Lapisan Pengosongan Pada Dioda dan Potensial Barrier

Lapisan pengosongan merupakan daerah yang terjadi karena gaya tolak menolak antara antara electron-elektron yang berdifusi dari sisi n di daerah PN junction, sehingga terjadi ketidakseimbangan antara hole dalam material tipe-p dan elektron pada material tipe-n pada sambungan pn. Elektron bebas dalam material tipe-n cenderung menyebar kesegala rah. Sebagian elektron berdifusi menyeberangi batas sambungan. Jika elektron bebas ini memasuki daerah material tipe-p maka dia akan menjadi pembawa muatan minoritas. Elektron akan mendiami lubang.


Elektron bebas akan berubah menjadi elektron valensi. Setiap kali elektron berdifusi menyeberangi sambungan, dia akan menciptakan pasangan ion. Ion ini menetap dalam struktur Kristal akibat adanya ikatan kovalen. Masing – masing ion positif dan ion negative pada sambungan p-n menjadikan daerah disekitar sambungan kosong dari pembawa muatan. Daerah inilah yang kemudian disebut lapisan pengosongan.

Potensial barrier terjadi karena ketidak seimbangan atau ketidakstabilan antara hole dalam material tipe-p dan elektron dalam material tipe-n. pada pasngan ion posiif dan ion negative pada sambungan p-n timbullah suatu beda potensial (tegangan). Jika electron bebas itu memiliki energi yang cukup besar, ia dapat membantu dinding tersebut dan memasuki daerah p, dimana ia akan jatuh kedalam hole dan menciptakan ion negative yang lain. Kekuatan dari lapisan kosong terus bertambah besar dengan semakin banyaknya electron yang menyeberang sampai suatu keseimbangan tercapai. Pada keadaan ini terjadi penolakan dalam (internal repultion). Dari lapisan kosong akan menghentikan difusi lebih lanjut dari electron bebas melalui junction. Beda potensial pada lapisan kosong disebut dengan Potensial Barrier.

Readmore »

Gerak Brown

Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Hal ini pertama kali diamati oleh Robert Brown (1773-1858), seorang ahli botani inggris pada tahun 1827. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk system koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri.

Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel kolopid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu system koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin lambat. Gerak Brown merupakn salah satu faktor yang menstabilkan koloid. Karena bergerak terus-menerus mak partikel koloid dapat mengimbangi gaya gravitasi sehingga tidak mengendap.

Readmore »

Perbandingan Silikon dan Germanium

Ada beberapa alasan mengapa silikon menjadi standar industri daripada germanium. Berikut adalah perbandingannya :
a. Silikon:
1. menghantar dengan tegangan maju kira-kira 0.6 Volt dan perlawanan maju cukup kecil
2. Perlawanan terbalik sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mega ohm
3. Arus maju maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A
4. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tinggi, dapat mencapai 1000 V
5. Keberadaannya di alam lebih berlimpah
6. Silikon memiliki arus bocor yang lebih rendah


b. Germanium:
1. Menghantar dengan teganagnmaju kira-kira 0,2 Volt dan perlawanan maju agak besar
2. Perlawanan terbalik kurang tinggi ( kurang dari 1 M ohm)
3. Arus maju maksimum yang dibolehkan kurang besar
4. Tegangan terbalik masimum yang dibolehkan kurang tinggi
5. Keberadaannya di alam lebih sedikit
6. Germanium memiliki arus bocor yang lebih besar

Readmore »

Konduktor, Semikonduktor dan Isolator

a. Konduktor merupakan penghantar listrik yang paling mudah. Contoh : Perak, tembaga, Emas, Alumunium. Konduktor dicirikan dengan adanya satu elektron valensi bebas dimana elektron valensi ini dapat melepaskan diri dari atom dan menjadi atom bebas. Pita konduksi dan pita valensi saling tumpang tindih dan memiliki elektron bebas yang banyak. Dibawah pengaruh medan listrik yang dikenakan, elektron dapat memperoleh energi tambahan dan memasuki tingkat energi yang lebih tinggi. Karena elektron yang dapat berpindah tempat ini membentuk arus, maka pita energi yang terisi sebagian merupakan pita konduksi.






b. Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor yang dibuat dengan metode khusus untuk meningkatkan kemurniannya setinggi mungkin, sehingga hasilnya bisa dianggap sebagai semikonduktor murni. Pada suhu yang sangat rendah (mis. 0° K) struktur ideal pada gambar dibawah bisa tercapai dan kristal berperilaku seperti insulator, karena tidak ada pembawa muatan (carrier) yang bergerak bebas. Pada suhu kamar (25°C), dengan energi sebesar 0,72 eV untuk germanium dan 1,1 eV untuk silikon, elektron bisa terlepas dari ikatan kovalen
Elektron tersebut menjadi elektron bebas dan meninggalkan bekas yang disebut hole. Dalam keadaan seperti ini, kristal memiliki kemampuan untuk melakukan konduksi. Dalam kondisi ini, jumlah elektron bebas = jumlah hole.
Semikonduktor intrinsik pada suhu kamar yang sangat rendah(00) memiliki sifat : semua elektron berada pada ikatan kovalen dan tak ada elektron bebas dan tak ada pembawa muatan sehingga bersifat sebagai isolator.
Untuk itu, kita menggunakan notasi ni untuk menyatakan konsentrasi pembawa intrinsik, yakni konsentrasi dari elektron bebas ataupun hole.

c. Semikonduktor Ekstrinsik bervalensi 3 atau yang sering disebut dengan semikkonduktor tipe – p. Semikonduktor tipe-p dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom pengotor trivalen (aluminium, boron, galium atau indium) pada semikonduktor murni, misalnya silikon murni. Atom-atom pengotor (doping) ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga secara efektif hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen. Saat sebuah atom trivalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal, terbentuk tiga ikatan kovalen lengkap, dan tersisa. Semikonduktor ekstrinsik bervalensi 5 atau yang sering disebut dengan semikonduktor tipe – n. Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom pengotor pentavalen (antimony, phosphorus atau arsenic) pada silikon murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi sehingga secara efektif memiliki muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom pentavalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal, hanya empat elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap, dan tersisa sebuah elektron yang tidak berpasangan (lihat gambar dibawah). Dengan adanya energi thermal yang kecil saja, sisa elektron ini akan menjadi elektron bebas dan siap menjadi pembawa muatan dalam proses hantaran listrik. Material yang dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-n karena menghasilkan pembawa muatan negatif dari kristal yang netral. Karena atom pengotor memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom donor. Secara skematik semikonduktor tipe-n digambarkan seperti terlihat pada gambar dibawah.

d. Isolator bukan merupakan penghantar listrik yang baik. Elektron valensinya mengikat kuat pada atom dan memiliki sedikit elektron bebas serta dicirikan dengan memiliki 8 elektron valensi. Pada isolator, pita terlarang yang lebar memisahkan daerah valensi yang penuh dari pita konduksi yang kosong. Energi yang dapat diberikan kepada elektron terlalu kecil untuk memindahkan elektron dari pita yang penuh ke pita yang kosong. Karena elektron tidak dapat memperoleh energi yang mencukupi, maka penghantaran tidak mungkin berlangsung.

Readmore »

Teori-Teori Tentang Atom

a. Plato dan Aristoteles, mengemukakan teori mereka tentang atom yaitu : menurut mereka atom merupakan partikel terkecil yang membentuk semua hal yang ada di dunia ini, kecuali Tuhan. Ketika atom-atom begabung maka akan terbentuklah unsur yang melalui proses kimia maupun fisika. Unsur-unsur tersebut dapat bergabung kembali dengan unsur yang berbeda sehingga terbentuklah suatu unsur baru.


b. John Dalton : Pada tahun 1808, John Dalton mengemukakan konsepnya tentang atom yang diperolehnya dari berbagai macam percobaan. Menurut John Dalton, atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dipecah lagi, atom suatu unsur yang memiliki sifat tertentu, sedangkan atom suatu unsur yang berbeda akan memiliki sifat dan massa yang berbeda, gabungan antara satu atom dengan atom yang lainnya akan membentuk suatu senyawa, dan reaksi kimia hanya melibatkan penataulangan atom-atom sehingga tidak ada atom yang berubah akibat raksi kimia.


c. Thomas Ernest Rutherford : pada tahun 1911, Ernest Rutherford mengemukakan teorinya tentang atom, dia mengemukakan bahaw seluruh muatan positif terletak di pusat atom dan dinamakan inti atom. Selain inti atom, terdapat pula electron yang bermuatan negative, muatan inti atom dan muatan muatan electron jumlahnya sama. Dibandingkan dengan ukuran atom, inti atom mempunyai ukuran yang lebih kecil.model atom Rutherford menggambarkan atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan terletak pada pusat atom, serta electron yang bergerak melintas inti atom.


d. Joseph John Thomson : pada tahun 1897, J. J. Thomson menemukan adanya electron dalam suatu atom dengan melakukan percobaan menggunakan tabung sinar katoda. Thomson mengemukakan bahwa atom merupakan suatu bola yang bermuatan positif, dimana pada tempat tertentu di dalam bola tersebut terdapat electron yang bermuatan negative. Penggambarannya sama seperti kismis di dalam roti kismis. Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negative, sehingga atom bersifat netral.


e. Neils Henrick David Bohr : Neils Bohr mengemukakan teorinya mengenai teori kuantum, Borh mengemukakan beberapa ide tentang peredaran electron dan perpindahan electron, yaitu : dalam atom terdapat kulit atau lintasan yang merupakan tempat elektron beredar. Selama electron beredar, electron tidak membebaskan atau menyerap energi, sehingga elektron akan tetap stabil dan electron tidak akan jatuh ke inti atom. Kulit atau lintasan tempat electron beredar merupakan tingkat energi electron. Tingkat energi yang paling rendah adalah kulit yang paling dekat dengan inti atom, dan seterusnya. Electron dapat berpundah dari tingkat energi yang terendah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan cara menyerap energi dan electron dapat berpindah dari tingkat energi tertinggi ke tingkat energi yang lebih rendah dengan cara membebaskan energi.

Teori Lain Tentang Atom
a. Ion merupakan sifat dari suatu atom yang memiliki elektron atau proton yang berbeda, misalnya atom yang memiliki jumlah elektron yang lebih banyak dari proton akan mempunyai sifat ion negatif dan atom yang memiliki jumlah proton yang yang lebih banyak dari elektron akan mempunyai sifat ion positif. Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron, disebut anion, karena dia tertarik menuju anoda. Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron, disebut kation, karena tertarik ke katoda. Suatu ion yang terdiri dari atom tunggal disebut ion monatomik. Jika terdiri dari dua atau lebih atom, merupakan suatu ion polyatomik. Ion Polyatomik yang berisi oksigen, seperti karbonat dan sulfat, disebut oxyanion.

Gambar ion
b. Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik.

c. Inti atom terdiri dari proton dan neutron yang terikat bersama pada pusat atom. Secara kolektif, proton dan neutron tersebut disebut sebagai nukleon (partikel penyusun inti). Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan elemen dari suatu atom.Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan dari elektron.

d. Atom netral merupakan atom yang memiliki jumlah proton dan jumlah elektron yang sama. Seperti pada atom Helium dibawah ini yang memiliki jumlah proton dan jumlah elektron yang sama yaitu 2.

e. Elektron : partikel bermuatan negatif, memiliki massa paling ringan yaitu hanya 1/1840 kali massa proton atau neutron, Elektron adalah partikel subatomik. Memiliki muatan listrik negatif sebesar -1.6 × 10-19 coulomb, dan massanya 9.10 × 10-31 kg (0.51 MeV/c2).Elektron umumnya ditulis sebagai e-.

f. Elektron valensi merupakan elektron-elektron yang berada pada oorbit paling luar pada suatu atom. Jumlah elektron valensi suatu atom ditentukan berdasarkan elektron yang terdapat pada kulit terakhir dari konfigurasi elektron atom tersebut.

g. Proton : partikel bermuatan positf, diameternya hanya 1/3 diameter elektron, tetapi memiliki massa sekitar 1840 kali massa elektron.
h. Positron merupakan suatu partikel beta bermuatan positif. Hampir tidak ada yang membedakannya dengan partikel beta ataupun dengan suatu elektron biasa. Positron memliliki massa 0.000548 atomic mass unit serta bermuatan sebesar +1.6 x 1019 C.

i. Neutron : partikel tidak bermuatan (netral), memiliki massa yang kira-kira sama dengan gabungan massa proton dan elektron. Partikel neutron memiliki massa yang hampir sama dengan partikel proton, yaitu 1.836 kali masa electron. Dalam perhitungan yang tidak memerlukan ketelitian tinggi, massa neutron dapat dianggap sama dengan massa proton, yaitu 1,67 x 10-24 gram atau 1 sma.

Readmore »

Kelebihan dan Kekurangan Topologi Jaringan

1. Topologi Mesh

Karakteristik Topologi Mesh :
a. Topologi mesh memiliki hubungan yang berlebihan antara peralatan-peralatan yang ada.
b. Susunannya pada setiap peralatan yang ada didalam jaringan saling terhubung satu sama lain.
c. Jika jumlah peralatan yang terhubung sangat banyak, tentunya ini akan sangat sulit sekali untuk dikendalikan dibandingkan hanya sedikit peralatan saja yang terhubung.
Kelebihan dari penggunaan Topologi Mesh:
a. Keuntungan utama dari penggunaan topologi mesh adalah fault tolerance.
b. Terjaminnya kapasitas channel komunikasi, karena memiliki hubungan yang berlebih.
c. Relatif lebih mudah untuk dilakukan troubleshoot.
Kekurangan dari Penggunaan Topologi Mesh :
a. Sulitnya pada saat melakukan instalasi dan melakukan konfigurasi ulang saat jumlah komputer dan peralatan-peralatan yang terhubung semakin meningkat jumlahnya.
b. Biaya yang besar untuk memelihara hubungan yang berlebih.



2. Topologi Ring
Setiap komputer terhubung ke komputer selanjutnya dalam ring, dan setiap komputer mengirim apa yang diterima dari komputer sebelumnya. Pesan-pesan mengalir melalui ring dalam satu arah. Setiap komputer yang mengirimkan apa yang diterimanya, ring adalah jaringan yang aktif. Tidak ada akhir pada ring. Layout ini serupa dengan linear bus, kecuali simpul pada ujung kabel utama yang saling terhubung, sehingga membentuk suatu lingkaran dengan penghubungnya menggunakan segmen kabel.
Karakteristik Topologi Ring :
a. Node-node dihubungkan secara serial di sepanjang kabel, dengan bentuk jaringan seperti lingkaran.
b. Sangat sederhana dalam layout seperti jenis topologi bus.
c. Paket-paket data dapat mengalir dalam satu arah (kekiri atau kekanan) sehingga collision dapat dihindarkan.
d. Problem yang dihadapi sama dengan topologi bus, yaitu: jika salah satu node rusak maka seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut.
e. Tipe kabel yang digunakan biasanya kabel UTP atau Patch Cable (IBM tipe 6).
Kelebihan dan Kelemahan Topologi RING
Kelebihan :
a. Aliran data mengalir lebih cepat karena dapat melayani data dari kiri atau kanan dari server .
b. Dapat melayani aliran lalulintas data yang padat, karena data dapat bergerak kekiri atau kekanan.
c. Waktu untuk mengakses data lebih optimal.
Kelemahan :
a. Penambahan terminal /node menjadi lebih sulit bila port sudah habis.
b. Jika salah satu terminal mengalami kerusakan, maka semua terminal pada jaringan tidak dapat digunakan.

3. Topologi Star
Tiap simpul pada masing-masing terminal terhubung ke file server tunggal terpusat, dengan menggunakan segmen kabel sendiri. Keunggulan topologi ini adalah didapatkannya kinerja yang optimal karena lintas kabel dari terminal ke server yang pendek.
Karakteristik Topologi Star
a. Setiap node berkomunikasi langsung dengan konsentrator (HUB)
b. Bila setiap paket data yang masuk ke consentrator (HUB) kemudian di broadcast keseluruh node yang terhubung sangat banyak (misalnya memakai hub 32 port), maka kinerja jaringan akan semakin turun.
c. Sangat mudah dikembangkan, sebab setiap node hanya terhubung secara langsung ke consentrator.
d. Jika salah satu ethernet card rusak, atau salah satu kabel pada terminal putus, maka keseluruhhan jaringan masih tetap bisa berkomunikasi atau tidak terjadi down pada jaringan keseluruhan tersebut.
e. Tipe kabel yang digunakan biasanya jenis UTP.
Kelebihan dan Kelemahan Topologi STAR
Kelebihan :
a. Jika terjadi penambahan atau pengurangan terminal tidak mengganggu operasi yang sedang berlangsung.
b. Jika salah satu terminal rusak, maka terminal lainnya tidak mengalami gangguan
c. Arus lalulintas informasi data lebih optimal
Kelemahan :
a. Jumlah terminal terbatas, tergantung dari port yang ada pada hub.
b. Lalulintas data yang padat dapat menyebabkan jaringan bekerja lebih lambat.

4. Topologi Bus
Topologi ini mempunyai bentuk, satu kabel utama menghubungkan ke tiap saluran tunggal komputer (membentuk huruf T), kecuali simpul disalah satu ujung kabel utama, yang hanya terhubung ke saluran komputer dan terminator sebagai penutup Skema Topologi BUS.
Karakteristik Topologi BUS:
a. Node – node dihubungkan secara serial sepanjang kabel, dan pada kedua ujung kabel ditutup dengan terminator.
b. Sangat sederhana dalam instalasi, karena hanya menghubungkan antar simpul saja.
c. Juga sangat ekonomis dalam biaya (hanya dibutuhkan kabel dan connector yang harganya tidak terlalu mahal / murah).
d. Paket-paket data saling bersimpangan pada suatu kabel sehingga jika node yang dihubungkan semakin banyak, kinerja jaringan akan semakin turun sebab sering terjadi collision.
e. Tidak diperlukan hub, yang banyak diperlukan adalah Tconnector pada setiap ethernet card.
f. Problem yang sering terjadi adalah jika salah satu node rusak, maka jaringan keseluruhan dapat down, sehingga seluruh node tidak bisa berkomunikasi dalam jaringan tersebut.
g. Jenis kabel yang digunakan adalah coaxial (jenis yang palingmurah).
Kelebihan dan Kelemahan Topologi BUS
Kelebihan :
a. Jumlah Node tidak dibatasi, tidak seperti hub yang dibatasi oleh jumlah dari port (misal : 16 port untuk 16 node)
b. Kecepatan pengiriman data lebih cepat, karena data berjalan searah.
c. Lebih mudah dan murah jika ingin menambah atau mengurangi jumlah node, karena yang dibutuhkan hanya kabel dan konektornya saja
Kekurangan :
a. Jika lalulintas data yang diolah terlalu besar dapat mengakibatkankemacetan.
b. Diperlukan repeater untuk menguatkan sinyal pada pemasangan jarak jauh.
c. Jika salah satu node mengalami kerusakan, maka jaringan tidak dapat beroperasi.

KESIMPULAN
Sejalan dengan perkembangan teknologi jaringan dan kebutuhan pengguna, maka sudah selayaknya suatu organisasi/lembaga memulai penerapan Jaringan atau local area network. Desain jaringan adalah penting karena berhubungan dengan rancangan kinerja dan kehandalan komputasi dan komunikasi pada suatu institusi. Untuk merancang jaringan yang efisien maka identifikasi keragaan dan kebutuhan pengembangan merupakan tahapan yang sangat penting. Dari hasil identifikasi tersebut dilakukan analisis kebutuhan sehingga dapat dirancang jaringan yang ekonomis namun berdaya guna. Pemilihan topologi jaringan hendaknya memperhatikan karakteristik topologi itu sendiri, letak gedung, dan jumlah lantai pada gedung tersebut. Sedangkan perangkat keras untuk jaringan dipilih berdasarkan topologi jaringan, beban kerja, kebutuhan akses komunikasi, dan kebutuhan pengamanan sistem

Readmore »

TCP/IP

1. TCP/IP (singkatan dari Transmission Control Protokol/Internet Protokol)
Adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan Internet. Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang protokol ini berupa kumpulan protokol (protokol suite). Protokol ini juga merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini. Data tersebut diimplementasikan dalam bentuk perangkat lunak (software) di sistem operasi. Istilah yang diberikan kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack



Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen.
Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.

2. Sejarah TCP/IP dan Arah Pengembangannya
Pada tahun 1974 Vint Cerf dan Bob Khan dua perintis Internet, mempublikasikan sebuah tulisan berjudul “A Protocol for Packet Network Interconnection”, tulisan ini menggambarkan tentang Transmission Control Protocol (TCP). TCP menjelaskan bagaimana dua buah host dapat saling berkomunikasi dan bagaimana kedua host ini tetap terkoneksi satu sama lain ketika data dikirim. TCP bertanggung jawab untuk memastikan data diterima di host tujuan. TCP meninggalkan jejak tentang apa yang dikirim dan dikirim ulang (informasi apapun yang tidak berhasil dikirimkan), jika suatu data terlalu besar untuk dikirim sebagai sebuah paket, TCP memecah data tersebut kedalam beberapa paket dan memastikan bahwa seluruh paket yang dikirim dapat sampai di tujuan dengan benar, setelah itu TCP menyusun kembali paket-paket tersebut sesuai dengan urutannya dan kemudian merekonstruksi data yang dikirim. Pada tahun 1978 percobaan dan pengembangan lebih lanjut dari protokol ini mengalami banyak kemajuan yang menggiring para pengembangnya pada sebuah protokol baru yang disebut dengan Transmission Control Protocol/Internet Protocol.
TCP/IP telah berkembang sedemikian rupa hingga sampai pada level yang seperti sekarang. Protokol TCP/IP telah di test, dimodifikasi dan di tingkatkan dari waktu-kewaktu. Protokol TCP/IP yang asli memiliki beberapa tujuan dalam mewujudkan sebuah jaringan komputer yang luas dan mudah dikembangkan, tujuan-tujuan itu diantaranya:
• Independensi hardware: sebuah protokol yang dapat digunakan pada Machintosh, PC, Mainframe atau komputer jenis apapun.
• Independensi software: sebuah protokol harus dapat digunakan oleh produsen dan aplikasi software yang berbeda. Hal ini akan memungkinkan sebuah host pada suatu situs untuk berkomunikasi dengan host lain di situs yang lainnya tanpa memerlukan konfigurasi software yang sama
• Rekoveri kesalahan dan penanganan error: sebuah protokol harus mampu memperbaiki kesalahan secara otomatis atas drop atau hilangnya data. Protokol ini harus mampu mencegah/mengembalikan kehilangan/rusaknya data dari host manapun di bagian manapun dari jaringan serta pada point manapun dari pengiriman suatu data.
• Protokol yang efisien dengan atribut yang minimal (tidak terlalu banyak tambahan atribut)
• Kemampuan untuk menambah koneksi tanpa menggangu servis dalam jaringan.
• Routable data: sebuah protokol harus mampu mencari jalan untuk menyampaikan data sehingga data tersebut dapat sampai ketujuan.
TCP/IP telah dikembangkan untuk dapat memenuhi tujuan-tujuan ini.

3. Keunggulan TCP/IP
Open Protocol Standard.
Independen dari physical network hardware
Cara pengalamatan bersifat unik dalam skala global
TCP/IP memiliki fasilitas routing dan jenis-jenis layanan lainnya yang memungkinkan diterapkan pada internetwork.
High level protocol standar.

4. Sifat-Sifat TCP
a. Berorientasi sambungan (connection-oriented): Sebelum data dapat ditransmisikan antara dua host, dua proses yang berjalan pada lapisan aplikasi harus melakukan negosiasi untuk membuat sesi koneksi terlebih dahulu. Koneksi TCP ditutup dengan menggunakan proses terminasi koneksi TCP (TCP connection termination).
b. Full-duplex: Untuk setiap host TCP, koneksi yang terjadi antara dua host terdiri atas dua buah jalur, yakni jalur keluar dan jalur masuk. Dengan menggunakan teknologi lapisan yang lebih rendah yang mendukung full-duplex, maka data pun dapat secara simultan diterima dan dikirim. Header TCP berisi nomor urut (TCP sequence number) dari data yang ditransmisikan dan sebuah acknowledgment dari data yang masuk.
c. Dapat diandalkan (reliable): Data yang dikirimkan ke sebuah koneksi TCP akan diurutkan dengan sebuah nomor urut paket dan akan mengharapkan paket positive acknowledgment dari penerima. Jika tidak ada paket Acknowledgment dari penerima, maka segmen TCP (protocol data unit dalam protokol TCP) akan ditransmisikan ulang. Pada pihak penerima, segmen-segmen duplikat akan diabaikan dan segmen-segmen yang datang tidak sesuai dengan urutannya akan diletakkan di belakang untuk mengurutkan segmen-segmen TCP. Untuk menjamin integritas setiap segmen TCP, TCP mengimplementasikan penghitungan TCP Checksum.
d. Byte stream: TCP melihat data yang dikirimkan dan diterima melalui dua jalur masuk dan jalur keluar TCP sebagai sebuah byte stream yang berdekatan (kontigu). Nomor urut TCP dan nomor acknowlegment dalam setiap header TCP didefinisikan juga dalam bentuk byte. Meski demikian, TCP tidak mengetahui batasan pesan-pesan di dalam byte stream TCP tersebut. Untuk melakukannya, hal ini diserahkan kepada protokol lapisan aplikasi (dalam DARPA Reference Model), yang harus menerjemahkan byte stream TCP ke dalam "bahasa" yang ia pahami.
e. Memiliki layanan flow control: Untuk mencegah data terlalu banyak dikirimkan pada satu waktu, yang akhirnya membuat "macet" jaringan internetwork IP, TCP mengimplementasikan layanan flow control yang dimiliki oleh pihak pengirim yang secara terus menerus memantau dan membatasi jumlah data yang dikirimkan pada satu waktu. Untuk mencegah pihak penerima untuk memperoleh data yang tidak dapat disangganya (buffer), TCP juga mengimplementasikan flow control dalam pihak penerima, yang mengindikasikan jumlah buffer yang masih tersedia dalam pihak penerima.
f. Melakukan segmentasi terhadap data yang datang dari lapisan aplikasi (dalam DARPA Reference Model)
g. Mengirimkan paket secara "one-to-one": hal ini karena memang TCP harus membuat sebuah sirkuit logis antara dua buah protokol lapisan aplikasi agar saling dapat berkomunikasi. TCP tidak menyediakan layanan pengiriman data secara one-to-many.

5. Arsitektur TCP/IP
Dalam TCP/IP hanya terdapat 5 lapisan sbb :
a. Application Layer
Application Layer merupakan lapisan terakhir dalam arsitektur TCP/IP yang berfungsi mendefinisikan aplikasi-aplikasi yang dijalankan pada jaringan. Karena itu, terdapat banyak protokol pada lapisan ini, sesuai dengan banyaknya aplikasi TCP/IP yang dapat dijalankan. Contohnya adalah SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ) untuk pengiriman e-mail, FTP (File Transfer Protocol) untuk transfer file, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) untuk aplikasi web, NNTP (Network News Transfer Protocol) untuk distribusi news group dan lain-lain. Setiap aplikasi pada umumnya menggunakan protokol TCP dan IP, sehingga keseluruhan keluarga protokol ini dinamai dengan TCP/IP.
b. Transport Layer
Transport Layer mendefinisikan cara-cara untuk melakukan pengiriman data antara end to end host secara handal. Lapisan ini menjamin bahwa informasi yang diterima pada sisi penerima adalah sama dengan informasi yang dikirimkan pada pengirim. Untuk itu, lapisan ini memiliki beberapa fungsi penting antara lain :
• Flow Control. Pengiriman data yang telah dipecah menjadi paket-paket tersebut harus diatur sedemikian rupa agar pengirim tidak sampai mengirimkan data dengan kecepatan yang melebihi kemampuan penerima dalam menerima data.
• Error Detection. Pengirim dan penerima juga melengkapi data dengan sejumlah informasi yang bisa digunakan untuk memeriksa data yang dikirimkan bebas dari kesalahan. Jika ditemukan kesalahan pada paket data yang diterima, maka penerima tidak akan menerima data tersebut. Pengirim akan mengirim ulang paket data yang mengandung kesalahan tadi. Namun hal ini dapat menimbulkan delay yang cukup berarti.

c. Internet Layer
Internet Layer mendefinisikan bagaimana hubungan dapat terjadi antara dua pihak yang berada pada jaringan yang berbeda seperti Network Layer pada OSI. Pada jaringan Internet yang terdiri atas puluhan juta host dan ratusan ribu jaringan lokal, lapisan ini bertugas untuk menjamin agar suatu paket yang dikirimkan dapat menemukan tujuannya dimana pun berada. Oleh karena itu, lapisan ini memiliki peranan penting terutama dalam mewujudkan internetworking yang meliputi wilayah luas (worldwide Internet). Beberapa tugas penting pada lapisan ini adalah:
• Addressing, yakni melengkapi setiap datagram dengan alamat Internet dari tujuan. Alamat pada protokol inilah yang dikenal dengan Internet Protocol Address ( IP Address). Karena pengalamatan (addressing) pada jaringan TCP/IP berada pada level ini (software), maka jaringan TCP/IP independen dari jenis media dan komputer yang digunakan.
• Routing, yakni menentukan ke mana datagram akan dikirim agar mencapai tujuan yang diinginkan. Fungsi ini merupakan fungsi terpenting dari Internet Protocol (IP). Sebagai protokol yang bersifat connectionless, proses routing sepenuhnya ditentukan oleh jaringan. Pengirim tidak memiliki kendali terhadap paket yang dikirimkannya untuk bisa mencapai tujuan. Router-router pada jaringan TCP/IP lah yang sangat menentukan dalam penyampaian datagram dari penerima ke tujuan.
d. Network Access Layer
Network Access Layer mempunyai fungsi yang mirip dengan Data Link layer pada OSI. Lapisan ini mengatur penyaluran data frame-frame data pada media fisik yang digunakan secara handal. Lapisan ini biasanya memberikan servis untuk deteksi dan koreksi kesalahan dari data yang ditransmisikan. Beberapa contoh protokol yang digunakan pada lapisan ini adalah X.25 jaringan publik, Ethernet untuk jaringan Etehernet, AX.25 untuk jaringan Paket Radio dsb.
e. Physical Layer
Physical Layer (lapisan fisik) merupakan lapisan terbawah yang mendefinisikan besaran fisik seperti media komunikasi, tegangan, arus, dsb. Lapisan ini dapat bervariasi bergantung pada media komunikasi pada jaringan yang bersangkutan.TCP/IP bersifat fleksibel sehingga dapat mengintegrasikan berbagai jaringan dengan media fisik yang berbeda-beda.

6. Cara Kerja TCP/IP
Cara KerjaTCP/IP Layer-layer dan protokol yang terdapat dalam arsitektur jaringan TCP/IP menggambarkan fungsi-fungsi dalam komunikasi antara dua buah komputer. Setiap lapisan menerima data dari lapisan di atas atau dibawahnya, kemudian memproses data tersebut sesuai fungsi protokol yang dimilikinya dan meneruskannya ke lapisan berikutnya. Ketika dua komputer berkomunikasi, terjadi aliran data antara pengirim dan penerima melalui lapisan-lapisan di atas. Pada pengirim, aliran data adalah dari atas ke bawah. Data dari user maupun suatu aplikasi dikirimkan ke Lapisan Transport dalam bentuk paket-paket dengan panjang tertentu. Protokol menambahkan sejumlah bit pada setiap paket sebagai header yang berisi informasi mengenai urutan segmentasi untuk menjaga integritas data dan bit-bit pariti untuk deteksi dan koreksi kesalahan. Dari Lapisan Transport, data yang telah diberi header tersebut diteruskan ke Lapisan Network / Internet. Pada lapisan ini terjadi penambahan header oleh protokol yang berisi informasi alamat tujuan, alamat pengirim dan informasi lain yang dibutuhkan untuk melakukan routing. Kemudian terjadi pengarahan routing data, yakni ke network dan interface yang mana data akan dikirimkan, jika terdapat lebih dari satu interface pada host. Pada lapisan ini juga dapat terjadi segmentasi data, karena panjang paket yang akan dikirimkan harus disesuaikan dengan kondisi media komunikasi pada network yang akan dilalui. Proses komunikasi data di atas dapat dijelaskan seperti pada gambar berikut ini :
Selanjutnya data menuju Network Access Layer (Data Link) dimana data akan diolah menjadi frame-frame, menambahkan informasi keandalan dan address pada level link. Protokol pada lapisan ini menyiapkan data dalam bentuk yang paling sesuai untuk dikirimkan melalui media komunikasi tertentu. Terakhir data akan sampai pada Physical Layer yang akan mengirimkan data dalam bentuk besaran-besaran listrik/fisik seperti tegangan, arus, gelombang radio maupun cahaya, sesuai media yang digunakan. Di bagian penerima, proses pengolahan data mirip seperti di atas hanya dalam urutan yang berlawanan (dari bawqah ke atas). Sinyal yang diterima pada physical layer akan diubah dalam ke dalam data. Protokol akan memeriksa integritasnya dan jika tidak ditemukan error t header yang ditambahkan akan dilepas. Selanjutnya data diteruskan ke lapisan network. Pada lapisan ini, address tujuan dari paket data yang diterima akan diperiksa. Jika address tujuan merupakan address host yang bersangkutan, maka header lapisan network akan dicopot dan data akan diteruskan ke lapisan yang diatasnya. Namun jika tidak, data akan di forward ke network tujuannya, sesuai dengan informasi routing yang dimiliki. Pada lapisan Transport, kebenaran data akan diperiksa kembali, menggunakan informasi header yang dikirimkan oleh pengirim. Jika tidak ada kesalahan, paket-paket data yang diterima akan disusun kembali sesuai urutannya pada saat akan dikirim dan diteruskan ke lapisan aplikasi pada penerima.
Proses yang dilakukan tiap lapisan tersebut dikenal dengan istilah enkapsulasi data. Enkapsulasi ini sifatnya transparan. Maksudnya, suatu lapisan tidak perlu mengetahui ada berapa lapisan yang ada diatasnya maupun di bawahnya. Masing-masing hanya mengerjakan tugasnya. Pada pengirim, tugas ini adalah menerima data dari lapisan diatasnya, mengolah data tersebut sesuai dengan fungsi protokol, menambahkan header protokol dan meneruskan ke lapisan di bawahnya. Pada penerima, tugas ini adalah menerima data dari lapisan di bawahnya, mengolah data sesuai fungsi protokol, mencopot header protokoll tersebut dan meneruskan ke lapisan di atasnya.

Readmore »