Topologi jaringan menentukan cara perangkat diatur dan dihubungkan dalam jaringan. Di antara berbagai topologi yang telah membentuk sejarah jaringan komputer, topologi ring mempunyai tempat tersendiri. Meskipun sebagian besar telah digantikan oleh desain bintang dan mesh di LAN modern, topologi ring memperkenalkan konsep yang masih mempengaruhi rekayasa jaringan hingga saat ini. Panduan ini menjelaskan apa itu topologi ring, cara kerjanya, bagian mana yang masih relevan, dan perbandingannya dengan tata letak jaringan umum lainnya.
Apa itu Topologi Ring?
Topologi ring adalah konfigurasi jaringan di mana setiap perangkat terhubung ke dua perangkat lainnya, membentuk satu loop berkelanjutan. Data bergerak mengelilingi ring dalam satu arah, melewati setiap perangkat secara berurutan hingga mencapai tujuan yang dituju. Setiap perangkat di dalam ring bertindak sebagai repeater, menerima sinyal masuk, meregenerasinya, dan meneruskannya ke node berikutnya.
Susunan melingkar ini maksudnya tidak ada hub pusat atau saklar yang mengendalikan lalu lintas. Sebaliknya, jaringan bergantung pada aliran data yang disiplin dan teratur di mana setiap perangkat mendapat giliran untuk melakukan transmisi.
Cara Kerja Topologi Ring
Pengoperasian jaringan cincin mengikuti proses yang mudah namun efektif.
Aliran Data Searah
Dalam topologi ring standar, paket data bergerak dalam satu arah, searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Saat perangkat ingin mengirim data, ia menempatkan paket tersebut ke dalam ring. Paket berpindah dari satu node ke node lainnya, dengan setiap perangkat memeriksa apakah itu adalah penerima yang dituju. Jika data tidak dialamatkan ke node saat ini, node tersebut akan membuat ulang sinyal dan meneruskannya ke perangkat berikutnya dalam ring.
Penerusan berurutan ini berlanjut hingga paket tiba di tujuannya. Setelah terkirim, konfirmasi dikirim kembali ke pengirim, dan transmisi dianggap selesai.
Pengoperan Token
Implementasi topologi ring yang paling terkenal adalah Cincin Token , awalnya dikembangkan oleh IBM pada tahun 1980an. Token Ring menggunakan paket kontrol kecil yang disebut token yang beredar terus menerus di sekitar ring.
Berikut cara kerjanya:
- Token kosong beredar di sekitar ring saat tidak ada perangkat yang melakukan transmisi
- Saat perangkat perlu mengirim data, perangkat menunggu token kosong tiba di portnya
- Perangkat menangkap token, melampirkan muatan datanya bersama dengan alamat tujuan, dan melepaskan token yang dimodifikasi kembali ke ring
- Token pembawa data bergerak mengelilingi ring hingga mencapai perangkat tujuan
- Penerima menyalin data dan menandai token sebagai diterima
- Token dikembalikan ke pengirim asli, yang memverifikasi keberhasilan pengiriman dan melepaskan token kosong kembali ke ring
Mekanisme penyampaian token ini elegan karena sepenuhnya menghilangkan tabrakan data. Hanya perangkat yang memegang token yang dapat melakukan transmisi, memastikan komunikasi jaringan yang teratur dan dapat diprediksi.
Konfigurasi Dering Ganda (Dua Arah).
Untuk mengatasi kerentanan satu cincin, Topologi cincin ganda menggunakan dua cincin yang berputar berlawanan. Data biasanya berjalan pada ring primer, sedangkan ring sekunder berfungsi sebagai cadangan. Jika kabel putus atau kegagalan perangkat mengganggu dering utama, jaringan dapat secara otomatis menggabungkan lalu lintas ke dering sekunder, menjaga konektivitas.
Antarmuka Data Terdistribusi Serat (FDDI), standar jaringan yang digunakan terutama pada tahun 1990an untuk kampus dan tulang punggung metropolitan, menggunakan pendekatan dual-ring ini. Jaringan FDDI bisa menjangkau hingga 200 kilometer dan mendukung kecepatan data 100 Mbps, yang merupakan performa luar biasa pada era tersebut.
Keuntungan Topologi Ring
Topologi ring menawarkan beberapa manfaat yang menjelaskan popularitas historisnya.
Tidak Ada Tabrakan Data: Mekanisme token-passing menjamin bahwa hanya satu perangkat yang melakukan transmisi pada satu waktu, sepenuhnya menghilangkan masalah tabrakan yang mengganggu jaringan Ethernet awal yang menggunakan topologi bus.
Performa yang Dapat Diprediksi: Karena setiap perangkat melakukan transmisi secara bergiliran, kinerja jaringan tetap konsisten terlepas dari beban lalu lintas. Tidak ada perlambatan mendadak yang disebabkan oleh beberapa perangkat yang melakukan transmisi secara bersamaan.
Akses yang Setara: Setiap perangkat di ring memiliki peluang yang sama untuk mengirimkan data. Tidak ada satu perangkat pun yang dapat memonopoli bandwidth jaringan, sehingga menjamin keadilan di semua node yang terhubung.
Regenerasi Sinyal: Setiap perangkat bertindak sebagai repeater, membuat ulang sinyal sebelum meneruskannya. Hal ini memungkinkan jaringan cincin menjangkau jarak yang lebih jauh tanpa peralatan amplifikasi sinyal khusus.
Pemecahan Masalah Sederhana: Karena data mengalir dalam jalur yang dapat diprediksi, mengisolasi sumber masalah relatif mudah. Jika data gagal mencapai tujuan, segmen yang salah berada di antara pengirim dan penerima pada jalur dering.
Kekurangan Topologi Ring
Terlepas dari kelebihannya, topologi ring memiliki kelemahan signifikan yang berkontribusi terhadap penurunannya.
Satu Titik Kegagalan: Dalam lingkaran searah, jika ada satu perangkat yang rusak atau segmen kabel putus, seluruh jaringan akan mati. Setiap node sangat penting untuk menjaga kesinambungan cincin, sehingga membuat jaringan menjadi rapuh.
Modifikasi Sulit: Menambah atau menghapus perangkat memerlukan pemutusan cincin, yang mengganggu seluruh jaringan untuk sementara. Sebaliknya, topologi star memungkinkan Anda menambah atau menghapus perangkat tanpa mempengaruhi koneksi lain.
Latensi Meningkat seiring Ukuran: Data harus melewati setiap node perantara antara pengirim dan penerima. Seiring bertambahnya jumlah perangkat, waktu yang dibutuhkan data untuk menyelesaikan perjalanannya juga meningkat secara proporsional.
Semua Perangkat Harus Aktif: Setiap node harus dihidupkan dan berfungsi agar ring dapat beroperasi. Satu komputer yang dimatikan dapat memutus sirkuit dan menghentikan semua komunikasi jaringan.
Biaya dan Kompleksitas: Perangkat keras Token Ring, termasuk Multistation Access Units (MAU) yang menghubungkan perangkat secara fisik, lebih mahal dibandingkan perangkat Ethernet. Dikombinasikan dengan persyaratan pemasangan kabel untuk mempertahankan loop berkelanjutan, jaringan cincin lebih mahal untuk diterapkan dan dipelihara.
Topologi Cincin vs. Topologi Lainnya
Memahami perbandingan topologi ring dengan desain lain memberikan konteks yang berguna.
Cincin vs. Bintang
Dalam topologi bintang, semua perangkat terhubung ke saklar pusat atau hub. Jika satu perangkat gagal, hanya perangkat itu yang terpengaruh, bukan keseluruhan jaringan. Topologi bintang jauh lebih tahan terhadap kegagalan perangkat individual dan lebih mudah untuk diperluas, itulah sebabnya ia mendominasi LAN modern.
Dering vs. Bus
Topologi bus terhubung semua perangkat ke satu kabel bersama. Seperti ring, topologi bus mengalami satu titik kegagalan jika kabel utama putus. Namun topologi bus lebih sederhana dan lebih murah. Cincin memiliki keuntungan menghilangkan tabrakan melalui token passing, yang tidak dapat dilakukan oleh topologi bus.
Cincin vs. Jaring
Topologi mesh menyediakan beberapa jalur redundan antar perangkat, menawarkan toleransi kesalahan tertinggi dari semua topologi. Namun, ini juga yang paling mahal dan rumit untuk diterapkan. Topologi ring lebih sederhana dan lebih murah tetapi kurang tangguh.
Dimana Topologi Ring Masih Digunakan
Meskipun LAN Token Ring hampir seluruhnya digantikan oleh Ethernet, konsep ring tetap hidup di beberapa teknologi modern.
SONET/SDH: Jaringan Optik Sinkron dan Hierarki Digital Sinkron, standar yang mendasari sebagian besar tulang punggung telekomunikasi dunia, menggunakan arsitektur cincin untuk jaringan serat optik yang mampu memulihkan diri. Ketika terjadi pemutusan serat, lalu lintas secara otomatis dialihkan ke sekitar ring dalam hitungan milidetik.
Dering Metro Ethernet: Banyak jaringan area metropolitan menggunakan peralihan perlindungan cincin Ethernet untuk menyediakan redundansi tingkat operator untuk layanan konektivitas bisnis.
Jaringan Industri: Beberapa sistem kontrol industri dan lingkungan manufaktur masih menggunakan protokol berbasis cincin karena karakteristik kinerja deterministiknya, yang penting untuk kontrol mesin secara real-time.
RPR (Cincin Paket Tangguh): Standar IEEE ini mengoptimalkan transportasi data melalui jaringan cincin serat, menggabungkan ketahanan cincin SONET dengan efisiensi transfer data berbasis paket.
Kesimpulan
Topologi ring mewakili babak penting dalam evolusi jaringan komputer. Mekanisme token-passingnya memecahkan masalah tabrakan dengan elegan, dan kinerjanya yang dapat diprediksi menjadikannya dapat diandalkan untuk lingkungan perusahaan sepanjang tahun 1980an dan 1990an. Namun, kerentanannya terhadap kegagalan satu titik, kesulitan modifikasi, dan biaya yang lebih tinggi pada akhirnya menyebabkan penggantiannya dengan Ethernet berbasis bintang di sebagian besar lingkungan LAN.
Meskipun terjadi penurunan jaringan lokal, konsep cincin terus memberikan kekuatan pada infrastruktur telekomunikasi penting di seluruh dunia. Memahami topologi ring memberikan wawasan berharga tentang bagaimana jaringan mengelola aliran data, redundansi, dan toleransi kesalahan, semua konsep yang tetap menjadi inti desain jaringan modern.
Untuk dasar-dasar jaringan lainnya, jelajahi Alat IP dan Rute Penelusuran utilitas untuk melihat bagaimana data berpindah melalui jaringan nyata.