Konsep Routing

Pemahaman Routing 

Routing adalah proses dimana suatu router mem-forward paket ke jaringan yang dituju. Suatu router membuat keputusan berdasarkan IP address yang dituju oleh paket. Semua router menggunakan IP address tujuan untuk mengirim paket. Agar keputusan routing tersebut benar, router harus belajar bagaimana untuk mencapai tujuan. 

Routing memiliki dua fungsi dasar, yakni:

1.    Fungsi penentuan jalur. Router berfungsi menentukan jalur yang akan dilewati oleh paket-paket data agar sampai ke tujuan. 

2.    Fungsi switching. Router berfungsi sebagai switching karena dapat meneruskan paket. 

Untuk bisa  melakukan routing paket, ada hal-hal yang harus diketahui :

a.    Alamat tujuan

b.    Router-router tetangga dari mana sebuah router bisa mempelajari tentang network remote

c.    Route yang mungkin ke semua network remote

d.    Route terbaik untuk setiap network remote

Router menyimpan routing table yang menggambarkan bagaimana menemukan network-network remote.

Jenis-jenis routing adalah :

a.    Routing statis

Merupakan suatu mekanisme routing yang dikonfigurasi secara manual oleh admin jaringan melalui tabel routing dan dimaintain secara terpisah karena tidak melakukan pertukaran informasi routing tabel secara dinamis dengan router-router lainnya

Sebuah router akan meneruskan paket-paket data kepada alamat jaringan tujuan yang ada pada tabel routing. Jika tidak terdapat alamat jaringan tujuan pada tabel routing, maka paket data akan diteruskan melalui routing default.

b.    Routing default

c.    Routing dinamis

2. Mengkonfigurasi static routing 

Membangun static routing pada router-router tidak begitu sulit. Anda tinggal masuk ke global configuration mode dan jalankan formula berikut pada masing-masing router yang akan dikonfigurasikan : 

Ip route <destination><mask><next_hop_address> 

Berikut ini adalah detail untuk masing-masing opsi : 

•    Ip route : perintah untuk membuat static routing itu sendiri 

•    Destination : network tujuan yang hendak ditambahkan ke routing table 

•    Mask : subnet mask yang digunakan dalam network 

•    Next_hop_address : address dari hop router selanjutnya, yakni yang akan menerima paket dan mem-forward-nya lagi ke network remote. Tidak lain berupa interface router dari router dari network yang terkoneksi secara langsung. 

Contoh :

Router(config)#ip route 10.252.0.0 255.255.255.0 172.16.0.2

Artinya : 

    Ip network tujuan : 10.252.0.0 

    Mask : 255.255.255.0 

    IP Next hop : 172.16.0.2 

    Routing statis terjadi jika Admin secara manual menambahkan route-route di routing table dari setiap router.Routing statis memiliki kentungan-keuntungan berikut:

•    Tidak ada overhead (waktu pemrosesan) pada CPU router (router lebih murah dibandingkan dengan

      router dinamis)

•    Tidak ada bandwidth yang digunakan di antara router.

•    Routing statis menambah keamanan, karena administrator dapat memilih untuk

      mengisikan akses routing ke jaringan tertentu saja.

    Routing statis memiliki kerugian-kerugian berikut:

•    Administrasi harus benar-benar memahami internetwork dan bagaimana setiap router

     dihubungkan untuk dapat mengkonfigurasikan router dengan benar.

•    Jika sebuah network ditambahkan ke internetwork, Administrasi harus menambahkan

     sebuah route kesemua router secara manual.

•    Routing statis tidak sesuai untuk network-network yang besar karena menjaganya akan

      menjadi sebuah pekerjaan full-time sendiri

b.    Routing Default

       Routing default digunakan untuk mengirimkan paket-paket secara manual menambahkan router ke sebuah network tujuan yang remote yang tidak ada di routing table, ke router hop berikutnya. Bisanya digunakan pada jaringan yg hanya memiliki satu jalur keluar. 

c.    Routing dinamis

       Routing dinamis mengijinkan router-router untuk pertukaran informasi tentang jaringan dan koneksi antar router. Router menggunakan informasi ini untuk membangun dan melakukan perawatan tabel routingnya secara otomatis. 

Routed dan Routing Protocol

     Protocol tidak lain deskripsi formal dari set atau rule-rule dan konversi yang menentukan

bagaimana device-device dalam sebuah network bertukar informasi. Berikut dua tipe dasar protocol.

•    Routed protocol

      Merupakan protokol-protokol yang dapat dirutekan oleh sebuah router. Routed protocol 

memungkinkan router untuk secara tepat menginterpretasikan logical network.

Contoh dari routed protocol : IP, IPX, AppleTalk, dan DECnet.

•    Routing protocol

      Protokol-protokol ini digunakan untuk merawat routing table pada router-router.

Contoh dari routing protocol diantaranya OSPF, RIP, BGP, IGRP, dan EIGRP

   1. RIP    Routing Information Protocol.

       Distance vector protocol merawat daftar jarak tempuh ke network-network lain berdasarkan

jumlah hop, yakni jumlah router yang harus lalui oleh paket-paket untuk mencapai address tujuan.

RIP dibatasi hanya sampai  15 hop. Broadcast di-update dalam setiap 30 detik untuk semua

RIP router guna menjaga integritas. RIP cocok dimplementasikan untuk jaringan kecil.

   2. OSPF     Open  Shortest Path First.

       Link state protocol menggunakan kecepatan jaringan berdasarkan metric untuk

menetapkan path-path ke jaringan lainnya. Setiap router merawat map sederhana dari

keseluruhan jaringan. Update-update dilakukan via multicast, dan dikirim. Jika terjadi

perubahan konfigurasi.OSPF cocok untuk jaringan besar.

  3. EIGRP     Enhanced Interior Gateway Routing Protocol.

Distance vector protocol merawat satu set metric yang kompleks untuk jarak tempuh ke

jaringan lainnya. EIGRP menggabungkan juga konsep link state protocol.

Broadcast-broadcast di-update setiap 90 detik ke semua EIGRP router berdekatan.

Setiap update hanya memasukkan perubahan jaringan. EIGRP sangat cocok untuk jaringan besar.

  4. BGP

Merupakan distance vector exterior gateway protocol yang bekerja secara cerdas untuk

merawat path-path ke jaringan lainnya. Up date-update dikirim melalui koneksi TCP.

Routing Protocol

Terdapat tiga klas routing protocol

1. Distance vector

    Protocol distance-vector menemukan  jalur terbaik ke sebuah network remote dengan

menilai jarak.Route dengan jarak hop yang paling sedikit ke network yang dituju, akan

menjadi route terbaik. Baik RIP dan IGRP adalah routing protocol jenis distance-vector.

RIP dan IGRP mengirim semua routing table ke router-router yang terhubung secara lansung.

2. Link state  Atau disebut juga protocol shortest-path-first, setiap router akan menciptakan

tiga buah table terpisah. Satu dari table ini akan mencatat perubahan dari network-network

yang terhubung secara langsung, satu table lain menentukan topologi dari keseluruhan

internetwork, dan table terakhir digunakan sebagai routing table.

OSPF adalah sebuah routing protocol IP yang sepenuhnya link-state. Protocol link-state

mengirim update-update yang berisi status dari link mereka sendiri ke semua router

lain di network.

3. Hybrid  Protokol hybrid menggunakan aspek-aspek dari routing protokol jenis

distance-vector dan routing protocol jenis link-state--sebagai contoh adalah EIGRP.

Konsep Internet Protokol (IPV4)

IIPv4 panjang maksimalnya mencapai 32 bit.

Terbagi dua bagian diantaranya :

- Net

- Host

Dan dibagi lagi sehingga terdapat 4 komponen dasar dengan formula : W.X.Y.Z dengan maksud bahwa IPv4 hanya memiliki 4 komponen dasar dan dapat diingat dengan formula ini. Masing-masing komponen berisi 8 bit sehingga jika dikalkulasikan jumlahnya memenuhi panjang maksimal dari IPv4 yaitu 32 bit.

Keempat komponen pun dimasukkan kedalam kelasnya, yang disebut Classfull Addressitas, dimana terdapat 5 kelas, dan hanya 3 kelas yang sering digunakan untuk IPv4 yaitu kelas A, B, C sedangkan 2 kelas lainnya digunakan untuk pengembangan kearah IP address versi 6 (IPv6) yaitu kelas D dan E.

Kelas A.

Mempunyai 1st byte : 0

Panjang Net (Net Length) : 8

Panjang Host (Host Length) : 24

Ukuran Panjang Net dan Host dari tiap kelas tersebut sudah di tetapkan standarisasi badan IP.

Sehingga memiliki IP range :

Untuk IP range kelas Aminimal : 00000000 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 0 dan akan menjadi nilai net dari kelas A.

Digit 0 awal diambil dari 1st byte dari kelas tersebut dimana 1st byte kelas A yaitu 0 dan 7 digit terakhir diambil dari nilai minimal bilangan biner yaitu 0 sehingga jumlah IP range sesuai dengan isi dari masing-masing komponen IP (W.X.Y.Z , red) yaitu 8 bit.

Sedangkan untuk IP range kelas A maksimal : 01111111 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 127 dan akan menjadi nilai dari local host dari kelas A.

Sama halnya dengan IP range minimal, digit 0 awal diambil dari 1st byte kelas A dan 7 digit terakhir diambil dari nilai maksimal dari bilangan biner yaitu 1.

IP use (IP yang bias digunakan) : komponen awal IP kelas A harus sesuai dengan aturan, yaitu tidak boleh kurang atau sama dengan nilai net nya yaitu 0 dan tidak boleh lebih dan sama dengan nilai local hostnya yaitu 127.

Sehingga dapat disebutkan IP yang bisa digunakan di kelas A yaitu :

1.0.0.1 s/d 126.255.255.254

Keterangan tambahan :

Broadcast = Pemberitahu (Announcer) IP dari sebuah jaringan dan perangkatnya untuk mencari dan menentukan letak IP tersebut dimana nilai yang telah ditetapkan standarisasinya yaitu 255 sebagai nilai maksimal dari suatu komponen IP.

Penjelasan IP use :

IP use minimal : 1.0.0.1

Digit awal 1 diambil dari nilai diluar nilai net (minimum IP range) dari kelas tersebut yaitu kelas A dimana 0 tidak boleh digunakan lagi. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil nilai minimum dari sebuah bilangan yaitu 0. Dan digit ke empat sama halnya dengan digit pertama, tidak boleh sama dengan nilai minimum bilangan biner.

IP use maksimal : 126.255.255.254

Digit awal 126 diambil dari nilai dibawah nilai local host (maksimal IP range) kelas A yaitu 127. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil dari nilai maksimal dari suatu komponen IP. Dan digit ke empat 254 diambil dari broadcast dikurangi 1 karena telah terpakai di nilai minimum IP use.

Penghitungan jumlah net dan host

Net : 2n dimana n diambil dari net length kelas A yaitu 8 dan karena 1 bit telah terpakai sebagai untuk 1st byte sehingga rumus berubah menjadi

2n-1=28-1=27=128

Net kelas A adalah : 128

Host : 2n-2 dimana n adalah host length masing-masing kelas dimana host length kelas A yaitu 24. Sehingga

2n-2=224-2=16777216-2=16777214

Host kelas A adalah : 16777214

Standarisasi subnet mask kelas A : 255.0.0.0 dimana kelas A hanya mengambil satu komponen awal sebagai net dan sisanya sebagai host.

Contoh IP kelas A : 10.4.3.5

Kenapa? Karena digit awal masih dalam IP range kelas A yaitu 0 s/d 127

Kelas B.

Mempunyai 1st byte : 10 (sudah standarisasi, sama halnya dengan kelas A, C, D, E)

Panjang Net (Net Length) : 16

Panjang Host (Host Length) : 16

Ukuran Panjang Net dan Host dari tiap kelas tersebut sudah di tetapkan standarisasi badan IP.

Sehingga memiliki IP range :

Untuk IP range kelas B minimal : 10000000 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 128 dan akan menjadi nilai net dari kelas B.

Digit 10 awal diambil dari 1st byte dari kelas tersebut dimana 1st byte kelas B yaitu 10 dan 6 digit terakhir diambil dari nilai minimal bilangan biner yaitu 0 sehingga jumlah IP range sesuai dengan isi dari masing-masing komponen IP (W.X.Y.Z , red) yaitu 8 bit.

Sedangkan untuk IP range kelas B maksimal : 10111111 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 191 dan akan menjadi nilai dari local host dari kelas B.

Sama halnya dengan IP range minimal, digit 10 awal diambil dari 1st byte kelas B dan 6 digit terakhir diambil dari nilai maksimal dari bilangan biner yaitu 1.

IP use (IP yang bias digunakan) : komponen awal IP kelas B harus sesuai dengan aturan, yaitu tidak boleh kurang atau sama dengan nilai net nya yaitu 128 dan tidak boleh lebih dan sama dengan nilai local hostnya yaitu 191.

Sehingga dapat disebutkan IP yang bisa digunakan di kelas B yaitu :

129.0.0.1 s/d 190.255.255.254

Penjelasan IP use :

IP use minimal : 129.0.0.1

Digit awal 129 diambil dari nilai diluar nilai net (minimum IP range) dari kelas tersebut yaitu kelas B dimana 128 tidak boleh digunakan lagi. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil nilai minimum dari sebuah bilangan yaitu 0. Dan digit ke empat sama halnya dengan digit pertama, tidak boleh sama dengan nilai minimum dari bilangan biner.

IP use maksimal : 190.255.255.254

Digit awal 190 diambil dari nilai dibawah nilai local host (maksimal IP range) kelas B yaitu 191. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil dari nilai maksimal dari suatu komponen IP. Dan digit ke empat 254 diambil dari broadcast dikurangi 1 karena telah terpakai di nilai minimum IP use.

Penghitungan jumlah net dan host

Net : 2n dimana n diambil dari net length kelas B yaitu 16 dan karena 2 bit telah terpakai sebagai untuk 1st byte sehingga rumus berubah menjadi

2n-1=216-2=214=16384

Net kelas B adalah : 16384

Host : 2n-2 dimana n adalah host length masing-masing kelas dimana host length kelas B yaitu 16. Sehingga

2n-2=216-2=65536-2=65534

Host kelas B adalah : 65534

Standarisasi subnet mask kelas B : 255.255.0.0 dimana kelas B mengambil dua komponen awal sebagai net dan sisanya sebagai host.

Contoh IP kelas B : 186.4.3.8

Kenapa? Karena digit awal masih dalam IP range kelas B yaitu 128 s/d 191

Kelas C.

Mempunyai 1st byte : 110

Panjang Net (Net Length) : 24

Panjang Host (Host Length) : 8

Ukuran Panjang Net dan Host dari tiap kelas tersebut sudah di tetapkan standarisasi badan IP.

Sehingga memiliki IP range :

Untuk IP range kelas C minimal : 11000000 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 192 dan akan menjadi nilai net dari kelas C.

Digit 110 awal diambil dari 1st byte dari kelas tersebut dimana 1st byte kelas C yaitu 110 dan 5 digit terakhir diambil dari nilai minimal bilangan biner yaitu 0 sehingga jumlah IP range sesuai dengan isi dari masing-masing komponen IP (W.X.Y.Z , red) yaitu 8 bit.

Sedangkan untuk IP range kelas C maksimal : 11011111 dengan hasil kalkulasi bilangan biner yaitu 223 dan akan menjadi nilai dari local host dari kelas C.

Sama halnya dengan IP range minimal, digit 110 awal diambil dari 1st byte kelas C dan 5 digit terakhir diambil dari nilai maksimal dari bilangan biner yaitu 1.

IP use (IP yang bias digunakan) : komponen awal IP kelas C harus sesuai dengan aturan, yaitu tidak boleh kurang atau sama dengan nilai net nya yaitu 192 dan tidak boleh lebih dan sama dengan nilai local hostnya yaitu 223.

Sehingga dapat disebutkan IP yang bisa digunakan di kelas C yaitu :

193.0.0.1 s/d 222.255.255.254

Penjelasan IP use :

IP use minimal : 193.0.0.1

Digit awal 193 diambil dari nilai diluar nilai net (minimum IP range) dari kelas tersebut yaitu kelas C dimana 192 tidak boleh digunakan lagi. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil nilai minimum dari sebuah bilangan yaitu 0. Dan digit ke empat sama halnya dengan digit pertama, tidak boleh sama dengan nilai minimum bilangan biner.

IP use maksimal : 222.255.255.254

Digit awal 222 diambil dari nilai dibawah nilai local host (maksimal IP range) kelas C yaitu 223. Sedangkan digit ke 2 dan 3 diambil dari nilai maksimal dari suatu komponen IP. Dan digit ke empat 254 diambil dari broadcast dikurangi 1 karena telah terpakai di nilai minimum IP use.

Penghitungan jumlah net dan host

Net : 2n dimana n diambil dari net length kelas C yaitu 24 dan karena 3 bit telah terpakai sebagai 1st byte sehingga rumus berubah menjadi

2n-1=224-3=221=2097152

Net kelas C adalah : 2097152

Host : 2n-2 dimana n adalah host length masing-masing kelas dimana host length kelas C yaitu 8. Sehingga

2n-2=28-2=256-2=254

Host kelas C adalah : 254

Standarisasi subnet mask kelas C : 255.255.255.0 dimana kelas C mengambil tiga komponen awal sebagai net dan sisanya sebagai host.

Contoh IP kelas C : 215.5.3.6

Kenapa? Karena digit awal masih dalam IP range kelas C yaitu 192 s/d 223

Kesimpulan dari penjelasan saya, bahwa host lebih banyak dari net karena terlihat dari length kedua komponen tersebut.

Penghitungan subnet :

a. 10.8.3.6/8

Dilihat dari digit awal IP ini termasuk kelas A, untuk melihat subnet nya, dilakukan cara yaitu:

Setiap komponen IP dikonversikan kedalam bilangan biner dengan hasil

00001010.00000000.00000000.00000000

Kenapa komponen ke-2, ke-3 dan ke-4 hasilnya menjadi 0, karena subnet mask kelas A yaitu 255.0.0.0 dengan penjelasan hanya 1 komponen saja yang memiliki nilai penuh.

Sehingga didapat hasil subnet : 10.0.0.0

b. 186.4.3.8/16

Dilihat dari digit awal IP ini termasuk kelas B, untuk melihat subnet nya, sama halnya dengan kelas A atau kelas lainnya, setelah dikonveriskan ke bilangan biner namun karena subnet mask kelas B yaitu 255.255.0.0 ada 2 komponen yang memiliki nilai penuh sehingga didapat subnet masknya : 186.4.0.0

Protokol Komunikasi Data

Protokol IP

Pada layer transport kita mengenal dua jenis protokol TCP dan UDP sebagai protokol komunikasi, pada layer Netwrok, IP adalah satu-satunya protokol layer 3 yang digunakan untuk membawa data user berlalu-lalang melintasi network TCP/IP.

IPv4 adalah versi IP yang paling banyak digunakan saat ini. IPv6 masih dalam tahap pengembangan dan belum banyak dipakai. Beberapa karakteristik IP antara lain:

• Connectionless – tidak perlu menjalin koneksi sebelum pengiriman data.
• Best Effort (Unreliable) – tidak ada fitur-fitur untuk menjamin data sampai ke tujuan.
• Media Independent – bisa beroperasi pada media apapun yang digunakan pada layer fisik, ethernet, fiber optik, maupun wireless.

IP mengenkapsulasi segmen/datagram dari layer transport dengan IP Header agar data dapat dikirimkan ke mesin tujuan. Router membaca informasi pada IP Header ini untuk melihat alamat network yang dituju oleh paket tersebut kemudian akan melakukan proses routing berdasarkan alamat network tersebut.

Berikut adalah IP Header yang digunakan dalam proses enkapsulasi layer network.

Ada beberapa fields utama yang perlu kita perhatikan pada IP Header:

1. IP Source address, IP address mesin komputer yang dituju (penerima).
2. IP Destination address, IP address mesin komputer pengirim.
3. Time-to-Live(TTL),

• Bilangan biner yang menunjukkan ‘sisa hidup’ sebuah paket. Nilai ini akan selalu dikurangi 1 satuan setiap kali paket melewati sebuah router (hop).
• Ketika nilai TTL mencapai angka = 0, maka paket akan di drop oleh router.
• Mekanisme ini untuk mencegah terjadinya routing loop, sebuah problem routing yang menyebabkan paket terus-menerus berputar dalam network tanpa henti.
• Type-of-Service (ToS), Digunakan sebagai mekanisme Quality-of-Service (QoS) untuk menentukan prioritas setiap paket.
• Protocol, Menunjukkan tipe protokol apa yang ada pada segmen yang akan dienkapsulasi.
• Fragment Offset, jika terjadi proses fragmentation pada layer network, maka field berisi 13 bit ini digunakan untuk mengidentifikasi susunan fragment-fragment paket untuk proses rekonstruksi ulang paket.

Beberapa field yang lain memiliki peran sebagai berikut:

1. Flag, Field 3 bit digunakan untuk mengontrol ada tidaknya proses fragmentation.
2. Version, Versi IP yang digunakan, IPv4 atau IPv6.
3. Internet Header Length, Menunukkan ukuran header paket.
4. Packet Length, Menunjukkan ukuran paket secara keseluruhan termasuk header.
5. Header checksum, Mengecek error pada header paket. Paket akan di drop jika terdeteksi error pada header.

Fungsi layer 3

Fungsi dan Tugas Network Layer :
          Network layer berfungsi untuk pengendalian operasi subnet. Masalah desain yang penting adalah bagaimana caranya menentukan route pengiriman paket dari sumber ke tujuannya. Route dapat didasarkan pada table statik yang “dihubungkan ke” network. Route juga dapat ditentukan pada saat awal percakapan misalnya session terminal. Terakhir, route dapat juga sangat dinamik, dapat berbeda bagi setiap paketnya. Oleh karena itu, route pengiriman sebuah paket tergantung beban jaringan saat itu. Bila pada saat  yang sama dalam sebuah subnet terdapat terlalu banyak paket, maka ada kemungkinan paket-paket tersebut tiba pada saat yang bersamaan. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya bottleneck. Pengendalian kemacetan seperti itu juga merupakan tugas network layer.

          Karena operator subnet mengharap bayaran yang baik atas tugas pekerjaannya. seringkali terdapat beberapa fungsi accounting yang dibuat pada network layer. Untuk membuat informasi tagihan, setidaknya software mesti menghitung jumlah paket atau karakter atau bit yang dikirimkan oleh setiap pelanggannya. Accounting menjadi lebih rumit, bilamana sebuah paket melintasi batas negara yang memiliki tarip yang berbeda.

Perpindahan paket dari satu jaringan ke jaringan lainnya juga dapat menimbulkan masalah yang tidak sedikit. Cara pengalamatan yang digunakan oleh sebuah jaringan dapat berbeda dengan cara yang dipakai oleh jaringan lainnya. Suatu jaringan mungkin tidak dapat menerima paket sama sekali karena ukuran paket yang terlalu besar. Protokolnyapun bisa berbeda pula, demikian juga dengan yang lainnya. Network layer telah mendapat tugas untuk mengatasi semua masalah seperti ini, sehingga memungkinkan jaringan-jaringan yang berbeda untuk saling terinterkoneksi.

Sub Layer MAC dan Sub Layer LLC

Sub Layer MAC

Medium Access Control Sublayer

Data Link Layer untuk LAN''

Dapat membagi jaringan menjadi point-to-point dan broadcast. Lihatlah jaringan siaran dan protokol mereka.

Ketika banyak stasiun bersaing untuk saluran (misalnya, saluran siaran seperti Ethernet), sebuah algoritma harus menengahi akses ke saluran bersama.

Perlu cara menjamin bahwa ketika dua atau lebih stasiun ingin mengirimkan, mereka semua menunggu sampai hal tersebut tidak akan mengganggu pemancar lainnya. Link Broadcast meliputi LAN, satelit (WAN), dll

LAN adalah:

diameter tidak lebih dari beberapa kilometer

data rate minimal beberapa Mbps.

menyelesaikan kepemilikan oleh satu organisasi.

MAN mencakup wilayah kota-lebar dengan teknologi LAN. Misalnya, TV kabel.

Dapat memiliki kecepatan yang lebih tinggi, garis tingkat kesalahan lebih rendah dibandingkan dengan LAN WAN.

Sub Layer LLC

LLC sublayer

Komunikasi data protokol lapisan adalah sublapisan atas dari lapisan data link , yang itu sendiri lapisan 2. Sublayer LLC menyediakan multiplexing mekanisme yang memungkinkan beberapa protokol jaringan ( IP , IPX , DECnet dan Appletalk ) untuk hidup berdampingan dalam jaringan multipoint dan diangkut melalui media jaringan yang sama. Hal ini juga dapat memberikan kontrol aliran dan ulangi permintaan otomatis mekanisme (ARQ) kesalahan manajemen.

Sublayer LLC bertindak sebagai antarmuka antara media access control (MAC) sublayer dan lapisan jaringan .

Ethernet, Token Ring, CSMA/CD

Ethernet

Karakteristik:

• Standar IEEE802.3
• Sebuah metode akses media jaringan dimana semua host dijaringan berbagi bandwidth yang sama dari sebuah link. 
• Relatif mudah dan murah dalam Implementasi
• Untuk konektivitas perangkat komputer maupun laptop, hampir di setiap jaringan LAN (Local Area Network) di seluruh dunia.

>Fungsi:

Selain karena harganya terjangkau, teknologi Ethernet sangat mudah diadaptasi oleh perangkat seperti modem, printer, scanner, faksimile, VoIP phone, serta perangkat teknologi informasi lainnya. Sejalan dengan perkembangan teknologi dan senakin meningkatnya kebutuhan masyarakat akan layanan  komunikasi data, teknologi Ethernet juga digunakan sebagai interface dari layanan broadband data comunication, yang lebih dikenal dengan nama Metro Ethernet.

>Cara kerja:

Menggunakan protocol CSMA / CD : Carrier Sense Multiple Access With Collsion Detections. Sebuah protocol membantu perangkat jaringan berbagi bandwidth tanpa ada Collusion

Standarisasi Ethernet

• 10 Mbps/100 Mbps/ 1000 Mbps
• 10 BaseT (Ethernet)
•  Menggunakan kabel UTP & Konektor RJ 45
• Dapat melewatkan data 10 Mbps 
• Jarak 100 meter 
• Rentan electromagnetic interference (EMI) &
• Kekuatan signal akan turun jika terlalu jauh /melebihi 100 meter
• Sangat mudah di upgrade, meningkatkan transfer bandwdith dengan mengganti NIC, Hub dan kabel UTP cat 5
• Sudah mencukupi untuk melewatkan aplikasi content saat ini

100 Base-TX (Fast Ethernet)

• Hanya mengganti hub & NIC
• Dapat di implementasikan di kabel jaringan menggunakan 10 BaseT,100 Base TX / 100Base-FX
• Kecepatan Transfer data lebih cepat 10 x dari 10BaseT
• Kelemahan utamanya adalah EMI & jarak yang cuman 100 meter

1000 Base-T (Gigabit Ethernet)

• Standart IEEE 802.3ab
• Mendukung transfer data kecepatan tinggi 1 gigabit persecond (Gbps)
• 10 X lebih cepat dari Fastethernet
• Tidak perlu mengganti kabel karena dapat berjalan di kabel UTP cat 5 (baiknya cat 5enhanced / cat 6)
• Sangat memungkinkan untuk aplikasi yang “hunger” bandwidth seperti content-contect aplikasi saat ini (Video, Streaming, …)
•  

Token ring

>Karakteristik:

• Di standardkan oleh IEEE dengan spesifikasi 802.5
• Menggunakan teknologi media access token-passing.
• Dibangun sebagai topologi fisik star atau ring.
• Membentuk topologi ring secara logik
• Beroperasi dengan speed 4Mbps atau 16Mbps
• Menggunakan MAU sebagai ganti dari switch dan hub.
• Transfer data bebas benturan (collision)
• Ongkos implementasi mahal.

>Fungsi:

• Dengan Token-Ring, peralatan network secara fisik terhubung dalam konfigurasi (topologi) ring di mana data dilewatkan dari devais/peralatan satu ke devais yang lain secara berurutan.
• Sebuah paket kontrol yang dikenal sebagai token akan berputar-putar dalam jaringan ring ini, dan dapat dipakai untuk pengiriman data.
• Dapat mencegah terjadinya kolisi data (tumbukan antar pengiriman data) dan dapat menghasilkan performansi yang lebih baik, terutama pada penggunaan high-level bandwidth.

>Cara kerja:

Aksesnya melalui lewatnya sebuah token dalam sebuah lingkaran seperti Cincin Dalam lingkaran token, komputer-komputer dihubungkan satu dengan yang lainnya seperti sebuah cincin. Sebuah Sinyal token bergerak berputar dalam sebuah lingkaran (cincin) dalam sebuah jaringan dan bergerak dari sebuah komputer-menuju ke komputer berikutnya, jika pada persinggahan di salah satu komputer ternyata ada data yang ingin ditransmisikan, token akan mengangkutnya ke tempat dimana data itu ingin ditujukan, token bergerak terus untuk saling mengkoneksikan diantara masing-masing komputer. Protokol Token Ring membutuhkan model jaringan Bintang dengan menggunakan kabel twisted pair atau kabel fiber optic . Dan dapat melakukan kecepatan transmisi 4 Mbps.

CSMA/CD

CSMA/CD adalah kependekan dari Carier   Sense   Multiple   Access/Collision   Detection  ialah   modifikasi   dari CSMA(Carier Sense Multiple Access) di mana terjadi peningkatan performa dengan menghentikan transmisi   jika   terjadi   tabrakan(collision)   dan   mengurangi   terjadinya   tabrakan   lagi   pada   percobaan ransmisi signal berikutnya.

Ethernet adalah protokol klasik CSMA/CD. Setiap interface harus menunggu sampai tidak ada sinyal pada channel, kemudian baru memulai transmisi. Jika beberapa interace men-transmisikan maka akan ada sinyal pada channel(carrier). Semua interface yang lain harus menunggu sampai  carrier berhenti sebelum mencoba untuk men-transmisikan(carrier sense).

CSMA/CD  adalah   protokol   layer   kedua   pada  OSI  model.   Protokol   ini   didesain   untuk menyediakan akses yang adil untuk sebuah channel yang digunakan bersama-sama sehingga semua stasiun mendapat kesempatan untuk menggunakan network. Setelah setiap paket transmisi pada semua station menggunakan  CSMA/CD  protokol untuk menentukan stasiun mana yang berikutnya untuk mengunakan channel ethernet.

Data Link Protokol

            Protokol yang bertugas melakukan pembentukan hubungan, melakukan perawatan, dan sebagainya pada suatu hubungan antarsimpul dalam jaringan.

Jenis Jenis Protocol

• Protokol HDLC (The High Level Data Link Control), Protokol HDLC (The High Level Data Link Control) adalah protokol yang digunakan dengan WAN (Wide-Area Networks) yang secara luas dapat mengatasi kerugian-kerugian yang ada pada protokol-protokol yang berorientasi karakter seperti BiSynch, yaitu yang hanya dapat bekerja secara Half-Duplex dan penggunaan karakter DLE untuk mendapatkan transparansi pesan.
• Protokol PPP (Point to Point Protocol), Protokol PPP (Point to Point Protocol) adalah sebuah protokol enkapsulasi paket jaringan yang banyak digunakan pada wide area network (WAN).
• Protokol Frame Layer, Frame Layer adalah protokol standar untuk LAN internetworking yang menyediakan metode cepat dan efisien dari transmisi informasi dari perangkat pengguna untuk jembatan LAN dan router.

Contoh Beberapa Protocol

Protokol Protokol

• Protokol Simplex Tak Terbatas
• Protokol Simplex  Stop and Wait
• Protokol Simplex untuk Saluran ber Noise

Deteksi dan Koreksi Eror

Bahasan ini berhubungan dengan algoritma bagi komunikasi yang reliabel dan efisien antara dua mesin yang berdekatan, yaitu dua mesin yang secara fisik terhubung oleh sebuah saluran komunikasi yang secara konseptual bekerja seperti halnya kabel. Sifat penting sebuah saluran yang membuatnya menyerupai kabel adalah bit-bit diteruskan dalam urutan yang sama dengan sewaktu bit-bit itu dikirimkan.

Rangkaian komunikasi sering membuat kesalahan, memiliki laju data yang terbatas, dan terdapat delay propagasi yang tidak nol antara saat bit dikirimkan dengan saat bit diterima. Keterbatasn ini mempunyai implikasi penting bagi efisiensi pemindahan data.

 

MASALAH-MASALAH RANCANGAN DATA LINK LAYER

Data link layer memiliki beberapa fungsi spesifik. Fungsi-fungsi ini meliputi :

• penyediaan interface layanan-layanan baik bagi network layer,
• penentuan cara pengelompokan bit dari physical layer ke dalam frame,
• hal-hal yang berkaitan dengan error transmisi, 
• pengaturan aliran frame sehingga receiver yang lambat tidak akan terbanjiri oleh pengirim yang cepat.

 

LAYANAN YANG DISEDIAKAN BAGI NETWORK LAYER

Fungsi data link layer adalah menyediakan layanan bagi network layer. Layanannya yang penting adalah pemindahan data dari network layer di mesin sumber ke network layer di mesin yang dituju. Tugas data link adalah mentransmisikan bit-bit ke mesin yang dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke network layer.

Tiga layanan dari Data Link Layer :

1. Layanan Unacknowledged Connectionless

Yaitu dimana mesin sumber mengirimkan sejumlah frame ke mesin yang dituju

dengan tidak memberikan acknowledgment bagi diterimanya frame-frame tersebut. Tidak ada koneksi yang dibuat baik sebelum atau sesudah dikirimkannya frame. Bila sebuah frame hilang sehubungan dengan adanya noise, maka tidak ada usaha untuk memperbaiki masalah tersebu di data link layer. Jenis layanan ini cocok bila laju error sangat rendah, sehingga recovery bisa dilakukan oleh layer yang lebih tinggi. Layanan ini sesuai untuk lalu lintas real time, seperti percakapan, dimana data yang terlambat dianggap lebih buruk dibanding data yang buruk. Sebagian besar LAN menggunakan layanan unacknowledgment connectionless pada data link layer.

2. Layanan Acknowledged Connectionless

Layanan inipun tidak menggunakan koneksi, akan tetapi setiap frame dikirimkan secara independent dan secara acknowledgment. Dalam hal ini, pengirim akan mengetahui apakah frame yang dikirimkan ke mesin tujuan telah diterima dengan baik atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interval waktu yang telah ditentukan, maka frame akan dikirimkan kembali, mungkin saja hilangnya knowledge akan menyebabkan sebuah frame perlu dikirimkan beberapa kali dan akan diterima beberapa kali juga. Layanan ini akan bermanfaat untuk saluran unreliablem, seperti sistem tanpa kabel.

 3. Layanan Acknowledged Connection Oriented

Dengan layanan ini, mesin sumber dan tujuan membuat koneksi sebelum memindahkan datanya. Setiap frame yang dikirim tentu saja diterima. Selain itu, layanan ini menjamin bahwa setiap frame yang diterima benar-benar hanya sekali dan semua frame diterima dalam urutan yang benar. Layanan ini juga menyediakan proses-proses network layer dengan ekivalen aliran bit reliabel. Pada layanan connection-oriented dipakai, pemindahan data mengalami tiga fase (tahap). 

• Fase I koneksi ditentukan dengan membuat kedua mesinmenginisialisasi variabel-variabel dan counter yang diperlukan untukmengawasi frame yang mana yang telah diterima dan mana yang belum.
• Fase II, satu frame atau lebih mulai ditransmisikan. 
• Fase III koneksi dilepaskna, pembebasan variabel, buffer, dan resource lainnya yang dipakai untuk menjaga berlangsungnya koneksi.

Karena jarak dan peralatan,  pengiriman  informasi, dapat mengalami perubahan atau melemah. Umumnya interferensi listrik. Kesalahan timbul dalam bentuk  burst yaitu lebih dari  satu bit  terganggu  dalam satu  satuan  waktu. Deteksi error dengan Redundansi, yaitu data tambahan yang  tidak ada hubungannya dengan isi informasi yang dikirimkan, berupa bit pariti. Berfungsi menunjukkan ada tidaknya  kesalahan data. Yaitu dengan mendeteksi  dan  mengoreksi  kesalahan  yang terjadi. Makin banyak redundansi makin baik  deteksi errornya. Akibatnya  makin rendah  troughput dari data yang berguna. 

Troughput adalah perbandingan antara data yang berguna  dengan data keseluruhan. Banyaknya tambahan  pada redundansi sampai 100% dari jumlah bit data.

Ada dua pendekatan untuk deteksi kesalahan :

1. Forward Error Control

Dimana setiap karakter yang ditransmisikan atau frame berisi informasi tambahan (redundant) sehingga bila penerima tidak hanya dapat mendeteksi dimana error terjadi, tetapi juga menjelaskan dimana aliran bit yang diterima error.

2. Feedback (backward) Error Control

Dimana setiap karakter atau frame memilki informasi yang cukup untuk memperbolehkan penerima mendeteksi bila menemukan kesalahan tetapi tidak lokasinya. Sebuah transmisi kontro digunakan untuk meminta pengiriman ulang, menyalin informasi yang dikirimkan.

Feedback error control dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

1. Teknik yang digunakan untuk deteksi kesalahan

2. Kontrol algoritma yang telah disediakan untuk mengontrol transmisi ulang.

Metode Deteksi Kesalahan :

 1.   Echo

• Metode  sederhana  dengan  sistem interaktif .
• Operator memasukkan data melalui terminal  dan mengirimkan ke  komputer.
• Komputer akan menampilkan kembali ke terminal, sehingga dapat memeriksa apakah data yang dikirimkan dengan benar.

2.   Error Otomatis

Metode dengan tambahan bit pariti.

Terdapat 2 cara  :

a. Pariti  Ganjil (Odd Parity)

   Yaitu  bit  pariti yang  ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau  data ganjil.

b. Pariti  Genap (Even Parity)

   Yaitu  bit  pariti yang  ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau data genap.

Dengan  bit  pariti  dikenal  3  deteksi kesalahan, yaitu :

a. Vertical Redundancy Check / VRC

Setiap   karakter  yang  dikirimkan   (7  bit) diberi  1  bit pariti. Bit pariti ini  diperiksa oleh penerima untuk mengetahui apakah karakter yang  dikirim benar atau salah. Cara ini hanya dapat melacak 1 bit dan berguna melacak kesalahan  yang  terjadi pada pengiriman  berkecepatan menengah, karena kecepatan tinggi lebih besar kemungkinan  terjadi kesalahan  banyak  bit.

Kekurangan : bila ada 2 bit yang terganggu ia tidak dapat melacaknya karena paritinya akan benar.

Contoh :

ASCII huruf "A" adalah 41h

  100 0001       ASCII 7 bit

1100 0001       ASCII dengan pariti ganjil

0100 0001       ASCII dengan pariti genap

Akibatnya huruf "A" kode ASCII dalam Hex :

- 41  bilamana pariti genapl

- A1 bilamana pariti ganjil

b. Longitudinal Redundancy Check / LRC

LRC untuk  data dikirim secara blok. Cara  ini seperti  VRC hanya saja penambahan  bit  pariti tidak saja pada akhir karakter tetapi juga pada akhir  setiap blok karakter  yang  dikirimkan. Untuk setiap bit dari seluruh blok karakter ditambahkan 1 bit pariti termasuk juga bit pariti dari masing-masing karakter.

Tiap blok mempunyai satu karakter khusus  yang disebut Block Check Character (BCC) yang dibentuk dari bit uji. dan dibangkitkan dengan cara sebagai berikut :

"Tiap bit BCC merupakan pariti dari semua  bit dari blok yang mempunyai nomor bit yang sama. Jadi  bit 1 dari BCC merupakan  pariti  genap dari semua bit 1 karakter yang ada pada  blok tersebut, dan seterusnya"

Kerugian : terjadi overhead akibat penambahan  bit pariti per 7 bit untuk karakter.

c. Cyclic Redundancy Check / CRC

Digunakan pengiriman  berkecepatan tinggi, sehingga perlu rangkaian elektronik yang sukar.

Cara CRC mengatasi masalah overhead dan disebut pengujian berorientasi bit, karena dasar pemeriksaan kemungkinan kesalahan adalah bit atau karakter dan menggunakan rumus matematika  yang khusus. Satu blok  informasi dilihat sebagai sederetan bit yang ditransmisikan. Bit yang ditransmisikan dimasukkan kedalam register geser siklis yang  disebut generator CRC.  Operasi ini didasarkan atas pembagian deretan bit dengan sebuah fungsi khusus. Hasil bagi pembagian diabaikan. Sisanya disalurkan  sebagai BCS (Block Check  Sequence). Fungsi khusus tersebut disebut generator polynominal.        

3.   Framing Check.

Dipakai pada  transmisi  asinkron dengan adanya bit awal dan akhir. Data berada diantara bit awal dan bit akhir. Dengan memeriksa kedua bit ini dapat diketahui apakah data dapat diterima dengan baik atau tidak. Transmisi asinkron mempunyai bentuk bingkai sesuai dengan ketentuan yang dipergunakan.

Pendekatan yang umum dipakai adalah data link layer memecah aliran bit menjadi frame-frame diskrit dan menghitung checksum setiap framenya. Ketika sebuah frame tiba di tujuan, checksum dihitung kembali. Bila hasil perhitungan ulang checksum tersebut berbeda dengan yang terdapat pada frame, maka data link layer akan mengetahui bahwa telah terjadi error dan segera akan mengambil langkah tertentu sehubungan dengan adanya error tersebut (misalnya, membuang frame yang buruk dan mengirimkan kembali laporan error).

Salah satu cara untuk melaksanakan pembuatan frame ini adalah dengan cara menyisipakn gap waktu di antara dua buah frame, sangat mirip seperti spasi antara dua buah katan dalam suatu teks. Akan tetapi, jaringan jarang memberikan jaminan tentang pewaktuan. Karena itu, mungkin saja gap ini dibuang, atau diisi oleh gap lainnya selama proses transmisi, karena sangat besar risikonya dalam menghitung pewaktuan untuk menandai awal dan akhir frame, telah dibuat metode lainnya, yaitu 4 buah metoda :

1. Karakter penghitung

2. Pemberian karakter awak dan akhir, dengan pengisian karakter

3. Pemberian flag awal dan akhir, dengan pengisian bit

4. Pelanggaran pengkodean physical layer.

Metoda framing pertama menggunakan sebuah field pada header untuk menspesifikasikan jumlah karakter di dalam frame. Ketika data link layer pada mesin yang dituju melihat karakter penghitung, maka data link layer akan mengetahui jumlah karakter yang mengikutinya, dan kemudian juga akan

mengetahui posisi ujung frame-nya.  Masalah yang dijumpai dalama algoritma ini adalah bahwa hitungan dapat dikacaukan oleh error transmisi.

Misal bila hitungan karakter 5 frame menjadi 7, maka tempat yang dituju akan tidak sinkron dan tidak dapat mengetahui awal frame berikutnya. Bahkan bila cheksum tidak benar sehingga tempat yang dituju mengetahui bahwa frame yang bersangkutan buruk, maka tidak mungkin untuk menentukan awal frame berikutnya. Pengiriman kembali sebuah frame ke sumber untuk meminta pengiriman ulangpun tidak  akan menolong, karena tempat yang dituju tidak mengetahui jumlah karakter yang terlewat untuk mendapatkan awal transmisi. Untuk alasan ini, metoda hitungan karakter ini sudah jarang digunakan lagi.

Metode framing yang kedua mengatasi masalah resinkronisasi setelah terjadi suatu error dengan membuat masing-masing frame diawali dengan sederetan karakter DLE STX ASCII dan diakhiri dengan DLE ETX (DLE=Data Link Escape, STX=Start Of Text, ETX=End Of Text). Dalam metoda ini, bila tempat yang dituju kehilangan track batas-batas frame, maka yang perlu dilakukan adalah mencari karakter-karakter DLE STX dan DLE ETX. 

Masalah serius yang terjadi pada metoda ini adalah ketika data biner, seperti program object, atau bilangan floating point, ditransmisikan. Karakter-karakter DLE STX dan DLE ETX yang terdapat pada data mudah sekali menganggu framing. Satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan membuat data link pengirim menyisipkan sebuah karakter DLE ASCII tepat sebelum karakter DLE "insidentil" pada data. Data link layer pada mesin penerima membuang DLE sebelum data diberikan ke network layer. Teknik ini disebut character stuffing (pengisian karakter). DLE-DLE pada data selalu digandakan. Kerugian penting dalam memakai metoda framing ini sangat berkaitan erat dengan karakter 8-bit secara umum dan kode karakter ASCII pada khususnya. Dengan berkembangnya jaringan, kerugian dari melekatkan kode karakter dalam mekanisma framing menjadi semakin jelas, sehingga suatu teknik baru perlu dibuat untuk memungkinkan pemakaian karakter berukuran sembarang. Teknik baru memungkinkan frame data berisi sembarang sejumlah bit dan mengijinkan kode karakter dengan sembarang jumlah bit per karakter.

Teknik ini bekerja seperti berikut, setiap frame diawali dan diakhiri oleh pola bit khusus, 01111110 yang disebut flag. Kapanpun data link layer pada pengirim menemukan lima buah flag yang berurutan pada data, maka data link layer secara otomatis mengisikan sebuah bit 0 ke aliran bit keluar.

Pengisian bit ini analog dengan pengisian karakter, dimana sebuah DLE diisikan ke aliran karakter keluar sebelum DLE pada data. Ketika penerima melihat 5 buah bit 1 masuk yang berurutan, yang diikuti oleh sebuah bit 0, maka penerima secara otomatis mengosongkan (menghapus) bit 0 tersebut. Seperti halnya pengisian karakter transparan sepenuhnya bagi network layer pada kedua buah komputer, demikian pula halnya dengan pengisian bit. Bila data pengguna berisi pola flag 01111110, maka flag ini akan ditransmisikan kembali sebagai 011111010 tapi akan disimpan di memory penerima sebagai 01111110. Dengan pengisian bit, maka batas antara dua frame dapat dikenal jelas oleh pola flag. Jadi bila penerima mengalami kehilangan track frame tertentu, yang perlu dilakukan adalah menyisir input deretan flag, karena flag tersebut hanya mungkin terdapat pada batas frame saja dan tidak pernah berada pada data.

Metode framing terakhir hanya bisa digunakan bagi jaringan yang encoding pada medium fisiknya mengandung beberapa redundansi (pengulangan). Misalnya, sebagian LAN melakukan encode bit 1 data dengan menggunakan 2 bit fisik. Umumnya, bit1 merupakan pasangan tinggi-rendah dan bit 0 adalah pasangan rendah-tinggi. Kombinasi pasangan tinggi-tinggi dan rendah-rendah tidak digunakan bagi data. Proses itu berarti bahwa setiap bit data memiliki transisi di tengah, yang memudahkan penerima untuk mencari batas bit. Manfaat kode fisik yang invalid merupakan bagian standard LAN 802.2.

Realisasi Generator CRC / Penguji

Data dimasukkan kedalam register geser pada  berbagai titik  melalui gerbang  XOR  yang mempunyai hubungan langsung dengan generator polynominal yaitu rumus matematika untuk membagi bit data.

Lebih baik dari VRC / LRC, 99% error dapat terdeteksi.

             

Polynominal yang umum :

- X16 + X12 + X5 + 1         Rekomendasi CCITT

- X16 + X15 + X2 + 1         CRC-16  

- X12 + X11 + X3 + X3 + 1    CRC-12

- X8 +