Pertemuan 12: Desain Jaringan - Redundancy & Scalability

1. Pendahuluan: Mengapa Redundancy dan Scalability Kritikal?

Dampak Bisnis Jaringan yang Down

Kerugian Finansial: Perusahaan kehilangan $5,600 per menit untuk bisnis rata-rata (studi)
Kehilangan Produktivitas: Ratusan karyawan tidak bisa bekerja
Kerusakan Reputasi: Kepercayaan pelanggan dan mitra menurun
Disadvantage Kompetitif: Ketinggalan dalam persaingan bisnis

Analogi Gedung Bertingkat

Membangun jaringan seperti membangun gedung bertingkat:

Redundancy seperti sistem elevator cadangan dan tangga darurat
Scalability seperti desain fondasi yang mampu menambah lantai lagi
High Availability seperti sistem listrik backup dan generator

Solusi: Desain Jaringan yang Resilient

Desain jaringan dengan redundancy (ketahanan) dan scalability (kemudahan pengembangan) untuk memenuhi tuntutan bisnis modern.

2. Konsep High Availability (HA) dan Redundancy

Definisi High Availability

High Availability adalah kemampuan sistem untuk tetap beroperasi secara terus-menerus tanpa interupsi yang signifikan, bahkan ketika komponen individual gagal.

Metrik HA dan Service Level Agreements (SLA)

Ketersediaan	Downtime per Tahun	Kelas	Aplikasi Typical
99% (Two Nines)	3.65 hari	Dasar	Sistem non-kritis
99.9% (Three Nines)	8.76 jam	Perak	Aplikasi bisnis
99.99% (Four Nines)	52.6 menit	Emas	E-commerce, Enterprise
99.999% (Five Nines)	5.26 menit	Platinum	Finansial, Healthcare

B. Analisis Single Point of Failure (SPOF)

Identifikasi komponen yang jika gagal akan mengakibatkan seluruh jaringan down:

SPOF Umum dalam Jaringan Enterprise

Core Switch Tunggal: Tanpa partner untuk redundancy
Link Internet Tunggal: Tidak ada koneksi backup
Firewall Tunggal: Single security enforcement point
Power Supply Tunggal: Tanpa UPS atau generator backup
Single ISP: Ketergantungan pada satu provider
Server Terpusat: Semua layanan di satu physical server

3. Teknik Redundancy Layer 2: Spanning Tree & EtherChannel

A. Spanning Tree Protocol untuk Redundancy

Desain STP Optimal untuk High Availability

                            
[Switch Access]

       |

       |

[Distribution A] == [Distribution B]

       |               |

       |               |

[Core Switch A] == [Core Switch B]

Fitur	STP 802.1D	RSTP 802.1w	MSTP 802.1s
Waktu Konvergensi	30-50 detik	1-2 detik	1-2 detik
Redundancy	Dasar	Failover cepat	Load balancing per-VLAN
Kompleksitas	Rendah	Sedang	Tinggi
Penggunaan Enterprise	Warisan	Direkomendasikan	Jaringan besar

B. EtherChannel/LAG (Link Aggregation Group)

Konsep EtherChannel

Menggabungkan multiple link fisik menjadi satu link logis untuk meningkatkan bandwidth dan redundancy otomatis.

                        Konfigurasi EtherChannel:
                        
! Buat interface Port-channel

interface Port-channel1

 switchport mode trunk

 switchport trunk native vlan 99

 switchport trunk allowed vlan 1,10,20,30

! Assign interface fisik ke channel group

interface GigabitEthernet1/0/1

 channel-group 1 mode active

 switchport mode trunk

interface GigabitEthernet1/0/2

 channel-group 1 mode active

 switchport mode trunk

Manfaat	Deskripsi	Dampak
Peningkatan Bandwidth	2Gbps dari dua link 1Gbps	Performansi lebih baik
Redundancy Otomatis	Jika satu link down, traffic dialihkan	Zero downtime
Load Balancing	Traffic didistribusikan across links	Utilisasi optimal
Manajemen Sederhana	Satu interface logis	Troubleshooting lebih mudah

4. Teknik Redundancy Layer 3: FHRP & Equal-Cost Multipathing

A. First Hop Redundancy Protocols (FHRP)

Konsep FHRP

Protokol untuk redundancy default gateway. Memungkinkan multiple router berbagi virtual IP address untuk gateway redundancy.

Protokol	Vendor	Standard	Load Balancing	Use Case
HSRP	Cisco	Proprietary	Aktif/Standby	Jaringan Cisco-only
VRRP	Multi-vendor	RFC 5798	Aktif/Standby	Environment campuran
GLBP	Cisco	Proprietary	Aktif/Aktif	Dibutuhkan load balancing

                        Konfigurasi HSRP:
                        
! Router A (Aktif)

interface Vlan10

 ip address 192.168.1.2 255.255.255.0

 standby 10 ip 192.168.1.1

 standby 10 priority 110

 standby 10 preempt

 standby 10 track GigabitEthernet0/1 20

! Router B (Standby)

interface Vlan10

 ip address 192.168.1.3 255.255.255.0

 standby 10 ip 192.168.1.1

 standby 10 priority 100

 standby 10 preempt

B. Equal-Cost Multi-Path (ECMP)

Konsep ECMP

Multiple path dengan metric sama untuk load balancing. Didukung oleh routing protocols seperti OSPF dan EIGRP.

                        ECMP dengan OSPF:
                        
! Enable load balancing

router ospf 1

 maximum-paths 4

! Verifikasi ECMP

show ip route

show ip ospf interface

Manfaat	Deskripsi	Implementasi
Agregasi Bandwidth	Kombinasi bandwidth multiple links	OSPF, EIGRP
Failover Otomatis	Traffic reroute jika path down	Dynamic routing
Utilisasi Optimal	Semua available paths digunakan	Load balancing
Scalability	Mudah menambah paths baru	Desain modular

5. Redundancy WAN dan Konektivitas Internet

A. Koneksi Dual ISP

Strategi Konektivitas Multi-ISP

                            
[Jaringan Enterprise]

       |

       |

[Firewall/Router]

       |

    /     \

   /       \

[ISP A]   [ISP B]

Primary   Backup

Strategi	Deskripsi	Teknologi	Use Case
Primary/Backup	Satu ISP aktif, satu standby	IP SLA, Tracking	Redundancy cost-effective
Load Balancing	Traffic dibagi berdasarkan policy	PBR, SD-WAN	Utilisasi bandwidth optimal
SD-WAN	Pemilihan path berdasarkan aplikasi	SD-WAN Controllers	Enterprise modern
BGP Multihoming	Pertukaran full routing table	BGP	Enterprise besar

B. Diversitas WAN

Diversitas Path Fisik

Memastikan fiber links mengambil rute berbeda untuk menghindari single point of failure fisik.

                        Desain Diversitas WAN:
                        
[Kantor Pusat]

       |

    /     \

   /       \

[ISP A]   [ISP B]

  |         |

  | (Path fisik berbeda) |

  |         |

[Kantor Cabang]

Best Practices Redundancy WAN

Gunakan teknologi last-mile berbeda (Fiber, Copper, Wireless)
Pilih ISP dengan infrastructure independen
Implementasi mekanisme failover otomatis
Monitor kualitas link dan performansi
Test prosedur failover secara berkala

6. Prinsip Desain Scalability

A. Desain Jaringan Hierarkis

Model Three-Tier yang Scalable

Struktur hierarkis memungkinkan pertumbuhan yang predictable dan manajemen yang lebih mudah.

Arsitektur Jaringan Hierarkis

                            
Core Layer (Backbone kecepatan tinggi)

       |

       |

Distribution Layer (Penegakan kebijakan)

       |

       |

Access Layer (Konektivitas pengguna)

       |

    [Pengguna Akhir]

Layer	Fungsi	Manfaat Scalability
Core	Forwarding kecepatan tinggi	Bisa upgrade tanpa mempengaruhi layer lain
Distribution	Penegakan kebijakan	Modular - tambah blok distribution baru
Access	Konektivitas pengguna	Mudah menambah switch access baru

B. IP Addressing untuk Scalability

Skema Addressing Terstruktur

Rancang skema IP addressing yang mendukung pertumbuhan dan menyederhanakan manajemen.

                        Contoh IP Addressing Scalable:
                        
10.0.0.0/8 - Enterprise

├── 10.1.0.0/16 - Region A

│   ├── 10.1.1.0/24 - Gedung 1

│   ├── 10.1.2.0/24 - Gedung 2

│   └── 10.1.3.0/24 - Gedung 3

├── 10.2.0.0/16 - Region B

│   ├── 10.2.1.0/24 - Gedung 1

│   └── 10.2.2.0/24 - Gedung 2

└── 10.3.0.0/16 - Ekspansi masa depan

C. Desain Modular dengan Building Blocks

Konsep Desain Modular

Membagi jaringan menjadi modul-modul independen yang bisa di-scale secara terpisah.

Modul	Fungsi	Pendekatan Scalability
Modul Kampus	Konektivitas pengguna per gedung	Tambah modul gedung baru
Modul Data Center	Hosting server dan aplikasi	Scale compute/storage secara independen
Modul WAN	Konektivitas kantor cabang	Template cabang terstandarisasi
Modul Internet	Akses internet dan DMZ	Tambah bandwidth/layer keamanan

7. Desain Redundancy Data Center

A. Arsitektur Spine-Leaf untuk Scalability

Konsep Spine-Leaf

Desain two-tier yang highly scalable untuk data center modern dengan konektivitas any-to-any.

Arsitektur Spine-Leaf

                            
[Spine 1] [Spine 2] [Spine 3] ... (Spine scalable)

  |        |        |

  |        |        |

[Leaf 1] [Leaf 2] [Leaf 3] ... (Leaf scalable)

  |        |        |

  |        |        |

[Server] [Server] [Server]

Manfaat	Deskripsi	Dampak
Arsitektur Non-blocking	Konektivitas any-to-any dengan latency konsisten	Performansi optimal
Scaling Mudah	Tambah spine atau leaf switches sesuai kebutuhan	Pertumbuhan predictable
Latency Predictable	Hop count konsisten antara devices	Performansi aplikasi lebih baik
High Availability	Multiple paths untuk redundancy	Uptime 99.999% achievable

B. High Availability Server Farm

Teknik Redundancy Server

Multiple layers of redundancy untuk infrastructure server kritis.

Teknik	Implementasi	Manfaat
NIC Teaming	Multiple network interfaces per server	Redundancy path jaringan
Server Multi-homed	Terhubung ke multiple leaf switches	Perlindungan kegagalan switch
Load Balancers	Distribusi traffic ke multiple servers	Redundancy aplikasi
Clustering	Multiple servers bekerja sebagai satu unit	Perlindungan kegagalan server

8. Studi Kasus: Rancangan Jaringan Enterprise Resilient

Scenario: Perusahaan Finansial

Requirements Bisnis:

1 Kantor Pusat: 500 pengguna dengan requirements high availability
5 Kantor Cabang: 50-100 pengguna each dengan konektivitas reliable
Ketersediaan: 99.99% uptime (52.6 menit downtime per tahun)
Rencana Ekspansi: 2 cabang baru tahun depan
Kepatuhan: PCI DSS, SOX, dan regulatory requirements

Implementasi Desain Redundancy

Desain Kantor Pusat

                            
Infrastructure Kantor Pusat:

├── Core Layer: Dual core switches dengan VSS/stacking

├── Distribution: Dual distribution switches per lantai

├── Access: Dual-homed access switches

├── Internet: Dual ISP connections dengan SD-WAN

├── Gateway: HSRP/VRRP untuk gateway redundancy

└── Power: Dual UPS, generator backup

Desain Kantor Cabang

                            
Template Kantor Cabang:

├── Switching: Stackable switches untuk penyederhanaan

├── WAN: Dual links (MPLS + Internet VPN)

├── Security: Firewall terintegrasi dengan HA

├── Wireless: Controller redundant

└── Management: Monitoring terpusat

Implementasi Desain Scalability

Strategi Scalability

IP Addressing: /16 per region utama dengan ruang untuk pertumbuhan
Routing: OSPF multiple areas untuk segmentation dan scalability
WAN Modular: Template terstandarisasi untuk cabang baru
Perencanaan Kapasitas: 40% headroom untuk semua link kritis
Dokumentasi: Dokumentasi desain komprehensif untuk ekspansi masa depan

9. Best Practices untuk Lulusan D3

A. Checklist Redundancy

Checklist Implementasi Redundancy

Identifikasi semua single points of failure

Implementasi redundant links untuk path kritis

Konfigurasi FHRP untuk gateway redundancy

Setup monitoring dan alerting untuk failures

Test prosedur failover secara berkala

Dokumentasi semua mekanisme redundancy

B. Checklist Scalability

Checklist Perencanaan Scalability

Gunakan desain jaringan hierarkis

Rencana IP addressing untuk 5-10 tahun pertumbuhan

Pilih equipment dengan upgrade path yang jelas

Implementasi prinsip desain modular

Monitor tren utilisasi kapasitas

Dokumentasi desain untuk ekspansi masa depan

10. Tools untuk Desain Jaringan

A. Tools Diagramming dan Dokumentasi

Tool	Tipe	Use Case	Biaya
Cisco Packet Tracer	Simulasi	Pembelajaran dan desain dasar	Gratis
Lucidchart	Diagramming	Diagram jaringan profesional	Freemium
Microsoft Visio	Diagramming	Diagram standar enterprise	Berbayar
Draw.io	Diagramming	Alternatif open source	Gratis

B. Modeling dan Simulasi Jaringan

Tool	Kemampuan	Kompleksitas	Penggunaan Enterprise
GNS3	Simulasi jaringan dengan IOS nyata	Tinggi	Testing lanjutan
Cisco Modeling Labs	Simulasi jaringan enterprise	Tinggi	Enterprise besar
EVE-NG	Emulasi multi-vendor	Sedang	Service providers
SolarWinds NCM	Manajemen konfigurasi jaringan	Sedang	Operasi jaringan

11. Tugas Kelompok: Merancang Jaringan Resilient (Bobot 15%)

Scenario: Startup E-commerce Tumbuh Cepat

Requirements Bisnis:

Pengguna Saat Ini: 200 karyawan
Pertumbuhan Masa Depan: Scalable ke 1000 pengguna dalam 3 tahun
Ketersediaan: Jaminan uptime 99.9%
Konektivitas Cloud: Diperlukan integrasi AWS/Azure
Anggaran: Sadar biaya tetapi tidak mengorbankan reliability
Aplikasi: Platform e-commerce, CRM, video conferencing

Deliverables yang Diharapkan:

Diagram jaringan dengan mekanisme redundancy
Skema IP addressing yang scalable
Daftar equipment dengan justifikasi
Rencana implementasi high-level
Estimasi biaya dan analisis ROI

Panduan Framework Solusi:

                                    
Pendekatan yang Direkomendasikan:

Desain Core: Dual core switches dengan stacking

Distribution: Distribution per lantai dengan HSRP

Access: Dual-homed access switches

WAN: Dual ISP dengan SD-WAN untuk optimasi cloud

Wireless: Controller-based dengan controller redundant

Security: Next-gen firewall dengan HA pair

Monitoring: Sistem monitoring jaringan komprehensif

Skema IP: 10.10.0.0/16 dengan subnets /24 per departemen

Pertumbuhan: 40% headroom pada semua link kritis

Kriteria Penilaian:

Kelayakan dan Ketahanan Desain (40%): Akurasi teknis dan redundancy
Skalabilitas untuk Pertumbuhan Masa Depan (30%): Kemampuan mengakomodasi ekspansi
Cost-effectiveness (20%): Kesadaran anggaran tanpa mengorbankan reliability
Dokumentasi dan Presentasi (10%): Kualitas dokumentasi profesional

12. Kaitannya dengan Dunia Kerja D3

Posisi Kerja yang Membutuhkan Skill Ini

Posisi	Fokus Redundancy	Fokus Scalability	Tugas Typical
Network Design Engineer	Tinggi	Tinggi	Perencanaan arsitektur, perencanaan kapasitas
Infrastructure Architect	Tinggi	Tinggi	Desain enterprise, seleksi teknologi
Network Operations Specialist	Sedang	Sedang	Implementasi, monitoring, maintenance
IT Project Manager	Rendah	Sedang	Perencanaan proyek, manajemen vendor

Pertanyaan Interview yang Sering Ditanya

Pertanyaan Interview Teknis:

"Bagaimana Anda mendesain jaringan untuk high availability?"
"Apa perbedaan antara HSRP dan VRRP?"
"Bagaimana memastikan jaringan bisa scale untuk pertumbuhan bisnis?"
"Apa yang Anda pertimbangkan dalam memilih antara three-tier vs spine-leaf architecture?"
"Bagaimana melakukan capacity planning untuk infrastructure jaringan?"

Tips untuk Lulusan D3:

Pahami fundamental prinsip desain hierarkis
Kuasi konfigurasi redundancy protocols (HSRP, EtherChannel)
Belajar diagramming jaringan dengan tools profesional
Ikuti perkembangan SD-WAN dan cloud networking
Buat portfolio dengan proyek desain nyata