Bambang Dwi Prakoso

ETHERNET

Definisi:

Teknologi jaringan Yang berbasiskan jaringan komputer untuk Local Area Network (LAN).
Ethernet diambil dari nama Ether. Ethernet didefinisikan sebagai wiring dan signaling melalui Physical Layer, dan format utamanya adalah Protocol untuk Media Access Control (MAC)/Data Link Layer dari OSI Model. Ethernet distandardisasi sebagai IEEE 802.03. Ethernet telah menjadi teknologi LAN yang paling banyak digunakan sejak tahun 1990 sampai dengan sekarang, dan telah menggantikan banyak teknologi jaringan LAN seperti, Token Ring, FDDI, dan ARCNET. [1]

                           Gambar [1] Ethernet Network Attach.

Interface :

Sebuah interface jaringan pengontrol (juga dikenal sebagai kartu network interface card, jaringan adaptor, adapter LAN dan dengan istilah yang serupa) adalah perangkat keras komputer komponen yang menghubungkan komputer ke jaringan komputer.

Sedangkan kontroler interface jaringan yang biasa diterapkan pada kartu ekspansi yang ditancapkan ke bus komputer, biaya rendah dan ubiquity dari standar Ethernet berarti bahwa kebanyakan komputer baru memiliki antarmuka jaringan yang dibangun dalam motherboard.[2]

                                                               

Gambar[2] Network Interface Card (NIC).

Konsep Penggunaan Ethernet :

Kontroler jaringan mengimplementasikan sirkuit elektronik yang dibutuhkan untuk berkomunikasi menggunakan lapisan fisik spesifik dan lapisan data link standar seperti Ethernet, Wi-Fi, atau Token Ring. Ini menyediakan dasar untuk stack protokol jaringan penuh, memungkinkan komunikasi antara kelompok-kelompok kecil dari komputer di LAN yang sama dan skala besar komunikasi jaringan melalui protokol routable, seperti IP (Internet Protocol).

Setiap pengendali jaringan Ethernet memiliki sejumlah 48-bit yang unik seri yang disebut alamat MAC, yang disimpan dalam memori hanya-baca. Setiap komputer di jaringan Ethernet harus memiliki minimal satu controller. Biasanya aman untuk mengasumsikan bahwa tidak ada dua pengendali jaringan akan berbagi alamat yang sama, karena vendor pengendali pembelian blok alamat dari Institut Electrical dan Electronics Engineers (IEEE) dan memberikan alamat unik untuk setiap controller pada saat pembuatan.[3]

                       

                                                Gambar[3] Madge 4/16 Mbit/s TokenRing ISA-16 NIC

Jenis-Jenis Ethernet :

Jika dilihat dari kecepatannya, Ethernet terbagi menjadi empat jenis, yakni sebagai:

Kecepatan	Standar	Spesifikasi IEEE	Nama
10 Mbit/detik	10Base2, 10Base5, 10BaseF, 10BaseT	IEEE 802.3	Ethernet
100 Mbit/detik	100BaseFX, 100BaseT, 100BaseT4, 100BaseTX	IEEE 802.3u	Fast Ethernet
1000Mbit/detik	1000BaseCX, 1000BaseLX, 1000BaseSX, 1000BaseT	IEEE 802.3z	Gigabit Ethernet
10000 Mbit/detik	11mm/.ll

[4]

                                                               

                                                                               

Metode Pengiriman :

Ethernet mentransmisikan data melalui kabel jaringan dalam bentuk paket-paket data yang disebut dengan Ethernet Frame. Sebuah Ethernet frame memiliki ukuran minimum 64 byte, dan maksimum 1518 byte dengan 18 byte di antaranya digunakan sebagai informasi mengenai alamat sumber, alamat tujuan, protokol jaringan yang digunakan, dan beberapa informasi lainnya yang disimpan dalam header serta trailer (footer). Dengan kata lain, maksimum jumlah data yang dapat ditransmisikan (payload) dalam satu buah frame adalah 1500 byte.

Ethernet menggunakan beberapa metode untuk melakukan enkapsulasi paket data menjadi Ethernet frame, yakni sebagai berikut:

• Ethernet II (yang digunakan untuk TCP/IP)
• Ethernet 802.3 (atau dikenal sebagai Raw 802.3 dalam sistem jaringan Novell, dan digunakan untuk berkomunikasi dengan Novell NetWare versi 3.11 atau yang sebelumnya)
• Ethernet 802.2 (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 without Subnetwork Access Protocol, dan digunakan untuk konektivitas dengan Novell NetWare 3.12 dan selanjutnya)
• Ethernet SNAP (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 with SNAP, dan dibuat sebagai kompatibilitas dengan sistem Macintosh yang menjalankan TCP/IP)

Sayangnya, setiap format frame Ethernet di atas tidak saling cocok/kompatibel satu dengan lainnya, sehingga menyulitkan instalasi jaringan yang bersifat heterogen. Untuk mengatasinya, lakukan konfigurasi terhadap protokol yang digunakan via sistem operasi. [5]

                                                              Gambar4.Ethernet II                                      

  

                                                          Gambar5.Ethernet 802.3

   

                               

                  Gambar6.Ethernet 802.2     

                         Gambar7.Ethernet SNAP

Karakteristik Fungsional dari Interface Ethernet :

Untuk mendukung felksibilitas topologi infrastruktur port Ethernet yang digunakan berjenis Gigabit Ethernet (spesifikasi IEEE 802.3z).

- Kabel yang dipergunakan adalah kabel kategori 6 ( Gigabit Ethernet Cat 6) dengan spesifikasi sebagai berikut:  [6]

Cabling Media	Connection Type	Diameter	Minimum Bend Radius	Maximum Data Rate	Maximum Distance*	Common Applications
Category 6	RJ-45	0.26 in	1.04 in	1 Gb/s	55 meters**	IP Telephony, servers, switches

Rangkaian Komponen Ethernet :

Rangkaian 10 Mbps Ethernet yang asalnya dibuat mempunyai 5

komponen perkakasan yaitu kabel koax, kabel sadap pemintas,

pemancar dan penerima, kabel pemancar dan penerima dan papan

antaramuka yang juga dikenali sebagai pengawal Ethernet.

[7]

Embedded Module System / EMS ETHERNET MODULE :

merupakan modul untuk mempermudah antarmuka antara komunikasi ethernet dengan mikrokontroler/mikroprosesor. Modul ini bekerja dengan level tegangan TTL. Aplikasi dari modul ini adalah embedded web server, embedded DHCP server, serta aplikasi lainnya yang berhubungan dengan komunikasi ethernet.

Spesifikasi

1. Berbasis IC ENC28J60, ethernet controller yang kompatibel dengan IEEE 802.3™ dan   jaringan 10/100/1000 Base-T.

2. Memiliki MAC dan 10 Base-T PHY yang terintegrasi.

3. Memiliki 1 port 10 Base-T (konektor MAC jack) dengan kemampuan deteksi dan koreksi polaritas secara otomatis.

4. Mendukung mode Full dan Half-Duplex.

5. Pengiriman ulang secara otomatis (dapat diprogram).

6. Perhitungan CRC (dapat diprogram).

7. Penolakan paket yang salah secara otomatis (dapat diprogram).

8. Antarmuka ke host controller melalui SPI dengan kecepatan sampai dengan 20 MHz.

9. Mempunyai 8 KByte SRAM sebagai buffer bagi paket data yang akan dikirimkan sekaligus bagi paket data yang akan diterima (shared buffer).

10. Mendukung paket data unicast, multicast, dan broadcast.

11. Memiliki alamat MAC yang dapat diprogram.

12. Memiliki filter untuk paket data yang diterima.

13. Kecepatan transfer data ethernet sampai dengan 10Mb/s.

14. Memiliki 2 indikator LED untuk menunjukkan status koneksi.

15. Memiliki pin interupsi untuk menginformasikan adanya paket data yang telah diterima.

16. Memiliki pin clock yang dapat menghasilkan frekuensi hingga 25 Mhz pada level tegangan TTL.

17. Memiliki fasilitas power-down.

18. Membutuhkan catu daya 5 Volt DC.

19. Kompatibel dengan DT-AVR Low Cost Series dan mendukung sistem kontroler lainnya.

Tata Letak Komponen

Terminal J2 berfungsi sebagai jalur masuk catu daya 5

Volt DC.

                                                                                                 

Pin 1 dan 2 pada header INTERFACE PORT (J1) dapat digunakan sebagai jalur masuk catu daya.

Penting!

• Jika J2 sudah digunakan sebagai jalur masuk catu daya, jangan menghubungkan catu daya ke pin 2 INTERFACE PORT (J1).

Header INTERFACE PORT (J1) adalah konektor untuk jalur

komunikasi SPI dan beberapa sinyal lain.

Penting!

• Jika pin 1 dan 2 INTERFACE PORT (J1) sudah digunakan sebagai jalur masuk catu daya, jangan menghubungkan catu daya ke J2.

Mode duplex yang akan digunakan dapat diatur melalui

jumper J3 dan J5.

EMS ETHERNET MODULE dapat dihubungkan dengan network adapter pada komputer yang memiliki konektor MAC jack dengan menggunakan kabel UTP yang kedua ujungnya diberi terminasi RJ-45 plug (8P8C modular connector).

Pin	Warna Kabel
	Konfigurasi 1	Konfigurasi 2
1	Putih Hijau	Putih Oranye
2	Hijau	Oranye
3	Putih Oranye	Putih Hijau
4	Biru	Biru
5	Putih Biru	Putih Biru
6	Oranye	Hijau
7	Putih Coklat	Putih Coklat
8	Coklat	Coklat

Kabel UTP yang disertakan bertipe “Crossover” dan dapat digunakan sebagai koneksi ke komputer. Pada tipe “Crossover”, salah satu ujung kabel diberi terminasi RJ-45 plug berkonfigurasi 1 sedangkan ujung kabel yang lain diberi terminasi RJ-45 plug berkonfigurasi 2.

Sedangkan untuk menghubungkan EMS ETHERNET MODULE ke hub/router biasanya menggunakan kabel UTP bertipe “Straight-Through”. Pada tipe “Straight- Through”, kedua ujung kabel diberi terminasi RJ-45 plug berkonfigurasi 1 semua atau berkonfigurasi 2 semua.

Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian menggunakan komputer dan DT-AVR LOW COST MICRO SYSTEM adalah sebagai berikut:

1. Atur konfigurasi kartu LAN komputer sebagai berikut:

• IP address : antara 192.168.1.2 - 192.168.1.253

• Subnet mask : 255.255.255.0

• Default gateway : kosong

2. Hubungkan kabel bertipe crossover (yg sudah disertakan) ke EMS ETHERNET MODULE dan langsung ke LAN komputer.

3. Programlah ENC.PRJ/ENC.HEX ke dalam DT-AVR LCMS menggunakan programmer yang mendukung. Jika menggunakan ISP, jangan menghubungkan DTAVR LCMS dan EMS ETHERNET MODULE.

4. Setelah pemrograman, lepas kabel ISP lalu hubungkan header J1 EMS ETHERNET MODULE ke PORTB DT-AVR LCMS secara straight (pin 1 dengan pin 1, pin 2 dengan pin 2, dst.).

5. Hubungkan DT-AVR LCMS ke catu daya 9-12 VDC. LED hijau pada MAC jack EMS ETHERNET MODULE akan menyala.

6. Buka Command Prompt pada komputer dan ketik ping 192.168.1.254.

7. Setelah itu, modul akan membalas prosedur ping tersebut dengan tampilan sebagai berikut:

Pinging 192.168.1.254 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.1.254: bytes=32 time=10ms TTL=128

Reply from 192.168.1.254: bytes=32 time=6ms TTL=128

Reply from 192.168.1.254: bytes=32 time=6ms TTL=128

Reply from 192.168.2.254: bytes=32 time=6ms TTL=128

Ping statistics for 192.168.1.254:

Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),

Approximate round trip times in milli-seconds:

Minimum = 6ms, Maximum = 10ms,

`           Average = 7ms

Waktu yang ditunjukkan mungkin akan berbeda dari yang ditampilkan di atas. Pada setiap transaksi data, LED jingga pada MAC jack EMS ETHERNET MODULE akan berkedip.

8. Hubungkan PORTC.0 ke GND. LED hijau pada MAC jack EMS ETHERNET MODULE akan padam.

9. Ketik ping 192.168.1.254 pada Command Prompt.

10. Setelah itu, modul akan membalas prosedur ping tersebut dengan tampilan sebagai berikut:

Pinging 192.168.1.254 with 32 bytes of data:

Destination host unreachable.

Destination host unreachable.

Destination host unreachable.

Destination host unreachable.

Ping statistics for 192.168.1.254:

Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4

(100% loss),  [8]

Contoh Pemrograman dengan c++ :

#include <iostream>

#include <stdio.h>

#include <netdb.h>

#include <netinet/if_ether.h>

int _get_MAC(void) {

        int sock,sockfd, n, cnt;

        char buffer[2048];

        unsigned char *iphead, *ethhead;

        struct ether_addr ether;

 

        if ( (sock=socket(PF_PACKET, SOCK_RAW,htons(ETH_P_IP)))<0){

               perror("socket");

               exit(1);

        }

        while (1) {

               if (n = recvfrom(sock,buffer,2048,0,NULL,NULL)== -1) {

                       perror("recvfrom");

                       close(sock);

                       exit(1);

               }

       

               ethhead = (unsigned char *)buffer;

              

               if (ethhead != NULL){

                       iphead = (unsigned char *)(buffer+14); // Skip Ethernet header

                       printf("\n--------------------------------------"

                               "\nMAC destino (server): "

                               "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",

                               ethhead[0],ethhead[1],ethhead[2],

                               ethhead[3],ethhead[4],ethhead[5]);

                       printf("MAC origen  (CAL30x): "

                               "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",

                               ethhead[6],ethhead[7],ethhead[8],

                               ethhead[9],ethhead[10],ethhead[11]); 

                       if (*iphead==0x45) { // Double check for IPv4 and no options present

                               printf("IP destino  (server): %d.%d.%d.%d\n",

                                      iphead[12],iphead[13],

                                      iphead[14],iphead[15]);

                               printf("IP origen   (CAL30x): %d.%d.%d.%d\n",

                                      iphead[16],iphead[17],

                                      iphead[18],iphead[19]);

                               printf("Protocolo   (UDP=11): %02x Hex\n",iphead[9]);

                       }

               }   

        }

        return 0;

}

int main(int argc, char **argv)

{

    _get_MAC();

      return 0;

}

[9]

Mode handshaking :

Dalam paket awal, Device 1 menyisipkan diri ditugaskan awal  nomor urutan pada header TCP. (Lihat Gambar 1.) Jumlah ini  digunakan untuk melacak urutan data yang dikirim ke Perangkat 2,  memastikan bahwa tidak ada paket yang hilang. SYN bendera, yang diatur  pada paket, digunakan untuk sinkronisasi nomor urutan.  Catatan: Paket ini berisi field-tersembunyi Pengakuan  Nomor lapangan. Bidang Pengakuan Nomor  berisi nomor urutan berikutnya yang diharapkan dari yang lain
sisi komunikasi. Karena paket ini adalah yang pertama dalam  proses jabat tangan, bagaimanapun, Device 1 tidak tahu apa  urutan nomor 2 Perangkat akan digunakan. Sebagai hasilnya, 4-byte  lapangan kiri di 0x0000-0000, dan bidang ini tidak ditampilkan oleh  jaringan analyzer.

(Gambar 1)

Blok Diagram :

Interface Timing Diagram :

                                                                                                                      [10]

Sumber :

1. http://11074374.blogspot.com/2007/09/definisi-ethernet.html

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Network_interface_controller

3. http://en.wikipedia.org/wiki/Network_interface_controller

4. http://id.wikipedia.org/wiki/Ethernet

5. http://id.wikipedia.org/wiki/Ethernet

6. www.telkomsel.com%2Fmedia%2Fupload%2Fpdf%2FDPI%2F2011%2F6.Dokumen%25 0Pendukung%2520D%2520-%25202011.pdf&rct=j&q=karakteristik%20ethernet&ei=D6CGTreqIsLJrAfWrqzvDA&usg=AFQjCNFwO55I4S4Y4U5L8-PnKoYDvNoCyg&cad=rja

7. PEMODELAN DAN ANALISIS RANGKAIAN KAWASAN SETEMPAT PELBAGAI SALURAN OPTIKAL AZNOR HANAH BINTI ABDUL HALIM UNIVERSITI SAINS MALAYSIA 2007

8. CodeVisionAVR is copyright by Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

9. http://www.linuxquestions.org/questions/programming-9/getting-mac-address-from-ethernet-packet-in-c-434241/

10. Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600