[Modul Ajar Minggu Ke-3 Bulan Januari 2025] Informatika Berpikir Komputasional Memahami Konsep Dasar Jaringan
I. Tujuan Pembelajaran:
- Siswa mampu memahami konsep dasar jaringan komputer (topologi, protokol, perangkat keras, ip address, subnet, routing, keamanan jaringan, dan praktik implementasi ).
- Siswa dapat menerapkan teknik berpikir komputasional untuk memecahkan masalah terkait jaringan komputer.
- Siswa dapat mensimulasikan atau merancang solusi jaringan komputer sederhana
II. Materi Konsep Dasar Jaringan
Video Penjelasan Konsep Dasar Jaringan Komputer
Jaringan komputer adalah sekumpulan komputer dan perangkat lain yang saling terhubung sehingga dapat berbagi data, informasi, perangkat keras (seperti printer), atau perangkat lunak. Jaringan ini dibangun dengan menggunakan perangkat keras seperti kabel, switch, router, dan perangkat lunak untuk mengelola komunikasi data.
A. Komponen Utama Jaringan
- Node: Perangkat yang terhubung ke jaringan (misalnya komputer, printer, server).
- Media Transmisi: Jalur yang digunakan untuk mengirim data, seperti kabel (UTP, fiber optik) atau nirkabel (Wi-Fi).
- Protokol Jaringan: Aturan atau standar yang mengatur komunikasi antar perangkat, seperti TCP/IP.
- Topologi Jaringan: Tata letak fisik atau logis dari jaringan (misalnya, bus, star, ring, mesh).
B. Manfaat Jaringan
- Berbagi sumber daya: Printer, data, dan koneksi internet.
- Komunikasi cepat: Melalui email, pesan instan, atau konferensi video.
- Kolaborasi: Mempermudah kerja tim dengan berbagi dokumen atau proyek.
C. Jenis-Jenis Jaringan
Jaringan komputer dapat diklasifikasikan berdasarkan skala, teknologi, atau tujuan penggunaannya. Berikut jenis-jenisnya:
1. Berdasarkan Jangkauan Geografis
- PAN (Personal Area Network)
Jaringan berskala kecil, biasanya digunakan untuk perangkat pribadi seperti smartphone, laptop, atau perangkat wearable.
Contoh: Bluetooth. - LAN (Local Area Network)
Jaringan yang mencakup area kecil, seperti rumah, kantor, atau sekolah.
Contoh: Jaringan komputer di lab sekolah. - MAN (Metropolitan Area Network)
Jaringan yang mencakup wilayah kota, lebih besar dari LAN tetapi lebih kecil dari WAN.
Contoh: Jaringan kampus atau antar cabang bank dalam satu kota. - WAN (Wide Area Network)
Jaringan berskala besar yang mencakup wilayah geografis yang luas, bahkan antar negara.
Contoh: Internet.
2. Berdasarkan Media Transmisi
- Jaringan Kabel (Wired Network)
Menggunakan kabel fisik seperti kabel tembaga (UTP/STP) atau fiber optik.
Contoh: Ethernet. - Jaringan Nirkabel (Wireless Network)
Menggunakan sinyal radio, gelombang mikro, atau teknologi inframerah.
Contoh: Wi-Fi, jaringan seluler.
3. Berdasarkan Fungsionalitas
- Client-Server
Terdiri dari server (penyedia layanan) dan client (pengguna layanan).
Contoh: Server web dan pengguna browser. - Peer-to-Peer (P2P)
Semua perangkat dalam jaringan memiliki hak dan fungsi yang sama.
Contoh: Jaringan berbagi file seperti BitTorrent.
4. Berdasarkan Topologi
- Bus: Semua perangkat terhubung ke satu kabel utama.
Topologi bus adalah cara menghubungkan perangkat komputer dengan menggunakan satu kabel utama yang disebut bus atau backbone. Topologi ini sering digunakan untuk jaringan skala kecil karena mudah diimplementasikan dan biaya yang lebih rendah.
Berikut beberapa karakteristik topologi bus:
- Rangkaiannya menyerupai area di dalam bus.
- Menggunakan kabel coaxial untuk transmisi data digital maupun analog.
- Menggunakan terminator dan perangkat keras seperti konektor T serta BNC.
- Satu perangkat bertindak sebagai server, lalu dipecah dan dihubungkan ke perangkat lain dengan menggunakan bus.
- Setiap node dapat mengirim atau menerima data melintasi kabel jaringan yang sama, tetapi hanya dalam satu arah pada satu waktu.
Topologi bus memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, di antaranya:
- Kelebihan: Mudah diimplementasikan dan biaya yang lebih rendah.
- Kekurangan: Tidak cocok untuk menangani data dalam jumlah besar dan yang bergantung pada kecepatan transfer data tinggi. Selain itu, topologi bus juga memiliki beberapa kelemahan lainnya, seperti:
- Kapasitas panjang kabel dan jumlah komputer yang terbatas.
- Biaya pemeliharaan yang akan lebih mahal.
- Jika ada masalah di kabel, semua jaringan komputer akan down.
- Performa jaringan akan menurun jika ada penambahan komputer baru atau ada trafik berat.
- Star: Semua perangkat terhubung ke satu perangkat pusat (switch/hub).
Topologi star adalah jenis jaringan komputer yang menghubungkan semua perangkat ke satu titik pusat, yaitu hub atau switch. Topologi ini sering digunakan dalam jaringan modern, terutama di lingkungan perkantoran dan bisnis.
Berikut beberapa karakteristik topologi star:
- Bentuk: Bentuk jaringan ini menyerupai bintang.
- Cara kerja: Semua perangkat terhubung ke hub atau switch, yang bertindak sebagai pengatur lalu lintas data.
- Kabel: Topologi star menggunakan kabel RJ-45 atau koaksial, tergantung pada jenis kartu jaringan yang terpasang di setiap perangkat.
- Kelebihan: Mudah diinstal dan dikelola, serta mudah diisolasi masalahnya. Kekurangan: Ketergantungan pada hub atau switch, biaya instalasi yang tinggi, dan kinerja jaringan yang terbatas.
Berikut beberapa kelebihan topologi star: Mudah diinstal dan dikelola, Mudah diisolasi masalahnya, Pemeliharaan topologi lebih ringan.
Berikut beberapa kekurangan topologi star: Ketergantungan pada hub atau switch, Biaya instalasi yang tinggi, Kinerja jaringan yang terbatas
- Ring: Perangkat terhubung dalam bentuk lingkaran.
Dalam topologi ini, setiap perangkat terhubung langsung ke dua perangkat lainnya, membentuk jalur data tertutup. Data mengalir dalam satu arah atau dua arah di sepanjang jalur lingkaran.
Topologi ring memiliki beberapa kelebihan, di antaranya:
- Mudah dirancang dan diimplementasikan
- Performa yang lebih baik daripada topologi bus
- Mudah untuk melakukan konfigurasi ulang dan instalasi perangkat baru
- Hemat kabel
- Tidak akan terjadi tabrakan pengiriman data
- Pemecahan masalah yang mudah
- Penghematan biaya
Namun, topologi ring juga memiliki beberapa kekurangan, di antaranya:
- Jika satu perangkat mengalami kegagalan atau putus, maka seluruh jaringan bisa terpengaruh
- Semua stasiun kerja yang terletak setelah komputer yang rusak akan berhenti berfungsi
Topologi ring biasanya digunakan pada skala jaringan kecil, seperti pada rumah, kantor, ataupun sekolah. Contoh penggunaan topologi ring adalah pada jaringan ATM serta database bank.
- Mesh: Setiap perangkat terhubung langsung ke perangkat lain.
Topologi mesh adalah jenis topologi jaringan komputer di mana setiap perangkat terhubung langsung dengan perangkat lainnya. Topologi ini memungkinkan data mengalir melalui berbagai jalur, sehingga jaringan tetap berjalan meskipun ada kerusakan pada salah satu perangkat.
Topologi mesh cocok digunakan untuk jaringan yang membutuhkan toleransi terhadap gangguan, seperti jaringan sensor, jaringan pariwisata, dan jaringan komunikasi darurat.
Kelebihan topologi mesh: Keamanan data yang baik, Bandwidth limit yang besar, Tidak terjadi tabrakan arus, Keandalan yang tinggi.
Kekurangan topologi mesh: Biaya yang cukup mahal, Instalasi yang rumit, Penggunaan kabel yang cukup banyak, Pengelolaan yang rumit.
Contoh penerapan topologi mesh: Warnet, Jaringan sensor nirkabel, Jaringan pariwisata, Jaringan kritis
- Tree: Metode pengaturan perangkat jaringan dalam bentuk struktur hierarkis yang menyerupai pohon
Topologi tree memiliki fungsi utama untuk mengatur lalu lintas data di dalam jaringan. Topologi ini cocok digunakan untuk jaringan skala besar.
Kelebihan topologi tree:
- Manajemen data yang baik
- Mudah mengidentifikasi kerusakan
- Fleksibel, karena mudah menambahkan node ke jaringan
Kekurangan topologi tree:
- Lebih sulit dikonfigurasi
- Pemeliharaan lebih sulit jika banyak node yang ditambahkan
- Sangat bergantung pada node utama
- Membutuhkan banyak kabel
- Biaya instalasi lebih mahal
- Memiliki lalu lintas jaringan yang lebih padat
Cara kerja topologi tree:
- Server mengidentifikasi alamat tujuan dan data yang akan dikirim
- Server membuat paket data dan mentransmisikannya ke kabel backbone
- Paket data melewati kedua sisi cabang dari saluran utama bus
- Paket data sampai ke node penghubung Switch
- Switch memeriksa alamat tujuan paket
- Jika alamat tujuan cocok, Switch mengirimkan paket data ke node akhir
5. Berdasarkan Teknologi
- Jaringan Seluler: Menggunakan teknologi seperti 4G, 5G untuk komunikasi.
- Jaringan Satelit: Digunakan di daerah terpencil untuk komunikasi.
Jaringan Seluler adalah jenis jaringan komunikasi yang menggunakan teknologi nirkabel untuk menghubungkan perangkat melalui sinyal radio. Jaringan ini terdiri dari menara seluler (base station) yang berfungsi sebagai penghubung antara perangkat pengguna dan jaringan inti.
Ciri-Ciri Jaringan Seluler
- Mobilitas Tinggi: Pengguna dapat tetap terhubung saat bergerak dari satu lokasi ke lokasi lain, berkat sistem handover antar menara seluler.
- Area Cakupan Luas: Meliputi wilayah yang sangat luas, mulai dari kota besar hingga daerah terpencil.
- Berbasis Sel (Cell): Wilayah layanan dibagi menjadi beberapa area kecil yang disebut "sel," dengan setiap sel memiliki menara komunikasi.
- Beragam Teknologi: Menggunakan berbagai generasi teknologi untuk meningkatkan kecepatan, efisiensi, dan fitur.
Teknologi Jaringan Seluler
- 4G (Fourth Generation)
Kecepatan: Hingga 100 Mbps (mobile) dan 1 Gbps (stasioner).
Fitur Utama:
- Dukungan untuk streaming video berkualitas tinggi (HD).
- Teknologi berbasis IP untuk suara (VoLTE), data, dan multimedia.
Kelebihan: Kecepatan tinggi.
Latensi rendah.
Mendukung aplikasi real-time seperti panggilan video. - 5G (Fifth Generation)
Kecepatan: Hingga 10 Gbps, jauh lebih cepat dibandingkan 4G.
Fitur Utama:
- Latensi sangat rendah (1 ms atau kurang).
Latensi Sangat Rendah (Ultra-Low Latency) adalah kondisi di mana waktu yang dibutuhkan untuk data berpindah dari sumber ke tujuan melalui jaringan sangat kecil, biasanya diukur dalam milidetik (ms). Latensi sangat rendah sangat penting dalam aplikasi yang memerlukan respons real-time untuk memastikan pengalaman pengguna yang optimal atau menjaga fungsi kritis berjalan dengan baik.
- Mendukung teknologi IoT (Internet of Things) untuk perangkat pintar.
- Koneksi simultan ke jutaan perangkat dalam satu area.
Kelebihan:
- Mendukung aplikasi berbasis AI, augmented reality (AR), dan virtual reality (VR).
Lebih efisien dalam penggunaan energi dan spektrum.
Komponen Jaringan Seluler
- BTS (Base Transceiver Station): Menara pemancar untuk menghubungkan perangkat ke jaringan.
- MSC (Mobile Switching Center): Pusat pengelolaan komunikasi suara dan data.
- Core Network: Jaringan inti untuk mengatur koneksi antar BTS dan internet.
- SIM Card: Identitas pengguna dalam jaringan seluler.
Manfaat Jaringan Seluler
- Komunikasi Global: Pengguna dapat berkomunikasi di mana saja dengan perangkat seluler.
- Akses Internet Cepat: Mendukung aktivitas seperti streaming, bermain game online, dan bekerja jarak jauh.
- Mendukung Teknologi Modern: IoT, kendaraan otonom, dan layanan berbasis cloud