan yang optimal.

4.15 Mampu memilih, merancang, dan membuat diagram topologi serta arsitektur jaringan yang sesuai kebutuhan.

Pendahuluan

Setelah Anda menguasai berbagai aspek teknis jaringan, mulai dari instalasi kabel hingga perbaikan fiber optic, kini saatnya untuk melihat gambaran yang lebih besar: perencanaan topologi dan arsitektur jaringan. Ini adalah tahap kritis dalam setiap proyek jaringan, di mana keputusan fundamental dibuat tentang bagaimana perangkat akan dihubungkan dan bagaimana sistem akan beroperasi secara keseluruhan. Pemilihan topologi dan arsitektur yang tepat akan sangat memengaruhi kinerja, skalabilitas, keamanan, dan biaya jaringan Anda. Bab ini akan membimbing Anda untuk memahami berbagai jenis topologi jaringan (seperti Star, Bus, Ring, dan Mesh) dan arsitektur jaringan (Client-Server, Peer-to-Peer). Anda akan diajarkan cara menganalisis kebutuhan spesifik suatu organisasi atau individu (jumlah pengguna, jenis aplikasi, anggaran, skalabilitas) untuk kemudian memilih dan merancang topologi serta arsitektur yang paling optimal, termasuk kemampuan untuk membuat diagram jaringan yang jelas dan terperinci. Dengan menguasai bab ini, Anda akan memiliki keterampilan yang esensial untuk merancang jaringan yang efisien dan efektif.

A. Jenis-jenis Topologi Jaringan

Topologi jaringan mengacu pada tata letak fisik atau logis dari perangkat dan koneksi dalam suatu jaringan. Pemilihan topologi memengaruhi kinerja, keandalan, dan biaya.

Topologi Star (Bintang):

Definisi: Setiap perangkat terhubung secara individual ke perangkat pusat (biasanya switch atau hub).

Karakteristik:

Keunggulan: Mudah diinstal dan dikelola. Kegagalan satu kabel atau perangkat klien tidak memengaruhi seluruh jaringan. Mudah untuk menambah atau menghapus perangkat.

Keterbatasan: Kegagalan perangkat pusat akan melumpuhkan seluruh jaringan. Membutuhkan lebih banyak kabel dibandingkan Bus.

Penggunaan: Paling umum digunakan di jaringan LAN modern (kantor, rumah, sekolah).

Topologi Bus:

Definisi: Semua perangkat terhubung ke satu kabel utama (backbone) yang disebut bus. Sinyal dikirim ke seluruh kabel.

Karakteristik:

Keunggulan: Membutuhkan kabel paling sedikit. Mudah diinstal untuk jaringan kecil.

Keterbatasan: Kegagalan pada kabel utama akan melumpuhkan seluruh jaringan. Sulit untuk troubleshooting. Kinerja menurun seiring bertambahnya perangkat. Membutuhkan terminator di kedua ujung kabel.

Penggunaan: Jarang digunakan di jaringan modern, lebih sering di jaringan lama atau untuk segmen kecil.

Topologi Ring (Cincin):

Definisi: Setiap perangkat terhubung ke dua perangkat tetangga, membentuk jalur melingkar. Sinyal bergerak dalam satu arah (atau dua arah dalam dual ring).

Karakteristik:

Keunggulan: Kinerja stabil di bawah beban tinggi (dengan token passing). Tidak ada tabrakan data.

Keterbatasan: Kegagalan satu perangkat atau kabel dapat melumpuhkan seluruh jaringan (kecuali dual ring). Penambahan/penghapusan perangkat mengganggu jaringan.

Penggunaan: Dulu digunakan di jaringan Token Ring (IBM), sekarang jarang di LAN modern. Kadang digunakan di jaringan backbone atau MAN (Metropolitan Area Network) dengan teknologi fiber ring.

Topologi Mesh (Jala):

Definisi: Setiap perangkat terhubung ke setiap perangkat lain dalam jaringan (full mesh) atau ke beberapa perangkat lain (partial mesh).

Karakteristik:

Keunggulan: Sangat andal dan toleran terhadap kesalahan (jika satu jalur gagal, ada jalur lain). Kinerja tinggi.

Keterbatasan: Sangat mahal dan kompleks untuk diimplementasikan (membutuhkan banyak kabel dan port). Sulit untuk dikelola.

Penggunaan: Jaringan backbone kritis, jaringan nirkabel mesh (misalnya, smart city, IoT), jaringan militer.

Topologi Hybrid:

Definisi: Kombinasi dari dua atau lebih topologi dasar.

Karakteristik: Mengambil keuntungan dari keunggulan topologi yang berbeda dan meminimalkan keterbatasannya.

Penggunaan: Sangat umum di jaringan besar dan kompleks (misalnya, jaringan kantor yang menggunakan topologi Star di setiap lantai yang terhubung ke backbone Bus atau Ring).

B. Arsitektur Jaringan

Arsitektur jaringan mengacu pada bagaimana fungsi-fungsi jaringan didistribusikan di antara perangkat.

Arsitektur Client-Server:

Definisi: Model di mana perangkat klien (komputer pengguna, smartphone) meminta layanan atau sumber daya dari perangkat server yang terpusat. Server menyediakan layanan (misalnya, penyimpanan file, database, email, web).

Karakteristik:

Keunggulan: Keamanan terpusat, manajemen data yang lebih mudah, skalabilitas yang baik, kinerja yang lebih baik untuk banyak pengguna.

Keterbatasan: Ketergantungan pada server tunggal (jika server down, layanan terhenti). Biaya awal server bisa tinggi.

Penggunaan: Sebagian besar jaringan bisnis, internet (web server, email server, DNS server).

Arsitektur Peer-to-Peer (P2P):

Definisi: Model di mana setiap perangkat dalam jaringan dapat berfungsi sebagai klien dan server secara bersamaan, berbagi sumber daya langsung satu sama lain tanpa server pusat.

Karakteristik:

Keunggulan: Mudah diatur untuk jaringan kecil. Biaya rendah (tidak perlu server khusus). Lebih tahan terhadap kegagalan satu perangkat.

Keterbatasan: Keamanan yang sulit dikelola. Kinerja dapat bervariasi. Sulit untuk skalabilitas.

Penggunaan: Jaringan rumah kecil, berbagi file antar teman, beberapa aplikasi berbagi file (misalnya, BitTorrent).

C. Menganalisis Kebutuhan Spesifik untuk Perancangan Jaringan

Pemilihan topologi dan arsitektur yang optimal dimulai dengan analisis kebutuhan yang mendalam.

Jumlah Pengguna:

Implikasi: Memengaruhi kapasitas yang dibutuhkan. Jaringan dengan banyak pengguna memerlukan topologi yang skalabel (Star, Mesh) dan arsitektur Client-Server untuk manajemen yang lebih baik.

Jenis Aplikasi yang Digunakan:

Implikasi: Memengaruhi kebutuhan bandwidth, latensi, dan keandalan.

Aplikasi Real-time (VoIP, Video Conference, Gaming): Membutuhkan latensi rendah dan bandwidth stabil. Topologi Star atau Mesh dengan infrastruktur yang kuat.

Transfer File Besar: Membutuhkan bandwidth tinggi.

Aplikasi Bisnis Kritis: Membutuhkan keandalan tinggi dan redundansi (Topologi Mesh, arsitektur Client-Server dengan failover).

Anggaran:

Implikasi: Memengaruhi pilihan perangkat keras, jumlah kabel, dan kompleksitas instalasi.

Anggaran Rendah: Topologi Bus (untuk sangat kecil), atau Star sederhana, arsitektur P2P (untuk rumah).

Anggaran Tinggi: Topologi Mesh, arsitektur Client-Server dengan server dan perangkat kelas enterprise.

Skalabilitas di Masa Depan:

Definisi: Kemampuan jaringan untuk tumbuh dan mengakomodasi lebih banyak pengguna atau layanan tanpa perlu perombakan total.

Implikasi: Topologi Star lebih mudah untuk diskalakan dibandingkan Bus atau Ring. Arsitektur Client-Server lebih skalabel daripada P2P. Pertimbangkan pertumbuhan pengguna, penambahan lokasi, atau layanan baru.

Kebutuhan Keamanan:

Implikasi: Memengaruhi arsitektur dan topologi. Arsitektur Client-Server dengan server keamanan terpusat lebih mudah dikelola keamanannya. Topologi yang memungkinkan segmentasi jaringan (misalnya, VLAN pada topologi Star) dapat meningkatkan keamanan.

Lingkungan Fisik:

Implikasi: Memengaruhi tata letak fisik dan jenis kabel/perangkat.

Area Kecil: Topologi Star sederhana.

Area Luas/Tersebar: Topologi Star dengan banyak switch, atau topologi Hybrid.

Lokasi Terpencil: Mungkin memerlukan koneksi nirkabel atau satelit.

D. Memilih dan Merancang Topologi serta Arsitektur yang Optimal

Proses ini melibatkan sintesis dari analisis kebutuhan dan pengetahuan tentang topologi/arsitektur.

Langkah-langkah Pemilihan dan Perancangan:

Kumpulkan Persyaratan: Dapatkan semua informasi dari analisis kebutuhan.

Pilih Arsitektur: Tentukan apakah Client-Server atau Peer-to-Peer yang paling sesuai. Untuk sebagian besar bisnis, Client-Server adalah pilihan.

Pilih Topologi Utama: Untuk LAN, topologi Star adalah pilihan yang paling umum dan direkomendasikan karena kemudahan pengelolaan, skalabilitas, dan toleransi kesalahan.

Pertimbangkan Topologi Backbone: Untuk jaringan yang lebih besar (misalnya, antar gedung), topologi Ring (fiber ring) atau Mesh (untuk redundansi tinggi) dapat digunakan sebagai backbone yang menghubungkan beberapa topologi Star.

Identifikasi Perangkat: Tentukan jenis dan jumlah router, switch, access point, server, dan perangkat klien yang dibutuhkan.

Rencanakan Pengalamatan IP: Alokasikan alamat IP (IPv4/IPv6) untuk setiap segmen jaringan.

Pertimbangkan Keamanan: Integrasikan firewall, VLAN, dan kebijakan keamanan lainnya.

Rencanakan Redundansi (jika perlu): Untuk sistem kritis, pertimbangkan jalur cadangan atau perangkat failover.

Membuat Diagram Jaringan yang Jelas dan Terperinci:

Diagram jaringan adalah representasi visual dari topologi dan arsitektur jaringan. Ini adalah alat komunikasi yang sangat penting.

Jenis Diagram:

Logical Diagram: Menunjukkan bagaimana perangkat berkomunikasi secara logis, termasuk alamat IP, subnet, VLAN, dan protokol.

Physical Diagram: Menunjukkan tata letak fisik perangkat, lokasi kabel, dan koneksi fisik.

Komponen Diagram:

Simbol Standar: Gunakan simbol jaringan yang diakui secara universal (misalnya, simbol untuk router, switch, server, komputer, printer, cloud).

Label yang Jelas: Beri label pada setiap perangkat, koneksi, alamat IP, SSID, dll.

Legenda: Sertakan legenda jika menggunakan simbol non-standar.

Kerapian: Pastikan diagram rapi, mudah dibaca, dan tidak terlalu padat.

Alat untuk Membuat Diagram: Microsoft Visio, draw.io, Lucidchart, Cisco Packet Tracer (untuk simulasi dan diagram).

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan I)

Jelaskan perbedaan mendasar antara topologi Star dan topologi Bus.

Apa keunggulan utama dari topologi Mesh dalam hal keandalan?

Jelaskan perbedaan antara arsitektur Client-Server dan Peer-to-Peer.

Mengapa "jumlah pengguna" menjadi faktor penting dalam pemilihan topologi dan arsitektur jaringan?

Sebutkan dua jenis diagram jaringan dan apa saja informasi yang biasanya disertakan di dalamnya.

B. Praktikum (Nilai Praktik 1)

Buat kelompok dengan anggota maksimal tiga siswa. Lakukan hal berikut:

Identifikasi Topologi di Lingkungan Anda:

Amati jaringan di sekolah atau rumah Anda.

Menurut Anda, topologi jaringan apa yang paling mungkin digunakan di sana? (Misalnya, di kelas, di lab komputer, atau di rumah Anda).

Jelaskan alasan di balik dugaan Anda.

Skenario Pemilihan Arsitektur:

Skenario A: Sebuah keluarga kecil dengan 3 anggota yang ingin berbagi file dan printer di rumah.

Skenario B: Sebuah perusahaan startup dengan 20 karyawan yang membutuhkan akses terpusat ke database pelanggan dan aplikasi bisnis.

Untuk setiap skenario, rekomendasikan arsitektur jaringan (Client-Server atau Peer-to-Peer) yang paling cocok dan jelaskan alasannya.

Presentasikan hasil kerja dan diskusi kelompok Anda di depan kelas.

Eksperimen (Nilai Proyek I)

Pilih salah satu dari tugas berikut:

Rancangan Topologi Jaringan untuk UKM (Usaha Kecil Menengah):

Anda diminta merancang jaringan untuk sebuah UKM dengan 15 karyawan. Mereka membutuhkan akses internet, berbagi file terpusat, dan printer jaringan. Mereka juga sering melakukan video conference. Anggaran terbatas, tetapi skalabilitas di masa depan penting.

Rekomendasikan topologi dan arsitektur jaringan yang paling optimal.

Identifikasi perangkat jaringan utama yang dibutuhkan.

Buat diagram jaringan logis sederhana yang jelas dan terperinci (menggunakan alat seperti draw.io atau manual).

Jelaskan alasan di balik setiap pilihan Anda, dengan mengacu pada kebutuhan spesifik UKM tersebut.

Analisis Perbandingan Topologi untuk Kampus:

Sebuah kampus universitas ingin memperluas jaringannya untuk menghubungkan 5 gedung baru. Bandingkan dua topologi yang mungkin digunakan sebagai backbone antar gedung (misalnya, Ring Fiber Optic vs. Partial Mesh Fiber Optic).

Buat tabel perbandingan yang mencakup:

Kelebihan dan kekurangan masing-masing topologi dalam konteks kampus.

Implikasi terhadap biaya, keandalan, dan skalabilitas.

Rekomendasikan topologi mana yang paling cocok dan berikan alasannya.

Rangkuman

Topologi jaringan adalah tata letak fisik/logis perangkat. Jenis-jenisnya meliputi Star (umum, mudah dikelola, toleran kegagalan klien), Bus (sedikit kabel, rentan kegagalan backbone), Ring (stabil, rentan kegagalan tunggal), Mesh (sangat andal, kompleks/mahal), dan Hybrid (kombinasi).

Arsitektur jaringan adalah distribusi fungsi. Client-Server (terpusat, aman, skalabel) dan Peer-to-Peer (mudah, murah untuk kecil, sulit dikelola keamanan).

Analisis kebutuhan meliputi jumlah pengguna (kapasitas), jenis aplikasi (bandwidth, latensi), anggaran, skalabilitas di masa depan, keamanan, dan lingkungan fisik.

Pemilihan topologi dan arsitektur optimal didasarkan pada analisis kebutuhan. Topologi Star umum untuk LAN, Ring/Mesh untuk backbone besar. Arsitektur Client-Server untuk bisnis.

Diagram jaringan (Logical dan Physical) adalah alat komunikasi penting untuk memvisualisasikan desain, menggunakan simbol standar dan label yang jelas.

Ulangan Akhir Bab 1

A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.

Topologi jaringan di mana setiap perangkat terhubung secara individual ke perangkat pusat (misalnya, switch) adalah ....

a. Bus

b. Ring

c. Star

d. Mesh

e. Hybrid

Keunggulan utama dari topologi Bus adalah ....

a. Sangat andal dan toleran terhadap kesalahan.

b. Mudah diinstal dan dikelola untuk jaringan besar.

c. Membutuhkan kabel paling sedikit untuk jaringan kecil.

d. Kegagalan satu kabel tidak memengaruhi seluruh jaringan.

e. Kinerja stabil di bawah beban tinggi.

Arsitektur jaringan di mana perangkat klien meminta layanan dari server yang terpusat adalah ....

a. Peer-to-Peer

b. Client-Server

c. Hybrid

d. Point-to-Point

e. Broadcast

Jika sebuah perusahaan membutuhkan manajemen data yang terpusat, keamanan yang kuat, dan skalabilitas yang baik untuk banyak pengguna, arsitektur jaringan yang paling cocok adalah ....

a. Peer-to-Peer

b. Client-Server

c. Bus

d. Ring

e. Mesh

Topologi jaringan yang sangat andal dan toleran terhadap kesalahan karena setiap perangkat terhubung ke setiap perangkat lain (atau beberapa) adalah ....

a. Star

b. Bus

c. Ring

d. Mesh

e. Hybrid

Jika Anda merancang jaringan untuk sebuah rumah kecil dengan anggaran sangat terbatas dan hanya ingin berbagi file antar dua laptop, arsitektur jaringan yang paling sederhana dan murah adalah ....

a. Client-Server

b. Peer-to-Peer

c. Topologi Star

d. Topologi Ring

e. Menggunakan server cloud

Jenis diagram jaringan yang menunjukkan bagaimana perangkat berkomunikasi secara logis, termasuk alamat IP dan VLAN, adalah ....

a. Physical Diagram

b. Wiring Diagram

c. Logical Diagram

d. Flowchart

e. Site Survey Map

Mengapa "skalabilitas di masa depan" menjadi faktor penting dalam perancangan jaringan?

a. Untuk mengurangi biaya awal.

b. Untuk memastikan jaringan dapat tumbuh tanpa perlu perombakan total.

c. Untuk meningkatkan keamanan.

d. Untuk memilih merek perangkat.

e. Untuk membatasi jumlah pengguna.

Topologi mana yang paling umum digunakan sebagai LAN modern di kantor atau sekolah?

a. Bus

b. Ring

c. Star

d. Mesh

e. Hybrid (dengan Star sebagai basis)

Jika kegagalan satu perangkat pusat dapat melumpuhkan seluruh jaringan, ini adalah keterbatasan dari topologi ....

a. Bus

b. Ring

c. Star

d. Mesh

e. Hybrid

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.

Jelaskan bagaimana topologi Star dapat mengatasi keterbatasan topologi Bus dalam hal toleransi kesalahan.

Berikan contoh skenario di mana arsitektur Peer-to-Peer masih relevan dan efektif, serta jelaskan mengapa.

Bagaimana "jenis aplikasi yang digunakan" (misalnya, video conference vs. browsing web) memengaruhi keputusan Anda dalam memilih topologi dan arsitektur jaringan?

Jelaskan perbedaan antara Logical Diagram dan Physical Diagram dalam dokumentasi jaringan, dan kapan masing-masing digunakan.

Anda diminta merancang jaringan untuk sebuah perpustakaan yang membutuhkan akses internet untuk 50 komputer publik dan juga memiliki server database katalog buku. Jelaskan topologi dan arsitektur yang Anda rekomendasikan, beserta alasannya.