Pengertian dan Cara Kerja Network Layer Beserta Contoh

Modul Makalah - Pengertian dan Cara Kerja Network Layer Beserta Contoh - Artikel ini membahas tentang protokol dan fungsi dari Network Layer. Melalui artikel ini diharapkan dapat memahami bagaimana protokol pada layer Network beserta fungsinya.

Komunikasi Host ke Host

Network layer, atau OSI Layer 3, menyediakan pertukaran data individu pada jaringan antara end device. Layer 3 menggunakan 4 proses dasar:

• Addressing
• Encapsulation
• Routing
• Decapsulation

image source: cloud.com

baca juga: Pengertian dan Cara Kerja Mail Server Serta Contoh

1. Addressing

Network layer harus menyediakan sebuah mekanisme pengalamatan end device. Jika potongan data individu harus diarahkan ke sebuah end device, device tersebut harus memiliki sebuah alamat yang unik. Pada IPv4 network, jika alamat ditambahkan ke sebuah perangkat atau device, perangkat tersebut disebut sebagai host.

2. Encapsulation

Network layer harus menyediakan enkapsulasi. Tidak hanya perangkat yang harus diidentifikasi dengan sebuah alamat, potongan individu Network layer PDUs juga harus berisi alamat ini. Selama proses enkapsulasi, Layer 3 menerima Layer 4 PDU dan menambahkan sebuah Layer 3 header, atau label, untuk menciptakan Layer 3 PDU, dan disebut sebagai paket.

Pada saat paket dibuat, headernya harus berisi informasi lain seperti alamat host tujuan. Alamat ini dikenal sebagai destination address. Layer 3 header juga berisi alamat dari host asal yang disebut source address.

Setelah Network layer menyelesaikan proses enkapsulasinya, paket dikirim ke layer berikutnya Data Link layer untuk persiapan pengangkutan melalui medium

3. Routing

Network layer harus menyediakan layanan untuk mengarahkan paket ke host tujuan. Host sumber dan tujuan tidak selalu tersambung pada network yang sama, sehingga paket bisa saja melewati banyak jaringan yang berbeda. Sepanjang perjalanan, setiap paket harus diarahkan sepanjang network untuk mencapai tujuan akhirnya. Intermediary devices yang menghubungkan antar network disebut routers. Router berfungsi untuk memilih jalur dan mengarahkan paket ke tujuannya. Proses ini disebut sebagai routing. Selama routing melalui sebuah internetwork, packet akan melewati banyak intermediary devices. Setiap rute dimana sebuah packet mencapai perangkat berikutnya disebut hop.

4. Decapsulation

Paket sampai pada host tujuan dan diproses pada Layer 3. Host memeriksa alamat tujuan untuk memverifikasi bahwa packet dialamati untuk perangkat ini. Jika alamatnya benar, maka paket di dekapsulasi oleh Network layer dan Layer 4 PDU berisi paket dilanjutkan ke Transport layer.

Network Layer Protokol

Protokol yang diimplementasikan pada Network layer:

• Internet Protocol version 4 (IPv4)
• Internet Protocol version 6 (IPv6)
• Novell Internetwork Packet Exchange (IPX)
• AppleTalk
• Connectionless Network Service (CLNS/DECNet)

Internet Protocol version 4 (IPv4)

Karakteristik Ipv4

1. Connectionless : tidak ada koneksi yang dibuat sebelum mengirimkan paket data

2. Best Effort (unreliable) : tidak ada overhead yang digunakan untuk menjamin pengiriman paket.

3. Media Independent – beroperasi secara independen terhadap medium yang membawa data

IP Packet

IPv4 encapsulates, atau packages, Transport layer segment atau datagram sehingga network dapat mengirimkannya ke host tujuan.

Proses enkapsulasi IPv4

1. Transport layer menambahkan sebuah header ke segmen agar dapat dihitung dan diurut pada tujuan

2. Network layer menambahkan sebuah header sehingga paket dapat diarahkan ke jaringan dan mencapai tujuan nya

3. Pada TCP/IP network layer PDU adalah IP Packet

IPv4 Packet Header

Ada 6 bagian utama pada sebuah IPv4 packet header:

• IP Source Address
• IP Destination Address
• Time-to-Live (TTL)
• Type-of-Service (ToS)
• Protocol
• Fragment Offset

IP Source Address

IP Source Address field berisi 32-bit biner yang merepresentasikan packet source Network layer host address.

IP Destination Address

IP Destination Address field berisi 32-bit biner yang merepresentasikan packet destination Network layer host address.

Time-to-Live

Time-to-Live (TTL) terdiri dari 8-bit biner yang mengindikasikan waktu tersisa "life" packet. Nilai TTL akan dikurangi 1 setiap paket diproses oleh 1 router (setiap hop). Pada saat nilai sama dengan nol, router akan membuang paket dan dihapus dari aliran data jaringan.

Mekanisme ini bertujuan untuk menghindari paket yang tidak mencapai tujuannya dari forward tanpa batas antar router dalam sebuah routing loop. Jika routing loops mengizinkan untuk lanjut, maka jaringan akan padat dengan paket data yang tidak akan pernah mencapai tujuan sehingga menimbulkan kemacetan.

Pengurangan nilai TTL pada setiap hop menjamin bahwa ketika nilainya sam dengan nol, paket akan dibuang.

Type-of-Service

Bagian Type-of-Service terdiri dari 8-bit biner yang digunakan untuk menentukan prioritas dari setiap paket. Nilai ini mengizinkan sebuah mekanisme Quality-of-Service (QoS) diimplementasikan untuk paket dengan prioritas yang tinggi seperti telephony voice data. Router yang memproses paket dapat dikonfigurasi untuk memutuskan paket mana yang akan dikirim pertama kali berdasarkan nilai Type-of-Service.

Protocol

Terdiri dari 8-bit biner yang mengindikasikan jenis data payload dimana packet dibawa. Protocol field mengizinkan Network layer untuk melewatkan datanya ke layer protocol bagian atas.

Contoh nilainya antara lain:

• 01 ICMP
• 06 TCP
• 17 UDP

Fragment Offset

Sebuah router terkadang harus membagi sebuah packet pada saat meneruskannya dari satu medium ke medium yang memiliki MTU lebih kecil. Pada pembagian terjadi, paket IPv4 menggunakan Fragment Offset field dan MF flag pada IP header untuk menggabungkan kembali paket paket pada saat sampai di host tujuan. fragment offset field menentukan urutan packet fragment dalam penggabungan ulang.

- More Fragments flag
More Fragments (MF) flag terdiri dari bit biner tunggal dalam Flag field yang digunakan dengan Fragment Offset untuk fragmentasi dan rekonstruksi paket. Pada saat host penerima melihat sebuah paket datang dengan MF = 1, host tersebut memeriksa fragment Offset untuk melihat dimanakah fragment ini ditempatkan pada reconstructed packet. Pada saat host penerima menerima sebuah frame dengan MF = 0 dan sebuah nilai non-zero dalam Fragment offset, host akan menempatkan fragment pada bagian akhir reconstructed packet. Sebuah unfragmented packet memiliki semua zero fragmentation information (MF = 0, fragment offset =0).

- Don't Fragment flag
Don't Fragment (DF) flag terdiri dari bit tunggal dalam Flag field yang mengindikasikan bahwa fragmentasi dari packet tidak diizinkan. Jika Don't Fragment flag bit di set, maka fragmentasi dari paket ini tidak diizinkan. jika sebuah router harus mem- fragment sebuah packet untuk mengizinkannya lewat ke Data Link layer tetapi DF bit di set 1, maka router akan membuang packet ini.

Version
Berisi IP version number (4)

Header Length (IHL)
Menentukan ukuran dari packet header.

Packet Length
Field ini memberikan ukuran paket keseluruhan termasuk header dan data dalam bytes.

Identification
Field ini digunakan untuk uniquely identifying fragments dari sebuah original IP packet

Header Checksum
Checksum field digunakan untuk pemeriksaan error packet header.

Options
There is provision for additional fields in the IPv4 header to provide other services but these are rarely used.

Contoh

Sekian artikel tentang Pengertian dan Cara Kerja Network Layer Beserta Contoh.

DAFTAR PUSTAKA

1. Stallings, W. [2011] Data and Computer Communications (8th edition), Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, chapter 1
2. CCNA exploration 4.0 Network Fundamental