Rido Ranu Pratama: Model Komunikasi Data (Updated)

Halo, pada post ini saya akan menjelaskan tentang Model Komunikasi Data, yang terdiri dari TCP/IP dan OSI. Oke langsung saja ya

Model Arsitektur TCP/IP

Protokol TCP/IP terbentuk dari 2 komponen yaitu Transmission Control Protocol (TCP) dan Internet Protocol (IP).

Internetworking

Tujuan dari TCP/IP adalah untuk membangun suatu koneksi antar jaringan (network), dimana biasa disebut internetwork, atau intenet, yang menyediakan pelayanan komunikasi antar jaringan yang memiliki bentuk fisik yang beragam. Tujuan yang jelas adalah menghubungkan empunya (hosts) pada jaringan yang berbeda, atau mungkin terpisahkan secara geografis pada area yang luas.

Internet dapat digolongkan menjadi beberapa group jaringan, antara lain:
• Backbone: Jaringan besar yang menghubungkan antar jaringan lainnya. Contoh : NSFNET yang merupakan jaringan backbone dunia di Amerika, EBONE yang merupakan jaringan backbone di Eropa, dan lainnya.
• Jaringan regional, contoh: jaringan antar kampus.
• Jaringan yang bersifat komersial dimana menyediakan koneksi menuju backbone kepada pelanggannya.

• Jaringan lokal, contoh: jaringan dalam sebuah kampus.

Aspek lain yang penting dari TCP/IP adalah membentuk suatu standarisasi dalam komunikasi. Tiap-tiap bentuk fisik suatu jaringan memiliki teknologi yang berbeda-beda, sehingga diperlukan pemrograman atau fungsi khusus untuk digunakan dalam komunikasi. TCP/IP memberikan fasilitas khusus yang bekerja diatas pemrograman atau fungsi khusus tersebut dari masing-masing fisik jaringan. Sehingga bentuk arsitektur dari fisik jaringan akan tersamarkan dari pengguna dan pembuat aplikasi jaringan. Dengan TCP/IP, pengguna tidak perlu lagi memikirkan bentuk fisik jaringan untuk melakukan sebuah komunikasi.

Sebagai contoh pada gambar di atas, untuk dapat berkomunikasi antar 2 jaringan, diperlukan komputer yang terhubung dalam suatu perangkat yang dapat meneruskan suatu paket data dari jaringan yang satu ke jaringan yang lain. Perangkat tersebut disebut Router. Selain itu router juga digunakan sebagai pengarah jalur (routing).

Untuk dapat mengidentifikasikan host diperlukan sebuah alamat, disebut alamat IP (IP address). Apabila sebuah host memiliki beberapa perangkat jaringan (interface), seperti router, maka setiap interface harus memiliki sebuah IP address yang unik. IP address terdiri dari 2 bagian, yaitu:

IP address = <nomer jaringan><nomer host>

Lapisan (layer) pada Protokol TCP/IP

Seperti pada perangkat lunak, TCP/IP dibentuk dalam beberapa lapisan (layer). Dengan dibentuk dalam layer, akan mempermudah untuk pengembangan dan pengimplementasian. Antar layer dapat berkomunikasi ke atas maupun ke bawah dengan suatu penghubung interface. Tiap-tiap layer memiliki fungsi dan kegunaan yang berbeda dan saling mendukung layer diatasnya. Pada protokol TCP/IP dibagi menjadi 4 layer, tampak pada gambar berikut

Layer Aplikasi (Aplications) Layer aplikasi digunakan pada program untuk berkomunikasi menggunakan TCP/IP. Contoh aplikasi antara lain Telnet dan File Transfer Protocol (FTP). Interface yang digunakan untuk saling berkomunikasi adalah nomer port dan socket.

Layer Transport Layer transport memberikan fungsi pengiriman data secara end-to-end ke sisi remote. Aplikasi yang beragam dapat melakukan komunikasi secara serentak (simulaneously). Protokol pada layer transport yang paling sering digunakan adalah Transmission Control Protocol (TCP), dimana memberikan fungsi pengiriman data secara connectionoriented, pencegahan duplikasi data, congestion control dan flow control. Protokol lainnya adalah User Datagram Protocol (UDP), dimana memberikan fungsi pengiriman connectionless, jalur yang tidak reliabel. UDP banyak digunakan pada aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi dan dapat metoleransi terhadap kerusakan data.

Layer Internetwork Layer Internetwork biasa disebut juga layer internet atau layer network, dimana memberikan “vitual network” pada internet. Internet Protocol (IP) adalah protokol yang paling penting. IP memberikan fungsi routing pada jaringan dalam pengiriman data. Protokol lainnya antara lain : IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP

Layer Network Interface Layer network interface disebut juga layer link atau layer datalink, yang merupakan perangkat keras pada jaringan. Contoh : IEEE802.2, X.25, ATM, FDDI, dan SNA.

Secara detail dapat digambarkan pada gambar berikut

Aplikasi TCP/IP

Level tertinggi pada layer TCP/IP adalah aplikasi. Dimana layer ini melakukan komunikasi sehingga dapat berinteraksi dengan pengguna. Karakteristik dari protokol aplikasi antara lain:

• Merupakan program aplikasi yang dibuat oleh pengguna, atau aplikasi yang merupakan standar dari produk TCP/IP. Contoh aplikasi yang merupakan produk dari TCP/IP antara lain :

- TELNET, terminal interaktif untuk mengakses suatu remote pada internet.

- FTP (File Transfer Protocol), transfer file berkecepatan tinggi antar disk.

- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), sistem bersurat di internet

- dll

• Menggunakan mekanisme TCP atau UDP.

• Menggunakan model interaksi client/server.

•

Model Client/Server

TCP adalah peer-to-peer, protokol yang bersifat connection-oriented. Tidak ada hubungan tuan dan budak (master/slave), tetapi banyak aplikasi yang bersifat client/server. SERVER adalah aplikasi yang memberikan pelayanan kepada user internet. CLIENT adalah yang meminta pelayanan. Aplikasi bisa memiliki bagian server dan bagian client, dimana dapat berjalan secara bersamaan dalam 1 sistem. Server merupakan progam yang dapat menerima permintaan (request), melakukan pelayanan yang diminta, kemudian mengembalikan sebagai reply. Server dapat melayani multi request bersamaan.

Server bekerja dengan cara menunggu request pada port yang sudah terdaftar, sehingga client dapat dengan mudah mengirimkan data ke port pada server.

Standarisasi TCP/IP

TCP/IP semakin popular diantara developer dan pengguna, karena itu perlu adanya standarisasi. Standarisasi di kelola oleh Internet Architecture Board (IAB) IAB mengacu pada Internet Engineering Task Force (IETF) untuk membuat standar baru. Dimana standarisasi menggunakan RFC. Untuk Internet Standar Process, menggunakan RFC 2026 – The Internet Standard Process – Revision 3, dimana didalamnya berisi tentang protokol, prosedur, dan konvensi yang digunakan dari oleh internet.

Model Referensi OSI

OSI adalah referensi komunikasi dari Open System Interconnection. OSI model digunakan sebagai titik referensi untuk membahas spesifikasi protokol.

Layer pada OSI

OSI model terdiri dari 7 layer. Dimana bagian atas dari layernya (layer 7,6,dan 5) difokuskan untuk bentuk pelayanan dari suatu aplikasi. Sedangkan untuk layer bagian bawahnya (layer 4, 3, 2 dan 1) berorientasikan tentang aliran data dari ujung satu ke ujung yang lainnya.

Layer-layer Pada Model Referensi OSI

Layer Aplikasi (layer 7)

Aplikasi yang saling berkomunikasi antar komputer. Aplikasi layer mengacu pada pelayanan komunikasi pada suatu aplikasi. Contoh: Telnet, HTTP, FTP, WWW Browser, NFS, SMTP, SNMP

Layer Presentasi (Layer 6)

Pada layer bertujuan untuk mendefinisikan format data, seperti ASCII text, binary dan JPEG. Contoh : JPEG, ASCII, TIFF, GIF, MPEG, MIDI

Layer Sesi (Layer 5)

Sesi layer mendefinisikan bagaimana memulai, mengontrol dan mengakhiri suatu percakapan (biasa disebut session). Contoh: RPC, SQL, NFS, SCP

Layer Transport (Layer 4)

Layer Network (Layer 3)

Layer ini mendefinisikan pengiriman data dari ujung ke ujung. Untuk melakukan pengiriman pada layer ini juga melakukan pengalamatan. Mendifinisikan pengiriman jalur (routing). Contoh: IP, IPX, Appletalk DDP

Layer Data Link (layer 2)

Layer ini mengatur pengiriman data dari interface yang berbeda. Semisal pengiriman data dari ethernet 802.3 menuju ke High-level Data Link Control (HDLC), pengiriman data WAN. Contoh: IEEE 802.2/802.3, HDLC, Frame relay, PPP, FDDI, ATM

Layer Physical (Layer 1)

Layer ini mengatur tentang bentuk interface yang berbeda-beda dari sebuah media transmisi. Spesifikasi yang berbeda misal konektor, pin, penggunaan pin, arus listrik yang lewat, encoding, sumber cahaya dll. Contoh: EIA/TIA-232, V35, EIA/TIA- 449, V.24, RJ45, Ethernet, NRZI, NRZ, B8ZS

Konsep dan Kegunaan Layer

Banyak kegunaan yang didapat dari pembagian fungsi menjadi yang lebih kecil atau yang disebut layer. Kegunaan yang pasti adalah mengurangi kompleksitas, sehingga dapat didefinisikan lebih detil. Contoh kegunaannya antara lain :
• Manusia dapat membahas dan mempelajari tentang protokol secara detil
• Membuat perangkat menjadi bentuk modular, sehingga pengguna dapat menggunakan hanya modul yang dibutuhkan
• Membuat lingkungan yang dapat saling terkoneksi
• Mengurangi kompleksitas pada pemrograman sehingga memudahkan produksi
• Tiap layer dapat diberikan pembuka dan penutup sesuai dengan layernya
• Untuk berkomunikasi dapat dengan segera menggunakan layer dibawahnya.

Layer Aplikasi

Pada layer ini berurusan dengan program komputer yang digunakan oleh user. Program komputer yang berhubungan hanya program yang melakukan akses jaringan, tetapi bila yang tidak berarti tidak berhubungan dengan OSI. Contoh: Aplikasi word processing, aplikasi ini digunakan untuk pengolahan text sehingga program ini tidak berhubungan dengan OSI. Tetapi bila program tersebut ditambahkan fungsi jaringan misal pengiriman email, maka aplikasi layer baru berhubungan disini. Sehingga bila digambar dapat digambar seperti berikut.

Layer Presentasi

Pada layer ini bertugan untuk mengurusi format data yang dapat dipahami oleh berbagai macam media. Selain itu layer ini juga dapat mengkonversi format data, sehingga layer berikutnya dapat memafami format yang diperlukan untuk komunikasi. Contoh format data yang didukung oleh layer presentasi antara lain : Text, Data, Graphic, Visual Image, Sound, Video. Selain itu pada layer presentasi ini juga berfungsi sebagai enkripsi data. Bisa digambarkan seperti pada gambar berikut.

Layer Sesi (Session)

Sesi layer mendefinisikan bagaimana memulai, mengontrol dan mengakhiri suatu percakapan

(biasa disebut session). Contoh layer session : NFS, SQL, RPC, ASP, SCP.

Layer Transport

Pada layer 4 ini bisa dipilih apakah menggunakan protokol yang mendukung error-recovery atau tidak. Melakukan multiplexing terhadap data yang datang, mengurutkan data yang datang apabila datangnya tidak berurutan. Pada layer ini juga komunikasi dari ujung ke ujung (end-to-end) diatur dengan beberapa cara, sehingga urusan data banyak dipengaruhi oleh layer 4 ini.

Fungsi yang diberikan oleh layer transport :

• Melakukan segmentasi pada layer atasnya

• Melakukan koneksi end-to-end

• Mengirimkan segmen dari 1 host ke host yang lainnya

• Memastikan reliabilitas data

Layer Network

Fungsi utama dari layer network adalah pengalamatan dan routing. Pengalamatan pada layer network merupakan pengalamatan secara logical, Contoh penggunaan alamat IP seperti pada gambar berikut

Routing digunakan untuk pengarah jalur paket data yang akan dikirim. Dimana routing ada 2 macam yaitu Routed dan Routing Protocol.

Layer Data Link

Fungsi yang diberikan pada layer data link antara lain :

• Arbitration, pemilihan media fisik

• Addressing, pengalamatan fisik

• Error detection, menentukan apakah data telah berhasil terkirim

• Identify Data Encapsulation, menentukan pola header pada suatu data

Interaksi antar Layer pada OSI

Proses bagaimana komputer berinteraksi dengan menggunakan layer pada OSI, mempunyai dua fungsi umum, antara lain :

• Tiap layer memberikan pelayanan pada layer di atasnya sesuai dengan spesifikasi protokolnya

• Tiap layer mengirimkan informasi komunikasi melalui software dan hardware yang sama antar komputer.

Komunikasi antar komputer pada OSI layer dapat digambarkan seperti gambar berikut

Sebuah data dibuat oleh aplikasi pada host A, contoh seseorang menuliskan email. Pada tiap layer ditambahkan header dan dilanjutkan ke layer berikutnya (langkah 1). Contoh : pada layer transport menyalurkan data dan header yang ditambahkannya ke layer network, sedangkan pada layer network ditambahkan header alamat tujuannya supaya data bisa sampai pada komputer tujuannya.

Setelah aplikasi memuat data, software dan hardware pada komputer menambahkan header dan trailernya. Pada layer fisik dapat menggunakan medianya untuk mengirimkan sinyal untuk transmisi (langkah 2).

Disisi penerima (langkah 3), Host B mulai mengatur interaksi antar layer pada host B. Panah keatas (langkah 4) menunjukkan proses pemecahan header dan trailer sehingga pada akhirnya data dapat diterima oleh pengguna di host B.

Apabila komunikasi yang terjadi antar 2 komputer masih harus melewati suatu media tertentu, semisal router. Maka bentuk dari interaksi OSI layer dapat dilihat seperti gambar berikut

Data Enkapsulasi

Konsep penempatan data dibalik suatu header dan trailer untuk tiap layer disebut enkapsulasi (encapsulation). Pada Gambar 2.16 terlihat pada tiap layer diberikan suatu header tambahan, kemudian ditambahkan lagi header pada layer berikutnya, sedangkan pada layer 2 selain ditambahkan header juga ditambahkan trailer. Pada layer 1 tidak menggunakan header dan trailer.

Pada pemrosesan layer 5, 6 dan 7 terkadang tidak diperlukan adanya header. Ini dikarenakan tidak ada informasi baru yang perlu diproses. Sehingga untuk layer tersebut bisa dianggap 1 proses.

Sehingga langkah-langkah untuk melakukan data enkapsulasi dapat dijabarkan sebagai

berikut :

Langkah 1 Membuat data – artinya sebuah aplikasi memiliki data untuk dikirim

Langkah 2 Paketkan data untuk di transportasikan – artinya pada layer transport ditambahkan header dan masukkan data dibalik header. Pada proses ini terbentuk L4PDU.

Langkah 3 Tambahkan alamat tujuan layer network pada data – layer network membuat header network, dimana didalamnya terdapat juga alamat layer network, dan tempatkan L4PDU dibaliknya. Disini terbentuk L3PDU.

Langkah 4 Tambahkan alamat tujuan layer data link pada data – layer data link membuat header dan menempatkan L3PDU dibaliknya, kemudian menambahkan trailer setelahnya. Disini terbentu L2PDU.

Langkah 5 Transmit dalam bentu bit – pada layer fisikal, lakukan encoding pada sinyal kemudian lakukan pengiriman frame.

Sehingga pemrosesannya akan mirip dengan model TCP/IP. Pada tiap layer terdapat LxPDU (Layer N Protocol Data Unit), dimana merupakan bentuk dari byte pada header-trailer pada data. Pada tiap-tiap layer juga terbentuk bentukan baru, pada layer 2 PDU termasuk header dan trailer disebut bentukan frame. Pada layer 3 disebut paket (packet) atau terkadang datagram. Sedangkan pada layer 4 disebut segmen (segment). Sehingga dapat digambarkan pada gambar berikut