Category: jarkom

1. Prinsip Locality

Locality atau lokalitas mengacu pada penggunaan memori berdasarkan tempat atau posisi. Terdapat 2 jenis lokalitas yaitu :

a. Spatial locality

Mengacu pada kecenderungan eksekusi untuk melibatkan beberapa lokasi memori yang berkelompok. Hal ini memperlihatkan kecenderungan dari processor untuk mengakses instruksi secara berurutan. Spatial locality juga memperlihatkan kecenderungan program untuk mengakses data secara berurutan, seperti saat mengakses tabel data.

b. Temporal locality

Mengacu pada kecenderungan processor untuk mengakses lokasi memori yang baru saja dipakai. contohnya yaitu ketika pengulangan proses dieksekusi, processor mengeksekusi instruksi yang sama berulang-ulang.

 

2. Paging
   Paging adalah sebuah sekema dimana sebuah proses (memori ataupun program) dipecah menjadi bagian – bagian kecil. Dengan menggunakan paging, dapat terjadi fragmentasi internal tetapi tidak terjadi fragmentasi eksternal.
   Sistem operasi menggunakan tabel page untuk mencatat lokasi tempat page di memori, juga mencatat daftar frame yang kosong. Alamat absolut dihitung berdasarkan nomor page dan offset.
   Pada Virtual Memory, proses dapat dieksekusi meski baru memiliki beberapa page saja yang sudah ditaruh di memori, bila page baru dimasukkan ke memori dapat menyebabkan terjadi perpindahan page dari memori ke harddisk.

• Page Table Structure (PTS)

Prosedur pada PTS :

1. Register menyimpan alamat awal pada tabel page suatu proses

2. Sebuah program membutuhkan data dan mengirimkan sebuah alamat virtual

3. Nomor page pada alamat virtual digunakan sebagai indeks untuk menunjuk nomor frame  gj pada tabel page

4. Nomor frame digabungkan dengan offset pada alamat virtual menjadi alamat fisik

5. Alamat fisik digunakan untuk mengakses bagian program pada memori

 

Jumlah page yang ada biasanya lebih banyak dari pada jumlah frame, sehingga bit untuk page (n) lebih besar dari pada bit untuk frame (m). Karena tabel page dapat berukuran sangat besar, maka tabel page juga mengalami paging. sebagian besar tabel page disimpan di virtual memory dan sebagian kecil disimpan di memori.

• Inverted Page Table (IPT)

Pada inverted Page Table, nomor page alamat virtual ditaruh di suatu tabel frame berdasarkan fungsi hash, yaitu fungsi yang akan memetakan suatu nilai ke lokasi tertentu di dalam sebuah tabel. Nilai hash menunjuk ke tabel IPT, yang dimana jumlah entri pada IPT adalah sama dengan frame di memori.
Struktur Tabel IPT :

• Nomor page = nomor page alamat virtual

• Identitas proses

–ID proses pemilik nomor page tersebut ID proses pemilik nomor page tersebut

• Bit-bit kontrol

Terdiri dari bitbit yang digunakan sebagai tanda: –Terdiri dari bit-bit yang digunakan sebagai tanda:

valid, referenced, modified, protection, dan locking

• Chain pointer:

– Pointer yang menunjuk ke entri lain yang masih

kosong (saat insert data) kosong (saat insert data)

– Pointer yang menunjuk ke entri lain akibat terjadi

overflow (saat baca data) overflow (saat baca data)

 

• Translation Lookaside Buffer (TLB)

TLB merupakan cache khusus berkecepatan tinggi untuk menyimpan entri tabel page yang sering digunakan, sehingga dapat menutupi kekurangan PTS dan IPT.

Prosedur TLB :

• Suatu program minta data/program dengan mengirimkan alamat virtual

• Prosesor mencari page# yang diminta pada TLB

• Jika page# yang diminta ada pada TLB, maka terjadi TLB hit. Frame# diambil dari TLB untuk membentuk alamat fisik

• Bila terjadi TLB miss, prosesor mencari page# yang diminta pada tabel page

• Jika page#yang diminta ada pada tabel page, maka frame# diambil dari tabel page untuk membentuk alamat fisik

• Page# yang baru saja diambil disimpan juga di TLB (diupdate)

• Jika page# tidak ada di tabel page (page fault atau tidak ada di memori), maka dilakukan pencarian data ke harddisk )

• Alamat fisik digunakan untuk mengambil data pada memori

 

4. Ukuran Page

Ukuran pada page dapat berubah – ubah dikarenakan beberapa hal seperti ukuran memori yang digunakan cendrung semakin besar, ukuran program yang cendrung membesar, dan program yang kompleks.

 

Apa akibatnya jika ukuran page semakin kecil ?

(+) Fragmentasi internal semakin kecil

(-) Jumlah page yang diperlukan oleh suatu proses semakin banyak

(-) Ukuran tabel page semakin besar

(-) Ruang memori yang diperlukan untuk menyimpan tabel page semakin besar

(-) Dapat terjadi page fault dua kali

(-)Transfer data dari memori sekunder ke memori tidak efisien, jika ukuran blok data di harddisk jauh lebih besar daripada ukuran page

 

Jika ukuran page semakin besar maka kebalikan dari yang sudah disebutkan diatas.

 

5. Segmentasi

 

Segmentasi merupakan skema manajemen memori yang mendukung cara pandang seorang programmer terhadap memori. Ruang alamat logika merupakan sekumpulan dari segmen-segmen. Masing-masing segment mempunyai panjang dan nama. Alamat diartikan sebagai nama segmen dan offset dalam suatu segmen. Jadi jika seorang pengguna ingin menunjuk sebuah alamat dapat dilakukan dengan menunjuk nama segmen dan offsetnya. Untuk lebih menyederhanakan implementasi, segmen-segmen diberi nomor yang digunakan sebagai pengganti nama segment.

 

Secara sederhana segmentasi bisa diartikan sebagai suatu ruang alamat atau segment yang berada di memori. Segment-segment itu dalam keadaan independent. Setiap segment berisi alamat 0 sampai maksimum secara linier. Panjang setiap segment berbeda-beda sampai panjang maksimun, perubahan panjang segment terjadi selama proses eksekusi.

 

Segment stack bertambah ketika terjadi operasi push dan turun saat operasi pop, dimana setiap segment merupakan ruang alamat terpisah segment-segment dapat tumbuh dan mengkerut secara bebas tanpa mempengaruhi yang lain.

 

Alamat terdiri dari dua bagian pada memori bersegment yaitu :

1. Nomor segment

2. Alamat pada segment ( offset ).

 

User’s View of a Program

Logical View of Segmentation

 

Segmentation Hardware

 

Example of Segmentation

Logical to Physical Address Translation in Pentium

Intel Pentium Segmentation

 

6. Kombinasi Paging dan Segmentasi

 

Teknik kombinasi paging dan segmentasi adalah ruang alamat pemakai dibagi menjadi sejumlah segment sesuai dengan kehendak pemrogram. Segment tersebut dibagi menjadi sejumlah page berukuran tetap dan berukuran sama dengan page frame memori utama. Jika segment kurang dari ukuran page, maka segnent hanya memerlukan satu page.

 

Dari segi pandangan pemrogram, alamat maya masih berisi nomor segment dan offset di segment itu. Dari segi pandangan sistem, offset segment dipandang sebagai nomor page dan offset page untuk page di segment yang dispesifiksikan. Penggabungan dengan proses adalah tabel segment dan sejumlah tabel page, merupakan satu tabel persegment proses.

 

Saat proses running, register menyimpan alamat awal tabel segment untuk proses, pemroses menggunakan bagian nomor segment untuk mengindeks tabel segment proses guna menemukan tabel page untuk segment. Bagian angka page alamat maya digunakan untuk indeks tabel page dan mencari nomor page korespondensi. Angka tersebut kemudian dikombinasikan dengan bagian offset alamat maya untuk menghasilkan alamat nyata yang diinginkan.

 

Sistem paging dan segmentasi mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sistem paging transparan bagi pemrogram, mengeliminasi fragmentasi ekstenal, penggunaan memori utama yang efisien.. Karena potongan-potongan yang di pindahkan masuk dan keluar memori utama berukuran sama, maka dimungkinkan mengembangkan algoritma menajemen memori yang memanfaatkan kelakuan program.

 

Pada kombinasi paging dan segmentasi, ruang alamat pemakai dibagi menjadi sejumlah segmen sesuai kehendak pemrogram. Tiap segmen dibagi menjadi sejumlah page berukuran tetap, berukuran sama dengan page frame memori utama. Jika segmen kurang dari ukuran page, segmen hanya memerlukan satu page. Dari pandangan pemrogram, alamat maya masih berisi nomor segmen dan offset di segmen itu. Dari pandangan system, offset segmen dipandang sebagai nomor page dan offset page untuk page di segmen yang dispesifikasikan.

7. Proteksi dan Sharing

 

Dengan dilakukannya pengelompokan antara segmen-segmen yang sama, maka

pemeliharaan dari segmen tersebut dapat menjadi lebih mudah, walau pun didalam segmen tersebut sebagian berisi instruksi dan sebagian lagi berisi data. Dalam arsitektur modern, instruksi-instruksi yang digunakan tidak dapat diubah tanpa campur tangan pengguna, oleh karena itu, segmen yang berisi instruksi dapat diberi label read only atau hanya dapat dijalankan saja. Perangkat keras yang bertugas untuk melakukan pemetaan ke memori fisik akan melakukan pemeriksaan terhadap bit proteksi yang terdapat pada segmen, sehingga pengaksesan memori secara ilegal dapat dihindari, seperti suatu usaha untuk menulis ke area yang berstatus tidak boleh dimodifikasi.

 

Keuntungan lain dari segmentasi adalah menyangkut masalah pembagian penggunaan kode atau data. Setiap proses mempunyai tabel segmennya sendiri, dimana ini akan digunakan oleh dispatcher untuk menentukan tabel segmen dari perangkat keras yang mana akan digunakan ketika proses yang bersangkutan di eksekusi oleh CPU. Segmen akan berbagi ketika anggota dari elemen tabel segmen yang berasal dari dua proses yang berbeda menunjuk ke lokasi fisik yang sama. Pembagian tersebut terjadi pada level segmen, maka, informasi apa pun dapat dibagi jika didefinisikan pada level segmen. Bahkan beberapa segmen pun dapat berbagi, sehingga sebuah program yang terdiri dari beberapa segmen pun dapat saling berbagi pakai.

 

Referensi:

 

• http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/vm-segmentation.pdf

• http://developer.amd.com/assets/NPT-WP-1%201-final-TM.pdf

• “Time-Sharing Supervisor Programs” by Michael T. Alexander in Advanced Topics in Systems Programming, University of Michigan Engineering Summer Conference 1970 (revised May 1971), compares the scheduling and resource allocation approaches, including virtual memory and paging, used in four mainframe operating systems: CP-67,TSS/360, MTS, and Multics.

• http://setia.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/12626/SistemOperasi_4.pdf

• Stallings, William. 2009. Operating System: Internal and Design Principles. 6th edition. Prentice Hall

Overview Peterson

 

3.3 ROUTING

Dari chapter sebelumnya, diketahui bahwa forwarding dan routing berbeda. Forwarding terdiri dari mengambil paket data, melihat address tujuan, membuat tabel dan mengirim paket pada jalur yang ditentukan oleh tabel. Sementara routing adalah proses dimana tabel forwarding dibuat.

3.3.1 Network As A Graph

Masalah dasar pada routing yaitu menemukan jalan yang memiliki cost terendah diantara yang lain. Kelemahan dari pendekatan ini yaitu

• tidak mendeteksi node atau link failure

• tidak mempertimbangkan kemungkinan node atau link baru

• berasumsi cost edge tidak bisa diganti

Karena kekurangan tersebut, routing digunakan agar dapat memakai protokol dinamik yang dapat menyelesaikan masalah diatas dan menemukan jalan dengan cost terendah

3.3.2 Distance Vector (RIP)

 

3.3.3 Link State (OSPF)

Asumsi awal dari link state ini sama dengan distance vector. Setiap node diasumsikan mengetahui apakah keadaan link tujuan sedang up atau down. Ide dasar dari link state yaitu setiap node mengetahui bagaimana cara mencapai tujuan secara langsung dan yakin setiap node bisa mengetahui peta lengkap dari network. Link state routing berpaku pada dua mekanisme, yaitu penyebaran informasi link state dan kalkulasi rute dari total link state.

Reliable Flooding

Reliable flooding adalah proses yang meyakinkan setiap node mendapat informasi link state dari node lainnya. Proses pengiriman informasi ini dilakukan sampai setiap node mendapatkan informasi dari link state. Setiap node membuat link-state packet yang berisi :

• ID node yang membuat LSP

• List node yang terhubung dengan node pembuat dengan cost masing-masing

• Nomor urut

• Waktu untuk menghidupkan LSP

ID dan list node digunakan untuk kalkulasi rute, sedangkan nomor urut dan waktu digunakan untuk membuat reliable flooding lebih baik.

Route Calculation

—

The Open Shortest Path First Protocol

fitur

• Authentication of Routing Message

• Additional Hierarchy

• Load Balancing

3.3.4 Metriks

3.4 IMPLEMENTASI DAN KINERJA
3.4.1 Switch Basics

Dari gambar diatas dapat dilihat prosesor dengan 3 interface jaringan yang digunakan sebagai switch. angka ini menunjukkan jalan yang diambil oleh paket ketika tiba pada interface 1 sampai keluar pada interface 2. dapat dilihat bahwa prosesor memiliki mekanisme untuk memindahkan data langsung dari interface ke memori utama tanpa harus melalui CPU. Setelah paket tersebut sampai didalam memori, CPU memeriksa header untuk menenturkan interface yang akan dilalui paket ketika akan keluar. dengan menggunakan Direct Memory Access, paket dipindahkan keluar melalui interface yang sesuai.

 

3.4.2 Ports

Kebanyakan switch secara konsep terlihat mirip, terdiri dari sejumlah input dan output port dan fabric. Setidaknya satu prosesor kontrol yang bertanggung jawab atas seluruh switch yang berkomunikasi melalui port secara langsung maupun tidak langsung seperti melalui switch fabric. Port berkomunikasi dengan dunia luar. Mereka mungkin menerima serat optik dan laser, buffer menahan paket yang menunggu untuk di switch atau dikirimkan, dan jumlah yang signifikan dari sirkuit lain yang memungkinkan beralih ke fungsi.

 

3.4.3 Fabrics

switch fabric harus dapat memindahkan paket dari port input ke port output dengan delay minimal dan dengan cara yang memenuhi throughput tujuan dari switch. Itu berarti fabric menampilkan beberapa derajat paralelisme. Sebuah fabric berkinerja tinggi dengan n port sering memindahkan satu paket dari masing-masing port n untuk salah satu port output pada saat yang sama.

 

3.4.4 Router Implementation

5.1 Simple Demultiplexer (UDP)

 

Protocol transport yang paling simpel adalah yang memperpanjang layanan pengantaran dari host-to-host dari network utama menjadi layanan komunikasi process-to-process. Biasanya terdapat banyak proses yang dijalankan di tiap host jadi protokol perlu menampahkan tingkatan dari demultiplexing yang berarti memperbolehkan tiap host menjalankan proses yang terdiri dari banyak aplikasi untuk membagi network. UDP (User Datagram Protocol) adalah salah satu contoh protokolnya.

Topik yang paling menarik dari protokol ini adalah bentuk alamat yang digunakan untuk mengidentifikasi target process. Walaupun memungkinkan bagi proses-proses untuk mengidentifikasi satu sama lain secara langsung dengan process id (pid) yang telah di-assign oleh OS, pendekatan ini bisa dilakukan di sistem terdistribusi tertutup yang hanya ada satu OS yang berjalan di semua host dan assign setiap proses dengan id yang unik. Pendekatan yang lebih umum yang digunakan UDP adalah porses-proses yang secara tidak langsung mengidentifikasi satu sama lain menggunakan abstract locater, yang biasa disebut port. Ide dasar adalah sumber proses mengirimkan pesan ke port dan proses tujuan menerima pesan dari port.

Topik berikutnya adalah bagaimana proses mengajarkan port mengenai proses dari mengirimkan pesan tersebut. Biasanya, proses klien menginisiasi pertukaran pesan dengan proses server. Saat klien mengontak server, server mengetahui port dari klien and bisa membalasnya. Masalah yang sebenarnya adalah bagaimana klien mengetahui port dari server. Pendekatan umum adalah server menerima pesan-pesan di port yang sudah dikenalnya. Setiap server menerima pesan-pesannya di port yang tetap yang dipublikasikan secara luas. Contohnya di internet, DNS menerima pesan-pesan di port yang sudah dikenal yaitu port 53 di setiap host. pesan mendengar pesan di port 25, dan Talk program dari Unix menerima pesan di port 517, dan lain-lain. Mapping ini dipublikasikan secara periodik di RFC dan tersedia di sebagian besar sistem Unix di file /etc/services. Terkadang port yang sudah dikenal hanya sebagai titik awal dari komunikasi: Klien dan server menggunakan port yang telah dikenal untuk kemudian menyetujui bahwa beberapa port yang lain akan menggunakan komunikasi berikutnya, meninggalkan port yang sudah dikenal bebas digunakan oleh klien-klien yang lain.

 

Strategi alternatif adalah untuk menggeneralisasi ide ini, sehingga hanya ada satu port yang dikenal, yaitu di tempat port mapper menerima pesan-pesannya. Klien akan mengirimkan pesannya ke port yang sudah dikenal oleh port mapper, memerintahkan port untuk berbicara ke servis apapun, dan port mapper mengembalikan port yang cocok. Strategi ini memudahkan bagi perubahan port yang berhubungan dengan servis yang berbeda setiap waktu dan agar setiap host menggunakan port yang berbeda untuk servis yang sama.

Seperti yang telah disebutkan, port hanyalah sebuah abstraksi. Bagaimana ia diimplementasikan secara tepat berbeda dari sistem yang satu dengan sistem lainnya, atau lebih tepatnya, dari OS yang satu dengan OS lainnya. Sebagai contoh, socket API yang dideskripsikan di Chapter 1 adalah contoh dari implementasi dari port-port. Biasanya, port diimplementasikan dengan pesan yang mengantri, seperti digambarkan Figure 5.2. Saat pesan masuk, protokol (contohnya UDP) menambahkan pesan tersebut ke akhir antrian. Jika antrian penuh, pesan akan dibuang.

 

 

Walaupun UDP tidak mengimplementasikan pengaturan arus atau pengiriman yang terpercaya, ia menyediakan satu atau lebih fungsi selain dari pesan demultiplexing ke beberapa proses aplikasi-ia juga memastikan keakuratan dari pesan dengan menggunakan checksum. Tapi data masukan yang digunakan checksum agak berbeda dari kebanyakan.

UDP checksum mengambil UDP header sebagai input masukan, isi dari pesan utama, dan sesuatu yang disebut pseudoheader. Pseudoheader terdiri dari 3 bagian dari IP header-nomor protokol, ip adress sumber, dan ip adress tujuan-ditambah UDP length field. Tujuan dari adanya pseudoheader adalah untuk memverifikasi bahwa pesan yang dikirim adalah antara dua endpoint yang benar.