Konsep dan Komunikasi Data dalam WAN Lanjutan

Konsep dan Komunikasi Data dalam WAN Lanjutan - Beberapa organisasi yang berperan dalam pembakuan komunikasi data. Protokol komunikasi data didefinisikan sebagai prosedur dan peraturan yang mengatur operasi peralatan komunikasi data. Model OSI membagi protokol untuk komunikasi data atas 7 lapisan atau layers. Selain model OSI ialah SNA (Systems Network Architecture) yang merupakan arsitektur jaringan sistem komputer IBM. TCP/IP memungkinkan penggunaan protokol jaringan berbeda untuk saling berkomunikasi. Misalnya jaringan SNA dengan jaringan lain yang menggunakan prinsip Client/Server seperti yang didukung oleh Unix, Windows.

Perkembangan yang pesat dari teknologi semikonduktor terutama dalam bidang miniaturisasi menyebabkan ukuran fisik komputer semakin kecil akan tetapi kemampuan komputer menjadi semakin besar. Terdapat berbagai macam merk dan sistem komputer yang masing-masing memiliki ciri khas sendiri. Teknologi informasi berkembang dengan pesat menuntut kemampuan agar sistem komputer satu dengan yang lain dapat berkomunikasi. Komunikasi harus dapat dilakukan tanpa tergantung pada merek, sistem operasi ataupun aplikasi yang dijalankannya. 

image source: www.tecsenza.com

artikel sebelumnya:

• Konsep dan Komunikasi Data Wide Area Network (WAN)

Beberapa organisasi yang berperan dalam pembakuan komunikasi data antara lain adalah :

• EIA (Electronic Industries Association)Organisasi yang merupakan perkumpulan pabrik-pabrik elektronika di USA.
• ITU (International Telecommunications Union)Organisasi yang berada didalam naungan PBB
• ISO (International Standards Organization)Organisasi internasional yang menghimpun organisasi yang menentukan standardisasi di negaranya masing-masing.
• ANSI (American National Standars Institute)Organisasi yang menentukan standardisasi di USA.
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)Organisasi yang beranggotakan para sarjana listrik secara internasional dan semakin berperan dalam hal standardisasi.

Adanya pengolahan data tersebar dan jaringan komputer mengandung arti bahwa aplikasi dan sistem harus dapat berkomunikasi. Aplikasi berarti program seperti misalnya fasilitas data base, electronic mail dan lain-lain sedangkan sistem ialah komputer, terminal dan perangkat keras lainnya. Agar sistem dan aplikasi dapat berkomunikasi dalam suatu jaringan mereka harus menggunakan ketentuan yang sama. Protokol komunikasi data didefinisikan sebagai prosedur dan peraturan yang mengatur operasi peralatan komunikasi data. 

Secara garis besar protokol melaksanakan 2 fungsi:

1. Membangun sambungan antara pengirim dan penerima.
2. Menyalurkan informasi dengan keandalan yang tinggi.

Protokol ini pada awalnya didefinisikan sendiri oleh pabrik tersebut dan dikenal sebagai proprietary protocol. Protokol semacam ini tidak dapat saling berhubungan karena berbeda satu sama lain, Untuk mengatasi masalah tersebut ISO bekerja sama dengan organisasi lain seperti ITU, EIA, dan lain-lain untuk membuat protokol baku yang dapat diterima oleh semua pihak. Dalam usahanya mengembangkan protokol komunikasi data yang baru digunakanlah suatu model atau arsitektur jaringan. 

Dalam komunikasi antar komputer dikenal beberapa arsitektur jaringan antara lain model OSI, SNA, TCP/IP, dan lain-lain. Arsitektur jaringan merupakan sebuah bagan umum yang mengatur bagaimana perangkat keras dan perangkat lunak itu dapat membentuk jaringan komputer. Dalam arsitektur jaringan didefinisikan pembagian fungsi komunikasi, protokol, pembakuan dan format pesan yang harus dipatuhi perangkat keras maupun lunak sehingga dapat berbagi data, sumber daya dan program. 

Arsitektur harus dapat menyediakan berbagai konfigurasi yang dengan mudah dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan. Arsitektur juga memungkinkan berbagai sistem dipadukan. Arsitektur jaringan yang dikembangkan oleh ISO ini dikenal sebagai model OSI (Open Systems Interconnections) 7 Layer. Model 7 layer ini menggunakan layers untuk menentukan berbagai macam fungsi dan operasi sistim komunikasi data. Model ini sebenarnya tidak menentukan secara sangat terinci segala aspek dari suatu protokol, tetapi hanya memberikan secara garis besar batasan suatu protokol untuk memudahkan dan memungkinkan tiap perusahaan membuat protokolnya sendiri secara terpisah tetapi pada akhirnya masih dapat saling berhubungan satu dengan yang lain. 

Untuk hal-hal yang lebih rinci dapat dipilih standard yang telah dibuat oleh salah satu organisasi tadi dan yang dapat diterima oleh sebagian besar perusahaan. Model OSI membagi protokol untuk komunikasi data atas 7 lapisan atau layers. Tiap layer independent tetapi fungsi dari masing-masing layer tergantung dari keberhasilan operasi layer sebelumnya. Open system ini bertujuan dapat agar terjalin kerja sama antara peralatan dari pabrik dan rancangan (design) yang berbeda dalam hal:

• Koordinasi berbagai macam kegiatan seperti komunikasi antar proses.
• Penyimpanan data
• Manajemen dari sumber serta proses
• Keandalan dan kamanan (security) dari sistem
• Software support

MODEL 7 LAYER

OSI mendefinisikan sistem sebagai himpunan dari satu atau lebih komputer beserta software, terminal, operator, proses, alat penyalur informasi lainnya yang dapat melaksanakan pengolahan dan penyaluran informasi. Konsep layer merupakan bentuk dasar yang dipakai dalam model OSI. Tiap sistem dalam model OSI dianggap terdiri atas beberapa subsistem yang terdefinisi dan diklasifikasi menurut fungsinya. Dikenal 7 layer:

• Layer 7 Application Layer
• Layer 6 Presentation Layer
• Layer 5 Session Layer
• Layer 4 Transport Layer
• Layer 3 Network Layer
• Layer 2 Data Link Layer
• Layer 1 Physical Layer

Layer tertentu di pengirim hanya perlu berhubungan dengan layer yang sama di penerima (jadi misalnya transport layer penerima hanya berhubungan dengan transport layer pengirim) disamping berhubungan dengan layer di atas dan di bawah di tempat di mana layer tersebut berada (jadi transport layer berhubungan dengan session layer di atasnya dan network layer di bawahnya, tetapi semuanya di penerima misalnya). Keuntungan dari bentuk Layer :

• Bilamana jumlah layer yang dipakai sedikit integrasi dari layer-layer yang ada mudah dan jelas dan interaksi antar layer dapat diperkecil. Perubahan jenis sambungan fisik tidak mempengaruhi jaringan dan layer di atasnya.
• Pengendalian komunikasi dalam bentuk layer menambah overhead karena tiap layer berkomunikasi dengan lawannya melalui header, tetapi layer lebih mudah administrasi dan standardisasinya. Walaupun protokolnya kompleks tetapi fungsi tiap layer dapat dimodularisasikan sehingga mudah ditanggulangi.
• Kendali dengan layer memungkinkan komunikasi antar peralatan buatan berbagai pabrik. Standardisasi paling banyak berlaku pada layer yang rendah dan makin berkurang pada layer atas. Layer application hampir tidak ada standardisasi.
• Tujuan model OSI ialah membuat kerangka agar sistem atau jaringan yang mengikutinya dapat saling tukar informasi (pesan, paket dan address), sehingga tidak bergantung pada merk dan model komputer atau peralatan lainnya.
• Tiga layer pertama merupakan interface antara terminal dan jaringan yang dipakai bersama, dan empat terakhir menggambarkan hubungan end-to end antara perangkat lunak.
• Antar layer berlainan terdapat interace, sedangkan antar layer yang sama terdapat protokol.

Layer 1 sampai dengan 4 memberikan transfer service, karena keempat layer ini menyalurkan atau memindahkan pesan (message) dari satu tempat ke tempat yang lain; sedangkan layer 5 sampai dengan 7 disebut user layer karena layer-layer ini memberikan access untuk mendapatkan dan mengirimkan data melalui jaringan. Walaupun model ini dipatuhi namun tidak menjamin terjadinya komunikasi antar proses. Tiap-tiap layer mendefinisikan sejumlah fungsi dan layanan yang ada dalam protokol. Protokol pada layer atas tidak bergantung pada jaringan, sedangkan pada layer di bawah bergantung pada jaringan (misalnya pada data link layer dikenal berbagai protokol seperti HDLC, dan sebagainya). Protokol standard untuk layer 1 dan 2 sudah ada, sedangkan layer di atasnya masih terbatas walaupun telah berkembang cukup pesat. 

MODEL SNA

Selain model OSI terdapat beberapa arsitektur jaringan lain yang telah ada sebelumnya dan telah banyak dipakai. Arsitektur jaringan ini umumnya merupakan arsitektur yang berkaitan erat dengan produk pabrikan tertentu. Salah satu arsitektur jaringan yang cukup berpengaruh dan telah banyak dipakai ialah SNA (Systems Network Architecture) yang merupakan arsitektur jaringan sistem komputer IBM.

Gambar OSI dan SNA

Dalam usaha membuat jaringan transparan bagi pemakai jasa, SNA menyediakan segala fungsi kendali dan fungsi pengelolaan. Fungsi ini dipecah-pecah menjadi beberapa layer. Tiap layer mempunyai tugas layanannya sendiri-sendiri. SNA juga mempunyai 7 layer yang utama yaitu:

1. Transaction Services
2. Presentation Services
3. Data Flow Control
4. Transmission Control
5. Path Control
6. Data Link Control
7. Physical Control

Physical Control
Mirip dengan Physical Layer dari OSI yaitu memberikan ketentuan tentang sambungan fisik. SNA memberikan ketentuan interface serial dan paralel. Paralel digunakan untuk sambungan dengan kecepatan tinggi seperti antara main frame dengan Front End Processor.

Data Link Control
Sebanding dengan Data Link Layer pada OSI yaitu memungkinkan penyaluran data secara andal melalui saluran fisik. Tugas utama mendeteksi dan memperbaiki kesalahan transmisi yang terjadi. Untuk hubungan serial protokol yang ditentukan ialah SDLC, sedangkan hubungan paralel dengan kecepatan tinggi ialah Data Channel Protocol S/370.

Path Control
Fungsi utamanya ialah melakukan routing dan kendali aliran . Bertanggung jawab untuk membentuk sebuah kanal logik (logical channel) antara sumber dan penerima yang masing-masing diacu sebagai NAU (Network Adressable Unit) yaitu besaran tingkat aplikasi yang dapat dipanggil dan mampu melakukan tukar menukar data dengan besaran lain.

Transmission Control
Mirip dengan layer 4 dari model OSI. Layer ini bertanggung jawab dalam membuat, menjaga dan menghentikan session SNA dengan mengikuti status dari session yang berjalan. Layer ini juga mengendalikan aliran data yang membentuk sebuah message yang dikirim agar diterima dengan urutan yang benar. Sebuah session setara dengan sebuah transport connection dari OSI. Layer ini dapat membentuk sebuah session sebagai tanggapan atas permintaan dari layer yang lebih tinggi, proses aplikasi atau untuk keperluan kendalinya sendiri. Transmission control tidak hanya mengalihkan sebuah pesan dalam menanggapi permintaan layer kendali transfer tapi juga langsung dari end user. Semua pesan yang dialihkan melewati jaringan membawa informasi kendali protokol yang dibangkitkan oleh connection point manager dari transmission control layer. Informasi kendali protokol digunakan untuk:

1. Menentukan alamat yang dituju (dalam layer atau LU,layer lain)
2. Menerapkan kendali aliran dan kendali lain pada LU yang dipertukarkan antar 2 LU.

Data Flow control
Mirip dengan layer 5 dari OSI. Terlihat di sini bahwa manajemen session pada SNA terbagi dalam 2 layer yaitu Transmission Control yang berorientasi pada transmisi dan Data Flow Control yang berorientasi pada pemakai akhir. Layer ini bertanggung jawab dalam memberikan layanan yang berkaitan dengan session yang diperlukan oleh proses, terminal dan user.

Presentation Service:
Layer ini tadinya dipandang sebagai bagian suatu layer yang disebut FM (Function Management) layer. FM adalah himpunan fungsi dan layanan yang disediakan bagi pemakai akhir. FM sekarang dipecah menjadi 2 layer yaitu Presentation Services dan Transaction Services

Transaction Services:
Menyediakan manajemen jaringan (network management services) dengan fungsi-fungsi seperti :

• Layanan Konfigurasi: memungkinkan seorang operator memulai atau melakukan konfigurasi kembali jaringan
• Layanan Operator Jaringan: mendapatkan informasi statistik jaringan, komunikasi antara pemakai dan proses ke operator jaringan.
• Layanan Session: mendukung pengaktifan sebuah session atas nama pemakai akhir dan aplikasi. Ini merupakan interface antara user ke tranmission control
• Layanan Perawatan dan Pengelolaan: menyediakan fasilitas pengujian jaringan dan membantu dalam melokalisasi gangguan

Kalau SNA dibandingkan dengan OSI maka terlihat bahwa Function Management layer sama dengan kombinasi sebagian Appplication layer dan seluruh Presentation layer, Data Flow Control analog dengan Session layer dan Transmission Control analog dengan Transport layer.

MODEL TCP / IP

Sebelum terjadinya perkembangan komputer seperti yang sekarang ini yaitu adanya microprocessor yang memunculkan Personal Computer (PC) dan kemudian jaringan LAN, komputer hanya mungkin dimiliki oleh organisasi yang besar dan mempunyai kemampuan keuangan yang kuat pula.. Organisasi ini akan mendasarkan jaringan komputernya mengikuti perangkat yang dimilikinya dan dibuat oleh satu vendor sehingga terdapat kemudahan dalam pengoperasiannya. Selain perkembangan teknologi informasi yang memungkinkan kepemilikan komputer dengan biaya yang cukup rendah, perkembangan dunia bisnis mengakibatkan pola pikir ketergantungan pada satu vendor diubah. 

Pola bisnis yang ditandai dengan adanya merger, akusisi, downsizing dan sebagainya menyebabkan suatu organisasi memiliki jaringan yang heterogen. Jaringan heterogen ini harus dapat berhubungan dengan jaringan yang lain. Tiap bagian dari sebuah perusahaan dapat berkomunikasi dengan bagian lain dari perusahaan tersebut (intranet) bahkan sekarang dengan jaringan oganisasi lain atau perusahaan lain (extranet). Kegiatan semacam ini disebut sebagai internetworking. Bilamana masih bergantung pada vendor tertentu akan terdapat kesukaran untuk berkomunikasi secara ekonomik. Penyelesaian secara teknik ialah dengan menggunakan Gateway yang dirancang khusus untuk menjembatani satu jaringan dengan jaringan lain. Pembuatan Gateway semacam ini memerlukan biaya dan waktu. Jaringan yang mengikuti arsitektur TCP/IP memungkinkan ada internetworking yang didukung oleh mayoritas pabrikan maupun pemberi jasa layanan. 

TCP/IP memungkinkan penggunaan protokol jaringan berbeda untuk saling berkomunikasi sehingga misalnya jaringan SNA dapat berkomunikasi dengan jaringan lain yang menggunakan prinsip Client/Server seperti yang didukung oleh Unix, Windows. Internetworking melalui TCP/IP tidak mengurangi keunggulan dari jaringan yang telah ada tersebut. Kebutuhan akan kemampuan untuk melakukan internetworking sangat nyata pada Internet. Internet yang pada awalnya adalah jaringan komputer bagi keperluan riset telah berkembang menjadi jaringan global untuk segala macam keperluan termasuk komersial. Internet ini fungsi utamanya ialah internetworking yang memungkinkan berbagai jaringan komputer yang berbeda dapat saling berkomunikasi dan melakukan pertukaran data dengan mudah. Beberapa konsep yang paling penting yang memungkinkan komunikasi antar komputer utama ialah adanya ketentuan mengenai pengalamatan (addressing) yang baku, kemampuan routing dan protokol bagi internetworking yaitu IP (Internetworking Protocol). 

Internet menggunakan teknik packet switching dengan store and forward yang merupakan kemampuan yang memungkinkan perkembangan pesat. Internet memberikan ketahanan bagi komunikasi melalui jaringan karena connectionless packet switching memungkinkan dilakukannya rerouting bilamana ada jalur yang terganggu. Oleh karena semenjak awal Internet sengaja dirancang untuk memungkinkan komunikasi antara jaringan dan sistem yang tidak homogin maka ketentuann tekniknya tidak merupakan milik satu perusahaan atau vendor saja akan dapat digunakan dengan bebas oleh siapa saja. Kumpulan jaringan heterogen ini membentuk apa yang sekarang dikenal sebagai Internet. Arsitektur atau model jaringan yang digunakan bagi jaringan yang semacam ini dikenal dengan nama jaringan TCP/IP karena mempunyai 2 protokol yang menonjol yaitu IP (Internetworking Protocol) dan TCP (Transmission Control Protocol). 

TCP/IP merupakan protokol yang digunakan oleh internet. Sebagaimana model lainnya, TCP/IP juga menggunakan layering untuk melakukan komunikasi antar sistem. Arsitektur TCP/IP terdiri atas 4 layer yaitu:

1. Network Access Layer
2. Internetworking Layer
3. Host to Host Layer (Transport Layer)
4. Application Layer

Internetworking Protocol (IP) memungkinkan terjadinya komunikasi antar jaringan heterogen yaitu jaringan yang dibangun menggunakan berbagai teknologi yang berbeda. Setiap komputer yang tersambung pada jaringan yang mengikuti arsitektur TCP/IP ini akan dapat berkomunikasi dengan komputer lain yang tersambung pada Internet atau mengikuti model ini. Arsitektur TCP/IP tidak saja menyangkut 2 protokol yang umum yaitu TCP dan IP tetapi juga berkaitan dengan berbagai macam protokol lain seperti HTTP, Telnet, FTP dan sebagainya. IP dikembangkan untuk memberikan pengalihan paket secara connectionless melalui internetworking. Untuk memberikan layanan komunikasi yang menjamin aliran data yang handal, digunakan protokol lain di atas protokol IP yaitu dengan menggunakan Transmission Control Protocol (TCP). Dalam jaringan TCP/IP jaringan akan saling disambungkan melalui sebuah packet switch yang dikenak sebagai router atau gateway. Jaringan TCP/IP mempunyai kekurangan dalam hal Quality of Service yaitu jaminan akan kualitas penyaluran informasi real time misalnya dalam hal delay time atau paket yang hilang.

Gambar Model TCP/IP

Network Access layer
Bertugas dalam aspek pengalihan data ke dalam jaringan, yaitu bagaimana paket dapat masuk ke dalam jaringan melalui sambungan fisik (saluran komunikasi) atau media yang tersedia. Paket dari layer atas dikirimkan ke perangkat keras yang tersambung ke media transmisi. Layer ini berkaitan erat dengan Layer Physical dan Layer Data link dari model OSI. Pada layer ini telah tersedia berbagai protokol yaitu X.25, Frame Relay, Ethernet, dan sebagainya. Pada tiap Router (Gateway) protokol network access akan melakukan enkapsulasi ke dalam format paket atau frame dari interface jaringan fisik tersebut. Layer ini berkaitan erat dengan teknologi yang digunakan oleh media transmisi.

Internetworking layer
Berperan dalam pengalihan informasi melalui jaringan, sering disebut sebagai Internet Layer. Mirip dengan layer network pada model OSI, layer ini menerima paket dari transport layer yang enkapsulasi sebagai paket IP. Keunggulan utama dari IP ialah adanya pengalamatan yang unik dan didukung oleh semua pihak secara global. Pemberian alamat jaringan (network address) maupun address global yang unik bagi tiap komputer yang tersambung pada Internet merupakan tugas layer internet ini demikian pula routing dan pengendalian kongesti. IP menggunakan hierarchical address yang banyaknya terbatas dan terdiri atas 4 oktet. Alamat terdiri atas 2 bagian yaitu Network ID dan Host ID. Untuk memudahkan penentuan alamat, arsitektur ini mendukung penggunaan nama untuk mengidentifikasi komputer pada jaringan yang mempunyai alamat IP. 

Untuk memudahkan penentuan alamat, model TCP/IP ini mendukung penggunaan nama untuk mengidentifikasi komputer pada jaringan yang mempunyai alamat IP. Atas dasar informasi address tujuan, maka digunakan routing algoritma untuk menentukan apakah paket dikirimkan ke gateway atau tetap sebagai paket lokal. Paket IP disebut datagram dan setiap paket mempunyai kemungkinan menyeberangi jaringan melalui jalur yang berbeda. Router merupakan perangkat yang menyalurkan paket IP ke dalam jaringan untuk kebutuhan internetworking. Pengiriman paket dari berbagai user akan dimultipleks secara statistical oleh router. 

Saluran komunikasi akan menghubungkan router yang tersambung pada jaringan atau dan Internet sehingga paket IP dapat mencapai tujuannya. Layer ini memberikan layanan yang disebut sebagai best-effort. Layanan best effort tidak memberikan jaminan mengenai hasil dari penyaluran informasi seperti waktu tunda, paket yang hilang, urutan, keandalan paket dan sebagaimnya. IP membuat agar operasi dalam jaringan sederhana dan tidak membebani router yang bertanggung jawab dalam menyalurkan paket secepat mungkin ke dalam jaringan. Hal-hal lain yang berkaitan dengan keandalan akan diberikan kepada layer lebih tinggi. Selain IP beberapa protokol lain yang termasuk pada layer ini adalah ICMP, IGMP, ARP, dan RARP

Host to Host Layer (Transport layer)
Menerima data dari application layer dan mengatur aliran informasi antara 2 pihak yang berhubungan. Layer ini juga membagi data yang diterima dari Application Layer menjadi paket yang lebih kecil. Protokol yang termasuk pada layer ini ialah Transmission Control Protocol (TCP) yang memberikan layanan handal secara connection oriented dan yang kedua adalah User Datagram Protocol (UDP) memberikan layanan connectionless transfer secara best effort. Untuk memberikan jaminan kualitas jaringan (Quality of Service) digunakan TCP. 

TCP memberikan kemungkinan penyampaian informasi dengan keandalan yang sangat tinggi. Secara fungsional TCP setara dengan layer Transport Layer dari model OSI. TCP digunakan bilamana aplikasi memerlukan penyampaian informasi secara handal dan juga menurut urutan yang tepat. TCP akan memberikan pengalihan informasi yang handal dengan menggunalan layanan connectionless dari IP. TCP akan berperan secara end to end yaitu antara pengirim dan penerima dengan memberikan kendali kesalahan (error control) dan kendali aliran (flow control).

Application layer
Application layer berfungsi mirip dengan tiga layer atas dari model OSI yaitu layer Session, Presentation dan Application. Application layer memberikan layanan yang dapat digunakan oleh aplikasi lain seperti misalnya Remote Login (TELNET), e-mail (SMTP), manajemen jaringan (SNMP) dan sebagainya. Selain dari aplikasi di atas terdapat aplikasi lain yang berkaitan erat dengan Internet seperti HTTP, DHCP, DNS dan sebagainya.

Sekian artikel tentang Konsep dan Komunikasi Data dalam WAN Lanjutan.