Arsitektur Jaringan

 

Arsitektur jaringan mendefinisikan interaksi terstruktur antara layanan jaringan, perangkat, dan klien untuk memenuhi persyaratan konektivitas mereka. Arsitektur jaringan membentuk cetak biru yang menentukan tata letak, protokol komunikasi, dan pola konektivitas sistem jaringan, yang berfungsi sebagai fondasi penting bagi lingkungan digital apa pun.

Arsitektur jaringan mencakup layanan seperti DHCP dan DNS untuk memenuhi kebutuhan klien tertentu. Arsitektur ini mencakup berbagai jenis seperti jaringan akses, yang memfasilitasi konektivitas intra-kantor; jaringan pusat data yang menyediakan akses data dan aplikasi host; dan Jaringan Area Luas (WAN), yang memungkinkan pengguna untuk terhubung ke sumber daya dalam jarak yang jauh.

Setiap jenis arsitektur bersifat unik, dengan pertimbangan keamanan jaringan, persyaratan konektivitas, dan ketentuan layanan tertentu. Arsitektur jaringan memiliki dua arti penting - memastikan komunikasi intra-jaringan yang efisien dan memperkuat terhadap ancaman keamanan. Oleh karena itu, arsitektur jaringan merupakan komponen mendasar dalam mengelola dan merancang ekosistem digital apa pun.

Arsitektur Jaringan vs. Arsitektur Internet

Arsitektur jaringan dan arsitektur internet adalah dua konsep yang saling terkait tetapi berbeda. Keduanya mungkin terdengar mirip, tetapi masing-masing memiliki karakteristik unik yang membedakannya.

Arsitektur jaringan mengacu pada desain dan kerangka kerja spesifik dari suatu jaringan tertentu. Ini mencakup bagaimana perangkat dan layanan jaringan disusun untuk memenuhi persyaratan konektivitas pengguna jaringan. Arsitektur jaringan menjabarkan struktur jaringan, dari komponen perangkat keras seperti router dan switch jaringan hingga protokol dan layanan seperti DHCP dan DNS. Arsitektur jaringan membahas tentang desain jaringan dan membangun jaringan itu sendiri, dengan fokus pada komunikasi yang efisien, transfer data yang aman, dan pengoptimalan kinerja.

Di sisi lain, arsitektur internet menggambarkan struktur dan protokol yang membuat internet global berfungsi. Arsitektur ini tidak membahas jaringan individual, tetapi membahas bagaimana semua jaringan berinteraksi untuk membentuk internet. Fokusnya adalah pada sistem global jaringan komputer yang saling terhubung dan protokol yang digunakan untuk berkomunikasi , seperti TCP/IP.

Sementara arsitektur jaringan menyediakan desain fisik dan logis jaringan, arsitektur internet berfokus pada serangkaian aturan dan standar global yang memungkinkan jaringan individual bekerja bersama sebagai sistem yang koheren—internet.

Kedua arsitektur tersebut berinteraksi dan saling melengkapi. Arsitektur jaringan menjadi dasar bagi cara perangkat dan layanan berinteraksi dalam jaringan tertentu, sementara arsitektur internet menyediakan aturan dan protokol yang memungkinkan masing-masing jaringan berinteraksi dan membentuk internet global.

Untuk memahami arsitektur internet lebih baik, mari kita lihat lapisan-lapisannya: IP, TCP, dan Protokol Aplikasi.

·       Lapisan IP (Internet Protocol) : Lapisan IP mengirimkan paket dari host sumber ke host tujuan berdasarkan alamat IP . Lapisan ini memastikan bahwa data dikirim dan diterima melalui internet.

·       Lapisan TCP (Transmission Control Protocol) : Lapisan TCP menyediakan pengiriman aliran byte yang andal, teratur, dan bebas kesalahan antara aplikasi yang berjalan pada host yang berkomunikasi melalui jaringan IP. Lapisan ini bertanggung jawab untuk memastikan bahwa paket data dikirimkan tanpa kesalahan dan dalam urutan yang benar.

·       Application Protocol Layer : Lapisan Application Protocol berisi semua protokol tingkat tinggi seperti HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), dan lainnya. Protokol ini digunakan oleh aplikasi internet untuk mengirim dan menerima data.

 

Setiap lapisan memainkan peran penting dalam fungsionalitas internet. Lapisan IP memastikan data sampai ke tempat yang tepat, lapisan TCP memastikan data benar dan teratur, dan lapisan Protokol Aplikasi memungkinkan pengguna mengakses dan menggunakan internet dengan cara yang bermakna.

Memahami arsitektur jaringan dan internet sangat penting bagi setiap profesional yang terlibat dalam perencanaan, perancangan, atau pengelolaan sistem jaringan. Pengetahuan ini memastikan bahwa masing-masing jaringan dirancang dan dipelihara secara efektif dan dapat berinteraksi dengan lancar dengan sistem internet yang lebih besar.

Memahami Lapisan Arsitektur Jaringan dan Internet: Model OSI

Dalam arsitektur jaringan, jaringan sering dianggap tersusun dari beberapa lapisan, seperti yang dijelaskan oleh model OSI. Model OSI (Open Systems Interconnection) adalah kerangka kerja yang diterima secara luas yang menjelaskan bagaimana berbagai protokol jaringan berinteraksi untuk menyediakan layanan jaringan.

Sementara model OSI terdiri dari tujuh lapisan, demi memahami arsitektur jaringan dan internet, kita akan fokus pada lima lapisan penting: lapisan aplikasi, lapisan transport, lapisan jaringan, lapisan tautan data, dan lapisan fisik. Setiap lapisan menjalankan fungsi tertentu dan berinteraksi dengan lapisan di atas dan di bawahnya.

Lapisan Aplikasi

Di bagian atas tumpukan dalam model OSI, lapisan aplikasi (lapisan 7) menyediakan antarmuka bagi pengguna untuk berinteraksi dengan layanan jaringan. Lapisan ini menampung berbagai protokol khusus aplikasi seperti HTTP untuk penjelajahan web, SMTP untuk email, FTP untuk transfer file, dan DNS untuk resolusi nama domain.

Lapisan Transportasi

Lapisan transport model OSI, lapisan 4, memastikan transfer data yang andal. Lapisan ini menggunakan dua protokol utama: TCP (Transmission Control Protocol), yang menawarkan transmisi data yang andal, dan UDP (User Datagram Protocol), yang menyediakan transmisi yang lebih cepat tetapi kurang andal.

Lapisan Jaringan

Lapisan 3 dalam model OSI, lapisan jaringan bertanggung jawab untuk merutekan paket data , yaitu memutuskan jalur paling efisien untuk transfer data dari sumber ke tujuan.

Lapisan Tautan Data

Lapisan 2 model OSI, lapisan tautan data, bertanggung jawab atas transmisi bingkai data yang andal antara node pada lapisan jaringan yang sama. Lapisan ini membuat dan mengakhiri koneksi jaringan, mengoreksi kesalahan yang mungkin terjadi pada lapisan fisik, dan memutuskan bagaimana perangkat pada jaringan berbagi sumber daya.

Lapisan Fisik

Landasan model OSI, lapisan fisik (lapisan 1), bertugas mentransmisikan aliran bit mentah melalui media fisik. Ini mencakup proses yang secara fisik mentransmisikan data dan mengendalikan antarmuka jaringan tempat data ditransmisikan. Lapisan ini menangani karakteristik mekanis, elektrik, fungsional, dan prosedural dari koneksi fisik antar perangkat.

Komponen Utama Desain Arsitektur Jaringan

Desain arsitektur jaringan melibatkan perpaduan rumit berbagai komponen yang harus bekerja secara harmonis untuk menghasilkan jaringan yang andal dan efisien. Hal ini melibatkan elemen perangkat keras dan perangkat lunak, yang menciptakan jaringan yang mampu mendukung operasi organisasi. Untuk memahami bagaimana elemen-elemen ini bersatu, mari kita bahas beberapa komponen utama secara lebih rinci:

Perangkat keras

Elemen perangkat keras dalam desain arsitektur jaringan mengacu pada perangkat fisik yang memfasilitasi komunikasi dalam jaringan. Ini termasuk:

·       Router : Router bertindak sebagai postmaster jaringan, yang mengarahkan lalu lintas data. Router menghubungkan jaringan dan mengirimkan paket data di antara jaringan berdasarkan alamat IP tujuan data.

·       Switch : Switch adalah pengontrol lalu lintas jaringan yang menyalurkan data ke perangkat yang tepat dalam suatu jaringan. Tidak seperti router, switch beroperasi dalam satu jaringan.

·       Server : Server adalah komputer berdaya tinggi yang menyimpan data dan aplikasi yang dapat diakses oleh perangkat dalam jaringan. Server dapat menjalankan banyak fungsi, termasuk penyimpanan file, hosting situs web, atau menjalankan aplikasi.

·       Firewall : Firewall adalah penjaga keamanan jaringan, melindungi jaringan dari akses tidak sah dan serangan jahat.

Protokol Jaringan

Protokol jaringan adalah serangkaian aturan yang mengatur cara perangkat dalam jaringan berkomunikasi. Protokol ini menentukan cara data diformat, dialamatkan, dikirim, dan diterima. Beberapa protokol jaringan utama meliputi:

·       Protokol Internet (IP) : IP bertanggung jawab untuk menangani dan merutekan paket data sehingga paket tersebut dapat melintasi jaringan dan mencapai tujuan yang tepat.

·       Transmission Control Protocol (TCP) : TCP memastikan data terkirim dengan andal melalui jaringan. TCP memecah data menjadi paket-paket, mengirimkannya, dan menyusunnya kembali di tempat tujuan.

·       User Datagram Protocol (UDP) : Tidak seperti TCP, UDP tidak menjamin pengiriman paket, sehingga lebih cepat tetapi kurang dapat diandalkan. UDP sering digunakan untuk streaming langsung dan bermain game, di mana kecepatan lebih penting daripada akurasi yang sempurna.

Media Transmisi

Media transmisi mengacu pada jalur fisik atau virtual yang dilalui data dari satu titik ke titik lain dalam jaringan. Ada dua jenis utama media transmisi:

·       Kabel : Jaringan kabel menggunakan kabel, yang paling umum adalah kabel Ethernet, untuk menghubungkan perangkat. Jaringan ini cenderung menawarkan kecepatan transfer data yang lebih cepat dan keamanan yang lebih baik karena tidak mudah terganggu dan diakses tanpa izin. Namun, jaringan ini kurang fleksibel karena keterbatasan fisik kabel, dan pemasangannya dapat memerlukan upaya dan sumber daya yang signifikan, terutama di lingkungan yang besar atau kompleks.

·       Nirkabel : Jaringan nirkabel mengirimkan data menggunakan gelombang radio (atau, yang kurang umum, sinyal inframerah). Bentuk jaringan nirkabel yang paling umum adalah Wi-Fi dan protokol transmisi data seluler seperti 4G dan 5G. Jaringan ini sangat fleksibel, memungkinkan perangkat terhubung dari mana saja dalam jangkauan sinyal, dan relatif mudah diatur, karena tidak memerlukan kabel fisik antarperangkat. Namun, koneksi nirkabel umumnya menawarkan kecepatan transfer data yang lebih lambat daripada jaringan kabel dan mungkin lebih rentan terhadap gangguan dan pelanggaran keamanan . Menerapkan langkah-langkah keamanan jaringan yang kuat, seperti Wi-Fi Protected Access (WPA3), sangat penting saat menyebarkan jaringan nirkabel.

Media transmisi ini berfungsi sebagai jalur komunikasi yang menghubungkan node-node dalam suatu jaringan. Pilihan antara koneksi kabel dan nirkabel dapat berdampak signifikan terhadap kecepatan, keandalan, keamanan, dan biaya jaringan.

Topologi Jaringan

Topologi jaringan mengacu pada tata letak fisik atau logis perangkat pada jaringan. Jaringan modern telah berevolusi secara signifikan dari topologi tradisional, dengan mengadopsi desain yang lebih kompleks dan efisien. Berikut ini adalah beberapa topologi jaringan modern :

·       Topologi Jaringan Mesh : Setiap perangkat (simpul) terhubung ke setiap simpul jaringan lainnya, menyediakan beberapa jalur bagi data untuk bergerak. Jaringan mesh menawarkan ketahanan dan redundansi, mengurangi kemungkinan kegagalan jaringan.

·       Topologi Jaringan Hibrida : Topologi ini menggabungkan dua atau lebih topologi berbeda untuk menciptakan jaringan yang lebih kompleks dan efisien. Topologi ini menawarkan manfaat dari setiap jenis topologi yang digabungkannya, meningkatkan keandalan dan kemudahan pengelolaan.

·       Software-Defined Networking (SDN) : SDN memisahkan bidang kontrol (yang membuat keputusan tentang bagaimana paket data dirutekan) dari bidang data (yang meneruskan paket data berdasarkan keputusan ini). Dengan mengelola jaringan secara terpusat melalui perangkat lunak dan memisahkan tata letak fisik dan logis jaringan, SDN menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dan manajemen yang lebih mudah.

·       Topologi Jaringan Peer-to-Peer (P2P) : Dalam jaringan P2P, node yang saling terhubung berbagi sumber daya tanpa bergantung pada server pusat. Pendekatan terdesentralisasi ini umum digunakan dalam sistem berbagi berkas dan komputasi terdistribusi.

·       Topologi Jaringan Hirarkis (Tree) : Topologi ini menggabungkan topologi bintang dan bus, dengan beberapa tingkat perangkat yang terhubung secara hierarkis. Topologi ini umumnya digunakan dalam jaringan area luas (WAN) dan jaringan internet berskala besar.

·       Topologi Jaringan Virtual (Overlay Network) : Jaringan virtual dibuat di atas jaringan fisik yang ada dan dapat memiliki topologi sendiri, terlepas dari infrastruktur yang mendasarinya. Jaringan virtual menawarkan fleksibilitas dan sering digunakan untuk jaringan privat virtual (VPN) dan jaringan area luas yang ditentukan perangkat lunak (SD-WAN).

·       Topologi Cloud (Multi-tenant) : Dalam topologi jaringan berbasis cloud, beberapa organisasi berbagi infrastruktur jaringan yang sama yang disediakan oleh penyedia layanan cloud . Topologi ini menawarkan skalabilitas, fleksibilitas, dan penghematan biaya.

·       Topologi Hybrid-Cloud : Topologi ini menggabungkan layanan cloud lokal (privat) dan publik. Topologi ini menawarkan skalabilitas dan fleksibilitas dengan tetap menjaga kontrol dan keamanan atas data dan aplikasi sensitif di infrastruktur cloud privat atau lokal.

·       Topologi Multicloud : Meskipun secara harfiah bukan sebuah "topologi", multicloud adalah strategi yang mengintegrasikan layanan cloud dari beberapa penyedia cloud independen, memanfaatkan layanan dan efisiensi masing-masing yang berbeda. Misalnya, jaringan dapat memanfaatkan AWS untuk pembelajaran mesin, Google Cloud untuk analitik, dan Azure untuk integrasi produk Microsoft. Tidak seperti pengaturan cloud hybrid, setiap cloud dalam multicloud beroperasi secara terpisah , dengan fokus pada memaksimalkan kekuatan masing-masing penyedia.

 

Perhatikan bahwa topologi jaringan tradisional – bus, ring, dan star – menjadi fondasi bagi desain jaringan modern ini, tetapi topologi yang lebih efisien dan fleksibel telah menggantikannya. Pemilihan topologi jaringan akan bergantung pada kebutuhan dan kendala spesifik jaringan, seperti biaya, kinerja, keamanan, dan persyaratan skalabilitas.

Ini hanyalah beberapa komponen yang terlibat dalam desain arsitektur jaringan. Arsitektur jaringan yang tangguh harus mempertimbangkan semua elemen ini dan lebih banyak lagi, termasuk protokol keamanan jaringan, perangkat lunak jaringan, layanan jaringan, dan kebutuhan pengguna jaringan. Dengan memahami komponen-komponen ini, arsitek jaringan dapat merancang jaringan yang tangguh, efisien, dan mampu mendukung kebutuhan organisasi.

Jaringan Publik vs. Jaringan Pribadi: Perbandingan

Jaringan publik dan privat menawarkan manfaat dan kekurangan yang unik berdasarkan desain dan tujuannya. Jaringan publik, yang dapat diakses oleh semua pengguna, umumnya kurang aman tetapi menyediakan aksesibilitas yang luas, yang membuatnya cocok untuk pertukaran informasi dalam skala besar. Sebaliknya, jaringan privat sangat terbatas, biasanya menawarkan keamanan dan kontrol yang lebih baik atas data. Organisasi sering kali lebih memilihnya untuk melindungi informasi sensitif dan menjaga privasi.

Manfaat dan Tantangan Arsitektur Jaringan yang Berbeda

Arsitektur jaringan yang berbeda melayani berbagai kebutuhan berdasarkan skala dan jangkauannya, dan masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan yang unik. Misalnya, Jaringan Area Lokal (LAN) menyediakan konektivitas berkecepatan tinggi dan transfer data yang efisien dalam area geografis yang terbatas, seperti kantor atau rumah. Sebaliknya, Jaringan Area Luas (WAN) menawarkan jangkauan yang luas yang mencakup kota atau negara tetapi dengan biaya kecepatan transfer data yang lebih lambat karena jarak yang jauh.

Jenis Umum Arsitektur Jaringan

Jaringan dapat disusun untuk mengelola dan mengendalikan aliran data dan komunikasi dengan berbagai cara. Jenis (atau gaya) arsitektur jaringan yang paling umum meliputi:

·       Peer-to-Peer (P2P): Dalam jaringan peer-to-peer, semua perangkat, yang sering disebut "peer," memiliki kemampuan dan tanggung jawab yang sama. Arsitektur ini tidak memerlukan server pusat, dan semua perangkat berkomunikasi secara langsung satu sama lain. Distribusi sumber daya dalam jaringan P2P membuat jaringan tersebut berpotensi lebih tangguh terhadap kegagalan daripada arsitektur terpusat, karena kegagalan satu node tidak berdampak signifikan pada seluruh jaringan.

·       Client-Server: Dalam arsitektur client-server, beberapa komputer (server) menyediakan layanan, dan komputer lain (klien) menggunakan layanan tersebut. Server memiliki daya pemrosesan dan penyimpanan yang lebih besar serta melakukan sebagian besar pekerjaan. Sentralisasi ini dapat mempermudah pemeliharaan jaringan tetapi juga menghadirkan satu titik kegagalan.

·       Hibrida: Jaringan hibrida menggabungkan elemen arsitektur klien-server dan peer-to-peer. Beberapa perangkat dalam jaringan bertindak sebagai klien dan mengakses layanan, sementara yang lain bertindak sebagai server dan menyediakan layanan. Beberapa perangkat menjalankan kedua peran tersebut.

·       Arsitektur Berbasis Cloud: Jaringan berbasis cloud menawarkan layanan dan penyimpanan melalui internet. Pengguna tidak perlu memelihara perangkat keras dan perangkat lunak mereka; sebagai gantinya, mereka dapat mengakses aplikasi dan penyimpanan yang disediakan oleh penyedia layanan cloud. Fleksibilitas ini memungkinkan penskalaan yang mudah dan aksesibilitas global.

·       Software-Defined Networking (SDN): Dalam arsitektur SDN, fungsi kontrol dan penerusan jaringan dipisahkan. Pemisahan ini memungkinkan manajemen dan kontrol terpusat atas seluruh jaringan, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan penyebaran layanan baru yang cepat.

Jenis Jaringan Berdasarkan Area Jangkauan

Selain gaya arsitekturnya, jaringan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan jangkauan atau area cakupannya, seperti:

Jaringan Area Lokal (LAN): LAN menghubungkan perangkat dalam area terbatas seperti rumah atau kantor. Jaringan ini efisien dan menawarkan konektivitas berkecepatan tinggi.

Wide Area Network (WAN): WAN menghubungkan perangkat di area geografis yang lebih luas, seperti antarkota atau negara. WAN sering kali lebih lambat daripada LAN karena jarak yang harus ditempuh data sangat jauh.

Metropolitan Area Network (MAN): MAN menghubungkan pengguna dalam satu kota. Jaringan ini lebih besar dari LAN tetapi lebih kecil dari WAN.

Jaringan Area Pribadi (PAN): PAN menghubungkan perangkat dalam ruang kerja atau jangkauan pribadi seseorang.

Internet (Jaringan dari Jaringan): Internet adalah jaringan global jaringan komputer yang terhubung melalui protokol TCP/IP.

Bagaimana Kentik Membantu Arsitek Jaringan

Kentik menawarkan platform observasi jaringan yang tangguh dengan berbagai fitur yang membantu arsitek jaringan merancang, mengelola, dan mengoptimalkan arsitektur jaringan mereka:

·       Kentik Map : Fitur ini menyediakan representasi visual infrastruktur jaringan Anda, baik di tempat maupun berbasis cloud. Fitur ini membantu arsitek memahami dengan cepat interkoneksi komponen jaringan dan dampaknya pada pola lalu lintas, kesehatan jaringan, dan pengiriman aplikasi. Baik Anda menangani arsitektur jaringan hibrida atau berfokus pada kesehatan atau lalu lintas jaringan, Kentik Map memberi Anda kejelasan yang Anda butuhkan.

·       Perencanaan Kapasitas Jaringan : Kentik mengotomatiskan perencanaan kapasitas jaringan, menawarkan prakiraan pertumbuhan dan tanggal habis pakai yang diproyeksikan. Hal ini memungkinkan arsitek untuk memutuskan kapan harus meningkatkan bandwidth atau mengubah konfigurasi jaringan untuk pengoptimalan yang lebih baik. Dari memantau kapasitas penyedia jaringan hingga memberi saran kepada klien tentang peningkatan jaringan, Kentik menyederhanakan manajemen kapasitas.

·       Temukan Peers : Dengan Kentik, arsitek jaringan dapat memantau tren penggunaan pada antarmuka peering dan transit, menginformasikan keputusan tentang penambahan layanan atau pembuatan layanan baru. Baik itu mengidentifikasi peluang pengoptimalan biaya, mengevaluasi calon mitra peering, atau menegakkan perjanjian peering, Kentik memberdayakan pengambilan keputusan berdasarkan data.

·       Rekayasa Lalu Lintas Jaringan : Kentik membantu dalam rekayasa lalu lintas BGP dengan mengidentifikasi kelompok awalan yang memengaruhi antarmuka yang padat. Kentik mengotomatiskan pengumpulan dan penyusunan data untuk tugas rekayasa lalu lintas, mengukur dampak lalu lintas secara tepat, dan membantu arsitek menghindari krisis kapasitas dengan analisisnya yang proaktif dan cerdas.

 

Sumber : https://www.kentik.com/kentipedia/network-architecture/