Teknik Informatika Susunan Protokol

Apa yang dimaksud dengan protokol? Tidak lain adalah sebuah sinonim yang bisa kita sinonimkan sebagai rule atau “aturan main”. Dan apa yang dimaksud dengan standar? Standar adalah rule yang telah disepakati untuk diaplikasikan. 17.1. Protokol dan Susunan Protokol Dalam suatu jaringan komputer, terjadi sebuah proses komunikasi antar entitas atau perangkat yang berlainan sistemnya. entitas atauperangkat ini adalah segala sesuatu yang mampu menerima dan mengirim. Untuk berkomunikasi mengirim dan menerima antara dua entitas dibutuhkan pengertian di antara kedua belah pihak. Pengertian ini lah yang dikatakan sebagai protokol. Jadi protokol adalah himpunan aturanaturan main yang mengatur komunikasi data. Protokol mendefinisikan apa yang dikomunikasikan bagaimana dan kapan terjadinya komunikasi. Elemen-elemen penting dari protokol adalah : syntax, semantics dan timing. 1. Syntax mengacu pada struktur atau format data, yang mana dalam urutan tampilannya memiliki makna tersendiri. Sebagai contoh, sebuah protokol sederhana akan memiliki urutan pada delapan bit pertama adalah alamat pengirim, delapan bit kedua adalah alamat penerima dan bit stream sisanya merupakan informasinya sendiri. 2. Semantics mengacu pada maksud setiap sec tion bit. Dengan kata lain adalah bagaimana bit-bit tersebut terpola untuk dapat diterjemahkan. 3. Timing mengacu pada 2 karakteristik yakni kapan data harus dikirim dan seberapa cepat data tersebutdikirim. Sebagai contoh, jika pengirim memproduksi data sebesar 100 Megabits per detik (Mbps) namun penerima hanya mampu mengolah data pada kecepatan 1 Mbps, maka transmisi data akan menjadi overload pada sisi penerima dan akibatnya banyak data yang akan hilang atau musnah. Secara umum fungsi dari protokol adalah untuk menghubungkan sisi pengirim dan penerima dalam berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan dengan baik dan benar dengan kehandalan yang tinggi. Sedangkan fungsi protokol secara detail dapat dijelaskan sebagai berikut : • Fragmentasi dan reassembly Fungsi dari fragmentasi dan reassembly adalah membagi in-formasi yang dikirim menjadi beberapa paket data pada saat sisi pengirim mengirimkan informasi tadi dan setelah diterima maka sisi penerima akan menggabungkan lagi menjadi paket berita yang lengkap. • Encaptulation Fungsi dari encaptulation adalah melengkapi berita yang dikirimkan dengan address, kode-kode koreksi dan lain-lain. • Connection control Fungsi dari connection control adalah membangun hubungan komunikasi dari transmitter dan receiver, dimana dalam membangun hubungan ini termasuk dalam hal pengiriman data dan mengakhiri hubungan. • Flow control, Fungsi dari flow control adalah mengatur perjalananb data dari transmitter dan receiver. • Error control, dalam pengiriman data tak lepas dari kesalahan, baik itu dalam proses pengiriman maupun pada waktu data itu diterima. Fungsi dari error control adalah mengontrol terjadinya kesalahan yang terjadi pada waktu data dikirimkan. • Transmission service, Fungsi dari transmission service adalah memberi pelayanan komunikasi data khususnya yang berkaitan dengan prioritas dan keamanan serta perlindungan data.Protokol jaringan disusun oleh dalam bentuk lapisan-lapisan (layer) seperti diperlihatkan oleh Gambar 17.1. Hal ini mengandung arti supaya jaringan yang dibuat nantinya tidak menjadi rumit. Didalam layer ini jumlah, nama isi dan fungsi setiap layer berbedabeda namun tujuan dari setiap layer ini adalah memberikan layanan kelayer yang ada diatasnya. Susunan dari layerb inilah ditunjukkan tahapantahapan dalam melakukan komunikasi. Interface dan Layanan : • Fungsi setiap layer adalah untuk melayani keperluan layer yang berada di atasnya. • Elemen-elemen aktif pada sebuah layer disebut entity • Entity-entity yang ada di layer yang sama pada mesin yang berbeda disebut peer entity. • Entity pada layer n mengimplementasikan sebuah layanan yang dipakai oleh layer n+1 • Layer n dapat menggunakan layanan layer n-1 agar dapat melaksanakan tugastugasnya. • Layanan-layanan tersebut disediakan melalui SAP (Service Access Point) yang masing-masing memiliki identifikasi unik. • Agar 2 layer dapat saling bertukar informasi, entity layer mn+1 mengirimkan sebuah IDU (Interface Data Unit) ke entity layer n melalui SAP. • IDU terdiri dari ICI (Interface Control Information) dan SDU (Service Data Unit). ICI membantu layer di bawahnya untuk melaksanakan tugasnya, dan SDU informasi yang dikirimkan pada jaringangan ke peer entity hingga sampai di layer n+1. • Entity layer n akan memecah SDU menjadi beberapa bagian agar dapat dikirimkan ke peer entity. Setiap bagian pecahan SDU diberi header sehingga menjadi PDU (Protocol Data Unit). 17.2. Standar jaringan Standar adalah suatu hal yang penting dalam penciptaan dan pemeliharaan sebuah kompetisi pasar daripada manufaktur perangkat komunikasi dan menjadi jaminan interoperability data dalam proses komunikasi. Standar komunikasi data dapat dikategorikan dalam 2 kategori yakni kategori de facto (konvensi) dan de jure (secara hukum atau regulasi). 17.2.1. Organisasi Standar Di bawah ini adalah beberapa organisasi yang concern dengan perkembangan standar teknologi telekomunikasi dan data internasional maupun dari Amerika. 1. International Standards Organization (ISO). 2. International Telecommunications Union- Telecommunication Standards Section (ITU -T). 3. American National Standards Institute (ANSI). 4. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 5. Electronic Industries Association (EIA). Selain itu terda pat pula organisasi yang bersifat forum ilmiah seperti Frame Relay Forum dan ATM Forum. Kemudian ada pula organisasi yang berfungsi sebagai agen regulasi, misalnya Federal Communications Commision (FCC). 17.2.2. Standart Internet Standar internet adalah sebuah proses jalan panjang yang teruji dan terspesifikasi sehingga menjadi berguna bagi siapa yang bekerja dengan internet. Tentu saja spesifikasi ini dimulai dengan sebuah draft. Kemudian draft internet ini menjadi dokumen acuan kerja yang memiliki umur 6 bulan. Setelah itu akan mendapatkan rekomendasi dari otoritas Internet dan dipublikasikan sebagai Request for Comment (RFC). 17.2.3. Admisnistrasi Internet Internet yang pada mulanya merupakan jaringan komputer skala kecil di kalangan akademisi makin bertambah luas bahkan untuk kepentingan militer, komersial dan hiburan. Semakin luasnya aktivitas internet tersebut diperlukan koordinasi dan administrasi untuk mengaturnya. Mulai dari tingkat pengorganisasian nama domain dari root sampai organisasi yang mengatur nama domain untuk root negara. Juga ada organisasi yang mengadministratif standar teknis internet dan mendistribusikan atau mengumpulkan informasi tentang TCP/IP, di antaranya adalah : 1. Internet Society (ISOC) 2. Internet Architecture Board (IAB) 3. Internet Engineering Task\ Force (IETF 4. Internet Research Task Force (IRTF) 5. Internet Asigned Number Authority (IANA) dan Internet Corporation for Asigned Names and Numbers (ICANN) 17.3. Lapisan Protokol Pada Jaringan Komputer Secara umum lapisan,protokol dalam jaringan komputer dapat dibagi atas tujuh lapisan. Lapisan ini dapat dilihat pada gambar 17.3. Dari lapisan terbawah hingga tertinggi dikenal physical layer, link layer, network layer, transport layer, session layer, presentation layer dan application layer. Masing-masing lapisan mempunyai fungsi masing-masing dan tidak tergantung antara satu dengan lainnya. Dari ketujuh lapisan ini hanya physical layer yang merupakan perangkat keras selebihnya merupakan perangkat lunak. physical layer merupakan media penghubung untuk mengirimkan informasi digital dari satu komputer ke komputer lainnya yang secara fisik dapat kita lihat. Berbagai bentuk perangkat keras telah dikembangkan untuk keperluan ini. Satu diantaranya yang cukup banyak digunakan untuk keperluan jaringan komputer lokal (LAN) di Indonesia adalah ARCnet yang banyak digunakan serta menggunakan perangkat lunak Novell.\ Untuk keperluan Wide Area Network (WAN) kita dapat menyambungkan berbagai LAN ini menggunakan media radio atau telepon menjadi satu kesatuan. Untuk mengatur hubungan antara dua buah komputer melalui physical layer yang ada digunakan protokol link layer. Pada jaringan paket radio di amatir digunakan link layer AX.25 (Amatir X.25) yang merupakan turunan CCITT X.25 yang juga digunakan pada Sistem Komunikasi Data Paket (SKDP) oleh PT. INDOSAT dan PT. TELKOM. IEEE sebuah organisasi untuk teknik elektro telah mengembangkan beberapa standar protokol physical layer dan link layer untuk LAN. Berdasarkan rekomendasi IEEE pada LAN yang menggunakan ARCnet (IEEE 802.3) atau Ethernet (IEEE 802.3) digunakan link layer (IEEE 802.2). Pada LAN Token Ring digunakan physical layer (IEEE 802.5). Bentuk lain dari LAN yang kurang dikenal adalah Token Bus (IEEE 802.4). Untuk LAN berkecepatan tinggi juga telah dikembangkan sebuah standar yang diturunkan dari IEEE 802.3 yang kemudian dikenal sebagai Fiber Data Distributed Interface (FDDI). Dalam kesempatan ini kita akan membahas beberapa bagian protocol yang digunakan dalam skema membangun suatu jaringan komputer. 17.4. Protokol OSI ( Open System Interconnection ) Model referensi OSI (Open System Interconnection] menggambarkan bagaimana informasi dari suatu software aplikasi di sebuah komputer berpindah melewati sebuah media jaringan ke suatu software aplikasi di komputer lain. Model referensi OSI secara konseptual terbagi ke dalam 7 lapisan dimana masingmasing lapisan memiliki fungsi jaringan yang spesifik, seperti yang dijelaskan oleh gambar 17.4. Model ini diciptakan berdasarkan sebuah proposal yang dibuat oleh the International Standars Organization (ISO) sebagai langkah awal menuju standarisasi protokol internasional yang digunakan pada berbagai layer. Model ini disebut OSI (Open System Interconnection) Reference Model karena model ini ditujukan bagi pengkoneksian open system. Open System dapat diartikan sebagai suatu sistem yang terbuka untuk berkomunikasi dengan sistem-sistem lainnya. Untuk ringkasnya, kita akan menyebut model tersebut sebagai model OSI saja. Perlu dicatat bahwa model OSI itu sendiri bukanlah merupakan arsitektur jaringan, karena model ini tidak menjelaskan secara pasti layanan dan protokolnya untuk digunakan pada setiap layernya. Model OS hanya menjelaskan tentang apa yang harus dikerjakan oleh sebuah layer. Akan tetapi ISO juga telah membuat standar untuk semua layer, walaupun standarstandar ini bukan merupakan model referensi itu sendiri. Setiap layer telah dinyatakan sebagai standar internasional yang terpisah. Model OSI disusun atas 7 lapisan; fisik (lapisan 1), data link (lapisan 2), network (lapisan 3), transport (lapisan 4), session (lapisan 5), presentasi (lapisan 6) dan aplikasi (lapisan 7). Pada Gambar 17.5., Anda dapat juga melihat bagaimana setiap lapisan terlibat pada proses pengiriman pesan/message dari Device A ke Device B. Terlihat bahwa perjalanan message dari A ke B melewati banyak intermediasi node. Intermediasi node ini biasanya hanya melibatkan tiga lapisan pertama model OSI saja 17.4.1. Karakteristik Lapisan OSI Ke tujuh lapisan dari model referensi OSI dapat dibagi ke dalam dua kategori, yaitu lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas dari model OSI berurusan dengan persoalan aplikasi dan pada umumnya diimplementasi hanya pada software. Lapisan tertinggi (lapisan aplikasi) adalah lapisan penutup sebelum ke pengguna (user). Pengguna dan lapisan aplikasi saling berinteraksi dengan software aplikasi yang berisi sebuah komponen komunikasi. Istilah lapisan atas kadang-kadang digunakan untuk menunjuk beberapa lapisan atas dari lapisan lapisan lain di model OSI. Lapisan bawah dari model OSI mengendalikan persoalan transport data. Lapisan fisik dan lapisan data link diimplementasikan ke dalam hardware dan software. Lapisan-lapisan bawah yang lain pada umumnya hanya diimplementasikan dalam software. Model OSI menyediakan secara konseptual kerangka kerja untuk komunikasi antar komputer, tetapi model ini bukan merupakan metode komunikasi. Sebenarnya komunikasi dapat terjadi karena menggunakan protokol komunikasi. Di dalam konteks jaringan data, sebuah protokol adalah suatu aturan formal dan kesepakatan yang menentukan bagaimana komputer bertukar informasi melewati sebuah media jaringan. Sebuah protokol mengimplementasikan salah satu atau lebih dari lapisan-lapisan OSI. Sebuah variasi yang lebar dari adanya protokol komunikasi, tetapi semua memelihara pada salah satu aliran group: protokol LAN, protokol WAN, protokol jaringan, dan protokol routing. Protokol LAN beroperasi pada lapisan fisik dan data link dari model OSI serta mendefinisikan komunikasi dari macam-macam media LAN. Protokol WAN beroperasi pada ketiga lapisan terbawah dari model OSI dan mendefinisikan komunikasi dari macam-macam WAN. Protokol routing adalah protokol lapisan jaringan yang bertanggung jawab untuk menentukan jalan dan pengaturan lalu lintas. Akhirnya protokol jaringan terdiri dari berbagai protokol dari lapisan teratas yang ada dalam sederetan protokol. 17.4.2. Proses Peer-To-Peer Bila dua mesin/komputer berinteraksi melakukan proses harus mematuhi aturan dan konvensi yang disebut protokol. Proses yang terjadi pada setiap mesin pada lapisan tertentu disebut peer-to-peer processes (proses peer-to-peer). Jadi dengan demikian jika 2 mesin akan dapat berkomunikasi jika pada lapisan tertentu menggunakan protokol yang sama. Message atau pesan yang dikirim oleh device A menuju device B harus melalui lapisanlapisan yang paling atas menuju lapisan bawah berikutnya sampai lapisan terbawah kemudian kembali menuju lapisan yang lebih tinggi dan seterusnya melewati lapisan tepat diatasnya. Pesan-pesan yang dikirim adalah berupa informasi yang dibentuk dalam paket- paket di mana pada layer tepat di bawahnya informasi tersebut “dibungkus”. Jadi pada sisi penerima informasi yang sampai berupa paket-paket yang telah “dibuka” bungkusannya dan dikonstruksi kembali. 17.4.3. Antarmuka Antar Lapisan Terdekat Pada saat pengiriman dan penerimaan pesan, lapisan memerlukan antarmuka dengan lapisan atas dan bawahnya yang berdekatan. Sepanjang sebuah lapisan menyediakan layanan yang dimaksud pada layer tepat di atas atau di bawahnya, dapat diimplementasikan fungsi yang termodifikasi atau diganti tanpa memerlukan perubahan di seluruh lapisan. 17.4.4. Pengorganisasian Lapisan Tujuh lapisan yang telah dijelaskan dapat dibagi menjadi 3 sub kelompok (subgroups). Lapisan 1, 2 dan 3 adala network support layer (lapisanlapisan pendukung jaringan). Lapisan 5, 6 dan 7 merupakan user support layer (lapisanlapisan pendukung pengguna). Lapisan 4 adalah transport layer, yang maksudnya adalah apisan yang menghubungkan 2 subgroup sehingga lapisan user support layer dapat “mengerti” pesan yang dikirim network support layer. Gambar 17.7 memperlihatkan seluruh lapisan OSI dengan dimulai pada lapisan 7 yang merupakan data asli 17.5. Lapisan Menurut OSI 17.5.1. Physical Layer (Lapisan Fisik) Lapisan fisik atau physical Layer sambungan elektronik dari komputer ke Local Area Network melalui Ethernet Card atau perangkat wireless, perangkat modem satelit atau perangkat modem leased line. Perangkat elektronik yang digunakan ini memberikan karakteristik fisik media jaringan komputer. Lapisan fisik melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan bit stream dalam medium fisik. Dalam lapisan ini kita akan mengetahui spesifikasi mekanikal dan elektrikal daripada media transmisi serta antarmukanya. Ha l-hal penting yang dapat dibahas lebih jauh dalam lapisan fisik ini adalah : • Karakteristik fisik daripada media dan antarmuka • Representasi bit-bit. Maksudnya lapisan fisik harus mampu menterjemahkan bit 0 atau 1, juga termasuk pengkodean dan bagaimana mengganti sinyal 0 ke 1 atau sebaliknya. • Data rate (laju data). • Sinkronisasi bit. • Line configuration (Konfigurasi saluran). Misalnya: point-topoint atau point-to-multipoint configuration. • Topologi fisik. Misalnya: mesh topology, star topology, ring topology atau bus topology. • Moda transmisi. Misalnya : half-duplex mode, full-duplex (simplex) mode 17.5.2. Data Link Layer (Lapisan Data Link) Lapisan data link berfungsi mentransformasi lapisan fisik yang merupakan fasilitas transmisi data mentah menjadi link yang reliabel. Dalam lapisan ini menjamin informasi bebas error untuk ke lapisan diatasnya. Tanggung jawab utama lapisan data link ini adalah sebagai berikut : • Framing . Yaitu membagi bit stream yang diterima dari lapisan network menjadi unitunit data yang disebut frame. • Physical addressing . Jika frame-frame didistribusikan ke sistem lainpada jaringan, maka data link akan menambahkan sebuah header di muka frame untuk mendefinisikan pengirim dan/atau penerima. • Flow control. Jika rate atau laju bit stream berlebih atau berkurang maka flow control akan melakukan tindakan yang menstabilkan laju bit. • Error control. Data link menambah reliabilitas lapisan fisik dengan penambahan mekanisme deteksi dan retransmisi frame-frame yang gagal terkirim. • Access control. Jika 2 atau lebih device dikoneksi dalam link yang sama, lapisan data link perlu menentukan device yang mana yang harus dikendalikan pada saat tertentu. 17.5.3. Network Layer (Lapisan Network) Lapisan network bertanggung jawab untuk pengiriman paket dengan konsep source-to-destination. Adapun tanggung jawab spesifik lapisan network ini adalah : • Logical addressing . Bila pada lapisan data link diimplementasikan physical addressing untuk penangan pengalamatan/addressing secara lokal, maka pada lapisan network problematika addressing untuk lapisan network bisa mencakup lokal dan antar jaringan/ network. Pada lapisan network ini logical address ditambahkan pada paket yang datang dari lapisan data link. • Routing. Jaringan-jaringan yang saling terhubung sehingga membentuk internetwork diperlukan metoda routing/perutean. Sehingga paket dapat ditransfer dari satu device yang berasal dari jaringa n tertentu menuju device lain pada jaringan yang lain. 17.5.4. Transport Layer (Lapisan Transport) Lapisan ini bertugas memastikan packet dihantar dengan betul. Contohnya TCP yang dikategorikan sebagai protokol “connection oriented” akanmemastikan packet sampai ke destinasi dan mungkin dalam susunan yang betul. Jikaada packet yang hilang ia akan dihantar semula. Berbanding dengan UDP (dipanggil connectionless) packet dihantar dengan cara “best effort” basis tanpa perlu dihantar semula. Lapisan transport bertanggung jawab untuk pengiriman source-to-destination (end-to-end) daripada jenis message tertentu. Tanggung jawab spesifik lapisan transpor ini adalah : • Sevice-point addressing. Komputer sering menjalankan berbagai macam program atau aplikasi yang berlainandalam saat bersamaan. Untuk itu dengan lapisan transpor ini tidak hanya menangani pengiriman/ delivery source-todestination dari Komputer yang satu ke komputer yang lain saja namun lebih spesifik kepada delivery jenis message untuk aplikasi yang berlainan. Sehingga setiap message yang berlainan aplikasi harus memiliki alamat/address tersendiri lagi yang disebut service point address atau port address. • Segmentation dan reassembly. Sebuah message dibagi dalam segmen- segmen yang terkirim. Setiap segmen memiliki sequence number. Sequence number ini yang berguna bagi lapisan transpor untuk merakit/reassembly segmen-segman yang terpecah atau terbagi tadi menjadi message yang utuh. • Connection control. Lapisan transpor dapat berperilaku sebagai connectionless atau connection-oriented • Flow control. Seperti halnya lapisan data link, lapisan transpor bertanggung jawab untuk kontrol aliran (flow control). Bedanya dengan flow control di lapisan data link adalah dilakukan untuk end-to-end. • Error control. Sama fungsi tugasnya dengan error control di lapisan data link, juga berorientasi end-to-end. 17.5.5. Session Layer (Lapisan Session) Layanan yang diberikan oleh tiga layer pertama (fisik, data link dan network) tidak cukup untuk beberapa proses. Maka pada lapisan session ini dibutuhkan dialog controller. Tanggung jawab spesifik : • Dialog control. • Sinkronisasi 17.5.6. Presentation Layer (Lapisan presentasi) Presentation layer lebih cenderung pada syntax dan semantic pada pertukaran informasi dua sistem. Tanggung jawab spesifik: • Translasi • Enkripsi • Kompresi 17.5.7. Application Layer (Lapisan Aplikasi) Sesuai namanya, lapisan ini menjembatani interaksi manusia dengan perangkat lunak/software aplikasi.