Saat Anda mengirim email atau memuat halaman web, Anda tidak mengirim satu pun file berukuran besar ke seluruh dunia. Anda mengirimkan kekacauan yang terfragmentasi. Ini berfungsi karena jaringan packet-switched, sebuah infrastruktur digital yang memecah data menjadi bagian-bagian lebih kecil yang disebut paket. Potongan-potongan ini berjalan melalui serangkaian saklar, diarahkan ke tujuannya, dan kemudian dipasang kembali oleh komputer penerima. Proses ini dikenal dengan istilah store-and-forward.
Jika Internet atau jaringan lokal Anda mati, kemungkinan besar Anda mengalami kegagalan dalam mekanisme ini.
Mengapa Peralihan Paket Mengalahkan Peralihan Sirkuit
Jaringan tradisional menggunakan peralihan sirkuit. Anggap saja seperti saluran telepon khusus. Sebuah jalur fisik tunggal dibuka dengan bandwidth tetap, dan data mengalir secara berurutan ke jalur tersebut hingga percakapan berakhir. Ini menjaga jalan tetap terbuka terlepas dari apakah ada orang yang berbicara.
Peralihan paket berbeda. Ia tidak peduli dengan satu jalur khusus. Sebaliknya, ia mengarahkan paket ke beberapa rute yang tersedia. Setiap switch membuat keputusan berdasarkan efisiensi jaringan saat ini. Jika satu jalur macet atau rusak, paket akan dialihkan rutenya.
Desain ini menawarkan dua keuntungan utama:
* Kapasitas saluran yang dioptimalkan.
* Peningkatan toleransi kesalahan.
Tapi ada batasannya. Peralihan paket itu rumit. Dibutuhkan kekuatan pemrosesan yang signifikan dan RAM dalam jumlah besar untuk mengelola keputusan perutean. Hal ini juga dapat menyebabkan penundaan. Paket mungkin tiba dalam keadaan rusak, atau sebagian mungkin hilang seluruhnya. Karena kerumitan ini, perpindahan paket lebih disukai untuk file kecil. Peralihan sirkuit masih digunakan untuk transfer besar dan real-time di mana latensi lebih penting daripada efisiensi.
Anatomi Paket Data
Jaringan packet-switched memiliki dua komponen utama: inti dan tepi.
Inti terdiri dari router dan sistem kontrol yang dihubungkan oleh saluran bandwidth tinggi. Edge adalah tempat perangkat Anda berada. Sistem host Anda—PC, ponsel, atau tablet Anda—mengirim dan menerima paket-paket ini.
Komunikasi di seluruh inti bergantung pada protokol. Ini adalah prosedur yang digunakan pengirim dan penerima untuk berbicara secara efektif. Kumpulan protokol kolektif disebut tumpukan protokol.
Setiap paket yang melintasi inti adalah datagram. Ini memiliki dua bagian:
1. Header : Mengontrol informasi, termasuk alamat pengirim dan penerima.
2. Payload : Data aktual yang dikirimkan.
Terkadang, paket-paket ini dipecah lebih jauh lagi menjadi unit-unit yang lebih kecil. Ini adalah fragmentasi paket. Hal ini terjadi ketika data terlalu besar untuk ditangani oleh tautan jaringan tertentu dalam sekali jalan.
Jaringan Tanpa Koneksi vs. Berorientasi Koneksi
Tidak semua jaringan paket beroperasi dengan cara yang sama. Mereka umumnya terbagi dalam dua kategori: tanpa koneksi dan berorientasi koneksi.
Jaringan tanpa koneksi, juga disebut jaringan datagram, berfungsi seperti dijelaskan di atas. Data dipartisi, header dilampirkan, dan setiap datagram menemukan rute terbaiknya dari sumber ke tujuan. Tidak diperlukan pengaturan sebelumnya.
Jaringan berorientasi koneksi meniru peralihan sirkuit. Mereka mengatur rute khusus antara pengirim dan penerima sebelum data apa pun ditransfer. Pendekatan ini mendapatkan keuntungan dari peralihan sirkuit sambil tetap berada di jaringan digital. Ini lebih terstruktur tetapi kurang fleksibel.
Sejarah Penguraian Data
Idenya tidak dimulai dengan Internet modern. Ini dimulai oleh Paul Baran, seorang insinyur di RAND Corporation. Pada awal tahun 1960-an, Angkatan Udara AS mengajukan pertanyaan mengerikan kepadanya: bagaimana jaringan komunikasi komputer dapat bertahan dari serangan nuklir?
Baran mengusulkan “rute kentang panas”. Idenya adalah untuk memecah unit data yang besar menjadi blok-blok yang lebih kecil. Dia menerbitkan teorinya dalam serangkaian penelitian antara tahun 1960 dan 1962. Dia kemudian mengembangkannya menjadi analisis 11 volume berjudul Tentang Komunikasi Terdistribusi pada bulan Agustus 1964.
Pemerintah dan perusahaan swasta mengabaikannya. Mereka belum tertarik dengan komunikasi terdistribusi.
Secara independen, Donald Davies, seorang ilmuwan komputer di Laboratorium Fisika Nasional Inggris, sampai pada konsep yang sama. Dia mulai membangun jaringan untuk menguji idenya. Baran menyebut unitnya sebagai “blok pesan”. Davies menyebutnya “paket”.
Istilah ini macet karena Lawrence Roberts. Roberts adalah seorang manajer di ARPA (sekarang DARPA). Pada bulan Oktober 1967, di sebuah simposium di Gatlinburg, Tennessee, dia mengetahui karya Davies. Roberts mengadopsi istilah paket switching untuk ARPANET. Proyek itu pada akhirnya akan berkembang menjadi Internet yang kita kenal sekarang.
“Oleh karena itu, peralihan paket lebih disukai untuk transmisi file yang relatif kecil, sedangkan peralihan sirkuit masih digunakan untuk transfer yang lebih besar.”
Warisan para insinyur awal tersebut masih ada di tab browser Anda. Setiap kali Anda melakukan streaming video atau mengunduh file, Anda mengandalkan logika simpan dan teruskan yang diimpikan Baran dan Davies untuk bertahan hidup di akhir dunia. Atau setidaknya, untuk menjaga Netflix Anda dari buffering saat server sedang sibuk.
Perang Dingin Peralihan Paket
Hari-hari awal ARPANET ditentukan oleh revolusi yang tenang. Bolt Beranek dan Newman, yang dikenal sebagai BBN, membangun infrastruktur hanya dalam waktu setahun. Mereka mengambil konsep abstrak Paul Baran dan Donald Davies dan menjadikannya berhasil. Tes sukses pertama terjadi pada bulan Oktober 1969. Itu tidak mencolok. Ini menghubungkan empat titik: UCLA, Stanford Research Institute, UCSB, dan Universitas Utah. Pada tahun 1975, jumlah tersebut meningkat menjadi 57.
Namun, minat masyarakat masih lemah. Ketika ARPANET dipamerkan di Konferensi Internasional Komunikasi Komputer pada bulan Oktober 1972, reaksinya mengecewakan. Industri komunikasi AS tidak memahami maksudnya. Beberapa bersikap bermusuhan. Yang lain tidak peduli.
BBN dan Robert Kahn melihat celah. Mereka mendirikan Telenet, jaringan packet-switched komersial. Idenya sederhana. Jika perusahaan telekomunikasi besar tidak mau membangunnya, perusahaan swasta akan melakukannya.
Skeptisisme Global dan Proyek Nasional
AS bukan satu-satunya negara yang bereksperimen dengan packet switching. Negara-negara lain bergerak lebih cepat. Pada bulan November 1973, layanan pos Perancis mengumumkan TRANSPAC. Sistem Telepon Trans-Kanada diikuti dengan DATAPAC pada bulan Oktober 1974. NTT Jepang juga mempunyai rencana.
Sebagian besar penyedia layanan tetap berada di pinggir lapangan. Mereka menyaksikan. Mereka menunggu. Mereka ingin melihat apakah jaringan awal ini akan rusak atau bertahan.
Sementara pemerintah membangun sistem terisolasi mereka sendiri, para peneliti menyempurnakan teknologi intinya. Colin Davies menyelesaikan jaringan Mark II pada tahun 1973. Jaringan ini mempengaruhi Inggris dan sebagian besar Eropa. Louis Pouzin menyelesaikan CYCLADES pada tahun yang sama.
“Jaringan CYCLADES Pouzin menjadikan host, bukan inti jaringan, yang bertanggung jawab atas koreksi kesalahan.”
Pergeseran ini sangat penting. Ini mendesentralisasikan kontrol. Hal ini membebani keandalan komputer itu sendiri, bukan infrastrukturnya.
Menstandardisasi Kekacauan
Lima negara memimpin upaya ini: Kanada, Perancis, Jepang, Inggris, dan Amerika Serikat. Negara-negara tersebut menghadapi masalah fragmentasi. Setiap jaringan menggunakan aturan yang berbeda. Mereka tidak dapat berbicara satu sama lain.
Pembicaraan dimulai pada tahun 1975. Tujuannya adalah antarmuka jaringan host standar. Hasilnya adalah Rekomendasi CCITT X.25. Diadopsi pada bulan Maret 1976, menyatukan sistem-sistem yang berbeda. Hal ini menandai munculnya jaringan layanan publik yang saling terhubung.
X.75 menyusul tak lama kemudian. Ini menstandarkan bagaimana jaringan internasional terhubung. Ini adalah cikal bakal web global yang kita gunakan saat ini. Tapi itu tidak cukup.
Terobosan TCP/IP
Pada tahun 1979, Bob Kahn memimpin Kantor Teknik Pemrosesan Informasi DARPA. Departemen Pertahanan AS memiliki beberapa jaringan packet-switched. Tidak ada yang kompatibel. Ini merupakan kelemahan strategis.
Kahn menyelesaikannya. Dia mendorong TCP/IP. Standar protokol ini telah dibayangkan dalam makalah tahun 1974 yang ditulis bersama Vincent Cerf. Itu dirancang untuk menghubungkan jaringan yang tidak kompatibel.
DARPA mengadopsinya. Laboratorium penelitian lain menyusul. Masyarakat akhirnya menggunakannya. TCP/IP menjadi fondasi Internet.
Hal itu tidak bisa dihindari. Itu adalah sebuah pilihan. Sebuah pilihan dibuat ketika tidak ada orang lain yang melihat.
