DESAIN DAN ANALISIS KEAMANAN JARINGAN KOMPUTER

DESAIN DAN ANALISIS KEAMANAN JARINGAN KOMPUTER
{ komponen jaringan komputer}

A. Pendahuluan

Desain dan Analisis Jaringan Komputer yang menjadi mata kuliah pada Pend.Teknik Informatika UNP merupakan bahasan mengenai bagaimana keamanan jaringan komputer dilihat dari segi desain dan analisis dari jaringan komputer tersebut. Keamanan jaringan komputer begitu menjadi penting pada saat ini, pernyataan ini bukan tanpa alasan, jika kita perhatikan perkembangan dari teknologi informasi dengan terhubungnya LAN atau komputer ke Internet membuka potensi adanya lubang keamanan { security hole } yang tadinya bisa ditutupi dengan mekanisme keamanan secara fisik.
Dengan membuat sistem keamanan komputer maka kita akan melindungi data agar tidak dapat diakses oleh orang yang tidak berhak. Pada kebanyakan kasus, biaya sekuriti secara eksponensial akan terus meningkat manakala level sekuriti mendekati level 100 persen.

B. Sekilas mengenai sejarah keamanan jaringan komputer

Sejarah keamanan komputer tidak akan terlepas dari kasus-kasus mengenai keamanan jaringan komputer. Pada periode 70-an, jaringan komputer biasanya hanya terdapat diperusahaan-perusahaan besar. Jaringan komputer tersebut saling menghubungkan setiap departemen dan setiap cabang ke sebuah pusat pengendalian / central prosesing point. Pada saat itu pengertian network security juga sudah ada, namun fokus utamanya hanya untuk kebutuhan para user di dalam network itu sendiri guna meminimalkan tingkat resiko pengamanan.
Pada tahun 1988, keamanan sistem mail send mail dieksploitasi oleh Robert tapan Morris sehingga melumpuhkan sistem internet. Kegiatan ini dapat diklasifikasikan sebagai ” Denial of Service Attack ”. Diperkirakan biaya yang digunakan untuk memperbaiki dan lainlain yang hilang adalah sekitar 100 juta dollar. Di tahun 1990Morris dihukum dan hanya didenda 10.000 dollar.


C. Komponen Jaringan Komputer

Komputer merupakan komponen utama dalam membangun jaringan. Namun kita perlu mengetahui bagaimana komputer tersebut saling berhubungan.antara satu dengan lainnya. Untuk membangun sebuah jaringan, secara umum kita membutuhkan dua macam perangkatperangkat keras (peripheral) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras yang dimaksud di sini mencakup, network interface card (NIC), hub, switch dan bridge, router, kabel. Perangkat lunak yang jelas dibutuhkan adalah sistem operasi jaringan.

a) Network Interace Card

Network interface card adalah kartu — maksudnya papan elektronik — yang ditanam pada setiap komputer yang terhubung ke jaringan. Beberapa komputer desktop yang dijual di pasaran saat ini sudah dilengkapi dengan kartu iniAda banyak macam kartu jaringan. Ada tiga hal yang harus Anda perhatikan dari suatu NICtipe kartu,jenis protokoltipe kabel yang didukungnya. Ada dua macam tipe kartu, yaitu PCI dan ISA.

Sebagai sedikit penjelasan, pada komputer ada beberapa slot (tempat menancapkan kartu) yang disebut expansion slot. Slot-slot ini saat Anda membeli komputer sengaja dibiarkan kosong oleh pembuat komputer agar Anda bisa meningkatkan kemampuan komputer Anda dengan menambahkan beberapa kartu — misalnya, kartu suara (untuk membuat komputer “bersuara bagus”), kartu video (untuk membuat tampilan layar komputer lebih bagus), kartu SCSI (untuk membuat komputer bisa berkomunikasi dengan perangkat berbasis SCSI), atau network interface card (untuk membuat komputer bisa berkomunikasi dengan komputer lain dalam jaringan).

Ada dua tipe slot yang banyak dijumpai pada komputer-komputer yang beredar di pasaran, yaitu slot PCI dan slot ISA. Jika Anda membuka kotak (casing) komputer Anda, di bagian belakang Anda bisa melihat ada dua deret slot. Slot PCI biasanya adalah yang berwarna putih, slot ini lebih pendek dibandingkan slot PCI. Slot PCI mendukung kecepatan I/O (input/output) yang lebih tinggi. Di pasaran, biasanya harga kartu berbasis PCI lebih mahal.
Dari sisi protokol, jenis protokol yang saat ini paling banyak digunakan adalah Ethernet dan Fast Ethernet. Ada beberapa protokol lain, tetapi kurang populer, yaitu Token Ring, FDDI, dan ATM. Dua protokol terakhir cenderung digunakan pada jaringan besar sebagai backbone (jaringan tulang punggung yang menghubungkan banyak segmen jaringan yang lebih kecil). Ethernet mendukung kecepatan transfer data sampai 10Mbps, sedangkan Fast Ethernet mendukung kecepatan transfer data sampai 100Mbps. Jika memilih untuk menggunakan protokol Ethernet, Anda harus membeli kartu Ethernet. Demikian juga jika Anda telah memilih Fast Ethernet. Namun saat ini juga ada kartu combo yang mendukung Ethernet maupun Fast Ethernet. Kartu combo bisa mendeteksi sendiri berapa kecepatan yang sedang digunakan pada jaringan. Jika saat ini Anda memilih menggunakan Ethernet, tetapi Anda telah merencanakan untuk suatu saat nanti memerlukan kecepatan transfer yang lebih tinggi — sehingga memerlukan Fast Ethernet tak salah jika Anda memilih kartu combo. Dari sisi harga, kartu Ethernet saat ini boleh dibilang sudah sangat murah.

Dari sisi kabel, ada beberapa tipe kabel yang digunakan banyak orang, yaitu:UTP (unshielded twisted pair), coaxial, fiber optik. Yang paling banyak dipilih orang adalah UTP, karena murah, kemampuannya memadai dan pemasangannya cenderung lebih mudah. Kabel coaxial (mirip dengan kabel televisi) dulu banyak digunakan orang, tetapi saat ini boleh dibilang sudah hampir tak dilirik. Fiber optik merupakan kabel paling mahal (dari sisi instalasi maupun harga per meter), tetapi kemampuannya mendukung kecepatan transfer data paling bagus. Pemasangan kabel fiber optik paling rumit, karena itu mahal.

Dalam memilih NIC, Anda harus menyesuaikan dengan tipe kabel yang telah/akan Anda pasang. Port/colokan untuk kabel UTP berbentuk mirip dengan kabel telepon tetapi sedikit lebih besar, port ini dikenal sebagai RJ-45. Ada beberapa kartu yang mendukung dua atau lebih tipe kabel. Namun jika Anda hanya akan menggunakan satu tipe kabel, pilihlah kartu yang mendukung satu tipe kabel saja karena harganya akan jauh lebih murah.

Satu hal lagi, jika Anda menggunakan komputer portabel (notebook), untuk berkoneksi ke jaringan Anda menggunakan kartu PCMCIA. Bentuk kartu ini mirip kartu kredit, tetapi sedikit tebal. Kartu ini dimasukkan ke port PCMCIA yang ada pada setiap notebook. Jika untuk komputer desktop sudah tersedia banyak pilihan kartu untuk protokol Fast Ethernet, untuk PCMCIA pilihan mereknya masih sedikit sehingga harganya sangat mahal. Jika pada komputer desktop tidak ada kartu kombinasi antara kartu jaringan dengan kartu modem, pada PCMCIA kombinasi ini justru menjadi salah satu favorit. Dengan kombinasi ini, Anda menghemat penggunaan slot PCMCIA dengan hanya menggunakan satu slot untuk dua kegunaan: modem dan jaringan. Saat ini hampir semua NIC yang beredar di pasaran sudah mendukung Plug-n-Play (NIC secara otomatis dikonfigurasi tanpa intervensi pengguna), tetapi ada baiknya Anda pastikan bahwa NIC yang Anda beli memang mendukung PnP.

b) Kabel

Kabel merupakan komponen penting dalam jaringan. Kabellah yang membuat data bisa mengalir di jaringan — kecuali jika Anda menggunakan jaringan tanpa kabel (wireless). Jangan sampai Anda memilih kabel berkualitas jelek, walaupun harganya murah. Ada beberapa alasan untuk hal ini, di antaranya adalah: Investasi untuk kabel biasanya hanya dilakukan sekali pada saat awal instalasi jaringan. Kabel jaringan cenderung disembunyikan di balik dinding atau di bawah lantai. Jika Anda menggunakan kabel bermutu rendah dan suatu saat ditemukan ada masalah pada kabel, maka usaha untuk membongkar dan memasang kembali kabel akan jauh lebih mahal dibandingkan harga yang Anda bayar untuk mendapatkan kabel kualitas bagus yang tak merepotkan.

Seperti sudah disebutkan sebelumnya, ada tiga jenis kabel yang dikenal orang. Jenis kabel yang banyak dipilih orang — terutama untuk jaringan kecil — saat ini adalah UTP. Beberapa perusahaan/lembaga yang cukup kaya memang cenderung memilih kabel fiber optik, karena dukungan untuk pengembangan ke depan yang lebih bagus. Ada pula beberapa pengguna yang hanya menggunakan kabel fiber optik untuk backbone dan menggunakan UTP pada segmen-segmen jaringannya.

Namun memilih UTP mungkin paling masuk akal jika jaringan Anda tak terlalu besar — ingat masih banyak komponen lain yang perlu Anda beli. Dari sisi pemasangan, UTP bisa dibilang paling tak merepotkan, Anda bisa memasangnya sendiri dengan hanya sedikit pengalaman. Jadi jika sekarang Anda sedang bersiap membangun jaringan, rasanya pilihan paling tepat adalah menggunakan kabel UTP. Kabel fiber optik akan lebih masuk akal jika digunakan pada backbone, nanti jika jaringan Anda sudah semakin besar dan ban banyak segmen yang harus saling terhubung.

c) Hub

Secara sederhana, hub adalah perangkat penghubung. Pada jaringan bertopologi star, hub adalah perangkat dengan banyak port yang memungkinkan beberapa titik (dalam hal ini komputer yang sudah memasang NIC) bergabung menjadi satu jaringan. Pada jaringan sederhana, salah satu port pada hub terhubung ke komputer server. Bisa juga hub tak langsung terhubung ke server tetapi juga ke hub lain, ini terutama terjadi pada jaringan yang cukup besar. Hub memiliki 4 – 24 port plus 1 port untuk ke server atau hub lain. Sebagian hub — terutama dari generasi yang lebih baru — bisa ditumpuk (stackable) untuk mendukung jumlah port yang lebih banyak. Jumlah tumpukan maksimal bergantung dari merek hub, rata-rata mencapai 5 – 8. Hub yang bisa ditumpuk biasanya pada bagian belakangnya terdapat 2 port untuk menghubungkan antar hub.Dari sisi pengelolaan ada dua jenis hub, yaitu manageable hub dan unmanageable hub.
Manageable hub adalah hub yang bisa dikelola melalui software biasanya menggunakan browser IE — sedangkan unmanageable hub tak bisa. Satu hal yang perlu diingat, hub hanya memungkinkan pengguna untuk berbagi (share) jalur yang sama.

Kumpulan hub yang membentuk jaringan hub disebut sebagai “shared Ethernet.” Pada jaringan terbagi seperti itu, setiap anggota hanya akan mendapatkan persentase tertentu dari bandwidth jaringan yang ada. Misalkan hub yang digunakan adalah Ethernet 10Mbps dan pada jaringan tersebut tersambung 10 komputer, maka secara kasar jika semua komputer secara bersama mengirimkan data, bandwidth rata-rata yang bisa digunakan oleh masing-masing anggota jaringan tersebut hanyalah 1Mbps. Pada jaringan bertopologi bus, ada juga perangkat sejenis hub — namanya repeater. Sesuai namanya, repeater bekerja memperkuat sinyal agar data bisa mencapai jarak yang lebih jauh.

d) Bridge & Switch

Bridge adalah perangkat yang berfungsi menghubungkan beberapa jaringan terpisah. Bridge bisa menghubungkan tipe jaringan berbeda (seperti Ethernet dan Fast Ethernet) atau tipe jaringan yang sama. Bridge memetakan alamat Ethernet dari setiap node yang ada pada masing-masing segmen jaringan dan memperbolehkan hanya lalu lintas data yang diperlukan melintasi bridge. Ketika menerima sebuah paket, bridge menentukan segmen tujuan dan sumber. Jika segmennya sama, paket akan ditolak; jika segmennya berbeda, paket diteruskan ke segmen tujuannya. Bridge juga bisa mencegah pesan rusak untuk tak menyebar keluar dari satu segmen.
Switch yang dimaksud di sini adalah LAN switch. Switch adalah perluasan dari konsep bridge. Ada dua arsitektur dasar yang digunakan pada switch, yaitu :cut-through dan store-and-forward.Switch cut-through memiliki kelebihan di sisi kecepatan karena ketika sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuannya sebelum meneruskan ke segmen tujuan. Switch store-and-forward, kebalikannya, menerima dan menganalisa seluruh isi paket sebelum meneruskannya ke tujuan. Waktu yang diperlukan untuk memeriksa satu paket memakan waktu, tetapi ini memungkinkan switch untuk mengetahui adanya kerusakan pada paket dan mencegahnya agar tak mengganggu jaringan.

Dengan teknologi terbaru, kecepatan switch store-and-forward ditingkatkan sehingga mendekati kecepatan switch cut-through. Di pasaran Anda juga bisa memilih switch hibrid yang menggabungkan arsitektur cut-through dan store-and-forward.Dengan switch, Anda mendapatkan keuntungan karena setiap segmen jaringan memiliki bandwidth 10Mbps penuh, tidak terbagi seperti pada “shared network.” Dengan demikian kecepatan transfer data lebih tinggi. Jaringan yang dibentuk dari sejumlah switch yang saling terhubung disebut “collapsed backbone.” Saat ini banyak orang memilih menggunakan jaringan Ethernet 10Mbps pada segmen-segmennya dan Fast Ethernet 100Mbps pada koneksi ke server. Untuk keperluan ini digunakan switch 10/100 yang biasanya memiliki beberapa (4-24) port 10Mbps untuk koneksi ke komputer klien dan 1 port 100Mbps ke komputer server.

e) Router

Router bekerja dengan cara yang mirip dengan switch dan bridge. Perbedaannya, router menyaring (filter) lalu lintas data. Penyaringan dilakukan bukan dengan melihat alamat paket data, tetapi dengan menggunakan protokol tertentu. Router muncul untuk menangani perlunya membagi jaringan secara logikal bukan fisikal. Sebuah IP router bisa membagi jaringan menjadi beberapa subnet sehingga hanya lalu lintas yang ditujukan untuk IP address tertentu yang bisa mengalir dari satu segmen ke segmen lain. Anda mungkin bingung dengan definisi di atas, tetapi untuk mudah diingat, Anda menggunakan router ketika akan menghubungkan jaringan komputer ke jaringan lain. Jaringan ini bisa berupa jaringan pribadi (LAN/WAN) atau jaringan publik (Internet).

D. Perbedaan RISC & CISC

CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosesor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap. Sedangkan RISC adalah singkatan dari Reduced Instruction Set Computer yang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit. Karena perbedaan keduanya ada pada kata set instruksi yang kompleks atau sederhana (reduced), maka mari kita bahas sedikit tentang intruksi itu sendiri.
Sistem mikrokontroler selalu terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat lunak ini merupakan deretan perintah atau instruksi yang dijalankan oleh prosesor secara sekuensial. Instruksi itu sendiri sebenarnya adalah bit-bit logik 1 atau 0 (biner) yang ada di memori program. Angka-angka biner ini jika lebarnya 8 bit disebut byte dan jika 16 bit disebut word. Deretan logik biner inilah yang dibaca oleh prosesor sebagai perintah atau instruksi. Supaya lebih singkat, angka biner itu biasanya direpresentasikan dengan bilangan hexa (HEX). Tetapi bagi manusia, menulis program dengan angka biner atau hexa sungguh merepotkan. Sehingga dibuatlah bahasa assembler yang direpresentasikan dengan penyingkatan kata-kata yang cukup dimengerti oleh manusia.
Bahasa assembler ini biasanya diambil dari bahasa Inggris dan presentasinya itu disebut dengan Mnemonic. Masing-masing pabrik mikroprosesor melengkapi chip buatannya dengan set instruksi yang akan dipakai untuk membuat program.
Biner Hexa Mnemonic
10110110 B6 LDAA ...
10010111 97 STAA ...
01001010 4A DECA ...
10001010 8A ORAA ...
00100110 26 BNE ...
00000001 01 NOP...
01111110 7E JMP ...

Sebagian set instruksi 68HC11
Pada awalnya, instruksi yang tersedia amat sederhana dan sedikit. Kemudian desainer mikroprosesor berlomba-lomba untuk melengkapi set instruksi itu selengkap-lengkapnya. Jumlah instruksi itu berkembang seiring dengan perkembangan desain mikroprosesor yang semakin lengkap dengan mode pengalamatan yang bermacam-macam. Mikroprosesor lalu memiliki banyak instruksi manipulasi bit dan seterusnya dilengkapi dengan instruksi-instruksi aritmatik seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Seperti contohnya 68HC11 banyak sekali memiliki set instruksi untuk percabangan seperti BNE, BLO, BLS, BMI, BRCLR, BRSET dan sebagainya.
Perancang mikroprosesor juga memperkaya ragam instruksi tersebut dengan membuat satu instruksi tunggal untuk program yang biasanya dijalankan dengan beberapa intruksi. Misalnya pada 80C51 untuk contoh program berikut ini.
LABEL ...
...
DEC R0
MOV A,R0
JNZ LABEL

Program 'decrement' 80C51
Program ini adalah program pengulangan yang mengurangi isi register R0 sampai register R0 menjadi kosong (nol). Intel menambah set instruksinya dengan membuat satu instruksi khusus untuk keperluan seperti ini :

LABEL ....
DJNZ R0,LABEL
Instruksi 'decrement jump not zero' 80C51

Kedua contoh program ini hasilnya tidak berbeda. Namun demikian, instruksi kompleks seperti DJNZ mempermudah pembuat program. Set instruksi yang lengkap diharapkan akan semakin membuat pengguna mikroprosesor leluasa menulis program dalam bahasa assembler yang mendekati bahasa pemrograman level tinggi. Intel 80C51 yang dikembangkan dari basis prosesor 8048 dirilis pada tahun 1976 memiliki tidak kurang dari 111 instruksi. Tidak ketinggalan, 68HC11 dari Motorola yang populer di tahun 1984 dilengkapi dengan 145 instruksi. Karena banyak dan kompleksnya instruksi yang dimiliki 68HC11 dan 80C51, kedua contoh mikrokontroler ini disebut sebagai prosesor CISC.

Debat CISC versus RISC dimulai ketika pada tahun 1974 IBM mengembangkan prosesor 801 RISC. Argumen yang dipakai waktu itu adalah mengapa diperlukan instruksi yang kompleks. Sebab pada prinsipnya, instruksi yang kompleks bisa dikerjakan oleh instruksi-instruksi yang lebih sederhana dan kecil. Ketika itu penggunaan bahasa tingkat tinggi seperti Fortran dan kompiler lain (compiler/interpreter) mulai berkembang. Apalagi saat ini compiler seperti C/C++ sudah lazim digunakan. Sehingga sebenarnya tidaklah diperlukan instruksi yang kompleks di tingkat prosesor. Kompiler yang akan bekerja men-terjemahkan program dari bahasa tingkat tinggi menjadi bahasa mesin.

Untuk melihat bagaimana perbedaan instruksi RISC dan CISC, mari kita lihat bagaimana keduanya melakukan perkalian misalnya c = a x b. Mikrokontroler 68HC11 melakukannya dengan program sebagai berikut :
LDAA #$5
LDAB #$10
MUL

Program 5x10 dengan 68HC11
Cukup tiga baris saja dan setelah ini accumulator D pada 68HC11 akan berisi hasil perkalian dari accumulator A dan B, yakni 5 x 10 = 50. Program yang sama dengan PIC16CXX, adalah seperti berikut ini.
MOVLW 0x10
MOVWF Reg1
MOVLW 0x05
MOVWF Reg2
CLRW
LOOP ADDWF Reg1,0
CFSZ Reg2,1
GOTO LOOP
…
…
Program 5x10 dengan PIC16CXX

Prosesor PIC16CXX yang RISC ini, tidak memiliki instruksi perkalian yang khusus. Tetapi perkalian 5x10 itu sama saja dengan penjumlahan nilai 10 sebanyak 5 kali. Kelihatannya membuat program assembly dengan prosesor RISC menjadi lebih kompleks dibandingkan dengan prosesor CISC. Tetapi perlu diingat, untuk membuat instruksi yang kompleks seperti instruksi MUL dan instruksi lain yang rumit pada prosesor CISC, diperlukan hardware yang kompleks juga. Dibutuhkan ribuan gerbang logik (logic gates) transistor untuk membuat prosesor yang demikian. Instruksi yang kompleks juga membutuhkan jumlah siklus mesin (machine cycle) yang lebih panjang untuk dapat menyelesaikan eksekusinya. Instruksi perkalian MUL pada 68HC11 memerlukan 10 siklus mesin dan instruksi pembagiannya memerlukan 41 siklus mesin.

Pendukung RISC berkesimpulan, bahwa prosesor yang tidak rumit akan semakin cepat dan handal. Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana), sehingga instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankannya. Kecuali instruksi percabangan yang membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur Harvard, karena arsitektur ini yang memungkinkan untuk membuat eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam satu atau dua siklus mesin.
Sebagai perbandingan jumlah instruksi pada prosesor RISC, COP8 hanya dilengkapi dengan 58 instruksi dan PIC12/16CXX hanya memiliki 33 instruksi saja. Untuk merealisasikan instruksi dasar yang jumlah tidak banyak ini, mikroprosesor RISC tidak memerlukan gerbang logik yang banyak. Karena itu dimensi dice IC dan konsumsi daya prosesor RISC umumnya lebih kecil dibanding prosesor CISC. Bukan karena kebetulan, keluarga mikrokontroler PICXX banyak yang dirilis ke pasar dengan ukuran mini. Misalnya PIC12C508 adalah mikrokontroler DIP 8 pin.
CISC dan RISC perbedaannya tidak signifikan jika hanya dilihat dari terminologi set instruksinya yang kompleks atau tidak (reduced). Lebih dari itu, RISC dan CISC berbeda dalam filosofi arsitekturnya. Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

Sebaliknya, filosofi arsitektur RISC adalah arsitektur prosesor yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Kerumitan membuat program dalam bahasa mesin diatasi dengan membuat bahasa program tingkat tinggi dan compiler yang sesuai. Karena tidak rumit, teorinya mikroprosesor RISC adalah mikroprosesor yang low-cost dalam arti yang sebenarnya. Namun demikian, kelebihan ruang pada prosesor RISC dimanfaatkan untuk membuat sistem-sistem tambahan yang ada pada prosesor modern saat ini. Banyak prosesor RISC yang di dalam chip-nya dilengkapi dengan sistem superscalar, pipelining, caches memory, register-register dan sebagainya, yang tujuannya untuk membuat prosesor itu menjadi semakin cepat.