Pengenalan
Rangkaian Kawasan Setempat atau LAN (Local Area Network) adalah sistem yang mengandungi peranti (device) yang berhubung di antara satu sama lain di dalam kawasan geografi yang terhad jaraknya, biasanya meliputi satu bangunan atau beberapa bangunan yang berdekatan. Keluasan rangkaian LAN biasanya merangkumi radius 10km dan tidak memerlukan teknologi sambungan jauh yang disediakan oleh syarikat telekomunikasi.
Ada beberapa teknologi LAN yang popular seperti Ethernet,Token Ring dan FDDI. Setiap mereka mempunyai cara kerja dan perkakasan tersendiri , tetapi dalam tugasan ini hanya akan membincangkan teknologi LAN yang paling popular iaitu Ethernet.
Ethernet menggunakan konsep Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) protokol refer standard IEEE 802.3.
Konsep CSMA/CD adalah pengurusan bagi penghantaran data oleh komputer/device secara serentak. Semua komputer boleh menghantar data pada bila-bila masa tetapi sebelum data dihantar, ia akan cuba melihat dahulu jika ada komputer lain menghantar data. Jika ada, ia akan menunggu untuk seketika (random time) dan menghantar semula apabila berlaku kekosongan pada talian.
Secara teknikalnya apabila komputer A contohnya cuba menghantar packet ia akan melihat dahulu jika ada kehadiran signal digital pada talian tersebut. Jika clear (tiada signal ) maka penghantaran packet akan diteruskan dan jika ada signal (talian digunakan) maka signal "jam "akan dihantar supaya komputer A berhenti menghantar packet tersebut. Jika cubaan hantar sebanyak 15 kali berlaku (collision) dan line masih sibuk , "time out" akan berlaku dan packet perlu dihantar semula.
Ethernet menyediakan pilihan medium penghantaran yang berbeza dari segi kelajuan dari 1Mbps sehinggalah 1000Mbps. Medium tersebut adalah tersenarai dibawah :-
1. Thick coaxial cable (kabel sepaksi tebal) dipanggil jalur asas (baseband),thicknet atau 10Base5. Frekuensi:(500MHz)
1. Thick coaxial cable (kabel sepaksi tebal) dipanggil jalur asas (baseband),thicknet atau 10Base5. Frekuensi:(500MHz)
2. Thin coaxial cable dipanggil thinnet Frekuensi:(50MHz)
3. Kabel Kategori 3- Cat 3 10BaseT Frekuensi:(16 MHz)
4. Kabel Kategori 5 - Cat 5 10BaseT,100BaseT (Fast Ethernet)- Frekuensi:100MHz
5. Fiber optik 1000BaseT atau Gigabit Ethernet. – Frekuensi tidak terhad.
Nota: Kabel Kategori 4 (biasanya ia dipanggil menggunakan nama singkatan Cat4,Cat5 dan sebagainya) twisted pair hanya digunakan untuk 16Mbps bagi rangkaian Token Ring. Dan jika dilihat penggunaan Cat 5 memudahkan bagi kita untuk rancangan upgrade akan datang jika network kemudiannya diupgrade dari 10Mbps kepada 100Mbps atau Fast Ethernet.
Satu lagi yang perlu diberi perhatian adalah penggunaan full duplex pada NIC. Full duplex membolehkan menghantar dan menerima frame dengan serentak. Andaikan dengan penggunaan full duplex penggunaan talian adalah seperti sebuah jalan raya dua hala dibandingkan dengan jalan raya sehala iaitu operasi normal ethernet dengan half duplex.Dengan full duplex, tiada perlanggaran berlaku dan operasi CSMA/CD tidak dipraktikkan di sini.
Jika NIC anda menyokong penggunaan full duplex maka bolehlah anda gunakan tetapi perubahan setting perlu dibuat kepada kedua-dua belah pihak, jika tidak sambungan tersebut akan menghasilkan banyak error.Perhatian perlu diberi iaitu full duplex hanya boleh digunakan pada sambungan kepada switch dan router sahaja. Hub tidak boleh menggunakan full duplex. Auto-negotiation
Perkakasan LAN
Hub
Hub berbanding dengan switch bekerja di lapisan fizikal OSI Layer. Ia juga dipanggil multiport repeaters atau concentrators maka hanya bekerja untuk menguatkan signal yang diterima dan menghantar semula kepada port-port lain. Hub yang murah dipasaran mungkin mempunyai ciri-ciri intelligent yang minimum tanpa sebarang processor.
Hub digunakan pada network yang menggunakan topologi bintang (star topology). Ia merupakan tempat pertemuan peranti rangkaian (PC, printer dan sebagainya).Hub biasanya disimpan didalam kabinet rangkaian dan mempunyai sambungan RJ45 kepada peralatan komputer atau kepada plate dinding terlebih dahulu.
Kelebihan sambungan star topologi ini adalah lebih mudah untuk mengawal dan men "trouble shoot" masalah jika berlaku failure didalam network yang besar kerana semua kabel datang dari punca yang berpusat pada satu tempat. Peralatan network seperti komputer dan printer juga mudah untuk dipindahkan apabila perlu tanpa mengganggu peralatan network yang lain.
Satu lagi perhatian yang perlu diberikan adalah mengenai sambungan kabel 10BaseT yang digunakan untuk menghubungkan hub kepada hub/switch lain adalah menggunakan crossover kabel. Tetapi ada juga hub yang boleh menggunakan straight through kabel seperti hub yang mempunyai MDI unit .
Satu lagi perhatian yang perlu diberikan adalah mengenai sambungan kabel 10BaseT yang digunakan untuk menghubungkan hub kepada hub/switch lain adalah menggunakan crossover kabel. Tetapi ada juga hub yang boleh menggunakan straight through kabel seperti hub yang mempunyai MDI unit .
Switch
Konsep switch adalah hampir sama dengan hub. Kita boleh katakan switch adalah sebuah hub tetapi hub bukanlah sebuah switch kerana ciri-cirinya intelligent yang ada pada switch.Istilah switch selalu dikelirukan dengan hub.Perbandingan antara switch dan hub
Disini saya ambil contoh perbandingan antara 10MB Ethernet hub dan switch.
Konsep switch adalah hampir sama dengan hub. Kita boleh katakan switch adalah sebuah hub tetapi hub bukanlah sebuah switch kerana ciri-cirinya intelligent yang ada pada switch.Istilah switch selalu dikelirukan dengan hub.Perbandingan antara switch dan hub
Disini saya ambil contoh perbandingan antara 10MB Ethernet hub dan switch.
| Hub | Switch |
| Semua port dalam sebuah hub berkongsi 10MB bandwidth contohnya bagi hub yang mempunyai 8 port , 10MB akan dikongsi oleh 8 user. Bermakna jika ada seorang user bernama Abu mendownload sebuah file multimedia yang bersaiz besar, maka hanya sedikit sahaja bandwidth yang boleh digunakan untuk user lain | Switch pula boleh mencapai 10MB bandwidth bagi setiap port. Semua user boleh mendapat sambungan maksimum 10MB dan juga jika Raju adalah bos dalam sebuah organisasi maka dia boleh menyuruh system adminnya mendedikasi sambungan 10MB untuk PCnya sahaja dan sambungan bandwidth yang kurang untuk user2 lain. |
| Hub akan menghantar semua packet yang diterima oleh satu port ke semua port2 lain walaupun hanya satu port sahaja yang sepatutnya menerima packet tersebut. Contohnya komputer X menghantar data ke komputer Y, maka setiap port akan menerima packet tersebut walaupun hanya komputer Y yang sepatutnya menerimanya. | Switch pula lebih bijak dari hub dan akan menghantar packet kepada destinasinya sahaja. Kelebihan ini adalah kerana switch mempunyai ciri2 intelligent iaitu boleh menyimpan table MAC address NIC (network interface card) peralatan komputer lain dengan membuat perbandingan sebelum menghantar ke destinasinya yang betul. Dengan cara ini "network utilisation" dapat dikurangkan kerana bandwidth digunakan dengan lebih efficient. |
| Collision kerap berlaku kerana 10MB bandwidth dikongsi oleh beberapa ports. Jika berlaku penghantaran packet serentak diantara user2 tersebut packet tersebut menunggu masa yang lebih lama sebelum dihantar semula. | Collision mungkin tidak/kurang berlaku kerana network boleh disegmenkan kerana packet hanya dihantar ke destinasinya dan bukan ke semua port2 lain. |
Router
Router bekerja di lapisan ke 3 OSI Layer. Secara amnya tugas router adalah untuk menghantar/menghalakan packet dengan menggunakan metrik yang paling optimal ke destinasinya.
Arah packet yang dihantar mungkin boleh dipelajari dari maklumat lapisan ke 3 OSI layer iaitu IP address. Selalu dikaitkan sebagai gateway tetapi sebenarnya tidak semestinya gateway adalah router. Router mengandungi komponen hardware dan juga software contohnya bagi router Cisco software yang digunakan bernama Cisco IOS (Internetworking Operating System). Hardware sebuah router terdiri daripada CPU contohnya Cisco router 2505 menggunakan processor 20MHz Motorola 68EC030.Selain dari itu ia juga mempunyai komponen memori seperti ,NVRAM,flash RAM dan juga RAM. Sambungan ke peralatan network lain menggunakan ports contohnya serial ports.
Arah packet yang dihantar mungkin boleh dipelajari dari maklumat lapisan ke 3 OSI layer iaitu IP address. Selalu dikaitkan sebagai gateway tetapi sebenarnya tidak semestinya gateway adalah router. Router mengandungi komponen hardware dan juga software contohnya bagi router Cisco software yang digunakan bernama Cisco IOS (Internetworking Operating System). Hardware sebuah router terdiri daripada CPU contohnya Cisco router 2505 menggunakan processor 20MHz Motorola 68EC030.Selain dari itu ia juga mempunyai komponen memori seperti ,NVRAM,flash RAM dan juga RAM. Sambungan ke peralatan network lain menggunakan ports contohnya serial ports.
Gambar sebuah Cisco Router 4000 Series.
Contoh penggunaan router untuk menghubungkan dua LAN yang berada dua lokasi yang berlainan melalui sambungan WAN.
Router menghubungkan dua LAN biasanya melalui sambungan WAN.
Ambil contoh gambar di atas. "Logical path" atau route antara LAN Host ABC dan LAN Host XYZ melalui beberapa jenis rangkaian data link iaitu ethernet,FDDI dan token ring. Untuk melaluinya frame akan di "encapsulate" (dikapsulkan), andaikan seperti surat yang dimasukkan kedalam sampul surat yang pada level ini dipanggil packet.
Setiap kali melalui rangkaian data link tersebut, frame mempunyai format yang tersendiri.(contohnya, format frame yang melalui ethernet akan berbeza dengan FDDI dan token ring.) tetapi data yang dihantar tetap sama.
1) Host ABC mengkapsulkan data yang dihantar kepada sebuah packet untuk melalui rangkaian data link ethernet (LAN). Data akan dihantar kepada default gateway iaitu router A . (Data dimasukkan ke dalam sampul surat pertama dan seterusnya dimasukkan ke sampul surat yang lebih besar apabila sampai ke router A). Destinasi yang dikenalpasti bagi frame tersebut adalah interface pada router A dan asal (source) pula adalah host ABC.
2) Router A akan menanggalkan packet tadi dari ethernet frame kerana router A sudah mengenalpasti bahawa hop seterusnya adalah dari jenis rangkaian data link FDDI yang berbeza jenis formatnya. Sebelum keluar dari interface router A , data akan dikapsulkan lagi ke dalam format frame FDDI. Sekarang destinasi yang dikenalpasti bagi frame ini adalah FDDI interface bagi router B dan asal (source) pula adalah FDDI interface bagi router B.
3) Perkara yang sama berlaku pada rangkaian C iaitu proses penanggalan format frame pada rangkaian yang seterusnya seperti sebelumnya.Destinasi yang dikenalpasti adalah sebuah WAN menggunakan link serial yang mungkin menggunakan format HDLC dan sebagainya dan source asal juga adalah serial interface router B.
4) Akhirnya, pada peringkat terakhir router C menggunakan frame format Token Ring setelah mengetahui bahawa destinasi terakhir ini menggunakan rangkaian token ring. Packet akhirnya sampai ke destinasi iaitu host XYZ.
Contoh diatas menunjukkan cara asas bagaimana router berfungsi apabila melalui berbagai jenis rangkaian datalink yang berbeza. Proses pengkapsulan(encapsulation) dan penyahkapsulan (de-encapsulation) berlaku apabila melalui jenis rangkaian yang berbeza.
Protokol Penghalaaan (Routing Protocol)
Dalam sebuah rangkaian yang besar dan kompleks, router mungkin mempunyai banyak pilihan jalan yang boleh digunakan untuk menghantar data ke destinasinya. Tugas router di sini adalah untuk memilih cara/jalan terbaik dan optimum dari maklumat yang dihasilkan melalui proses pertukaran maklumat antara router tersebut dan yang lain. Prosedur untuk memilih "route" yang terbaik ini dipanggil "routing protocol".
"Routing table" boleh dibina oleh router untuk memudahkan data dihantar ke destinasinya. Bagaimanakah ianya dibina? Ada dua cara pertama melalui definisi yang ditetapkan sendiri oleh pengguna router melalui "static routing" atau keduanya melalui dynamic routing protocol di mana routing table dibina secara dinamik oleh routing protocol seperti RIP,OSPF dan sebagainya.
"Routing table" boleh dibina oleh router untuk memudahkan data dihantar ke destinasinya. Bagaimanakah ianya dibina? Ada dua cara pertama melalui definisi yang ditetapkan sendiri oleh pengguna router melalui "static routing" atau keduanya melalui dynamic routing protocol di mana routing table dibina secara dinamik oleh routing protocol seperti RIP,OSPF dan sebagainya.
Jenis -jenis Protokol Penghalaan
Ada beberapa jenis routing protocol.
1) Penghalaan statik (static routing) - Dalam statik routing, hala dimana packet dihantar adalah tetap dan tidak berubah.Dalam kes ini, pengguna router telah mendefinisikan bahawa packet perlu dihantar menggunakan mapping yang telah ditetapkan walaupun ada cara lain untuk packet tersebut sampai ke destinasinya. Kelemahan penghalaan jenis ini adalah, router tidak mempunyai pilihan jika berlaku perubahan topologi rangkaian contohnya apabila hala yang ditetapkan itu tiba-tiba gagal berfungsi.
Ada beberapa jenis routing protocol.
1) Penghalaan statik (static routing) - Dalam statik routing, hala dimana packet dihantar adalah tetap dan tidak berubah.Dalam kes ini, pengguna router telah mendefinisikan bahawa packet perlu dihantar menggunakan mapping yang telah ditetapkan walaupun ada cara lain untuk packet tersebut sampai ke destinasinya. Kelemahan penghalaan jenis ini adalah, router tidak mempunyai pilihan jika berlaku perubahan topologi rangkaian contohnya apabila hala yang ditetapkan itu tiba-tiba gagal berfungsi.
2) Penghalaan dinamik. (dynamic routing) - Dynamic routing ini dibina dari "routing updates" yang diterima oleh router. Mesej "routing updates" ini memberitahu router tentang maklumat terbaru yang diterima jika berlaku perubahan dalam rangkaian yang memerlukan algoritma routing ini (contohnya untuk memilih route yang terbaik) dikira semula dan routing table akan dikemaskini dari maklumat tersebut. Antara dynamic routing protocols yang popular adalah dari jenis RIP,IGRP,OSPFdan BGP.
Permasalahan Ethernet
Di sini saya ingin berkongsi pengalaman mengenai masalah biasa yang menyebabkan rangkaian Ethernet kita slow dan mungkin juga intermitent. Insyaallah kita boleh kongsi bersama.
Troubleshooting Ethernet
Saya senaraikan antara error yang menyebabkan rangkaian Ethernet memberikan masalah:
1. CRC (Cyclic Redundancy Check) atau FCS (Frame Check Sequence) error.
Setiap frame yang dihantar oleh ethernet akan disertakan pada hujungnya 32 bit CRC. Dan jika penerima frame tersebut mengesan "error" . Lihat gambarajah di bawah berdasarkan Ethernet IEEE 802.3.
Saya senaraikan antara error yang menyebabkan rangkaian Ethernet memberikan masalah:
1. CRC (Cyclic Redundancy Check) atau FCS (Frame Check Sequence) error.
Setiap frame yang dihantar oleh ethernet akan disertakan pada hujungnya 32 bit CRC. Dan jika penerima frame tersebut mengesan "error" . Lihat gambarajah di bawah berdasarkan Ethernet IEEE 802.3.
| Preamble 56 bit | SFD 8it | Destination (destinasi) Address 48bit | Source (Punca) Address 48 bits | Length atau Type 16 bits | Data 46 hingga 1500bytes | FCS 32bits |
Secara teorinya nilai FCS bergantung kepada pengiraan polynomial berdasarkan bit-bit terdahulu iaitu destination address,source,type dan data. Dari nilai tersebut jumlah nilai FCS dihasilkan dan penerima frame akan mengira semula nilai tersebut sekali lagi dan membandingkan dengan nilai FCS yang diterima. Jika jumlah tersebut berlainan maka bermakna frame tersebut telah rosak dan tidak boleh digunakan. Error jenis ini sepatutnya jarang berlaku tetapi kemungkinan berlakunya mungkin berpunca dari masalah sambungan kabel , sambungan connector yang tidak sempurna dan juga interface (mungkin NIC, mungkin port ) yang tidak baik. Jika masalah ini berlaku mungkin apa yang boleh dibuat adalah menggunakan cable tester untuk melihat sama ada nilai sambungan connector atau kabel menurut spesifikasi.
2. Alignment errors.
Berpunca dari pengiraan frame yang tidak mempunyai jumlah octet dalam bentuk integer dan mempunyai nilai FCS yang rosak. Mungkin disebabkan oleh transmitter yang rosak atau masalah kabel.
3. Runts atau Fragments
Runts dalam Bahasa Malaysia membawa maksud kecil,lemah dan tidak penting. Di sini
2. Alignment errors.
Berpunca dari pengiraan frame yang tidak mempunyai jumlah octet dalam bentuk integer dan mempunyai nilai FCS yang rosak. Mungkin disebabkan oleh transmitter yang rosak atau masalah kabel.
3. Runts atau Fragments
Runts dalam Bahasa Malaysia membawa maksud kecil,lemah dan tidak penting. Di sini
membawa erti frame yang saiznya kurang dari 64 bytes dan selalunya mempunyai nilai FCS yang tidak valid. Perkara ini adalah normal kerana berlakunya collision.
4. Jabbers -Jabber adalah frame yang saiznya lebih dari standard 1518 bytes dan mempunyai FCS error. Mungkin berpunca dari interface yang tidak elok.
5. Collisions - ini bukanlah error malah perkara normal bagi Ethernet (sila rujuk cara Ethernet berfungsi) tetapi collisions yang tinggi boleh menyebabkan masalah pada segmen. Satu masalah yang pernah saya jumpa disebabkan oleh collision adalah disebabkan oleh duplex setting yang tidak betul contohnya NIC A menggunakan Full Duplex tetapi NIC B menggunakan half duplex. Juga berlaku disebabkan oleh spesifikasi vendor yang berlainan terutamanya apabila auto negotiation digunakan. Cara penyelesaian ialah menggunakan cara manual (force bukan auto negotiate) pada kedua belah pihak (NIC/port) di"set"kan duplex dan speed yang sama.
Anda mungkin mendapatkan symptom-symptom di atas melalui sniffer atau pun dari statistik dan log yang dihasilkan oleh SNMP dan RMON.
5. Collisions - ini bukanlah error malah perkara normal bagi Ethernet (sila rujuk cara Ethernet berfungsi) tetapi collisions yang tinggi boleh menyebabkan masalah pada segmen. Satu masalah yang pernah saya jumpa disebabkan oleh collision adalah disebabkan oleh duplex setting yang tidak betul contohnya NIC A menggunakan Full Duplex tetapi NIC B menggunakan half duplex. Juga berlaku disebabkan oleh spesifikasi vendor yang berlainan terutamanya apabila auto negotiation digunakan. Cara penyelesaian ialah menggunakan cara manual (force bukan auto negotiate) pada kedua belah pihak (NIC/port) di"set"kan duplex dan speed yang sama.
Anda mungkin mendapatkan symptom-symptom di atas melalui sniffer atau pun dari statistik dan log yang dihasilkan oleh SNMP dan RMON.
No comments:
Post a Comment