Arsitektur Protokol

• Merupakan perangkat lunak dari jaringan komunikasi data
• Terdiri dari layer, protokol dan interface
  • Jaringan diorganisasikan menjadi sejumlah level (layer) untuk mengurangi kerumitannya
  • Setiap layer dibuat berdasarkan layer dibawahnya
  • Antar layer terdapat sebuah interface yang menentukan operasi dan layanan yang diberikan layer terbawah untuk layer diatasnya
  • Layer pada level yang sama di dua host yang berbeda dapat saling berkomunikasi dengan mengikuti sejumlah aturan dan ketetapan yang disebut sebagai protokol.
• Dua model:
  • OSI (hanya sebuah konsep)
  • TCP/IP (digunakan secara komersial)

1. 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 masing-masing lapisan memiliki fungsi jaringan yang spesifik, seperti yangdijelaskan oleh gambar dibawah ini (tanpa media fisik). Model ini diciptakan berdasarkan sebuah proposal yang dibuat oleh the International Standards Organization (ISO) sebagai langkah awal menuju standarisasi protokol internasional yang digunakan pada berbagai layer . Model ini disebut ISO 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 ringkas- nya, kita akan menyebut model tersebut sebagai model OSI saja.

Model referensi OSI

Model OSI memiliki tujuh layer. Fungsi dari ketujuh layer tersebut adalah:

1. Physical Layer

• Menangani pengiriman bit-bit data melalui saluran komunikasi
• Memastikan jika entiti satu mengirimkan bit 1, maka entiti yang lain juga harus menerima bit 1
• Fungsi utama untuk menentukan
  • berapa volt untuk bit 1 dan 0
  • berapa nanoseconds bit dapat bertahan di saluran komunikasi
  • kapan koneksi awal dibuat dan diputuskan ketika dua entiti selesai melakukan pertukaran data
  • jumlah pin yang digunakan oleh network connector dan fungsi dari setiap pin
• Contoh: token ring, IEEE 802.11
• Perangkat yang beroperasi di layer ini adalah hub, repeater, network adapter/network interface card, dan host bus adapter (digunakan di storage area network)

2. Data Link Layer

• Menyediakan prosedur pengiriman data antar jaringan
• Mendeteksi dan mengkoreksi error yang mungkin terjadi di physical layer
• Memiliki address secara fisik yang sudah di-kode-kan secara langsung ke network card pada saat pembuatan card tersebut (disebut MAC Address)
• Contoh: Ethernet, HDLC, Aloha, IEEE 802 LAN, FDDI
• Perangkat yang beroperasi di layer ini adalah bridge dan layer-2 switch

3. Network Layer

• Menentukan prosedur pengiriman data sekuensial dengan berbagai macam ukuran, dari sumber ke tujuan, melalui satu atau beberapa jaringan, dengan tetap mempertahankan Quality of Service (QoS) yang diminta oleh transport layer
• Fungsi:
  • Routing: menentukan jalur pengiriman dari sumber ke tujuan, bisa statik (menggunakan tabel statik yang cocok untuk jaringan yang jarang sekali berubah) atau dinamis (menentukan jalur baru untuk setiap data yang dikirimkan)
  • Pengendalian kongesti (kemacetan pada proses pengiriman data)
  • Mempertahankan QoS (delay, transit time, jitter, dll)
  • Menyediakan interface untuk jaringan-jaringan yang berbeda agar dapat saling berkomunikasi
• Contoh: Internet Protocol (IP)
• Perangkat yang beroperasi di layer ini adalah router dan layer-3 switch

4. Transport Layer

• Menerima data dari layer diatasnya, memecah data menjadi unit-unit yang lebih kecil (sering disebut packet), meneruskannya ke network layer dan memastikan semua packets tiba di ujung penerima tanpa ada error
• Layer ini harus melakukan proses diatas secara efisien dan memastikan layer diatas tidak terpengaruh terhadap perubahan teknologi hardware
• Fungsi:
  • Flow control
  • Segmentation/desegmentation
  • Error control
• Contoh: Transmission Control Pr
  otocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP), Stream Control Transmission Protocol (SCTP)

5. Session Layer

• Mengijinkan user-user yang menggunakan mesin yang berbeda untuk membuat dialog (session) diantara mereka
• Fungsi:
  • Pengendalian dialog: memantau giliran pengiriman
  • Pengelolaan token: mencegah dua pihak untuk melakukan operasi yang sangat kritis dan penting secara bersamaan
  • Sinkronisasi: menandai bagian data yang belum terkirim sesaat crash pengiriman terjadi, sehingga pengiriman bisa dilanjutkan tepat ke bagian tersebut

6. Presentation Layer

• Mengatur tentang syntax dan semantics dari data yang dikirimkan
• Manipulasi data seperti MIME encoding, kompresi, dan enkripsi dilakukan di layer ini

7. Application Layer

• Sangat dekat dengan user
• Menyediakan user interface ke jaringan melalui aplikasi
• Contoh protokol aplikasi yang banyak digunakan: hypertext transfer protocol (HTTP) yang digunakan di world wide web, file transfer protocol (FTP) untuk pengiriman file antar komputer, simple mail transfer protocol (SMTP) untuk email

Prinsip-prinsip yang digunakan bagi ketujuh layer

tersebut adalah :

1. Sebuah layer harus dibuat bila diperlukan tingkat abstraksi yang

berbeda.

2. Setiap layer harus memiliki fungsi-fungsi tertentu.

3. Fungsi setiap layer harus dipilih dengan teliti sesuai dengan ketentuan

standar protocol internasional.

4. Batas-batas layer diusahakan agar meminimalkan aliran informasi yang

melewati interface.

5. Jumlah layer harus cukup banyak, sehingga fungsi-fungsi yang berbeda

tidak perlu disatukan dalam satu layer diluar keperluannya. Akan tetapi

jumlah layer juga harus diusahakan sesedikit mungkin sehingga arsitektur

jaringan tidak menjadi sulit dipakai.

2. TCP/IP

TCP/IP adalah protokol yang digunakan di jaringan global karena memiliki sistem pengalamatan yang baik dan memiliki sistem pengecekan data. Saat ini terdapat dua versi TCP/IP yang berbeda dalam sistem penomoran, yaitu IPv4 (32 bit) dan IPv6 (128 bit), dan saat ini yang masih digunakan adalah IPv4. Untuk memepermudah penulisan, alamat IP biasanya ditulis dalam bentuk empat segmen bilangan desimal yang dipisahkan tanda titik dan setiap segmen mewakili delapan bit pada alamat IP. Setiap network adapter dapat memiliki lebih dari satu alamat IP namun sebuah alamat IP (IP address) tidak boleh dipakai oleh dua atau beberapa network adapter. Pengaturan alokasi alamat IP dilakukan oleh badan internasional bernama Internic. Saat ini lebih dari 85% alamat IP (IPv4) telah terpakai sehingga sebentar lagi sistem IPv4 akan digantikan oleh IPv6.

Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda(seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen. Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macammacam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.

Model TCP/IP terdiri dari 4 layer:

• Data link layer
• Network layer
• Transport layer
• Application layer

1. Data Link Layer

• Sebenarnya bukan bagian dari TCP/IP suite.
• Proses pengiriman dan penerimaan packet untuk layer ini dapat dilakukan oleh software device driver dari network card/adapter yang digunakan.
• Layer ini juga termasuk physical layer, yang terdiri dari komponen fisik seperti hub, repeater, kabel jaringan (UTP, fibre, coaxial), network cards, network connectors (RJ-45, BNC, dll) dan spesifikasi untuk sinyal (level voltase, frekuensi, dll)

2. Network Layer

• Awalnya network layer ditujukan untuk mengirimkan packet antar host di sebuah jaringan, contoh X.25
• Pengembangan ke Internetworking, dimana jalur pengiriman packet dari sumber ke tujuan melalui jaringan-jaringan lainnya (routing)
• Beberapa protokol bagian dari IP yaitu ICMP (menyediakan informasi dianostik untuk pengiriman packet IP), IGMP (mengelola data multicast), protokol routing seperti BGP, OSPF dan RIP

3. Transport Layer

• Menyediakan layanan pengiriman pesan dari ujung ke ujung yang dapat dikategorikan sebagai:
  • Connection-oriented: TCP (byte-oriented) dan SCTP(stream-oriented)
  • Connectionless: UDP dan RTP (datagram)

4. Application Layer

• Layer ini mencakup presentation dan session layer dari model OSI, dimana layanan dari layer-layer tersebut disediakan melalui libraries
• Data user yang akan dikirimkan melalui jaringan diterima melalui application layer, baru kemudian diteruskan ke layer dibawahnya, yaitu transport layer.
• Setiap aplikasi yang menggunakan TCP atau UDP, membutuhkan port sebagai identitas aplikasi tersebut. Contoh: port untuk HTTP adalah 80, port untuk FTP adalah 21
• Port numbers (16 bit) digunakan oleh TCP atau UDP untuk membedakan setiap proses yang menggunakan layanan mereka
  • Well known ports: 0 s/d 1023 dipesan oleh Internet Assigned Number Authority (IANA) ? tidak bisa digunakan secara bebas
  • Registered ports: 1024 s/d 49151 ? tidak dikontrol oleh IANA tapi tidak bisa digunakan secara bebas karena sudah direserve oleh sistem komputer
  • Dynamic atau private atau ephemeral (short-lived) ports: 49152 s/d 65535 ? bisa digunakan user secara bebas