Ethernet

Sejarah Ethernet

Ethernet dikembangkan oleh Xerox PARC pada tahun 1973 oleh Robert Metcalfe dan timnya. Ethernet pertama beroperasi pada kecepatan 2,94 Mbps menggunakan kabel koaksial. Pada tahun 1980, Digital Equipment Corp (DEC), Intel, dan Xerox merilis spesifikasi DIX Ethernet yang menjadi dasar standar IEEE 802.3.

Sejak distandarisasi oleh IEEE pada tahun 1983, Ethernet terus berevolusi:

Tahun	Standar	Media	Kecepatan
1983	10BASE5	Koaksial (thicknet)	10 Mbps
1985	10BASE2	Koaksial (thinnet)	10 Mbps
1990	10BASE-T	UTP Cat3	10 Mbps
1995	100BASE-TX	UTP Cat5	100 Mbps (Fast Ethernet)
1999	1000BASE-T	UTP Cat5e	1 Gbps (Gigabit Ethernet)
2006	10GBASE-T	UTP Cat6/Cat6a	10 Gbps
2016	40GBASE-T	Cat8	40 Gbps

Frame Ethernet

Frame Ethernet adalah unit data pada Layer 2 (Data Link). Struktur frame IEEE 802.3:

+--------+---------+----------+--------+--------+---------+
| Preamble | SFD | MAC Dst | MAC Src | Type | Payload | FCS |
| 7 byte  | 1   | 6 byte  | 6 byte  | 2 byte | 46-1500 | 4   |
+--------+---------+----------+--------+--------+---------+

Preamble (7 byte) - Sinkronisasi clock
SFD (1 byte) - Start Frame Delimiter
MAC Destination (6 byte) - Alamat tujuan
MAC Source (6 byte) - Alamat pengirim
Type/Length (2 byte) - Protokol upper-layer (IPv4 = 0x0800, ARP = 0x0806)
Payload (46 - 1500 byte) - Data dari upper layer
FCS (4 byte) - Frame Check Sequence (CRC32) untuk deteksi error

Jumlah total frame minimum 64 byte dan maksimum 1518 byte (tanpa VLAN tag).

MAC Address

MAC (Media Access Control) address adalah identifikasi unik 48-bit (6 byte) yang ditanamkan di setiap NIC (Network Interface Card). Format heksadesimal: AA:BB:CC:DD:EE:FF.

3 byte pertama - OUI (Organizationally Unique Identifier), mengidentifikasi produsen
3 byte terakhir - NIC-specific, unik per perangkat
Bit pertama OUI menentukan: unicast (0) atau multicast (1)
Bit kedua OUI menentukan: global (0) atau locally administered (1)

CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection adalah metode akses media (media access control) pada Ethernet klasik:

Carrier Sense - Node mendengarkan saluran sebelum mengirim
Multiple Access - Banyak node berbagi media yang sama
Collision Detection - Jika ada tabrakan, node mendeteksinya dan mengirim sinyal jam
Backoff - Node menunggu waktu acak sebelum mencoba lagi

Pada jaringan switched modern dengan full-duplex, CSMA/CD tidak lagi diperlukan karena tidak ada collision - switch menyediakan jalur dedicated antara dua perangkat.

Kabel Ethernet

Kategori	Frekuensi Maks	Kecepatan Maks	Jarak Maks
Cat5e	100 MHz	1 Gbps	100 m
Cat6	250 MHz	10 Gbps	55 m (10G) / 100 m (1G)
Cat6a	500 MHz	10 Gbps	100 m
Cat7	600 MHz	10 Gbps	100 m (dengan shielding S/FTP)
Cat8	2000 MHz	40 Gbps	30 m

Fiber optik juga digunakan untuk Ethernet (1000BASE-SX, 10GBASE-SR/LR) dengan jarak jauh hingga puluhan kilometer.

Kecepatan Ethernet

10 Mbps - Ethernet standar (10BASE-T)
100 Mbps - Fast Ethernet (100BASE-TX), dominan di era 1990-an
1.000 Mbps (1 Gbps) - Gigabit Ethernet, standar saat ini untuk PC desktop
10 Gbps - Untuk server, backbone, dan pusat data
40/100/400 Gbps - Untuk infrastruktur penyedia layanan dan data center besar

Auto-negotiation memungkinkan perangkat secara otomatis memilih kecepatan dan duplex mode tertinggi yang didukung kedua sisi.

Full-Duplex vs Half-Duplex

Mode	Arah Data	Collision	Penggunaan
Half-duplex	Satu arah dalam satu waktu	Ya, menggunakan CSMA/CD	Jaringan dengan hub
Full-duplex	Dua arah simultan	Tidak ada collision	Jaringan dengan switch

Full-duplex menggandakan throughput teoretis (misal: 1 Gbps full-duplex = 2 Gbps total kapasitas) dan menghilangkan overhead CSMA/CD.

Kesimpulan

Ethernet tetap menjadi teknologi dominan untuk LAN selama lebih dari empat dekade berkat kesederhanaan, evolusi kecepatan yang konsisten, serta kompatibilitas mundur. Pemahaman tentang frame, MAC address, kabel, dan mode transmisi sangat penting bagi network engineer untuk merancang dan troubleshooting jaringan lokal.