IP

BAB II - ARSITEKTUR PROTOKOL TCP/IP

2.1 Kebutuhan akan Arsitektur Protokol. Ketika komputer, terminal, dan/atau perangkat pengolahan data lainnya saling bertukar data, prosedur-prosedur yang terlibat dapat sangat kompleks. Kita ambil contoh transfer sebuah file antara dua komputer. Jalur data antara dua komputer harus ada, baik secara Iangsung maupun melalui sebuah jaringan komunikasi. Akan tetapi,l ebih banyak jalur data dibutuhkan. Tugastugas khusus yang dilakukan antara lain: • • • •

Sistem sumber harus mengaktifkan jalur komunikasi data langsung atau menginformasikan jaringan komunikasi dari identitas sistem tujuan yang diinginkan. Sistem sumber harus memastikan bahwa sistem tujuan dipersiapkan untuk menerima data. Aplikasi transfer file pada sistem sumber harus memastikan program manajemen file pada sistem tujuan telah dipersiapkan untuk menerima dan menyimpan data bagi pengguna tertentu. Jika format file yang digunakan dalam dua sistem berbeda, satu atau sistem lainnya harus melakukan fungsi translasi format.

Sudah jelas bahwa kerja sama tingkat tinggi antara dua sistem komputer benar-benar diperlukan. Alih-alih mengimplementasikan logika untuk ini sebagai modul tunggal, tugas tersebut dipecah menjadi subtugas yang masing-masing diimplementasikan secara terpisah. Pada sebuah arsitektur protokol, modul-modul diatur dalam tumpukan (stack) vertikal. Masingmasing lapisan dalam stack tersebut memerankan subset terkait dari fungsi-fungsi yang dibutuhkan untuk berkomunikasi dengan sistem lain. Hal ini bergantung pada lapisan yang lebih rendah berikutnya untuk melakukan fungsi yang lebih primitif dan menyembunyikan detail dari fungsi-fungsi itu. Hal tersebut juga menyediakan layanan pada lapisan yang lebih tinggi berikutnya. Idealnya, lapisan-lapisan seharusnya didefinisikan sehingga perubahan-perubahan dalam satu lapisan tidak mengharuskan perubahan di lapisan lainnya. Tentu saja, dibutuhkan dua pihak untuk berkomunikasi, sehingga seperangkat fungsi berlapis yang sama harus ada dalam dua sistem. Komunikasi dicapai dengan membuat lapisan yang sama, ataupeer, dalam dua sistem berkomunikasi. Lapisan peer berkomunikasi dengan blok data yang telah diformat yang mengikuti seperangkat aturan atau konvensi yang dikenal sebagai sebuah protokol. Fitur-fitur utama dari sebuah protokol adalah sebagai berikut: • • •

Sintaks, Berhubungan dengan format lok-blok data Semantik, Mencakup kendali informasi untuk koordinasi dan penanganan kesalahan Timing, Mencakup kecepatan pencocokan dan pengurutan

2.2 Arsitektur Protokol TCP/IP Arsitektur protokol TCP/IP merupakan hasil penelitian dan pengembangan protokol yang diiakukan pada jaringan packet-switched yang diuji, ARPANET, yang dibiayai oleh Defense Advanced Research Project Agency (DARPA), dan umumnya mengacu pada deretan protokol TCP/IP. Deretan protokol ini terdiri dari kumpulan besar protokol yang telah dikeluarkan sebagai standar-standar Internet oleh Internet Activities Board (IAB). Lapisan TCP/IP Pada istilah umum, komunikasi dapat dikatakan melibatkan tiga agen: apiikasi, komputer, dan jaringan. Contoh dari aplikasi mencakup transfer file dan e-mail. Aplikasi-aplikasi yang kita sorot di sini adalah aplikasi terdistribusi yang melibatkan pertukaran data antara dua sistem Komunikasi Data

Page 1

komputer. Aplikasi-aplikasi ini dan lainnya berlangsung pada komputer yang sering kali dapat mendukung banyak aplikasi secara simultan. Komputer-komputer dihubungkan dengan jaringan, dan data yang akan ditukar kemudian ditransfer oleh jaringan dari satu komputer ke komputer lainnya. Oleh karena itu, transfer data dari satu aplikasi ke yang lainnya melibatkan pengambilan data ke komputer yang di dalamnya memiliki aplikasi tersebut kemudian mengambil data ke aplikasi yang diinginkan dari komputer. Dengan konsep ini, kita dapat menyusun tugas komunikasi ke dalam lima lapisan yang relatif independen. • • • • •

Lapisan fisik (physical layer) Lapisan akses jaringan (network access layer) Lapisan Internet (internet layer) Lapisan host-ke-host, atau lapisan transpor (transport layer) Lapisan aplikasi (application layer)

Lapisan fisik mencakup antarmuka fisik antara suatu perangkat transmisi data (contohnya, workstation, komputer) dengan suatu medium atau jaringan transmisi. Lapisan ini berhubungan dengan penentuan karekteristik media transmisi, sifat alami sinyal-sinyal, kecepatan data, dan masalah-masalah terkait. Lapisan akses jaringan berhubungan dengan pertukaran data antara sistem akhir (server, workstation, dll.) dan jaringan tempatnya melekat. Komputer pengirim harus menyediakan jaringan dengan alamat komputer tujuan, sehingga jaringan dapat mengirimkan data ke tujuan yang tepat. Komputer pengirim mungkin ingin memberikan layanan-layanan tertentu, seperti prioritas, yang mungkin disediakan oleh jaringan. Perangkat lunak khusus yang digunakan pada lapisan ini bergantung ada tipe jaringan yang digunakan; standar-standar yang berbeda telah dikembangkan untuk circuit switching, packet switching (contohnya, frame relay), LAN (contohnya, Ethernet), dan Iainnya. Oleh karena itu, masuk akal untuk memisahkan apa yang dilakukan fungsi- fungsi itu dengan akses jaringan dalam lapisan yang terpisah. Dengan melakukan hal ini, perangkat lunak komunikasi sisanya, di atas lapisan akses jaringan, tidak perlu berhubungan dengan pemilihan jaringan yang digunakan. Perangkat lapisan lebih tinggi yang sama seharusnya berfungsi dengan tepat tanpa menghiraukan jaringan yang dilekati komputer. Lapisan akses jaringan berhubungan dengan mengakses dan mengirimkan data melalui jaringan ke dua sistem akhir yang terdapat di jaringan yang sama. Pada kasus-kasus dengan dua perangkat yang ditempatkan pada jaringan yang berbeda, dibutuhkan prosedur untuk memungkinkan data melintasi banyak jaringan yang saling terkoneksi. Hal ini merupakan fungsi dari lapisan Internet. Internet Protokol (IP) digunakan pada lapisan ini untuk menyediakan fungsi perutean yang melewati lebih dari satu jaringan. Protokol ini diimplementasikan bukan hanya di akhir sistem, tetapi juga di dalam perute. Sebuah perute adalah sebuah prosesor yang menghubungkan dua jaringan dan yang fungsi utamanya adalah menyampaikan data dari satu jaringan ke yang lainnya pada jalurnya dari sumber ke akhir sistem tujuan. Tanpa menghiraukan sifat alami aplikasi yang rnenukarkan data, hal yang menjadi syarat adalah data dapat ditukar dengan benar. Oleh karena itu, kita harus yakin bahwa semua data dapat mencapai aplikasi tujuan dan data tersebut sampai dengan urutan yang sana ketika mereka dikirimkan. Seperti yang dapat kita lihat, mekanisme untuk menyediakannya dengan tepat merupakan hal yang sangat penting dari sifat alami aplikasi. Oleh karena itu, mengumpulkan mekanisme itu dalam suatu lapisan yang dibagikan ke semua aplikasi adalah hal yang masuk akal; yang disebut sebagai lapisan host-ke-host, atau lapisan transpor. Transmission Control Protocol (TCP) adalah protokol yang paling sering digunakan untuk menyediakan fungsi ini.

Komunikasi Data

Page 2

Terakhir, lapisan aplikasi terdiri dari logika (logic) yang dibutuhkan untuk mendukung berbagai aplikasi pengguna. Untuk masing-masing tipe yang berbeda dari aplikasi, seperti transfer file, dibutuhkan modul yang terpisah yang khusus ke aplikasi tersebut. Operasi dari TCP dan IP Untuk memperjelas bahwa keseluruhan fasilitas komunikasi mungkin terdiri lebih dari satu jaringan, jaringan yang dipilih biasanya disebut sebagai subjaringan. Beberapa jenis protokol akses jaringan, seperti Ethernet logic, dulu digunakan untuk menghubungkan sebuah komputer ke subjaringan. Protokol ini memungkinkan host mengirim data sepanjang subjaringan ke host lainnya atau, jika host target ada di subjaringan yang lain, data akan diteruskan ke sebuah perute. IP diimplementasikan di semua sistem akhir dan perute. Hal itu berperan sebagai sebuah relay untuk memindahkan sebuah blok data dari satu host, melalui satu perute atau lebih, ke host lainnya. TCP diimplementasikan hanya di sistem akhir; TCP mengikuti jejak blok data untuk memastikan bahwa semuanya dikirim dengan benar ke aplikasi yang tepat.

Figur 2.1 Konsep TCP/IP Untuk komunikasi yang berhasil setiap entitas dalam keseluruhan sistem harus memiliki alamat yang unik. Sesungguhnya dua tingkat pengalamatan dibutuhkan. Setiap host pada subjaringan harus memiliki alamat Internet global yang unik; hal ini memungkinkan data disampaikan ke host yang tepat. Masing-masing proses dengan sebuah host harus memiliki sebuah alamat yang unik dalam host tersebut; hal ini memungkinkan protokol host-ke-host (TCP) mengantarkan data ke proses yang tepat. Alamat terakhir ini dikenal dengan sebutan port (porta). Marilah kita mencari sebuah operasi yang sederhana Misalkan suatu proses berhubungan dengan port 3 pada host A , ingin mengirimkan sebuah pesan ke proses lainnya, yang berhubungan dengan port 2 pada host B . Proses pada A memindahkan pesan turun ke TCP dengan instruksi mengirimkannya ke host B, port 2. TCP memindahkan pesan turun ke TCP dengan instruksi mengirimkannya ke host B. Perhatikan bahwa IP tidak perlu diberitahukan mengenai identitas dari port tujuan. Apa yang perlu diketahui hanyalah data yang ingin disampaikan ke host B. selanjutnya, IP memindahkan pesan ke lapisan akses jaringan (contohnya Ethernet logic) dengan instruksi mengirimkannya ke perute J (lompatan pertama dari jalan menuju B). Untuk mengendalika operas ini, kendali informasi dan data pengguna harus ditransmisikan. Anggaplah bahwa proses pengiriman membuat suatu blok data dan memindahkannya ke TCP. TCP mungkin memecah blok ini dalam potongan-potongan yang lebih kecil untuk memudahkan Komunikasi Data

Page 3

pengaturan. Pada setiap potongan ini, TCP membubuhkan kendali informasi yang dikenal dengan header (kepala) TCP membentuk suatu segmen TCP. Kendali informasi akan digunakan oleh entitas protokol TCP peer pada host B. Contoh item-item yang ada di header ini. antara lain: • • •

Port tujuan: Ketika entitas TCP pada B menerima segmen tersebut, ia harus mengetahui ke mana data tersebut harus dikirimkan. Nomor urutan: TCP memberi nomor pada segmen-segmen yang dikirimkan ke port tujuan tertentu secara berurutan, sehingga jika mereka tiba tidak sesuai dengan urutan, maka entitas TCP pada B akan mengurutkan mereka kembali. Checlesum(c eksum): TCP pengirim meliputi suatu kode yang merupakan suatu fungsi dari isi sisa segmen. TCP penerima mengerjakan perhitungan yang sama dan membandingkannya dengan hasil kode yang datang. Ketidaksesuaian akan terjadi jika terdapat kesalahan dalam transmisi. Unit Data Protokol (Protocol Data Unit-PDU) dalam Arsitektur TCP/IP

Figur 2.2 Unit Data Protokol Berikutnya, TCP menyerahkan masing-masing segmen ke IR dengan instruksi untuk mentransmisikannya ke B. Segmen-segmen harus ditransmisikan melalui satu subjaringan atau lebih dan disampaikan melalui satu perute perantara atau lebih. Operasi ini juga memerlukan penggunaan kendali informasi. Jadi, IP melampirkan suatu header kendali informasi ke masingmasing segmen untuk membentuk suatu datagram IP. Contoh dari item yang disimpan dalam header IP adalah alamat host tujuan (dalam contoh ini, B). Pada akhirnya, masing-masing datagram IP ditampilkan ke lapisan akses jaringan untuk ditransmisikan melewati jaringan pertama dalam perjalanannya menuju tujuan. Lapisan akses jaringan melampirkan header-nya sendiri, menciptakan sebuah paket, atau frame. Paket tersebut ditransmisikan sepanjang subjaringan menuju perute J. Header paket berisikan informasi yang diperlukan jaringan untuk memindahkan data sepanjang subjaringan tersebut. Contoh dari item-item yang mungkin tercakup dalam header ini meliputi: • •

Alamat subjaringan tujuan: Subjaringan harus mengetahui ke mana paket perlengkapan terpasang harus dikirim. Permintaan fasilitas: Protokol akses jaringan mungkin meminta penggunaan fasilitasfasilitas jaringan, seperti prioritas.

Pada perute J, header paket dibuang dan header IP diperiksa. Berdasarkan informasi alamat tujuan dalam header IP, modul IP dalam perute mengarahkan datagram IP melewati

Komunikasi Data

Page 4

subjaringan 2 menuju B. Untuk melakukan hal ini, datagram dirakit kembali dengan header akses jaringan. Bila data diterima di B, teriadi proses yang sebaliknya. Pada masing-masing lapisan, header yang bersesuaian dipindahkan, dan sisa-nya diarahkan menuju lapisan lebih tinggi berikutnya sampai data pengguna yang asli dikirimkan ke proses tujuan. TCP dan UDP Bagi sebagian besar aplikasi yang bekerja sebagai bagian dari arsitektur protokol TCP/IP, protokol lapisan transpor adalah TCP. TCP menyediakan koneksi yang dapat diandalkan untuk transfer data di antara aplikasi. Suatu koneksi hanyalah sebuah asosiasi logis sementara antara dua entitas dalam sistem yang berbeda. Koneksi logika mengacu pada sepasang nilai port. Untuk durasi koneksi dari masing-masing entitas mengikuti segmen-segmen TCP yang datang dan pergi ke entitasl ainnya, untuk mengatur aliran segmen dan untuk memulihkan dari segmen yang hilang atau rusak.

Figur 2.3 Header TCP dan UDP Figur 2.3a di atas menunjukkan format header untuk TCP, dengan minimum 20 oktet atau 160 bit. Field Port Sumber dan Port Tujuan mengenali aplikasi dari sistem sumber dan tujuan yang menggunakan koneksi ini. Field Nomor Urut, Nomor Pengenalan dan Window menyediakan flow control dan kontrol kesalahan (error control). Checksum adalah urutan pengecekan frame 16-bit yang digunakan untuk mendeteksi kesalahan dalam segmen TCP. Sebagai tambahan pada TCP, terdapat satu protokol tingkat-transpor yang biasanya digunakan sebagai bagian dari deretan protokol TCP/IP: Protokol Datagram Pengguna (User Datagram Protocol-UDP). UDP tidak menjamin pengiriman, pemeliharaan urutan, atau perlindungan terhadap duplikasi. UDP memungkinkan suatu prosedur untuk mengirimkan pesan ke prosedur lainnya dengan mekanisme protokol yang minimum. Aplikasi yang berorientasi pada transaksi menggunakan UDP; salah satu contohnya adalah SNMP (Simple Network Management Protocol atau Protokol Manajemen Jaringan Sederhana, protokol manajemen jaringan standar untuk jaringan TCP/IP Oleh karena UDP tidak berkoneksi, sangat sedikit yang dilakukannya. Pada intinya, hal itu menambahkan suatu kemampuan pengalamatan port ke IP. Hal ini paling bagus dilihat dengan mengamati header UDB ditunjukkan pada Figur 2.3b. UDP juga meliputi Komunikasi Data

Page 5

checksum untuk memverifikasi bahwa tidak ada kesalahan yang terjadi pada data; penggunaan checksum adalah pilihan.

IP dan IPv6 Selama berdekade, dasar dari arsitektur protokol TCP/IP adalah IP. Figur 2.4a menunjukkan format header IP, minimum 20 oktet, atau 160 bit. Header beserta segmen dari lapisan transpor, membentuk sebuah PDU tingkat-IP yang mengacu sebagai suatu datagram IP atau paket IP. Header tersebut mencakup sumber 32 bit dan alamat tujuan. Field Header Checksum digunakan untuk mendeteksi kesalahan dalam header untuk mencegah salah pengiriman. Field Protokol mengindikasikan protokol lapisan yang lebih tinggi mana yang menggunakan IP. Field ID, Flag, Fragment Offset digunakan dalam proses fragmentasi dan perakitan ulang. Pada tahun 1995, Internet Engineering Task Force (IETF), yang mengembangkan standarstandar protokol untuk Internet, mengeluarkan suatu spesifikasi untuk generasi IP selanjutnya yang kemudian dikenal sebagai IPng. Spesifikasi ni kemudian berubah menjadi suatu standar pada tahun 1996, dikenal sebagai IPv6, IPv6 menyediakan sejumlah pengayaan fungsi pada IP yang sudah ada, didesain untuk mengakomodasi kecepatan yang lebih tinggi dari jaringanjaringan masa kini dan campuran dari aliran data, termasuk grafis dan video, yang sekarang menjadi lebih umum. Akan tetapi, kekuatan pendorong yang berada di belakang pengembangan protokol baru adalah kebutuhan akan alamat yang lebih banyak. IP yang sekarang menggunakan alamat 32-bit untuk menentukan suatu sumber atau tujuan. Dengan semakin meningkatnya pertumbuhan Internet dan jaringan pribadi yang terpasang ke Internet, panjang alamat tersebut tidak mencukupi lagi untuk mengakomodasi semua sistem yang membutuhkan alamat. Seperti yang ditunjukkan dalam Figur 2.4b, Ipv6 mencakup field alamat sumber dan tujuan sepanjang 128-bit.

Figur 2.4 Header IP

Komunikasi Data

Page 6

Akhirnya, semua instalasi yang menggunakan TCP/IP diharapkan untuk berpindah dari IP ke IPv6, tetapi proses ini akan membutuhkan waktu bertahun-tahun, bahkan berdekade-dekade. Sejumlah aplikasi telah distandardisasi untuk beroperasi di atasT CP. Kita menyebutkan tiga dari yang paling umum di sini. Protokol Pengiriman Surat Sederhana (Simple MaiI Transfer Profocol-SMTP) menyediakan fasilitas transpor e-mail dasar. Protokol ini menyediakan suatu mekanisme untuk memindahkan pesan di antara host yang terpisah. Fitur-fitur SMTP mencakup diskusi lewat e-mail (mailing list),penerimaank embali (return receipt) dan meneruskan (forwarding). Protokol SMTP tidak menentukan cara pesan itu dibuat; beberapa fasilitas editing lokal dan e-mail awal dibutuhkan. Ketika suatu pesan dibuat, SMTP menerima pesan tersebut, lalu menggunakan TCP untuk mengirimkannya ke suatu modul SMTP di host yang lain. Modul SMTP target akan menggunakan suatu paket e-mail lokal untuk menyimpan pesan yang datang dalam kotak surat pengguna. Protokol Transfer Berkas (FiIe Transfer Protocol-FTP) digunakan untuk mengirim file dari satu sistem ke yang lainnya di bawah perintah pengguna. Baik file teks maupun biner diakomodasi, dan protokol tersebut menyediakan fitur-fitur untuk mengendalikan akses pengguna. Ketika seorang pengguna ingin terlibat dalam transfer file, FTP memasang suatu koneksi TCP ke sistem target untuk pertukaran pesan-pesan kontrol. Koneksi ini memungkinkan ID pengguna dan password (kata sandi) ditransmisikan dan memungkinkan pengguna menentukan file dan tindakan file yang diinginkan. Ketika transfer file disetujui, maka koneksi TCP dalam sekejap terpasang untuk transfer data. File tersebut ditransfer melalui koneksi data, tanpa tambahan dari banyak header atau kendali informasi pada tingkat aplikasi. Ketika transfer telah selesai, kendali koneksi akan memberi tanda penyelesaiani tu dan menerima perintah baru untuk transfer file.

Figur 2.5 Beberapa Protokol dalam Deretan Protokol TCP/IP TELNET menyediakan kemampuan remote logon, yang memungkinkan seorang pengguna pada sebuah terminal atau PC untuk melakukan login ke sebuah komputer yang berjauhan seolaholah terhubung langsung ke komputer itu. Protokol tersebut didesain untuk bekerja dengan terminal scroll mode sederhana. TELNET sebenarnya diimplementasikan pada dua modul: Pengguna TELNET berinteraksi dengan modul terminal I/O untuk berkomunikasi dengan sebuah terminal lokal. Hal ini mengubah karekteristik-karekteristik terminal yang ada ke standar Komunikasi Data

Page 7

jaringan dan begitu pula sebaliknya. Server TELNET berinteraksi dengan sebuah aplikasi, berperan sebagai pemegang kendali terminal pengganti agar terminal yang berjauhan muncul sebagai terminal lokal terhadap aplikasi. Lalu lintas terminal antara Pengguna dan Server TELNET dilakukan oleh koneksi TCP. Antarmuka Protokol Masing-masing lapisan pada protokol TCP/IP berinteraksi dengan lapisan tetangganya. Pada sumber lapisan aplikasi menggunakan layanan dari lapisan ujung-ke-ujung (end-to-end) dan membuat data datang ke lapisan tersebut. Hubungan yang serupa juga terdapat pada antarmuka ujung-ke-ujung dan lapisan Internet, serta pada antarmuka Internet dan lapisan akses jaringan. Di tempat tujuannya, setiap lapisan mengirimkan data sampai ke lapisan tinggi lainnya. Penggunaan setiap lapisan individu ini tidak dibutuhkan oleh arsitektur. Seperti yang disarankan pada Figur 2.5, memungkinkan untuk mengembangkan aplikasi yang secara langsung meminta layanan dari salah satu lapisan. Sebagian besar aplikasi memerlukan protokol dari ujung-keujung yang andal, sehingga membuat TCP berguna. Beberapa aplikasi bertujuan-khusus tidak membutuhkan layanan TCP. Beberapa dari aplikasi ini, seperti Simple Network Management Protocol (SNMP), menggunakan sebuah alternatif protokol ujung-ke-ujung yang dikenal sebagai User Datagram Protocol (UDP); lainnya mungkin menggunakan IP secara langsung, Aplikasiaplikasi yang tidak melibatkan internet working dan yang tidak membutuhkan TCR telah mengembangkanl apisan akses jaringan secara langsung. 2.3 Model OSI Model acuan Open System Interconnection (OSI) dikembangkan oleh International Organization for Standardization (ISO)2 sebagai sebuah model untuk arsitektur protokol komputer dan sebagai suatu kerangka untuk mengembangkan standar-standar protokol. Model OSI terdiri dari tujuh lapisan, antara lain:

Figur 2.6 Lapisan-Lapisan OSI

Komunikasi Data

Page 8

Figur 2.6 mengilustrasikan model OSI dan menyediakan suatu definisi singkat dari fungsi-fungsi yang dilakukan pada setiap lapisan. Maksud dari model OSI adalah protokol akan dikembangkan untuk mengerjakan fungsi pada masing-masing lapisan Para perancang OSI menganggap bahwa model ini dan protokol-protokol yang berkembang di dalamnya akan mendominasi komunikasi komputer, akhirnya menggantikan implementasi protokol pemilik dan model multivendor tandingan seperti TCP/IP. Hal ini belum terjadi. Meskipun banyak protokol yang berguna telah dikembangkan dalam konteks OSI, model tujuh lapis secara keseluruhan belum berkembang. Alih-alih, arsitektur TCP/IP telah mendominasi. Terdapat sejumlah alasan untuk terjadinya hal ini. Mungkin alasan yang paling penting adalah karena protokol-protokol TCP/IP telah matang dan teruji pada waktu protokol-protokol OSI dalam tahap perkembangan. Ketika bisnis mulai mengenali kebutuhan akan interoperas sepanjang jaringan, hanya TCP/IP yang tersedia dan siap. Alasan lainnya adalah model OSI terlalu kompleks dengan tujuh lapisan sedangkan TCP/IP memiliki lebih sedikit lapisan. Figur 2.7 mengilustrasikan lapisan-lapisanT CP/IP dan arsitektur OSI, menunjukkan secara kasar koresponden dalam fungsi antara dua hal tersebut.

Figur 2.7 Perbandingan antara arsitektur Protokol OSI dan TCP/IP 2.4 Standardisasi Dalam Arsitektur Protokol Standardisasi dalam Kerangka Kerja OSI3 Motivasi penting untuk pengembangkan model OSI adalah menyediakan suatu kerangka untuk standardisasi. Pada model ini, satu standar protokol atau lebih dapat dikembangkan pada setiap lapisan. Model ini mendefinisikan dalam istilah umum fungsi-fungsi yang dijalankan pada lapisan tersebut dan memfasilitasi proses pembuatan-standar dalam dua cara: • •

Oleh karena fungsi dari masing-masing lapisan telah terdefinisi, maka standar-standar dapat dikembangkan secara bebas dan bersamaan untuk setiap lapisan. Hal ini mempercepat proses pembuatan standar. Oleh karena batasan antara lapisan telah terdefinisi, perubahan-perubahan dalam standar di satu lapisan tidak memengaruhi peranti lunak yang telah ada di lapisan lainnya. Hal ini mempermudah pengenalan standar-standar baru

Komunikasi Data

Page 9

Figur 2.8 Arsitektur OSI sebagai kerangka kerja untuk standardisasi Figur 2.8 mengilustrasikan penggunaan model OSI seperti suatu kerangka kerja. Keseluruhan fungsi komunikasi dipecah dalam tujuh lapisan yang berbeda. Oleh karena itu, semua fungsi dipecah dalam sejumlah modul, sehingga antarmuka antar modul dibuat sesederhana mungkin. Selain itu, dipergunakan juga prinsip desain untuk menyembunyikan informasi: Lapisan bawah berhubungan dengan tingkat detail yang lebih besar; lapisan atas bebas dari detail-detail ini. Masing-masing lapisan menyediakan Iayanan untuk lapisan atas berikutnya dan mengimplementasikan suatu protokol untuk lapisan peer dalam sistem lainnya. Figur 2.9 menunjukkan secara lebih spesifik mengenai sifat alami standardisasi yang dibutuhkan di setiap lapisan. Tiga elemen kuncinya: •

•

•

Spesifikasi protokol: Dua entitas pada lapisan yang sama di sistem yang berbeda bekerja sama dan berinteraksi dengan bantuan protokol. Oleh karena dua sistem terbuka yang berbeda terlibat, protokol tersebut harus dispesifikasi secara tepat. Termasuk juga format unit data protokol yang ditukar, semantik dari semua field, dan urutan PDU yang diperbolehkan. Definisi layanan: Sebagai tambahan bagi protokol atau protokol yang beroperasi pada lapisan tertentu, standar-standar diperlukan untuk layanan yang disediakan oleh setiap lapisan ke lapisan lebih tinggi selanjutnya. umumnya, definisi dari layanan-layanan tersebut ekuivalen dengan deskripsi fungsional yang mendefinisikan layanan yang disediakan, tetapi bukan bagaimana layanan tersebut disediakan. Pengalamatan: Setiap lapisan menyediakan layanan ke entitas di lapisan lebih tinggi selanjutnya. Entitas-entitas ini direferensikan dengan suatu titik akses layanan (service access point-SAP). Oleh karena itu, jaringan titik akses layanan (network service access point-NSAP) mengindikasikan suatu entitas transpor, yaitu pengguna dari layanan jaringan tersebut.

Komunikasi Data

Page 10

Figur 2.9 Standar-standar Lapisan Tertentu Kebutuhan akan suatu spesifikasi protokol yang tepat bagi sistem-sistem terbuka adalah pembuktian sendiri. Dua item lain yang terdaftar menjamin pendapat lebih jauh. Mengacu pada definsi layanan, tujuan dari menyediakan sebuah definisi fungsional adalah sebagai berikut. Pertama, interaksi antara dua lapisan yang berdekatan ditempatkan dalam batasan sistem terbuka tunggal dan itu tidak berhubungan dengan sistem terbuka lainnya. oleh karena itu, selama lapisan peer dalam sistem yang berbeda menyediakan layanan yang sama ke lapisan lebih tinggi setelahnya, detail-detail mengenai bagaimana layanan tersebut disediakan mungkin berbeda dari satu sistem ke sistem lainnya tanpa kehilangan kemampuan interoperasi. Kedua, hal itu biasanya akan menjadi masalah jika lapisan-lapisan yang berdekatan itu diimplementasikan pada prosesor yang sama. Pada kasus itu, kita akan memberikan kebebasan bagi programer sistem untuk memanfaatkan perangkat keras dan sistem operasi untuk menyediakan suatu antarmuka yang seefisien mungkin. Berkaitan dengan pengalamatan, kegunaan mekanisme pengalamatan pada setiap lapisan yang diimplementasikan sebagai titik akses layanan adalah memungkinkan masing-masing lapisan memultiplekskan pengguna multipel dari lapisan yang lebih tinggi selanjutnya. Multiplexingmungl
Page 11

4. Jika sebuah pengakuan telah ada, entitas tujuan mengeluarkan sebuah primitif respons ke entitas (N - 1). 5. Entitas (N - 1) menyampaikan pengakuan di dalam sebuah PDU (N - 1). 6. Pengakuan disampaikan ke entitas (N) sebagai suatu primittf konfirmasi Urutan kejadian ini dianggap sebagai sebuah layanan yang dikonfirmasi (confirmed service), ketika inisiator menerima konfirmasi bahwa layanan yang diminta telah memiliki efek yang diinginkan pada ujung lainnya. Hanya jika primitif permintaan dan indikasi terlibat (sesuai dengan langkah 1 sampai 3), maka dialog layanan adalah sebuah layanan yang tidak dikonfirmasi (nonconfirmed service); inisiator tersebut tidak menerima konfirmasi bahwa aksi yang diminta telah dilakukan (Figur 2.10b). Tabel 2.1 Tipe-tipe Layanan Primitif Permintaan

Indikasi

Respons

Konfirmasi

sebuah primitif dikeluarkan oleh pengguna layanan untuk menggunakan beberapa layanan dan memindahkan parameter-parameter yang diperlukan dalam menentukan layanan yang diminta sepenuhnya Sebuah primitifyang dikeluarkan oleh provider layanan digunakan untuk: 1. Mengindikasikan bahwa sebuah prosedur telah digunakan oleh pengguna layanan peer pada hubungan tersebut dan menyediakan parameter yang berhubungan, atau 2. Memberitahukan pengguna layanan akan apa yang diinisiatifkan oleh provider Sebuah primitif dikeluarkan oleh pengguna layanan untuk memperkenalkan atau melengkapi beberapa prosedur yang sebelumnya yang digunakan oleh sebuah indikasi ke pengguna itu. sebuah primitif yang dikeluarkan oleh provider layanan untuk memperkenalkan dan melengkapi beberapa prosedur yang sebelumnya oleh permintaan pengguna layanan

Figur 2.10 Diagram Urutan Waktu untuk Layanan Primitif 2.5 Aplikasi Berbasis Internet Trandisional Sejumlah aplikasi telah distandardisasi untuk beroperas di atasT CP.D i sini, kita menyebutkan tiga dari yang paling umum. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) menyediakan fasilitas transpor e –mail dasar. Protokol SMTP menyediakan suatu mekanisme untuk memindahkan pesan diantara host yang terpisah. Fitur-fitur SMTP mencakup mailing list, return receipt dan forwarding. Protokol SMTP tidak menentukan cara pesan itu dibuat; beberapa fasilitas editing lokal dan e-mail awal dibutuhkan. Ketika suatu pesan dibuat, SMTP menerima pesan tersebut lalu menggunakan TCP untuk mengirimkannya ke suatu modul SMTP di host yang lain. Modul SMTP target akan Komunikasi Data

Page 12

menggunakan suatu paket e -mail lokal untuk menyimpan pesan yang datang dalam kotak surat pengguna. File Transfer Protocol (FTP) digunakan untuk mengirim file dari satu sistem ke yang lainnya di bawah perintah pengguna. Baik file teks maupun biner diakomodasi dan protokol tersebut menyediakan fitur-fitur untuk mengendalikan akses pengguna. Ketika seorang pengguna ingin terlibat dalam transfer file, FTP memasang suatu koneksi TCP ke sistem target untuk pertukaran pesan-pesak kontrol. Koneksi ini memungkinkan ID pengguna dan password ditransmisikan dan memungkinkan pengguna menentukan file dan tindakan file yang diinginkan. Ketika transfer file disetujui, maka koneksi TCP dalam sekejap terpasang untuk transfer data. File tersebut ditransfer melalui koneksi data, tanpa tambahan dari banyak header atau kendali informasi pada tingkat aplikasi. Ketika transfer telah selesai kendali koneksi akan memberi tanda penyelesaian itu dan menerima perintah baru untuk transfer file. TELNET menyediakan kemampuan remote logon, yang memungkinkan seorang pengguna pada sebuah terminal atau PC untuk melakukan logon ke sebuah komputer yang berjauhan seolaholah terhubung langsung ke komputer itu. Protokol terebut didesain untuk bekerja dengan terminal scroll mode sederhana. TELNET sebenarnya diimplementasikan pada dua modul: Pengguna TELNET berinteraksi dengan modul terminal I/O untuk berkomunikasi dengan sebuah terminal lokal. Hal ini mengubah karekteristik-karekteristik terminal yang ada ke standart jaringan dan begitu pula sebaliknya. Server TELNET berinteraksi dengan sebuah aplikasi, berperan sebagai pemegang kendali terminal pengganti agar terminal yang berjauhan muncul sebagai terminal lokal terhadap aplikasi. Lalu lintas terminal antara Pengguna dan Server TELNET dilakukan oleh koneksi TCP. 2.6 Multimedia Dengan meningkatnya ketersediaan akses broadband( jalur lebar) pada Internet menyebabkan meningkatnya minat terhadap aplikasi multimedia berbasis-Web dan berbasis-Internet. Istilahistilah multimedia dan aplikasi multimedia digunakan agak bebas di literatur dan publikasi komersial, tidak ada definisi tunggal untuk istilah multimedia yang disetujui. Satu cara untuk mengatur konsep-konsep yang berhubungan dengan multimedia adalah melihat taksonomi yang menangkap sejumlah dimensi dari bidang ini. Figur 2 .11 melihat multimedia dari sudut pandang tiga dimensi yang berbeda: tipe media, aplikasi, dan teknologi yang dibutuhkan untuk mendukung aplikasi-aplikasi tersebut. Tipe-tipe media Umumnya, istilah multimedia mengacu pada empat tipe media yang berbeda: teks, audio, grafik, dan video. Dari sudut pandang komunikasi, istilah teks dapat dijelaskan-tersendiri, mengacu pada informasi yang dapat dimasukkan melalui sebuah keyboard yang dapat dibaca dan dicetak secara langsung. Pesan teks, pesan instan, dan e-mail teks (non-html) merupakan contohcontoh umum, seperti ruang mengobrol (chat room) dan papan-pesan. Bagaimanapun juga, istilah tersebut seringkali digunakan dalam cakupan yang lebih luas dari data yang dapat disimpan dalam file dan database yang tidak bisa ditempatkan dalam tiga kategori lainnya. Contoh, sebuah database organisasi mungkin memiliki file data numerik, di mana data disimpan dalam bentuk yang lebih padat daripada karakter-karakter yang dapat dicetak. Istilah audio secara umum mencakup dua jangkauan bunyi yang berbeda. Suara, atau kata-kata, mengacu pada bunyi yang diproduksi oleh mekanisme kata-kata manusia. Secara umum, bandwidth yang sederhana (di bawah 4 kHz) dibutuhkan untuk mengirimkan suara. Telepon Komunikasi Data

Page 13

dan aplikasi terkait (contohnya, surat suara atau voice mail (surat suara), telekonferensi audio, telemarketing) merupakana plikasi tradisional yang paling umum dari teknologi komunikasi suara. Spektrum frekuensi yang lebih luas dibutuhkan untuk mendukung aplikasi musik, termasuk pengunduhan file-file musik. Tabel 2.2 Terminologi Multimedia Media Mengacu pada bentuk informasi yang mencakup teks, gambar takbergerak, audio, dan video. Multimedia Interaksi manusia-komputer melibatkan teks, grafis, suara, dan video. Multimedia juga mengacu pada perangkat penyimpanan yang digunakan untuk menyimpan isi multimedia. Pengaliran media (Media streaming) Mengacu pada file-file multimedia, seperti video clip dan audio, yang mulai dimainkan dengan segera atau dalam hitungan detik setelah file tersebut diterima oleh komputer dari Internet atau Web. Dengan demikian, isi media tersebut langsung digunakan ketika dikirimkan dari server, bukan menunggu sampai seluruh file diunduh.

Figur 2.11 Taksonomi Multimedia Layanan gambar mendukung komunikasi dari gambar atau grafik. Aplikasi berbasis-gambar yang mencakup faksimile, computer-aided-design( CAD), publikasi, dan gambar medis. Gambargambar dapat disajikan dalam sebuah format grafikvektor, seperti yang digunakan dalam program-program gambar dan file-file PDF. Pada sebuah format grafik raster, sebuah gambar disajikan sebagai kumpulan titik dua dimensi, disebut plksel (pixel)4. Format JPEG yang dikompresi diperoleh dari sebuah format grafis raster. Layanan video membawa urutan gambar dalam satu waktu. Intinya, video memanfaatkan urutan dari gambar-gambar raster-scan. Aplikasi-aplikasi Multimedia Sampai sekarang, Internet telah didominasi oleh aplikasi-aplikasi pencarian keterangan, e-mail, dan transfer file, ditambah antarmuka Web yang menekankan teks dan gambar. Secara Komunikasi Data

Page 14

meningkat, Internet digunakan untuk aplikasi-aplikasi multimedia yang melibatkan jumlah data yang besar untuk visualisasi dan bantuan untuk interaktivitas real-time (waktu-nyata). Audio dan video streaming mungkin merupakan contoh yang paling dikenal dari aplikasi seperti ini. Contoh dari aplikasi interaktif adalah lingkungan pelatihan maya mencakup simulasi terdistribusi dan interaksi pengguna real-time. Beberapa contoh lainnya ditunjukkan dalam Tabel 2.3. Tabel 2.3 Domain dari Sistem Multimedia dan Contoh Aplikasi Domain Manajemen informasi

Contoh Aplikasi Hipermedia, database berkemampuan-multimedia, pencarian berbasis-isi

Hiburan

Game (permainan) komputer, video digital, audio (Mp3)

Telekomunikasi

Konferensi ideo, shared workspace (ruang kerja bersama), komunitas maya

Publikasi/pengiriman informasi

Pelatihan online, buku-buku elektronik, media streaming

daftar domain-domain aplikasi multimedia : • • • • •

Sistem informasi multimedia: Database, kios informasi, hiperteks, buku elektronik, dan sistem pakar multimedia. Sistem komunikasi multimedia: Kerja kolaboratif yang didukung komputer, video konferensi, media streaming, dan teleservis multimedia. Sistem hiburan multimedia: Game komputer 3D, game jaringan multipemain, informasi hiburan (infotainment), dan produksi audiovisual interaktif. Sistem bisnis multimedia: Perdagangan immersive-electronic, marketing, presentasi multimedia, brosur-brosur video, berbelanja secara maya, dan sebagainya. Sistem pendidikan multimedia: Buku-buku elektronik, materi-materi pengajaran fleksibel, sistem simulasi, pengujian otomatis, belajar jarak jauh, dan sebagainya.

Satu hal yang penting telah disoroti dalam Figur 2.1 1. Meskipun secara tradisional, istilah multimedia mengandung arti penggunaan secara simultan dari berbagai tipe-tipe media (contohnya, tambahan video pada sebuah dokumen teks), istilah tersebut digunakan untuk mengacu pada aplikasi yang membutuhkan pemrosesan real-time atau komunikasi video/audio saja. Oleh karena itu, voice over IP (VolP), audio streaming (pengaliran audio), dan video streaming (pengaliran video) dianggap sebagai aplikasiaplikasi multimedia meskipun masingmasing melibatkan hanya satu tipe media. Lalu Lintas Elastis dan Tidak elastis Sebelum membahas teknologi-teknologi multimedia, akan berguna jika kita melihat pertimbangan-pertimbangan penting, yang disebut tipe lalu lintas jaringan yang dihasilkan dari berbagai media dan aplikasi. Lalu lintas pada sebuah jaringan atau Internet dapat dibagi menjadi dua kategori luas: elastis dan tidak elastis. Pertimbangan dari kebutuhan mereka yang berbeda menjelaskan tentang kebutuhan akan arsitektur Internet yang ditingkatkan. Lalu lintas elastis dapat menyesuaikan diri, di sepanjang jangkauan yang luas, terhadap perubahan-perubahan dalam penundaan serta throughput (lewatan) sepanjang Internet dan masih memenuhi kebutuhan dari aplikasi-aplikasinya. Hal ini merupakan tipe tradisional dari lalu lintas yang disokong oleh Internet berbasis-TCP/IP dan merupakan tipe lalu lintas yang dibuat untuk Internet. Dengan TCP, lalu lintas pada koneksi-koneksi individual menyesuaikan dengan kemacetan dengan mengurangi kecepatan pada data yang diberikan ke jaringan.

Komunikasi Data

Page 15

Aplikasi elastis mencakup aplikasi berbasis-Internet yang umum, seperti transfer file, e-mail, remote logon, manajemen jaringan, dan akses Web. Akan tetapi, terdapat perbedaan di antara persyaratan dari aplikasi-aplikasi ini. Contohnya: • • •

•

E-mail umumnya sangat tidak sensitif terhadap perubahan dalam penundaan. Ketika transfer file dilakukan secara online, seperti yang sering kali dilakukan, pengguna berharap penundaannya akan proporsional dengan ukuran file sehingga akan sensitif terhadap perubahan dalam throughput. Dengan manajemen jaringan, penundaan secara umum tidak menjadi perhatian yang serius. Bagaimanapun juga, jika kegagalan dalam Internet disebabkan oleh kemacetan, maka kebutuhan akan pesan-pesan manajemen jaringan untuk disampaikan dengan penundaan minimum akan meningkat seiring dengan kemacetan yang meningkat. Aplikasi-aplikasi interaktil seperti remote logon dan akses Web, sangat sensitif terhadap penundaan

Jadi, meskipun kita membatasi perhatian kita pada lalu lintas elastis, layananI nternet yang dapat mengalokasikan sumber-sumber ke stream lalu lintas berdasarkan kebutuhan akan lebih berguna dibandingkan dengan hanya menyediakan alokasi yang setara. Lalu lintas tidak elastis tidak mudah beradaptasi, terhadap semua perubahan dalam penundaan dan throughput sepanjang Internet, Contoh utama adalah lalu lintas real-time, seperti suara dan video. Persyaratan-persyaratanu ntuk lalu lintas tidak elastis mencakup halhal berikut ini. • • •

•

Throughput: Nilai throughput minimum mungkin dibutuhkan. Tidak seperti sebagian besar lalu lintas elastis, yang dapat terus mengantarkan data mungkin dengan layanan yang menurun, banyak aplikasi tidak elastis membutuhkan throughput minimum yang tetap. Penundaan: sebuah contoh dari aplikasi sensitif-penundaan adalah perdagangan saham; seseorang yang secara konsisten menerima layanan yang tertunda akan secara konsisten terlambat beraksi, dengan kerugian yang lebih besar. Variasi penundaan: Semakin besar penundaan yang diperbolehkan, semakin panjang penundaan nyata dalam penyampaian data, dan semakin besar penahan penundaan yang dibutuhkan di penerima. Aplikasi interaksi real-time, seperti telekonferensi, mungkin membutuhkan batas lebih tinggi yang masuk akal pada variasi penundaan. Kehilangan paket: Aplikasi-aplikasi real-time bervariasi dalam jumlah hilangnya paket, jika sedikit, yang dapat mereka tahan.

Persyaratan-persyaratan ini sulit untuk dipenuhi dalam sebuah lingkungan dengan penundaan antrian yang beragam dan tidak ada nya kemacetan. Berdasarkan hal itu, lalu lintas tidak elastis memperkenalkan persyaratan baru dalam arsitektur Internet. Pertama, beberapa peralatan diperlukan untuk perlakuan lebih pada aplikasi dengan persyaratan yang lebih menuntut. Aplikasi-aplikasi perlu memiliki kemampuan untuk menyatakan kebutuhan mereka, baik sebelum waktunya dengan beberapa fungsi permintaan layanan, maupun ketika sedang berjalan, dengan field-field di header paket IP. Persyaratan ke dua dalam menyokong lalu lintas tidak elastis dalam suatu arsitektur Internet adalah lalu lintas elastis masih harus disokong. Teknologi-teknologi Multimedia Figur 2.11 menuliskan beberapa teknologi yang berhubungan dengan bantuan ke aplikasiaplikasi multimedia. Seperti yang dapat dilihat, aplikasi tersebut melibatkan teknologi-teknologi jangkauan luas. Berikut ini merupakan beberapa komentar singkat pada masing-masing area. • Kompresi: Video yang didigitalkan, dan audio yang jauh lebih sempit, dapat menciptakan jumlah lalu lintas yang sangat besar pada jaringan. Aplikasi streaming yang diantarkan pada banyak pengguna, memperbesar lalu lintas tersebut. Berdasarkan hal itu, standar-standar Komunikasi Data

Page 16

• •

•

telah dikembangkan untuk menghasilkan simpanan yang signifikan melalui kompresi. Standar yang paling khusus dari standar-standar semacam itu adalah JPG untuk gambar tidak bergerak dan MPG untuk video. Komunikasi/Jaringan: Kategori luas ini mencakup teknologi-teknologi transmisi dan jaringan (contohnya, SONET, ATM) yang dapat menyokong lalu lintas multimedia bervolume tinggi. Protokol-protokol : Sejumlah protokol merupakan pembantu yang menyokong lalu lintas multimedia. Salah satu contohnya adalah Protokol Tianspor Waktu-Nyata (Real-time Transport ProtocoL-NlP), yang didesain untuk menyokong lalu lintas tidak elastis. RTP menggunakan strategi penampungan dan pembuangan untuk memastikan lalu lintas realtime diterima oleh pengguna terakhir dalam suatu aliran kontinu yang halus. Contoh lainnya adalah Session Innitiation Protocol (SIP), sebuah protokol kontrol tingkat aplikasi untuk memasang, memodifikasi, dan mengakhiri sesi-sesi real-time antara para partisipan sepanjang sebuah jaringan data IP. Kualitas layanan (Quality of service-QoS): Internet dan jaringan area lokal dan luas yang mendasarinya harus mencakup suatu kemampuan QoS untuk menyediakan tingkat layanan yang berbeda ke tipe-tipe lalu lintas aplikasi yang berbeda. Kemampuan QoS dapat menangani prioritas, batasan penundaan, batasan variabilitas penundaan, dan persyaratan serupa lainnya.

Komunikasi Data

Page 17