Apa itu jaringan komputer?

Jaringan, atau jaringan komputer, menghubungkan dua atau lebih perangkat komputasi (misalnya, komputer desktop, laptop, perangkat mobile, router, aplikasi) untuk memungkinkan transmisi serta pertukaran informasi dan sumber daya.

Perangkat berjaringan mengandalkan protokol komunikasi, yakni aturan yang menjelaskan cara mengirim atau bertukar data di jaringan, untuk berbagi informasi melalui koneksi fisik atau nirkabel.

Jaringan komputer menjadi penopang bagi hampir semua pengalaman digital, dari komunikasi dan hiburan pribadi hingga operasi bisnis cloud-native dan infrastruktur global. Dirancang untuk skalabilitas, kecepatan, dan keamanan TI, jaringan saat ini mendukung aliran data dinamis di berbagai sistem on-premise dan lingkungan cloud tervirtualisasi.

Sebelum praktik jaringan kontemporer, para insinyur ilmu komputer harus memindahkan komputer secara fisik untuk berbagi data antara perangkat, yang merupakan pekerjaan merepotkan, mengingat komputer pada saat itu berukuran besar dan berat.

Untuk menyederhanakan prosesnya (terutama bagi pekerja pemerintahan), Departemen Pertahanan Amerika Serikat mendanai pembuatan jaringan komputer fungsional pertama (yang akhirnya diberi nama ARPANET) pada akhir tahun 1960-an. Tonggak pencapaian ini menyediakan fondasi bagi internet sekaligus jaringan cloud, yang saat ini mendukung infrastruktur dan layanan aplikasi yang terdistribusi secara global.

Sejak itu, praktik jaringan dan sistem komputer yang mendukungnya telah berkembang pesat. Jaringan komputer saat ini memfasilitasi komunikasi antarperangkat berskala besar untuk setiap tujuan bisnis, hiburan, dan penelitian. Internet, pencarian online, email, berbagi audio dan video, perdagangan online, live-streaming, dan media sosial semuanya ada berkat kemajuan jaringan komputer.

Dalam lingkungan perusahaan, kemajuan ini menyebabkan model jaringan yang lebih fleksibel berpusat pada infrastruktur cloud. Organisasi makin mengandalkan strategi jaringan hybrid cloud dan multicloud, di mana aplikasi dan data mengalir dengan lancar antara infrastruktur on-premise dan lingkungan cloud yang disediakan oleh penyedia layanan cloud. Beberapa penyedia yang populer antara lain AWS, Microsoft Azure, IBM Cloud, dan Google Cloud Platform. Dengan strategi jaringan berbasis cloud ini, bisnis dapat menskalakan sumber daya secara dinamis, mengurangi biaya infrastruktur, dan mengakses layanan canggih tanpa harus memelihara perangkat keras fisik.

Saat ini, kecerdasan buatan (AI) dan machine learning (ML) lebih jauh mentransformasi jaringan dengan menghadirkan sistem yang lebih cerdas dan lebih adaptif. Teknologi ini membantu mengotomatiskan manajemen jaringan, meningkatkan keamanan melalui deteksi anomali, dan mengoptimalkan kinerja dengan memprediksi dan menanggapi pola lalu lintas secara real time.

Menggunakan email sebagai contoh dasar, inilah cara data berpindah melalui jaringan.

Ketika pengguna ingin mengirim email, ia terlebih dahulu menulis email dan kemudian menekan tombol “kirim”. Ketika pengguna menekan tombol “kirim”, protokol SMTP atau POP3 menggunakan wifi pengirim untuk mengarahkan pesan dari node pengirim melalui switch jaringan. Di sini, data dikompresi dan dipecah menjadi segmen-segmen yang lebih kecil dan lebih kecil lagi (dan pada akhirnya menjadi bit, atau rangkaian angka satu dan nol).

Gateway jaringan mengarahkan aliran bit ke jaringan penerima, dengan mengonversi data dan protokol komunikasi sesuai kebutuhan. Ketika aliran bit mencapai komputer penerima, protokol yang sama mengarahkan data email melalui switch jaringan pada jaringan penerima. Dalam prosesnya, jaringan merekonstruksi pesan asli hingga email tiba dalam bentuk yang dapat dibaca manusia di kotak masuk penerima (node penerima).

Untuk memahami jaringan komputer sepenuhnya, penting untuk meninjau komponen jaringan dan fungsinya, termasuk:

• Alamat IP: Alamat IP adalah nomor unik yang ditetapkan untuk setiap perangkat jaringan dalam jaringan Internet Protocol (IP). Setiap alamat IP mengidentifikasi jaringan host perangkat dan lokasinya di jaringan. Ketika satu perangkat mengirim data ke perangkat lainnya, data tersebut menyertakan “header” yang terdiri dari alamat IP perangkat pengirim dan perangkat penerima.

• Node: Node adalah titik koneksi jaringan yang dapat menerima, mengirim, membuat, atau menyimpan data. Pada dasarnya, ini adalah perangkat jaringan apa pun (misalnya, komputer, printer, modem, jembatan, atau switch) yang dapat mengenali, memproses, dan mengirimkan informasi ke node jaringan lainnya. Setiap node memerlukan bentuk identifikasi tertentu (seperti alamat IP atau MAC) untuk menerima akses ke jaringan.

• Router: Router adalah perangkat fisik atau virtual yang mengirimkan “paket” data antara jaringan. Router menganalisis data di dalam paket untuk menentukan jalur transmisi optimal dan menggunakan algoritma perutean yang canggih untuk meneruskan paket data hingga mencapai node tujuan yang dimaksud.
  

• Switch: Switch adalah perangkat yang menghubungkan perangkat jaringan dan mengelola komunikasi node-ke-node di seluruh jaringan, demi memastikan paket data mencapai tujuan yang dimaksud. Tidak seperti router, yang mengirimkan informasi antara jaringan, switch mengirimkan informasi antara node di dalam jaringan.

  Oleh karena itu, “switching” atau peralihan mengacu pada proses transfer data antara perangkat di dalam suatu jaringan. Jaringan mengandalkan tiga jenis peralihan (switching) utama:

  • Peralihan sirkuit (circuit switching) menetapkan jalur komunikasi data khusus antara node dalam jaringan, sehingga tidak ada lalu lintas lain yang dapat melintasi jalur yang sama. Peralihan sirkuit memastikan bahwa bandwidth penuh tersedia selama setiap transmisi.

  • Peralihan pesan (message switching) mengirimkan seluruh pesan dari node sumber ke node tujuan, dan pesan tersebut bergerak dari satu switch ke switch lain hingga mencapai tujuan.

  • Pengalihan paket (packet switching) mencakup pemecahan data menjadi komponen-komponen independen agar transmisi data tidak terlalu banyak menggunakan sumber daya jaringan. Dengan pengalihan paket, paket, bukan seluruh aliran data, bergerak melalui jaringan ke tujuan akhirnya.

     

• Port: Port menunjukkan koneksi spesifik antara perangkat jaringan, dan setiap port diidentifikasi dengan nomor unik. Jika alamat IP diibaratkan sebagai alamat hotel, ini berarti bahwa port adalah nomor suite dan kamar. Komputer menggunakan nomor port untuk menentukan aplikasi, layanan, atau proses yang boleh menerima pesan tertentu.

• Gateway: Gateway adalah perangkat keras yang memungkinkan komunikasi antara dua jaringan yang berbeda. Router, firewall, dan perangkat gateway lainnya menggunakan konverter kecepatan, penerjemah protokol, dan teknologi lainnya untuk memungkinkan komunikasi antarjaringan di antara perangkat yang tidak kompatibel.
  

Sementara komponen jaringan tradisional (misalnya, router, switch, port, gateway) tetap menjadi fondasi bagi operasi jaringan, lingkungan cloud telah mengubah cara elemen-elemen ini diterapkan dan dikelola.

Dalam lingkungan cloud, banyak dari komponen tradisional ini divirtualisasikan dan ditawarkan sebagai layanan terkelola, sehingga organisasi dapat membangun infrastruktur jaringan yang kokoh tanpa perlu memelihara perangkat keras fisik. Penyedia cloud mengurai kompleksitas yang mendasarinya sekaligus tetap mengandalkan prinsip jaringan fundamental yang sama, meskipun dengan skalabilitas, fleksibilitas, dan jangkauan global yang lebih baik.

Jaringan modern makin bergantung pada komponen cloud-native yang memperluas dan meningkatkan kemampuan jaringan tradisional. Komponen-komponen ini meliputi:

• Penyeimbang beban: Penyeimbang beban mendistribusikan lalu lintas yang masuk ke beberapa server atau layanan.

• Jaringan pengiriman konten (content delivery network, CDN): Jaringan pengiriman konten menyimpan konten web statis dan dinamis yang lebih dekat ke pengguna ke dalam cache, demi mengurangi latensi dan meningkatkan kinerja aplikasi.

• Cloud pribadi virtual (virtual private cloud, VPC): VPC menyediakan lingkungan jaringan yang terisolasi dalam infrastruktur cloud publik.

• API Gateway: API gateway mengelola, merutekan, dan mengamankan lalu lintas antara aplikasi dan antarmuka pemrogramannya menggunakan API, untuk memastikan komunikasi yang aman dan andal.

• Middleware: Middleware bertindak sebagai jembatan antara aplikasi, layanan, dan database, dengan memfasilitasi komunikasi, pertukaran data, dan integrasi di seluruh lingkungan terdistribusi atau cloud-native.

• Mesh layanan: Mesh layanan mengelola komunikasi layanan-ke-layanan internal dalam aplikasi berbasis layanan mikro modern, dengan menangani tugas-tugas seperti penyeimbangan beban, perutean lalu lintas, dan keamanan.

Biasanya, wilayah geografis menentukan jaringan komputer. Jaringan area lokal (local area network, LAN) menghubungkan komputer dalam ruang fisik tertentu, sedangkan jaringan area luas (wide area network, WAN) dapat menghubungkan komputer antarbenua. Namun, jaringan juga ditentukan oleh protokol yang digunakan untuk berkomunikasi, pengaturan fisik komponen, cara mengelola lalu lintas jaringan, dan tujuan di lingkungannya masing-masing.

Jenis jaringan komputer yang paling umum dan banyak digunakan dibedakan dalam tiga kategori:

• Jenis jaringan berdasarkan wilayah geografis

• Jenis jaringan berdasarkan media transmisi

• Jenis jaringan berdasarkan jenis komunikasi

Jenis jaringan dalam kategori ini dibedakan berdasarkan wilayah geografis yang dicakup jaringan.

Node jaringan dapat mengirim dan menerima pesan menggunakan tautan kabel atau nirkabel (koneksi).

Jaringan komputasi dapat mengirimkan data menggunakan berbagai dinamika transmisi, termasuk: 

Arsitektur jaringan komputer membuat kerangka kerja teoretis untuk jaringan komputer, yang mencakup prinsip-prinsip desain dan protokol komunikasi.

Jenis utama arsitektur jaringan meliputi:

• Arsitektur peer-to-peer (P2P)

• Arsitektur klien-server

• Arsitektur hybrid

Dalam arsitektur P2P, dua komputer atau lebih terhubung sebagai “peer” atau rekan, yang berarti keduanya memiliki kekuatan dan hak istimewa yang setara di jaringan. Jaringan P2P tidak memerlukan server pusat untuk koordinasi. Sebagai gantinya, setiap komputer di jaringan bertindak sebagai klien (komputer yang perlu mengakses layanan) sekaligus server (komputer yang menyediakan layanan kepada klien). 

Setiap rekan di jaringan membuat beberapa sumber dayanya tersedia untuk perangkat jaringan lain, berbagi penyimpanan, memori, bandwidth, dan kekuatan pemrosesan di seluruh jaringan.

Sebagai contoh, dalam organisasi yang melakukan banyak penelitian, anggota tim dapat menggunakan sistem berbagi file yang terdesentralisasi untuk bertukar kumpulan data besar secara langsung antara stasiun kerja mereka, sehingga server pusat tidak lagi diperlukan.

Dalam jaringan klien-server, satu (atau sekelompok) server pusat mengelola sumber daya dan memberikan layanan ke perangkat klien di jaringan. Klien dalam arsitektur ini tidak berbagi sumber dayanya dan hanya berinteraksi melalui server. Arsitektur klien-server sering disebut sebagai arsitektur berjenjang karena memiliki banyak lapisan.

Sebagai contoh, dalam lingkungan perusahaan yang menggunakan arsitektur klien-server, karyawan (klien) sering kali memiliki akses ke sistem sumber daya manusia pusat (server). Server ini memungkinkan mereka mengelola data pribadi, mengirim permintaan cuti, dan melihat dokumen internal.

Arsitektur hybrid menggabungkan berbagai elemen dari model P2P dan model klien-server. Banyak bisnis memerlukan layanan terpusat (seperti autentikasi pengguna) dan kemampuan peer-to-peer (seperti berbagi file lokal) untuk mengoptimalkan kinerja dan penggunaan sumber daya.

Arsitektur melambangkan kerangka kerja teoretis suatu jaringan, sedangkan topologi mengacu pada implementasi praktis dari kerangka kerja tersebut. Topologi jaringan menggambarkan susunan fisik dan logis node dan tautan pada jaringan. Ini mencakup semua perangkat keras (misalnya, router, switch, kabel), perangkat lunak (misalnya, aplikasi, sistem operasi), dan media transmisi (misalnya, koneksi kabel dan nirkabel).

Topologi jaringan yang umum meliputi:

• Topologi jaringan bus

• Topologi jaringan ring

• Topologi jaringan star

• Topologi jaringan mesh

Dalam topologi bus, setiap node jaringan terhubung langsung ke kabel utama.

Dalam topologi ring, node terhubung dalam satu lingkaran, sehingga setiap perangkat memiliki tepat dua tetangga. Pasangan yang berdekatan terhubung secara langsung, dan pasangan yang tidak berdekatan terhubung secara tidak langsung melalui node perantara. 

Topologi jaringan star memiliki satu hub pusat yang melaluinya semua node terhubung secara tidak langsung.

Topologi mesh lebih kompleks dan ditentukan oleh koneksi yang tumpang tindih antara node. Ada dua jenis jaringan mesh: full mesh dan partial mesh.

Dalam topologi full mesh, setiap node jaringan terhubung ke setiap node jaringan lainnya, sehingga memberikan tingkat ketahanan jaringan tertinggi. Dalam topologi partial mesh, hanya beberapa node jaringan yang terhubung, biasanya node yang paling sering bertukar data.

Topologi mesh bisa mahal dan memakan waktu saat dioperasikan, sehingga sering kali hanya digunakan untuk jaringan yang membutuhkan redundansi tinggi. Namun, partial mesh memberikan lebih sedikit redundansi dan lebih hemat biaya, serta lebih sederhana pengoperasiannya.

Terlepas dari subjenisnya, jaringan mesh memiliki kemampuan konfigurasi mandiri dan pengaturan mandiri; jaringan ini dapat mengotomatiskan proses perutean, sehingga mampu menemukan jalur data tercepat dan paling andal.

Baik rangkaian Internet Protocol (IP), Ethernet, LAN nirkabel (WLAN), maupun standar komunikasi seluler, semua jaringan komputer mengikuti protokol komunikasi. Protokol ini adalah serangkaian aturan yang harus diikuti setiap node di jaringan untuk berbagi dan menerima data.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), yang menetapkan standar global untuk teknologi jaringan, mengembangkan dan mengelola banyak protokol ini, termasuk Ethernet (IEEE 802.3) dan wifi (IEEE 802.11). Protokol jaringan juga bergantung pada gateway untuk mendukung komunikasi antara perangkat-perangkat yang tidak kompatibel (misalnya, komputer Windows yang mencoba mengakses server Linux).

Banyak jaringan modern berjalan pada model TCP/IP, yang mencakup empat lapisan jaringan:

• Lapisan akses jaringan: Juga disebut lapisan tautan data atau lapisan fisik, lapisan akses jaringan dari jaringan TCP/IP mencakup infrastruktur jaringan yang diperlukan untuk berinteraksi dengan media jaringan. Lapisan ini menangani transmisi data fisik antara perangkat di jaringan yang sama, dengan menggunakan Ethernet dan protokol seperti protokol resolusi alamat (address resolution protocol, ARP).

• Lapisan Internet: Lapisan internet menangani pengalamatan logis, perutean, dan penerusan paket. Lapisan ini terutama mengandalkan protokol IP dan Internet Control Message Protocol (ICMP), yang mengelola pengalamatan dan perutean paket di berbagai jaringan.

• Lapisan transportasi: Lapisan transportasi TCP/IP memungkinkan transfer data antara lapisan atas dan bawah jaringan. Menggunakan protokol TCP dan UDP, lapisan ini juga menyediakan mekanisme pemeriksaan kesalahan dan kontrol aliran. TCP (Transmission Control Protocol) adalah protokol berbasis koneksi yang lebih lambat, tetapi lebih andal dibandingkan UDP. UDP (User Data Protocol) adalah protokol tanpa koneksi yang lebih cepat daripada TCP, tetapi tidak memberikan jaminan transfer. Protokol UDP memfasilitasi transmisi paket untuk aplikasi yang sensitif terhadap waktu (seperti streaming video dan platform game) dan pencarian Domain Name System (DNS).

• Lapisan aplikasi: Lapisan aplikasi TCP/IP menggunakan protokol seperti HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), POP3 (Post Office Protocol 3), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), DNS, dan SSH (Secure Shell). Semua protokol ini digunakan untuk menyediakan layanan jaringan langsung ke aplikasi. Lapisan ini juga mengelola semua protokol yang mendukung aplikasi pengguna.

TCP/IP adalah rangkaian protokol yang digunakan di sebagian besar jaringan saat ini, sementara model Open Systems Interconnection (OSI) adalah kerangka kerja standar yang menentukan cara perpindahan data melalui satu jaringan dalam tujuh lapisan.

Setiap lapisan memiliki peran tertentu, mulai dari mengirim bit mentah melalui kabel pada lapisan fisik hingga mengelola aplikasi pengguna pada lapisan teratas. Pendekatan berlapis ini membantu teknisi jaringan merancang, memecahkan masalah, dan menstandarkan komunikasi di berbagai sistem. Meskipun OSI sendiri bukanlah serangkaian protokol yang digunakan dalam praktiknya, modelnya tetap menjadi fondasi untuk memahami bagaimana berbagai teknologi jaringan bekerja bersama.

Dari perusahaan global hingga pengguna sehari-hari, jaringan komputer mendukung hampir setiap pengalaman digital, dengan menghubungkan perangkat, aplikasi data, dan pengguna di seluruh dunia. Dalam bisnis, jaringan ini mendukung operasi yang memungkinkan layanan cloud, kolaborasi real-time, dan pertukaran data yang aman. Berikut adalah beberapa contoh penggunaan jaringan komputer yang paling umum:

• Transfer data yang efisien

• Lebih banyak penyimpanan data

• Berbagi pengetahuan secara efisien

• Manajemen jaringan otomatis dan deteksi ancaman

• Keamanan jaringan yang kuat

Jaringan memungkinkan setiap bentuk komunikasi digital, termasuk email, perpesanan, berbagi file, panggilan video, dan streaming. Jaringan menghubungkan semua server, antarmuka, dan media transmisi yang memungkinkan komunikasi bisnis.

Tanpa jaringan, organisasi harus menyimpan data dalam repositori data terpisah, dan hal ini tidak sesuai dengan prinsip keberlanjutan pada era  big data saat ini. Jaringan komputer membantu tim memelihara penyimpanan data terpusat yang melayani seluruh jaringan, sehingga membebaskan kapasitas penyimpanan yang berharga untuk tugas-tugas lain.

Solusi penyimpanan berbasis jaringan yang umum mencakup jaringan area penyimpanan (storage area network, SAN) dan penyimpanan yang terhubung ke jaringan (network-attached storage, NAS). SAN menawarkan penyimpanan blok berkecepatan tinggi, yang biasanya digunakan untuk aplikasi yang sangat penting seperti database dan virtualisasi, sementara NAS menyediakan penyimpanan file yang dapat diakses melalui jaringan standar.

Baca tentang SAN versus NAS selengkapnya.

Pengguna, administrator jaringan, dan pengembang sama-sama diuntungkan dari penyederhanaan proses berbagi sumber daya dan pengetahuan oleh jaringan. Data berjaringan lebih mudah untuk diminta dan diambil, sehingga pengguna dan klien mendapatkan respons yang lebih cepat dari perangkat jaringan. Data berjaringan juga memberikan manfaat dari sisi bisnis, sehingga memudahkan tim berkolaborasi dan berbagi informasi seiring perkembangan teknologi dan perusahaan.

AI dan algoritma membantu mengotomatiskan tugas-tugas kompleks, seperti pemantauan jaringan, analisis lalu lintas, deteksi anomali dan respons insiden, pengurangan intervensi manual, dan penguatan keamanan jaringan secara keseluruhan.

Sebagai contoh, banyak organisasi di industri seperti telekomunikasi, layanan keuangan, dan manufaktur mengandalkan pusat operasi jaringan (network operations center, NOC) untuk terus memantau serta mengelola kinerja, ketersediaan, dan keamanan jaringan.

Solusi jaringan yang dibangun dengan baik tidak hanya lebih tangguh, tetapi juga menawarkan lebih banyak opsi keamanan siber dan keamanan jaringan bagi bisnis. Sebagian besar penyedia jaringan menawarkan protokol enkripsi bawaan dan kontrol akses (seperti autentikasi multifaktor) untuk melindungi data sensitif dan menjauhkan pelaku kejahatan dari jaringan.