Switching

Pengertian Switch 

Switch adalah perangkat komputer yang memiliki peran sama seperti HUB. Switch memiliki table CAM (Cable Addressable Content) untuk meneruskan frame. Dengan melihat CAM table switch dapat menentukan portmana sebuah frame dapat diteruskan sehingga kemungkinan colision atau tabrakan data dapat dihindari.

Switch terapat dua jenis yaitu managedable switch dan unmanagedable switch:

Unmanaged Switch, merupakan tipe pilihan termurah dan biasanya digunakan di kantor atau bisnis kecil dan rumahan. Switch Jaringan Komputer ini melakukan fungsi dasar mengelola lalu lintas data antara printer atau periferal dengan satu komputer atau lebih. Tipe switch ini tidak dapat kita kelola layaknya manageable switch yang memiliki fitur tambahan dalam pengaplikasiannya, seperti fungsi VLAN.

Managed Switch menawarkan keunggulan yang lebih dengan memiliki User Interface atau menawarkan perangkat lunak yang memungkinkan pengguna untuk melakukan konfigurasi pada switch.  Keunggulan yang ditawarkan ole jenis switch ini adalah dapat melakukan segmentasi pada jaringan dengan konsep VLAN yang bermanfaat untuk memberikan kemanan lebih pada sebuah jaringan, Memudahkan pengguna untuk melakukan pemantauan dan pemeliharaan network traffic.

Switch dan hub memiliki banyak perbedaan. Berikut adalah perbedaan antara switch dan hub.

1. Bekerja pada OSI Layer yang berbeda

Hub bekerja pada OSI layer pertama, yaitu layer physical atau lapisan fisik. Tidak berbeda seperti kabel dan atau sinyal wifi, yang hanya menyalurkan data saja. Switch bekerja pada lapisan kedua pada OSI Layer, yiaitu Data Link.

2. Cara kerja lebih simpel mana?

Kerja hub hanya untuk menerima dan mengirimkan sinyal-sinyal listrik melalui kabel yang tersambung. Switch tidak hanya mengirim atau menerima sinyal, tetapi juga memproses informasi pada layer data link. Informasi yang dicek berupa mac Address dari setiap komputer dan perangkat yang tersambung.

3. Tingkat Kehandalan

Walaupun cara kerja dari hub itu simpel, namun kinerja dari swicth lebih bagus dari hub. Mengapa demikian? Hal ini dikarenakan switch menggunakan sistem seleksi terhadap semua pernagkat atau komputer yang terhubung dengan dirinya. yang diseleksi oleh switch berupa MAC Address dari komputer atau perangkat jaringan yang terhubung.

Sedangkan hub tidak memiliki kemampuan tersebut, jadi setiap sinyal yang ditermia hub melalui salah satu port, maka akan dikirim secara menyeluruh ke semua port yang ada. Ini dikarenakan hub tidak mempunyai kemampuan untuk memastikan kemana tujuan sinyal yang diterimanya tersebut. Ingat, hub hanya untuk menerima dan mengirim sinyal.

4. Kecepatan transfer data

Karena switch menyeleksi terlebih dahulu mac address mana yang menjadi tujuan, maka hal ini membuatnya mengirimkan data lebih cepat. Tidak seperti hub yang mengirim sinyal secara menyebar/menyeluruh, tidak peduli perangkat mana yang menjadi tujuan data tersebut.

6. Pengaturan atau manageable

Hub sama sekali tidak bisa diatur atau di-setting. Switch dengan label manageable bisa diatur untuk memblokir atau mengijinkan komputer mana saja yang boleh tersambung dengan dirinya. Switch bisa membagi satu segment jaringan LAN menjadi dua atau lebih segment jaringan LAN meski secara fisik berada dalam satu jaringan yang sama, hal ini dikenal dengan istilah Virtual LAN atau VLAN.

5. Sistem keamanan jaringan

Ketika data yang dikirim oleh hub sampai pada tujuan, pasti data tersebut dalam kedaan utuh. Namun, tidak dengan switch, data yang terkirim tersebut belum tentu utuh. Bukan karena switch tidak mampu mengirim secara utuh. Melainkan setiap paket data yang dikirim oleh switch pasti periksa terlebih dahulu untuk memastikan setiap data yang terkirim bersifat aman. Jadi, untuk data yang dianggap mencurigakan tidak akan sampai pada komputer tujuan.

7. Harga

Telah kita ketahui berbagai macam kelebihan dari switch, seperti yang sudah dijelaskan diatas. Maka tak heran apabila harga switch bisa lebih mahal dibandingkan dengan hub.

Switch Layer 2

Switch layer 2 adalah switch yang beroperasi pada layer data-link model OSI dan berdsarkan terknologi bridging. Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan pada alamat MAC, jadi switch jenis ini hanya mampu membaca atau mengenal mac address. Switch jenis ini membangun sebuah table MAC address yang digunakan untuk forwarding paket data.

Switch Layer 3

Switch layer 3 memiliki fungsi yang sama dengan switch layer 2. Switch layer 3 tidak hanya mengenal Mac address tapi juga mengenal ip address karena beroperasi pada layer-3 dari model OSI dasar teknologi routing. Sebuah switch Layer 3 juga dapat mempelajari IP address yangbergubungan dengan interfacenya. Hal ini memungkinan switch Layer 3untuk direct traffic throughout pada network berdasarkan informasi IP address. Meskipun mengenal ip dan beroperasi pada model OSI dasa teknologi routing tidak sepenuhnya switch layer 3 ini menggantikan router. Pada switch tidak terdapat layanan WIC Support dan Advanced Routing Protocol yang terdapat pada router.

Ethernet Communications

   Auto-negotiation of duplex mode. 

Dua ports berkomunikasi untuk menentukan mode terbaik . Jika auto-negotiation gagal karena perangkat yang terpasang tidak mendukung, maka switch akan kembali  ke mode half-duplex mode. Half-duplex pada ujung yang satu dan full-duplex pada ujung satunya menyebabkan keterlambatan collision errors pada half-duplex.Untuk menhindari hal ini, kita dapat mengatur secara manual parameter duplex port switch untuk mencocokkan perangkat yang terpasang

      Half Duplex

Adalah media komunikasi dua arah. Namun berbeda dengan duplex, half duplex berkomunikasi dua arah secara saling bergantian. Jadi saat terjadi komunikasi antara A dan B. Saat A mengirim informasi (berbicara) maka B akan menerima informasi (mendengarkan). Demikian terjadi proses yang sebaliknya (vice versa). Contoh media yang menggunakan media ini adalah radio walkie talkie.

     Full Duplex

Dalam komunikasi full-duplex, dua pihak yang saling berkomunikasi akan mengirimkan informasi dan menerima informasi dalam waktu yang sama, dan umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi.

Komunikasi full-duplex juga dapat diraih dengan menggunakan teknik multiplexing, di mana sinyal yang berjalan dengan arah yang berbeda akan diletakkan pada slot waktu (time slot) yang berbeda. Kelemahan teknik ini adalah bahwa teknik ini memotong kecepatan transmisi yang mungkin menjadi setengahnya.

Switch MAC Address Table

   Switch menggunakan alamat MAC untuk jaringan komunikasi langsung melalui switch fabric mereka ke port yang sesuai menuju node tujuan. The switch fabric adalah sirkuit terpadu dan pemrograman mesin menyertainya yang memungkinkan jalur data melalui saklar untuk dikendalikan. Untuk switch untuk mengetahui port yang digunakan untuk mengirimkan frame unicast, pertama kali harus mempelajari node ada pada masing-masing port.

   Switch menentukan bagaimana menangani frame data yang masuk dengan menggunakan tabel alamat MAC. Switch membangun tabel alamat MAC dengan merekam alamat MAC dari node terhubung ke setiap port nya. Setelah alamat MAC untuk node tertentu pada port tertentu dicatat dalam tabel alamat, yang kemudian beralih tahu untuk mengirimkan lalu lintas ditakdirkan untuk itu node tertentu keluar pelabuhan dipetakan ke node untuk transmisi berikutnya.

   Ketika sebuah frame data yang masuk diterima oleh switch dan alamat MAC tujuan tidak dalam tabel, switch meneruskan frame ke semua port, kecuali port di mana ia diterima. Ketika node tujuan merespon, switch mencatat alamat MAC node dalam tabel alamat dari bidang alamat sumber frame. Dalam jaringan dengan beberapa switch yang saling berhubungan, alamat tabel MAC merekam beberapa alamat MAC untuk port menghubungkan switch yang mencerminkan luar node. Biasanya, port switch yang digunakan untuk menghubungkan dua switch ini beberapa alamat MAC dicatat dalam tabel alamat MAC.

Caranya :

1. Switch menerima broadcast frame dari PC1 pada port 1.   

2. Switch memasukan source MAC address dan  port switch yang menerima frame akan dimasukan kedalam alamat tabel.

3. Karena alamat tujuan di broadcast, maka switch akan  membanjiri frame pada semua port, kecuali port yang menerima frame.

4. Destination device membalas untuk broadcast dengan unicast frame addressed  pada PC 1.

5. Switch akan memasukan source MAC address dari PC 2 dan nomor port dari  switch yang menerima frame kedalam tabel table.

6. Sekarang switch akan memforward frame ke source dan destination devices karena memiliki entries dalam tabel address  yang mengidentifikasi port yang digunakan

Collision

    

Collision adalah suatu kondisi yang terjadi bila dua buah device mengirim data pada saat yang bersamaan. Akibat dari kejadian ini adalah hilangnya data

Collision domain 

   Collision domain adalah salah satu segmen jaringan logis dimana paket-paket data tersebut dapat saling bertabrakan / berbenturan. Sebuah jaringn terdiri dari 2     bagian yaitu, secara fisik dan secara logis. 

Salah satu protokol yang paling umum digunakan ketika mengacu pada     sebuah collision domain adalah Ethernet protokol. Ethernet adalah teknologi jaringan komputer untuk Local Area Network (LAN) atau lebih simpelnya colokan kabel LAN untuk dihubungkan pada komputer atau laptop.

Collision domain ditemukan dalam hub (perangkat untuk menghubungkan beberapa Ethernet) lingkungan di mana setiap segmen terhubung ke tuan rumah hub yang merepresentasikan hanya satu collision domain dan satu broadcast domain, Collision domain juga ditemukan dalam jaringan nirkabel seperti Wi-Fi.
Jaringan kabel modern menggunakan switch jaringan untuk menghilangkan tabrakan. Dengan menghubungkan setiap perangkat secara langsung ke port pada     switch, baik setiap port pada switch menjadi sendiri tabrakan domain nya (dalam kasus setengah duplex link) atau kemungkinan tabrakan dihilangkan sama sekali dalam kasus full duplex link.

Beberapa hal yang menjadi karakteristik collision domain :
- Dipisahkan oleh perangkat yang bekerja pada layer 2 (data link), seperit : bridge dan switch layer 2.
-  Digunakan untuk mengatur lalu lintas data (traffic flow).
-  Menggunakan MAC address untuk identifikasi perangkat.
- Mengurangi jumlah perangkat pada sebuah segmen dengan cara memperbanyak jumlah segmen

Broadcast Domain

Broadcast Domain secara umum dapat didefinisikan sebagai semua device atau perangkat yang dapat mengetahui sinyal yang berasal dari perangkat network tertentu yang berada dalam satu segmen.

Broadcast domain adalah sebuah divisi logis dari sebuah jaringan komputer, dimana semua node dapat mencapai atau terhubung satu sama lain dengan broadcast pada lapisan data link.domain broadcast dapat berada dalam segmen LAN yang sama atau dapat dijembatani untuk segmen LAN lain.

Dalam hal teknologi populer saat ini: Setiap komputer yang terhubung ke repeater Ethernet yang sama atau switch adalah anggota dari broadcast domain yang sama.Selanjutnya, setiap komputer yang terhubung ke set yang sama dari switch / repeater saling terkoneksi adalah anggota dari broadcast domain yang     sama. Router dan Higher-layer lainnya merupakan perangkat bentuk batas-batas antara domain broadcast.

Beberapa hal yang menjadi karakteristik broadcast domain :
-  Dipisahkan oleh perangkat yang bekerja pada layer 3 (network), seperti : router dan switch layer 3.
-    Digunakan untuk pengaturan lalu lintas data dan meniadakan broadcast
-    Menggunakan logical address (IP address)
-    Menggunakan table khusus untuk penentuan rute tujuan

Perbedaan broadcast domain dan collision domain
    Perbedaan antara broadcast domain dan collision muncul karena Ethernet sederhana dan sistem yang serupa menggunakan sistem transmisi bersama. Dalam Ethernet sederhana (tanpa saklar atau jembatan), frame data yang ditransmisikan ke semua node lain pada jaringan. Setiap cek node menerima alamat tujuan setiap frame, dan hanya mengabaikan setiap frame tidak dialamatkan ke alamat MAC sendiri, atau ke alamat broadcast. Jika dua node mengirim pada saat yang sama, hasil tabrakan. Repeater menyebarkan semua frame antara segmen jaringan, dan tidak mencegah tabrakan, dan dengan demikian juga menyebarkan tabrakan antar segmen.

Microsegment
   Sebuah microsegment adalah bentuk yang lebih maju dari segmentasi pasar bahwa kelompok-kelompok sejumlah pengguna dari bisnis ke segmen tertentu berdasarkan berbagai faktor termasuk prediksi perilaku . Setelah diidentifikasi , microsegments dapat menjadi fokus personalisasi dari Micromarketing langsung, setiap promosi adalah dimaksudkan untuk menargetkan dan banding ke selera tertentu , kebutuhan, keinginan , dan keinginan kelompok-kelompok kecil dan individu yang membentuk microsegment tombol tujuan dari microsegments adalah untuk menentukan , mana pemasaran tindakan akan memiliki dampak paling besar pada setiap set pengguna

Network latency
     Latency adalah waktu frame atau paket yang diperlukan untuk perjalanan dari source ke final destination, Latency berhubungan dengan seberapa banyak waktu yang dibutuhkan untuk mengirim pesan dari ujung jaringan ke ujung yang lain.

Segmentasi LAN

   Agar setiap komputer dapat saling berkomunikasi satu sama lainnya komputer tersebut harus diberikan alamat komputer, alamat komputer tersebut adalah IP. Dalam sebuah jaringan terdapat terdapat yang disebut sebagai segmen, Segmen adalah pembagian IP pada sebuah jaringan yang telah ditentukan sedemikian rupa oleh administrator jaringan tersebut.

Keuntungan menggunakan segmentasi LAN :

.  Memperluas jaringan : ketika keterbatasan fisik maksimum jaringan telah tercapai, router dapat ditambahkan untuk membuat segmen baru untuk memungkinkan host tambahan ke LAN.

 .  Kemacetan : karena jumlah host pada jaringan mengingkat tunggal, bandwith yang dibutuhkan juga meningkat. Dengan segmentasi LAN, anda dapat mengurangi jumlah host per jaringan. Jika lalu lintas terdiri dari komunikasi antara host pada segmen yang sama, maka penggunaan bandwith secara subtansial berkurang.

 .  Mengisolasi masalah jaringan : dengan membagi jaringan menjadi segmen-segmen yang lebih kecil, anda mengurangi limpahan masalah dari satu segmen ke yang berikutnya. Hardware dan software kegagalan adalah beberapa masalah yang dapat dikurangi untuk mempengaruhi porsi kecil dari jaringan.

 . Meningkatkan keamanan : Dengan memanfaatkan segmen, seorang administrator jaringan dapat memastikan bahwa struktur internal dari jaringan tidak akan terlihat dari sumber luar. Paket istimewa hanya akan disiarkan di subnet itu berasal dan bukan ke seluruh jaringan.

LAN Design Considerations 

 Ada dua cara ketika merancang sebuah LAN :

- Controlling network latency
Perhitungan latency yang disebabkan oleh masing-masing perangkat jaringan

- Removing bottlenecks
Setiap workstation dan server are terhubung dengan menggunakan jaringan 1000Mbps.

Metode Switch Forwading 

Metode switches digunakan untuk meneruskan frames Ethernet :

- Store-and-forward.

Menerima seluruh frame, menhitung CRC dan memeriksa panjangnya frame, Metode Store-and forward digunakan pada Cisco Catalyst switches.
 

- Cut-through:

Forwards a frame sebelum diterima, minimal, harus membaca destination and source MAC addresses, Lebih cepat dari store-and-forward. 

•      Fast-forward switching.

•      Fragment-free switching

SYMMETRIC DAN ASYMMETRIC SWITCHING

- Symmetric

Semua port memiliki bandwidth yang sama, Dioptimalkan untuk distributed traffic, Sebagai contoh, peer-to-peer network.

- Assymetric

Switch membagi bandwidth sesuai apa yang dibutuhkan oleh jaringan, Sebagai contoh, server memerlukan lebih banyak bandwitdh agar tidak terjadinya bottlenecks trafic.