RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

PENGENALANDalam topik ini, kita akan memberi penumpuan terhadap rangkaian komputer. Rangkaian ialah gabungan atau koleksi komputer yang dihubungkan antara satu sama lain menggunakan berbagai media komunikasi dan peranti komunikasi yang membolehkan pengguna berkongsi data, maklumat, perkakasan dan perisian. Satu rangkaian boleh disusun atau dikongfigurasikan dalam berlainan cara. Tiga topologi rangkaian yang utama yang akan dibincangkan dalam ini ialah bintang, bas dan gelang. Selain itu, kita juga akan membincangkan 3 kaedah capaian rangkaian beserta perbandingannya. Di akhir topik ini, kita akan menyentuh satu lagi topik yang menarik iaitu jenis rangkaian. Antara jenis rangkaian ialah LAN, MAN dan WAN.

OBJEKTIFDi akhir topik ini, anda seharusnya dapat: 1. mengenal pasti 3 topologi utama rangkaian komputer; 2. mengetahui 3 kaedah capaian rangkaian serta perbandingannya; dan 3. menamakan 3 jenis rangkaian komputer beserta ciri-cirinya.

15.1

RANGKAIAN KOMPUTER

Dapatkah anda fikirkan bagaimana susunan fizikal satu komputer dengan komputer yang lain dalam sesuatu rangkaian.

Setiap komputer dalam rangkaian boleh mencapai dan menggunakan perkakasan dan peranti yang mungkin mahal ataupun tidak ekonomik untuk sebilangan kecil pengguna. Contohnya pencetak laser boleh dikongsi jika disambung ke rangkaian oleh pengguna rangkaian yang dibenarkan. Perisian yang mahal juga boleh dikongsi penggunaannya dengan menyimpan dalam satu komputer yang boleh dicapai oleh semua pengguna. Perisian yang sedemikian adalah perisian versi rangkaian ataupun perisian yang perlu dibayar lesennya secara lesen tapak (site license). Data atau maklumat yang disimpan dalam komputer yang dihubungkan ke rangkaian akan boleh dicapai dan dikongsi oleh pengguna rangkaian yang dibenarkan. Rangkaian wujud dalam berbagai saiz, bilangan dan susunan. Rangkaian boleh diwujudkan dengan merangkaikan dua buah komputer sehinggalah komputer seluruh semesta atau dunia, yang lebih dikenali sebagai Internet.202

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

15.2

TOPOLOGI RANGKAIAN

Topologi rangkaian, iaitu bagaimana susunan atau konfigurasi fizikal komputer dengan komputer yang lain dalam sesuatu rangkaian. Topologi rangkaian merujuk kepada bagaimana kaitan antara titik hujung atau stesyen, atau komputer yang disambungkan kepada rangkaian. Topologi juga ialah bentangan fizikal rangkaian. Pandangan lain tentang topologi ialah bagaimana media dipasang dan disambung ke nod (iaitu komputer atau peranti). Secara umumnya, topologi berkaitan dengan lapisan fizikal OSI. Tiga topologi yang lazim ialah bintang, bas dan gelang.

15.3

TOPOLOGI GELANG

Rajah 15.1 menunjukkan tatarajah topologi bintang iaitu semua nod atau komputer dihubungkan dengan membentuk satu gelung tertutup dan tiada komputer atau nod pusat wujud.

Rajah 15.1: Topologi gelang

OUM

203

RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

Data atau mesej akan dihantar dalam satu arah. Jika nod A ingin menghantar mesej ke nod C, token mesej itu akan dihantar dari nod A ke nod B. B akan mengabaikan mesej ini kerana bukan untuknya seperti yang ditunjukkan di dalam Rajah 15.2a. B kemudiannya menghantar token mesej itu ke C. Nod C akan menerima mesej tersebut seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 15.2b (lihat Rajah 15.2b) dan menghantar token perakuan terima ke nod A melalui nod D seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 15.2c.

Rajah 15.2: Penghantaran token mesej dalam rangkaian gelang

Dalam topologi gelang ini, token yang mengandungi mesej akan dihantar dari satu nod ke nod bersebelahan hinggalah token itu sampai ke nod destinasi. Setiap nod tidak boleh menyimpan token tanpa had masa. Token yang tidak berkenaan akan terus dihantar ke nod bersebelahan. Token yang sampai ke nod berkenaan, akan segera dihantar ke nod bersebelahan selepas isinya diambil/dibaca. Justeru itu, tiada satu pun nod yang akan menguasai atau memonopoli token tersebut. Rangkaian gelang lazimnya menggunakan wayar pasangan terpiuh dan kabel gentian optik dengan kelajuan lazim 4, 15, dan 100Mbps. Dalam rangkain gelang, nod akan disambung ke peranti yang disebut unit capaian berbilang stesyen (multistation access unit, MAU) yang membentuk gelang secara wayar dalaman.

Ada beberapa piawaian yang berkaitan dengan rangkaian gelang seperti yang dipiawaikan oleh ANSI seperti di dalam Jadual 15.1.

204

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

Jadual 15.1: Piawaian ANSI bagi Rangkaian Gelang

Latihan 15.1Bandingkan FDDI dengan CDDI.

15.4 TOPOLOGI BASDalam topologi bas sepertimana ditunjukkan dalam Rajah 15.3, media penghantaran terdiri dari wayar atau kabel tunggal yang setiap nod akan disambungkan. Kedua-dua hujung kabel tidak akan dicantum seperti topologi gelang. Setiap hujung kabel akan dipasang terminator untuk mengelak isyarat hilang atau isyarat suap balik.

Rajah 15.3: Topologi bas

OUM

205

RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

Setiap nod mempunyai pengecam atau alamat tersendiri. Misalkan stesyen A hendak menghantar bingkai-bingkai mesej (message frames) ke stesyen D. Bingkai mesej itu akan memasukkan alamat stesyen D dalam kepala bingkai. Bingkai itu akan berjalan dalam bas dan melalui stesyen B (lihat Rajah 15.3). B membaca alamat dan mengabaikan bingkai itu kerana bukan dialamatkan kepadanya. D mendapati bingkai itu untuknya dan seterusnya menyalin kandungan bingkai tersebut. Setiap stesen akan menghantar bingkai secara bergilir-gilir dalam satu bentuk kerjasama antara satu sama lain. Rangkaian bas juga ada beberapa piawaian. Piawaian yang paling terkenal ialah ethernet atau IEEE802.3. Kelajuan lazim rangkaian bas ialah 10,100, dan 1000 MBps, menggunakan media wayar pasangan terpiuh dan kabel gentian optik.

15.5

TOPOLOGI BINTANG

Dalam topologi bintang, semua stesyen atau nod akan dihubungkan dengan satu nod atau stesyen pusat seperti dalam Rajah 15.4.

Rajah 15.4: Topologi bintang

Stesen atau nod pusat boleh dilaksanakan dalam dua pendekatan. Pendekatan pertama ialah nod ini akan menyiar bingkai mesej ke semua nod yang disambungkan dan hanya ada satu stesen sahaja yang boleh menghantar mesej. Konsep nod pusat seperti ini disebut hab (lihat seksyen 15.8). Pendekatan kedua ialah nod pusat hanya menghantar ke stesyen destinasi sahaja dan lebih dari satu penghantaran boleh dilakukan pada setiap masa. Konsep kedua ini disebut konsep suis (lihat seksyen 15.9).

206

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

Latihan 15.21. 2. Apakah topologi? Apakah yang anda faham dengan konsep suis Topologi Bintang?

15.6

KAEDAH CAPAIAN RANGKAIAN

Kita mengamalkan kaedah capaian dalam kehidupan seharian iaitu kaedah bagaimana kita bersopan santun ingin memulakan perbualan, menarik perhatian, supaya mesej kita sampai ke sasaran. Begitu juga dalam rangkaian yang menentukan kaedah mencapai kemudahan rangkaian dalam menghantar dan menerima mesej. Terdapat tiga kaedah capaian untuk stesyen/nod mencapai dan berkongsi rangkaian untuk menghantar dan menerima data iaitu; kaedah undian, kaedah rebutan dan kaedah token seperti di dalam Rajah 15.5. Kaedah capaian ini mencerminkan topologi rangkaian. Kaedah capaian media atau rangkaian ini adalah sebahagian dari peraturan dalam protokol lapisan pautan data.

Rajah 15.5: Kaedah capaian

15.6.1

Kaedah Undian (Polling)

Dalam kaedah undian, peranti pemproses pusat atau nod pusat akan menjalankan panggilan kepada setiap stesyen dalam rangkaian untuk menentukan jika stesyen tersebut hendak menghantar mesej. Kemudian, setiap stesyen akan ditentukan giliran dalam menghantar mesej. Kaedah ini digunakan dalam topologi bintang. Kaedah ini akan mengurangkan perlanggaran data.

OUM

207

RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

15.6.2

Kaedah Rebutan (Contention)

Setiap stesyen/nod mempunyai peluang capaian yang sama. Dalam kaedah rebutan, stesyen/nod menghantar mesej kepada rangkaian atas dasar siapa dulu layan dahulu. Kaedah rebutan ini berfungsi dengan setiap stesyen memantau rangkaian jika ada mesej sedang dihantar. Jika tiada, sebarang stesyen/nod mula menghantar mesej. Kaedah mengesan sama ada mesej sedang dihantar dalam rangkaian disebut penderiaan pembawa (carrier sensing). Kebolehan setiap nod/stesyen mencapai media rangkaian untuk menghantar mesej disebut capaian berbilang (multiple access). Penghantaran mesej yang banyak dan serentak akan menyetopikkan mesej tersebut bertembung atau mengganggu antara satu sama lain. Pertembungan ini disebut pelanggaran (collision). Keseluruhan ketiga-tiga kaedah ini disebut kaedah penderiaan-pembawa capaianberbilang dengan pengesanan ralat (carrier-sense multiple-access with collision detection, CSMA/CD). Dengan cara CSMA/CD, stesyen/nod akan menghantar mesej jika rangkaian dirasakan tidak digunakan. Jika berlaku pelanggaran data, kaedah CSMA/ DA akan menghantar satu isyarat kepada semua stesyen/nod untuk memaklumkan bahawa pelanggaran telah berlaku. Setiap stesyen/nod akan berhenti menghantar data apabila menerima isyarat ini. Kemudian, setiap stesyen/nod akan menentukan secara rawak untuk memulakan kembali proses menghantar data. Semua ini berlaku dalam tempoh masa milisaat sahaja! Kaedah ini digunakan dalam topologi bas. Piawaian berbagai senibina CSMA/CD diliputi oleh piawaian IEEE802.3. Protokol untuk kaedah ini juga dikenali sebagai protokol Ethernet.

15.6.3

Kaedah Penghantaran Token (Token-Passing)Token ialah satu corak bit yang telah tertakrif iaitu dari segi saiz dan corak.

Dalam kaedah token, stesyen/nod akan menggunakan token untuk menghantar mesej (token boleh diibaratkan sebagai satu bekas kosong). Hanya terdapat satu token dalam rangkaian. Token ini akan sentiasa bergerak dalam rangkaian. Stesyen/nod akan mengambil token jika ia ingin menghantar data. Jika token itu kosong, stesyen/nod akan memasukkan data ke dalam token dan melepaskan token kembali ke dalam rangkaian. Jika token tidak kosong, stesyen/nod akan melepaskan token kembali ke dalam rangkaian tanpa sebarang tindakan. Token yang berisi data ini akan dihantar ke seluruh rangkaian.Semua stesyen/nod lain akan melihat token ini, jika data pada token untuk dirinya, data itu akan diambil dan token yang kosong dikembalikan kepada rangkaian. Proses ini akan berterusan. Dalam kaedah ini, pelanggaran data dapat dielakkan. Ada kemungkinan yang token akan hilang jika nod yang menyimpan token itu rosak atau berlaku ralat penghantaran. Satu nod akan dilantik sebagai monitor aktif dan nod lain dilantik sebagai monitor tunggusedia (standby) untuk memulihkan token yang hilang. Monitor aktif akan sentiasa menghantar mesej yang ia aktif. Jika monitor aktif gagal menghantar mesej, nod tunggusedia akan mengambilalih tugas monitor aktif. Kaedah ini menjamin tiada berlaku kehilangan nod.208

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

Kaedah token digunakan dalam topologi gelang dan bas. Dalam topologi bas, tertib gerakan token akan mengikut alamat setiap nod. Piawaian berkaitan token gelang ialah IEEE802.5.

15.6.4

Perbandingan

Dua kaedah kawalan capaian media atau rangkaian yang lazim ialah kaedah penghantaran token dan CSMA/CD. Jadual 15.2 menunjukkan perbandingan kedua-dua kaedah atau protokol tersebut.Jadual 15.2: Perbandingan Penghantaran Token dan CSMA/CD

Latihan 15.31. 2. Apakah maksud piawaian IEEE802.3, 802.4 dan 802.5? Nyatakan kebaikan menggunakan kaedah penghantaran token.

15.7

JENIS RANGKAIAN

Antara jenis rangkaian ialah rangkaian kawasan setempat(local area network, LAN), rangkaian luas (wide area network, WAN), dan rangkaian metropolitan (metropolitan area network, MAN) seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 15.6.

OUM

209

RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

Rajah 15.6: Jenis-jenis rangkaian

Untuk memahami jenis-jenis rangkaian, beberapa istilah penting diperkenalkan; (i) (ii) Nod: Satu nod merujuk kepada satu peranti yang dihubungkan pada rangkaian. Contoh satu nod adalah satu komputer atau peranti storan. Pelayan: Satu nod pelayan yang boleh berkongsi sumber dengan nod lain. Ia menyimpan data yang dicapai oleh nod pelanggan. Ia disebut juga sebagai pelayan fail, pelayan pencetak, pelayan web atau pelayan pangkalan data. Komputer pelayan juga berfungsi menguruskan rangkaian. Lazimnya ia merupakan sebuah komputer berkuasa tinggi yang menggunakan sistem pengendalian Unix atau Linux.

(iii) Pelanggan/stesyen kerja: Satu komputer yang boleh digunakan untuk mendapatkan perkhidmatan seperti data dan pemprosesan dari komputer pelayan, mencapai Internet dan sebagainya. Mungkin terdiri dari komputer peribadi atau stesyen kerja. (iv) Komputer hos: komputer kerangka besar, mini komputer atau komputer pelayan.

15.7.1

Rangkaian Kawasan Setempat (LAN)

Rangkaian setempat (LAN) adalah satu rangkaian setempat yang digunakan untuk berkongsi perisian, storan dan data. Ia biasanya bersaiz kecil dan tidak melibatkan talian telefon. Rangkaian LAN menghubungkan komputer dalam kawasan geografi yang210

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

terhad, seperti pejabat, sekolah dan lain-lain. LAN memerlukan saluran komunikasi, komputer dan peranti rangkaian, kad antaramuka rangkaian dan sistem pengendalian rangkaian. Media yang digunakan terdiri dari kabel terpiuh, kabel sepaksi atau gentian optik. Peranti yang digunakan termasuk hab, pencetak dan komputer peribadi. Setiap komputer perlu mempunyai NIC (Network Interface Card) untuk di sambungkan pada rangkaian. Dua teknologi yang biasa digunakan pada LAN adalah Ethernet dan gelang token. Untuk menyambungkan dua LAN yang berbeza, peranti get laluan digunakan. Peranti titi atau penghala boleh digunakan untuk menghubungkan rangkaian dengan dunia luar.

15.7.2

Rangkaian Kawasan Luas (WAN)

Rangkaian kawasan luas (WAN) adalah rangkaian komputer yang melibatkan jarak yang jauh atau kawasan geografi yang luas seperti negeri. Rangkaian ini memerlukan gabungan talian telefon, mikrogelombang, satelit dan media penghantaran lain. WAN boleh dianggap sebagai gabungan dua atau lebih LAN. Komputer dalam WAN biasanya dihubungkan melalui rangkaian awam. Sebagai contoh, UKM menggunakan talian suwa untuk menghubungkan rangkaian komputer di kampus utama Bangi dengan rangkaian komputer di HUKM, Cheras. Rajah 15.7 menunjukkan contoh WAN.

Rajah 15.7: Rangkaian kawasan luas (WAN)

15.7.3

Rangkaian Kawasan Metropolitan (MAN)

Rangkaian kawasan metropolitan (MAN) terletak di antaran LAN dan WAN. MAN menyediakan khidmat yang lebih dari LAN termasuk gabungan suara, data, imej dan video. MAN selalunya mengoptimumkan penghantaran suara dan data. MAN tidak beroperasi menggunakan talian telefon awam. MAN menggunakan media penghantaran berprestasi tinggi (lazimnya gentian optik) dan menjangkau seluruh bandar. Di Malaysia, MAN ini boleh dikaitkan dengan bandar bestari yang menyediakan rangkaian khas untuk sesuatu bandar, misalnya Putrajaya.

OUM

211

RANGKAIAN KOMPUTER

TOPIK 15

15.8

PROTOKOL RANGKAIANProtokol adalah satu piawai untuk pertukaran data di antara satu komputer dengan komputer yang lain. Ia digunakan untuk mengawal komunikasi dalam rangkaian.

Protokol terdapat dalam perisian rangkaian yang digunakan dan perkakasan komunikasi. Protokol menetapkan bagaimana penerima dan penghantar berkomunikasi. Dengan adanya protokol, dua peranti boleh berkomunikasi antara satu sama lain. Ia memastikan agar data dapat dihantar, kelajuan data yang dihantar adalah optimal, penetapan kaedah dupleks dan sebagainya. Dengan adanya protokol, peranti dari pengilang yang berbeza boleh digunakan dengan peranti dari pengilang yang lain. Rangkaian yang mempunyai protokol berbeza tidak boleh berkongsi data antara satu sama lain. Terdapat banyak protokol telah dibangunkan untuk tujuan penghantaran data dalam rangkaian. Selain protokol TCP/IP yang telah dibincangkan sebelum ini, ada protokol lain yang terdapat di pasaran. Antaranya ialah seperti di dalam Jadual 15.3.Jadual 15.3: Protokol yang Terdapat di Pasaran Protokol SNA (System Network Architecture) dari IBM NetBEUI dari Microsoft Keterangan Protokol ini digunakan dalam rangkaian yang melibatkan komputer kerangkabesar dan minikomputer. Protokol ini digunakan untuk menghubungkan komputer dalam satu rangkaian setempat. Sebagai contoh, kaedah perkongsian network neighbourhood yang terdapat pada Windows 95/98 adalah berasaskan protokol ini. Protokol ini digunakan untuk komputer jenis Macintosh. Protokol ini digunakan untuk rangkaian komputer peribadi. Satu ketika dahulu, protokol ini merupakan satu protokol yang paling banyak digunakan dalam rangkaian komputer PC. Kini, protokol ini telah semakin kurang digunakan. (IPX = internetwork packet exchange, SPX = sequenced packet exchanged). Protokol ini digunakan dalam rangkaian komputer peribadi. Ia juga terdapat dalam Windows 95/98. Protokol untuk rangkaian data awam. Protokol untuk penghantaran mel elektronik antara komputer.

AppleTalk dati Apple IPX/SPX dari Novell

NetBIOS dari IBM X.25 X.400

212

OUM

TOPIK 15

RANGKAIAN KOMPUTER

Latihan 15.41. 2. 3. Apakah perbezaan di antara WAN dan LAN? Apakah Topologi LAN? Nyatakan 2 jenis protokol yang terdapat di pasaran.

RUMUSANDalam topik ini kita telah menyentuh satu topik yang menarik iaitu rangkaian. Seperti yang dipelajari, rangkaian komputer ialah sistem komunikasi yang menyambung dua atau lebih komputer yang bekerjasama untuk bertukar maklumat dan berkongsi sumber. Rangkaian mungkin mudah atau kompleks, setempat atau tersebar di kawasan bumi yang luas. Perbezaan utama antara LAN, MAN dan WAN ialah keluasan kawasan liputannya. Setiapnya mungkin mempunyai berbagai kombinasi perkakasan seperti mikrokomputer, minikomputer, kerangka utama dan pelbagai peranti perisian. Seperti biasa sebelum ke topik seterusnya, cuba dahulu latihan-latihan yang disediakan.

OUM

213