TUGAS SISTEM TERDISTRIBUSI
PEMROGRAMAN SOCKET
A. Sejarah Socket
Socket adalah mekanisme komunikasi yang memungkinkan terjadinya pertukaran data antar program atau proses baik dalam satu mesin maupun antar mesin. Gaya pemrograman socket sendiri berawal dari sistem Unix BSD yang terkenal dengan kepeloporannya pada bidang penanganan jaringan, sehingga sering disebut BSD Socket. Socket pertama kali diperkenalkan di sistem Unix BSD versi 4.2 tahun 1983 sebagai kelanjutan dari implementasi protokol TCP/IP yang muncul pertama kali pada sistem Unix BSD 4.1 pada akhir 1981. Hampir setiap variant Unix dan Linux mengadopsi BSD Socket. Pada lingkungan Unix, socket memberikan keleluasaan pemrograman gaya Unix yang terkenal dengan ideologinya, Semua di Unix/Linux adalah file. Komunikasi antar program dapat berlangsung lewat penggunaan deskriptor file standar Unix dengan bantuan socket.
Keunggulan dari penggunaan socket adalah anda dapat melakukan komunikasi antar proses/program melalui jaringan berbasis yang TCP/IP tentunya, bahkan dengan program lain yang berjalan pada platform non-unix seperti Microsoft Windows, sepanjang program tersebut berbicara dalam protokol transfer yang sama. Fasilitas-fasilitas yang disediakan oleh mesin unix seperti rlogin, ssh, ftp, dan lain-lain menggunakan socket sebagai sarana komunikasi mereka. Socket dibentuk dan digunakan dengan cara yang berbeda. Komunikasi socket terutama diciptakan untuk tujuan menjembatani komunikasi antara dua buah program yang dijalankan pada mesin yang berbeda. Jangan khawatir, ini tentu saja berarti dua program pada mesin yang sama dapat juga saling berkomunikasi. Kelebihan lain dari komunikasi socket adalah mampu menangani banyak klien sekaligus (multiple clients).
B. Jenis Socket
Ada dua golongan socket di Unix yang paling umum dipakai yaitu:
1. Socket Lokal atau AF_UNIX
Socket Lokal adalah socket yang melakukan komunikasi dengan perantaraan sebuah file yang biasanya diletakkan pada direktori /tmp atau /usr/tmp ataupun /var/tmp. Socket semacam ini digunakan umumnya terbatas untuk komunikasi antar aplikasi dalam satu mesin.
2. Socket Networking atau AF_INET
Socket Networking ditujukan untuk komunikasi antar aplikasi antar mesin dalam lingkungan jaringan TCP/IP. Identifikasi socket dilakukan dengan sebuah service identifier yaitu berupa nomor port TCP/IP yang dapat di sambung oleh client.
Socket Networking memiliki beberapa jenis, yang paling umum digunakan yaitu:
a. Socket Stream atau SOCK_STREAM
Socket Stream adalah socket komunikasi full-duplex berbasis aliran (stream) data. Pada model komunikasi Socket Stream, koneksi dua aplikasi harus dalam kondisi tersambung dengan benar untuk dapat bertukar data. Ini dapat dianalogikan seperti komunikasi telepon. Jika sambungan telepon di salah satu titik putus, maka komunikasi tidak dapat terjadi. Koneksi model seperti ini akan menjamin data dapat dipertukarkan dengan baik, namun memiliki kelemahan dalam hal penggunaan jalur data yang relatif besar dan tidak boleh terputus.
b. Socket Datagram atau SOCK_DGRAM
Socket Datagram berkomunikasi dengan cara yang berbeda. Socket ini tidak membutuhkan koneksi yang tersambung dengan benar untuk mengirimkan dan menerima data. Model koneksi semacam ini tidak dapat menjamin data dapat dipertukarkan dengan baik, namun memiliki keunggulan dalam hal penggunaan jalur data yang minimal. Socket Datagram dapat dianalogikan dengan komunikasi yang terjadi pada kelas, misalnya pada saat guru melakukan broadcasting materi pelajaran untuk diterima oleh setiap murid. Tidak ada yang dapat menjamin materi pelajaran dapat diterima oleh semua murid dengan baik, kecuali diterapkan metoda rechecking. Rechecking ini dapat dilakukan baik oleh guru maupun murid. Guru bertanya untuk memastikan jawaban dari murid benar, atau murid bertanya untuk memastikan kebenaran materi yang diterimanya. Socket Datagram pun menggunakan metoda ini untuk menjamin pengiriman data dapat dilakukan dengan baik.
C. Sekilas Tentang Socket, TCP Dan UDP
1. Mengenal Socket
Pengertian socket adalah interface pada jaringan yang menjadi titik komunikasi antarmesin pada Internet Protocol, dan tentunya tanpa komunikasi ini, tidak akan ada pertukaran data dan informasi jaringan.
Socket terdiri dari elemen-elemen utama sebagai berikut:
1. Protokol.
2. Local IP.
3. Local Port.
4. Remote IP.
5. Remote Port.
Dalam komunikasi antara dua pihak, tentunya harus digunakan kesepakatan aturan dan format yang sama agar komunikasi dapat dimengerti. Seperti halnya dua orang yang menggunakan bahasa yang sama, maka bahasa di sini berfungsi sebagai protokol. Protokol yang digunakan dalam socket dapat menggunakan TCP ataupun UDP.
Contoh komunikasi sederhana adalah komunikasi antara komputer A dan komputer B. Baik komputer A maupun komputer B harus memiliki identitas unik, yang direpresentasikan oleh IP masing-masing. Komunikasi yang terjadi melalui port, sehingga baik komputer A maupun komputer B harus memiliki port yang dapat diakses satu sama lain.
2. TCP dan UDP
Pemrograman socket adalah cara untuk menggunakan komponen/API (Application Programming Interface) socket untuk membuat sebuah aplikasi.
Aplikasi socket umumnya terdiri dari dua kategori berdasarkan pengiriman datanya, yaitu:
a. Datagram socket (menggunakan UDP).
b. Stream socket (menggunakan TCP).
Terdapat perlakuan yang berbeda antara UDP dan TCP, walaupun sama-sama berfungsi sebagai protokol pertukaran data.
UDP tidak memerlukan proses koneksi terlebih dahulu untuk dapat mengirimkan data, paket-paket data yang dikirimkan UDP bisa jadi melalui rute yang berbeda-beda, sehingga hasil yang diterima bisa jadi tidak berurutan.
Contohnya jika aplikasi socket pengirim mengirimkan berturut-turut pesan 1, pesan 2, dan pesan 3, maka aplikasi socket penerima belum tentu mendapatkan pesan yang berurutan dimulai dari pesan 1, pesan 2, dan terakhir pesan 3. Bisa saja pesan 2 terlebih dulu diterima, menyusul pesan-pesan yang lain, atau berbagai kemungkinan lainnya. Bahkan, dapat terjadi pesan yang dikirimkan tidak sampai ke penerima karena kegagalan pengiriman paket data.
Tidak demikian halnya dengan stream socket yang menggunakan TCP. Jenis ini mengharuskan terjadinya koneksi terlebih dahulu, kemudian mengirimkan paket-paket data secara berurutan, penerima juga dijamin akan menerima data dengan urutan yang benar, dimulai dari data pertama yang dikirimkan hingga data terakhir. TCP dapat menangani data yang hilang, rusak, terpecah, ataupun terduplikasi.
Dari sekilas perbedaan ini, kita dapat menarik kesimpulan bahwa aplikasi socket yang menggunakan TCP memerlukan pertukaran data dua arah yang valid. Sedangkan, aplikasi socket yang menggunakan UDP lebih memprioritaskan pada pengumpulan data.
Karena itu aplikasi socket dengan TCP sering diterapkan untuk aplikasi chat, transfer file, ataupun transaksi-transaksi penting. Sedangkan aplikasi socket dengan UDP cocok diterapkan untuk aplikasi monitoring jaringan, game online, dan aplikasi-aplikasi broadcast.
D. Port dan Winsock
1. Port
Salah satu elemen penting yang digunakan dalam aplikasi socket adalah port. Port merupakan sebuah koneksi data virtual yang digunakan aplikasi untuk bertukar data secara langsung.
Terdapat banyak port di dalam sebuah sistem komputer dengan fungsinya masing-masing. Sebagai contoh, dalam mengirim e-mail digunakan service SMTP yang umumnya menggunakan port 25. Sementara service POP3 untuk menerima e-mail menggunakan port 110, port 80 digunakan untuk HTTP, port 443 digunakan untuk HTTPS, dan seterusnya.
Nomor-nomor port dikategorikan dalam tiga jenis sebagai berikut:
a. Well-known ports.
Merupakan port yang telah digunakan secara internal oleh sistem Windows, misalnya port untuk koneksi Internet, service FTP, dan seterusnya. Port yang telah digunakan ini adalah port 0 sampai dengan port 1023.
b. Registered ports.
Port ini dapat digunakan dalam aplikasi Anda, range-nya adalah port 1024 hingga port 49151, cukup banyak port yang tersedia yang bebas Anda pilih sehingga Anda tidak perlu kuatir kekurangan port untuk aplikasi Anda.
c. Dynamic/Private ports.
Dari port 49152 sampai dengan port 65535.
2. Winsock
Untuk pemrograman aplikasi socket berbasis Windows, maka komponen API yang sering digunakan adalah Winsock (Win-dows Socket API) yang mendukung interface standar TCP/IP, yang merupakan protokol jaringan paling popular saat ini (contoh protokol jaringan yang lain adalah NetBIOS, IPX dari Novell, AppleTalk dari Apple, dan sebagainya).
Pengertian TCP/IP (TCP over IP) mungkin dapat menjadi sedikit rancu jika diartikan TCP/IP hanya mengizinkan pengiriman TCP (dan tidak UDP), padahal seperti yang telah kita bahas, pengiriman socket dapat melalui TCP maupun UDP.
Pengertian TCP/IP di sini sebenarnya digunakan untuk menunjukkan teknologi jaringan/Internet, termasuk di dalamnya adalah UDP. Jika Anda menggunakan UDP, dapat juga disebut sebagai UDP/IP (UDP over IP), tetapi umumnya istilah ini jarang digunakan dan istilah TCP/IP telah mencakup, baik TCP maupun UDP.
Pada bahasa pemrograman visual seperti Visual Basic/Delphi, Anda dapat menggunakan control Winsock yang telah disediakan untuk mengembangkan aplikasi socket.
Walaupun kita akan mencontohkan aplikasi socket dalam environment Windows, Anda tidak perlu khawatir jika aplikasi socket yang menggunakan Winsock tidak dapat berkomunikasi dengan aplikasi socket berbasis Unix/Linux, karena komunikasi tetap dapat terjadi selama aplikasi tersebut menggunakan protokol jaringan yang sama.
Bagi Anda yang terpaksa hanya menggunakan satu komputer, dapat memanfaatkan alamat localhost atau 127.0.0.1 yang mengizinkan dua aplikasi berjalan pada satu mesin komputer dan berkomunikasi satu sama lain.
3. Tools Tambahan
Aplikasi socket merupakan aplikasi jaringan dan jika Anda mendalami seluk-beluk jaringan, tentu akan familiar dengan tools tambahan yang umumnya digunakan dalam jaringan. Tools ini kemungkinan dapat berguna untuk diimplementasikan ke dalam aplikasi socket Anda.
Tools yang dimaksud, antara lain:
a. Ping.
Ping digunakan untuk memeriksa keberadaan remote host dengan jalan mengirimkan sinyal kepada remote host. Keberadaan remote host dapat ditentukan dengan melihat response yang diterima. Ping juga dapat digunakan untuk mengukur kecepatan transfer data. Salah satu contoh penggunaan ping dalam aplikasi socket adalah memeriksa server yang tersedia sebelum mengirimkan data (dengan asumsi tersedia lebih dari 1 server).
b. Telnet.
Telnet merupakan singkatan dari TELecommunication NET-work. Umumnya istilah telnet saat ini merujuk pada aplikasi telnet client yang tersedia pada kebanyakan operating sys-tem. Telnet mengizinkan Anda mengakses remote host dan menggunakan service-nya. Sebagai contoh, Anda dapat mengirimkan e-mail melalui telnet yang menggunakan port 25 (service SMTP) pada remote host tertentu. Jika Anda telah masuk ke dalam environment telnet, command line yang digunakan adalah command berbasis Unix/Linux. Aplikasi socket dapat dimodifikasi bekerja seperti telnet dengan mengakses remote host dan port tertentu. Di dalam aplikasi socket, Anda dapat mengambil dan mengolah response yang didapat dari remote host.
c. Netstat.
Netstat menampilkan status jaringan yang terjadi. Dapat menampilkan port yang sedang terkoneksi, atau dalam kondisi menunggu/listening, juga menampilkan protokol yang digunakan, apakah TCP atau UDP. Dengan Netstat, Anda dapat mengetahui koneksi jaringan yang terjadi, hal ini dapat dimanfaatkan di dalam aplikasi socket, misalnya untuk melihat port yang sedang aktif dan digunakan.
Ada kalanya Anda perlu menjalankan tools jaringan yang telah disebutkan di atas melalui aplikasi Anda. Untuk keperluan ini, Anda dapat menggunakan shell command yang disediakan oleh bahasa pemrograman yang Anda gunakan.
Misalnya pada Visual Basic, dapat digunakan perintah Shell diikuti parameter yang diperlukan.
Jika ingin mengolah response yang dihasilkan oleh tools tertentu, Anda dapat menuliskan hasilnya pada sebuah file teks, contohnya jika Anda menjalankan perintah netstat –an > hasil.txt pada Command Prompt Windows, maka informasi mengenai koneksi yang aktif akan tersimpan dalam file hasil.txt, di mana Anda dapat mengolah file hasil.txt tersebut lebih lanjut di dalam aplikasi Anda.
E. Socket Programming
Socket adalah sebuah cara untuk berkomunikasi dengan program atau node lain menggunakan file deskriptor. Di UNIX (dimana socket diciptakan) kita sering mendengar slogan: “everything is a file”, jadi untuk berkomunikasi dengan program atau node lain semudah kita membaca dan menulis file deskriptor. Antarmuka socket dan file adalah mirip, jika pada file kita membukanya dengan open() sedangkan pada socket kita manggunakan socket(). Pada file deskriptor yang menjadi tujuan adalah sebuah file, sedangkan pada socket adalah komputer atau node lain. Intinya ketika kita telah terhubung dengan socket(), maka antarmukanya sama saja dengan sebuah file. Sebuah abstraksi perangkat lunak yang digunakan sebagai suatu “terminal” dari suatu hubungan antara dua mesin atau proses yang saling berinterkoneksi
Penggunaan socket programming memungkinkan adanya komunikasi antara client dan server. Salah satu contoh sederhana penggunaan socket programming adalah pembuatan program untuk chatting. Program tersebut sebenarnya merupakan bentuk aplikasi berupa komunikasi antara client dan server. Ketika seorang user (client) melakukan koneksi ke chat server, program akan membuka koneksi ke port yang diberikan, sehingga server perlu membuka socket pada port tersebut dan “mendengarkan” koneksi yang datang. Socket sendiri merupakan gabungan antara host-adress dan port adress. Dalam hal ini socket digunakan untuk komunikasi antara client dan server.
Socket merupakan fasilitas IPC (Inter Proses Communication) untuk aplikasi jaringan. Agar suatu socket dapat berkomunikasi dengan socket lainnya, maka socket butuh diberi suatu alamat unik sebagai identifikasi. Alamat socket terdiri atas Alamat IP dan Nomer Port. Contoh alamat socket adalah 192.168.29.30: 3000, dimana nomer 3000 adalah nomer portnya. Alamat IP dapat menggunakan alamat Jaringan Lokal (LAN) maupun alamat internet. Jadi socket dapat digunakan untuk IPC pada LAN maupun Internet.
F. Model Aplikasi Client Server
Untuk membuat aplikasi socket yang sederhana diperlukan dua aplikasi. Yaitu, pertama adalah aplikasi server yang akan menerima data, sedangkan aplikasi kedua adalah aplikasi client yang mengirimkan data pada server. Baik aplikasi server dan aplikasi client mendefinisikan port yang sama sebagai jalur komunikasi.
Obyek socket pada sisi client dan server berbeda sedikit. Pada sisi aplikasi server, suatu socket server dibentuk dan melakukan operasi listen/menunggu. Operasi ini pada intinya menunggu permintaan koneksi dari sisi client. Sedangkan pada sisi client, dibentuk suatu socket biasa.
Pada saat socket client, informasi alamat socket server dilewatkan sebagai argumen dan socket client akan otomatis mencoba meminta koneksi ke socket server. Pada saat permintaan koneksi client sampai pada server, maka server akan membuat suatu socket biasa. Socket ini yang nantinya akan berkomunikasi dengan socket pada sisi client. Setelah itu socket server dapat kembali melakukan listen untuk menunggu permintaan koneksi dari client lainnya. Langkah ini umumnya hanya dilakukan jika aplikasi server mengimplementasikan multithreading.
Setelah tercipta koneksi antara client dan server, maka keduanya dapat saling bertukar pesan. Salah satu atau keduanya kemudian dapat mengakhiri komunikasi dengan menutup socket.
Untuk protokol UDP, perbedaanya adalah socket di sisi server sama dengan socket di sisi client, dan tidak ada operasi listen pada sisi server. Kemudian saat paket data dikirimkan, alamat socket penerima harus disertakan sebagai argumen.
Program Aplikasi Client Server bisa dibuat dengan menggunakan Visual Basic 6, NET, Delphi, dan lain sebagainya. Sebagai contoh yaitu Aplikasi Client Server sederhana dengan Delphi dimana tugas aplikasi server cukup sederhana, yaitu hanya siap sedia menerima data yang masuk pada sebuah port.
a. Dasar Pemrograman Socket Menggunakan Delphi
Apa yang harus dipersiapkan oleh seorang programmer dalam membuat program mengunakan socket ini? Yaitu:
1. Komponen Pengirim dan Penerima
Pertama kali anda harus tahu terlebih dahulu mekanisme dari socket ini. Sebagai contoh logikanya, jika seseorang mengirim suatu barang pasti ada penerimanya. Begitu juga di socket, jika mengirimkan data harus ada yang menerima. Kalau anda sudah mengerti apa yang sudah dijelaskan tadi, maka yang mengirim adalah komponen TClientSocket dan yang menerima adalah TServerSocket.
2. Tujuan Pengiriman
Selanjutnya jika seseorang akan mengirim suatu surat maka harus ada alamat tujuan pengiriman. Jika di socket ini disebut sebagai host atau IP Address dan Port. Jadi pada saat TClientSocket akan mengirim pesan harus diisi terlebih dahulu IP Address dan port tadi.
3. Status Penerimaan
Setelah TClientSocket mengirim sinyal untuk terhubung ke TServerSocket maka perlu adanya status bahwa keduanya telah terhubung. Atau bahkan jika diantara keduanya sudah tidak terhubung lagi. Ini sangat penting mengingat pada saat akan mengirim data, harus mengetahui terlebih dahulu status keterhubungan ini.
b. Pengolahan Data
Komunikasi data antara server dan client di atas merupakan bentuk komunikasi satu arah sederhana. Data yang dikirimkan dari client pun merupakan data mentah yang tidak memerlukan pengolahan data lebih lanjut.
Anda dapat membuat sendiri function dan rutin untuk mengolah data yang dikirim dan diterima sesuai dengan kebutuhan aplikasi, karena data yang dikirimkan antarmesin bisa jadi sangat bervariasi. Misalnya saja aplikasi server/client Anda memerlukan pertukaran data identitas mesin, tanggal, jam, header pesan, isi pesan, dan lain sebagainya. Anda dapat mengirimkannya dalam format tertentu, misalnya bentuk string dengan karakter pemisah untuk membedakan masing-masing field.
Dalam komunikasi data di dalam jaringan, Anda perlu mempertimbangkan besarnya data yang lalu-lalang pada jaringan, baik dengan menggunakan TCP maupun UDP. Keduanya harus dipersiapkan untuk mampu menangani data yang besar jika memang pengguna aplikasi socket Anda sangat luas. Pastinya tidak terdapat masalah yang berarti jika Anda mencobanya dengan dua atau beberapa komputer dalam sebuah jaringan lokal, tetapi coba bayangkan seberapa besar total data yang harus dikirim dan diterima pada sebuah aplikasi, misalnya game online. Pada contoh game online, sebuah server harus dipersiapkan untuk mampu melayani sedemikian banyak client, dan jaringan yang digunakan bukan lagi jaringan lokal, tetapi sudah merupakan jaringan Internet, di mana siapapun dapat menggunakan aplikasi Anda selama ia memiliki koneksi Internet.
Mungkin Anda bertanya, jika data yang keluar-masuk memerlukan pengolahan lebih lanjut, mengapa tidak digunakan database, sehingga Anda tidak perlu pusing membuat rutin atau modul untuk mengolah data yang dikirim/diterima melalui komunikasi socket? Pada umumnya, aplikasi socket client/server memang menggunakan database pada sisi server, tetapi jika aplikasi socket mengharuskan sisi client menggunakan database tertentu, maka akan membatasi penggunaan aplikasi itu sendiri.
Selain itu, kegunaan komunikasi socket adalah agar dapat berjalan lintas platform. Tidak peduli operating system apa yang digunakan pengguna aplikasi, komunikasi socket tetap berjalan selama digunakan protokol yang sama. Sebenarnya jika Anda melihat software database seperti SQL Server, intinya juga merupakan aplikasi socket, di mana menggunakan port tertentu sebagai jalur komunikasi, tetapi software tersebut telah dikemas menjadi produk database yang spesifik.
G. Trouble Shooting Jaringan
Kadang sebagai admin jaringan, kita kerap kali menemukan masalah-masalah, untuk itu diperlukan ilmu yang mempelajari tentang trouble shooting jaringan. Di sini akan dijabarkan beberapa trouble shooting dan penanganannya :
1. Antar komputer 1 dan lainnya tidak bisa berkomunikasi :
a. Cek apakah pembagian IP pada class yang sama
b. Cek apakah komputer dalam 1 workgroup yang sama
c. Restart Komputer
2. Komputer sudah diset dengan ip calss yang benar dan dalam 1 workgroup tetapi tidak dapat berkomunikasi
a. Cek apakah LAN card rusak, yaitu dengan menjalankan perintah ping 127.0.0.1 atau ping localhost.
b. Cek Apakah Kabel LAN sudah benar pembuatannya, untuk komputer yang melewati Hub tidak perlu crossing pada kabelnya, tetapi untuk komputer yang tidak melewati Hub harus memakai metode crossing 1-3, 2-6.
