Model Referensi Data

1. Model referensi OSI

Untuk menyelenggarakan komunikasi berbagai macam vendor komputer, diperlukan sebuah aturan baku yang standar dan disetujui berbagai fihak. Seperti halnya dua orang yang berlainan bangsa, maka untuk berkomunikasi memerlukan penerjemah/interpreter atau satu bahasa yang dimengerti kedua belah pihak. Dalam dunia komputer dan telekomunikasi interpreter identik dengan protokol. Untuk itu maka badan dunia yang menangani masalah standarisasi ISO (International Standardization Organization) membuat aturan baku yang dikenal dengan nama model referensi OSI (Open System Interconnection). Dengan demikian diharapkan semua vendor perangkat telekomunikasi haruslah berpedoman dengan model referensi ini dalam mengembangkan protokolnya. Berikut deskripsi Model referensi OSI:

• Sebuah Model Layer
• Setiap layer melakukan sekumpulan fungsi tertentu untuk mensukseskan komunikasi data
• Setiap layer bergantung pada layer yang ada di bawahnya untuk melakukan fungsinya
• Setiap layer akan mendukung operasi lapisan yang berada di atasnya
• Implementasi pada setiap lapis seharusnya tidak bergantung pada lapisan lainnya

Model referensi jaringan terbuka OSI atau OSI Reference Model for open networking adalah sebuah model arsitektural jaringan yang dikembangkan oleh badan International Organization for Standardization (ISO) di Eropa pada tahun 1977. OSI sendiri merupakan singkatan dari Open System Interconnection. Model ini disebut juga dengan model “Model tujuh lapis OSI” (OSI seven layer model). Berikut ketujuh layer pada model OSI :

A. physical layer

physical layer atau PHY Layer adalah lapisan pertama dalam model referensi jaringan OSI (lapisan ini merupakan lapisan terendah) dari tujuh lapisan lainnya. Lapisan ini mendefinisikan antarmuka dan mekanisme untuk meletakkan bit-bit data di atas media jaringan (kabel, radio, atau cahaya). Selain itu, lapisan ini juga mendefinisikan tegangan listrik, arus listrik, modulasi, sinkronisasi antar bit, pengaktifan koneksi dan pemutusannya, dan beberapa karakteristik kelistrikan untuk media transmisi (seperti halnya kabel UTP/STP, kabel koaksial, atau kabel fiber-optic). Protokol-protokol pada level PHY mencakup IEEE 802.3, RS-232C, dan X.21. Repeater, transceiver, kartu jaringan/network interface card (NIC), dan pengabelan beroperasi di dalam lapisan ini.

B. data-link layer

data link layer) adalah lapisan kedua dari bawah dalam model OSI, yang dapat melakukan konversi frame-frame jaringan yang berisi data yang dikirimkan menjadi bit-bit mentah agar dapat diproses oleh lapisan fisik. Lapisan ini merupakan lapisan yang akan melakukan transmisi data antara perangkat-perangkat jaringan yang saling berdekatan di dalam sebuah wide area network (WAN), atau antara node di dalam sebuah segmen local area network (LAN) yang sama. Lapisan ini bertanggungjawab dalam membuat frame, flow control, koreksi kesalahan dan pentransmisian ulang terhadap frame yang dianggap gagal. MAC address juga diimplementasikan di dalam lapisan ini. Selain itu, beberapa perangkat seperti Network Interface Card (NIC), switch layer 2 serta bridge jaringan juga beroperasi di sini.

Lapisan data-link menawarkan layanan pentransferan data melalui saluran fisik. Pentransferan data tersebut mungkin dapat diandalkan atau tidak: beberapa protokol lapisan data-link tidak mengimplementasikan fungsi Acknowledgment untuk sebuah frame yang sukses diterima, dan beberapa protokol bahkan tidak memiliki fitur pengecekan kesalahan transmisi (dengan menggunakan checksumming). Pada kasus-kasus tersebut, fitur-fitur acknowledgment dan pendeteksian kesalahan harus diimplementasikan pada lapisan yang lebih tinggi, seperti halnya protokol Transmission Control Protocol (TCP) (lapisan transport).

Tugas utama dari data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi data mentah dan mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. Sebelum diteruskan ke Network Layer, lapisan data link melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian lapisan data link mentransmisikan frame tersebut secara berurutan dan memproses acknowledgement frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena lapisan fisik menerima dan mengirim aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur frame, maka tergantung pada lapisan data-link-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame.Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).

a. Media Access Control adalah sebuah metode untuk mentransmisikan sinyal yang dimiliki oleh node-node yang terhubung ke jaringan tanpa terjadi konflik.Ketika dua komputer meletakkan sinyal di atas media jaringan (sebagai contoh: kabel jaringan) secara simultan (berbarengan), maka kondisi yang disebut sebagai “collision” (tabrakan) akan terjadi yang akan mengakibatkan data yang ditransmisikan akan hilang atau rusak. Solusi untuk masalah ini adalah dengan menyediakan metode akses media jaringan, yang bertindak sebagai “lampu lalu lintas” yang mengizinkan aliran data dalam jaringan atau mencegah adanya aliran data untuk mencegah adanya kondisi collision.

Metode media akses control diimplementasikan di dalam lapisan data-link pada tujuh lapisan model referensi OSI. Secara spesifik, metode ini bahkan diimplementasikan dalam lapisan khusus di dalam lapisan data link, yakni Media Access Control Sublayer, selain tentunya Logical Link Control Sublayer. Ada empat buah metode media access control yang digunakan dalam jaringan lokal, yakni:

• Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD): metode ini digunakan di dalam jaringan Ethernet half-duplex (jaringan Ethernet full-duplex menggunakan switched media ketimbang menggunakan shared media sehingga tidak membutuhkan metode ini). CSMA/CD merupakan metode akses jaringan yang paling populer digunakan di dalam jaringan lokal, jika dibandingkan dengan teknologi metode akses jaringan lainnya. CSMA/CD didefinisikan dalam spesifikasi IEEE 802.3 yang dirilis oleh Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).

• Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA): metode ini digunakan di dalam jaringan dengan teknologi AppleTalk dan beberapa bentuk jaringan nirkabel (wireless network), seperti halnya IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, serta IEEE 802.11g. Untuk AppleTalk, CSMA/CA didefinisikan dalam spesifikasi IEEE 802.3, sementara untuk jaringan nirkabel didefinisikan dalam IEEE 802.11.
• Token passing: metode ini digunakan di dalam jaringan dengan teknologi Token Ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Standar Token Ring didefinisikan di dalam spesifikasi IEEE 802.5, sementara FDDI didefinisikan oleh American National Standards Institute (ANSI).
• Demand priority: digunakan di dalam jaringan dengan teknologi 100VG-AnyLAN dan didefinisikan dalam standar IEEE 802.12.

Dalam implementasi jaringan, beberapa perangakat pendukung jaringan semacam network interface card, switch, atau router, metode media access control diimplementasikan dengan menggunakan MAC algorithm (algoritma MAC). Meskipun algoritma MAC untuk Ethernet dan Token Ring telah didefinisikan oleh standar IEEE dan tersedia untuk publik, beberapa algoritma MAC untuk Ethernet full-duplex dipatenkan oleh perusahaan pembuatnya dan seringnya telah ditulis secara hard-code ke dalam chip Application specific integrated circuit (ASIC) yang dimiliki oleh perangkat tersebut.

b. Logical Link Control (LLC) adalah salah satu dari dua buah sub-layer dalam lapisan data-link, selain lapisan Media Access Control (MAC), yang digunakan dalam jaringan Local Area Network (LAN). LLC merupakan bagian dari spesifikasi IEEE 802, dan protokolnya dibuat berdasarkan protokol High-level Data Link Control (HDLC). Kadang-kadang, LLC juga merujuk kepada protokol IEEE 802.2, yang merupakan protokol LAN yang paling umum diimplementasikan pada Lapisan LLC.

Fungsi lapisan MAC adalah mengkoordinasikan akses langsung terhadap lapisan fisik dengan tergantung metode media access controlnya, seperti Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), Token Passing, atau Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA). LLC kemudian menggunakan layanan yang disediakan MAC ini untuk menyediakan dua jenis operasi yang berjalan di atas lapisan data-link ke lapisan jaringan yang berada di atasnya, yakni LLC1 (atau disebut juga LLC Type 1) yang digunakan untuk komunikasi secara connectionless dan LLC2 (atau disebut juga LLC Type 2) yang digunakan untuk komunikasi secara connection-oriented.

C. Network layer

Network layer adalah lapisan ketiga dari bawah dalam model referensi jaringan OSI. Lapisan ini bertanggung jawab untuk melakukan beberapa fungsi berikut:

• Pengalamatan logis dan melakukan pemetaan (routing) terhadap paket-paket melalui jaringan.
• Membuat dan menghapus koneksi dan jalur koneksi antara dua node di dalam sebuah jaringan.
• Mentransfer data, membuat dan mengkonfirmasi penerimaan, dan mengeset ulang koneksi.

Lapisan jaringan juga menyediakan layanan connectionless dan connection-oriented terhadap lapisan transport yang berada di atasnya. Lapisan jaringan juga melakukan fungsinya secara erat dengan lapisan fisik (lapisan pertama) dan lapisan data-link (lapisan kedua) dalam banyak implementasi protokol dunia nyata.

Dalam jaringan berbasis TCP/IP, alamat IP digunakan di dalam lapisan ini. Router IP juga melakukan fungsi routing-nya di dalam lapisan ini.

D. Transport Layer

transport layer adalah lapisan keempat dari model referensi jaringan OSI. Lapisan transpor bertanggung jawab untuk menyediakan layanan-layanan yang dapat diandalkan kepada protokol-protokol yang terletak di atasnya. Layanan yang dimaksud antara lain:

• Mengatur alur (flow control) untuk menjamin bahwa perangkat yang mentransmisikan data tidak mengirimkan lebih banyak data daripada yang dapat ditangani oleh perangkat yang menerimanya.
• Mengurutkan paket (packet sequencing), yang dilakukan untuk mengubah data yang hendak dikirimkan menjadi segmen-segmen data (proses ini disebut dengan proses segmentasi/segmentation), dan tentunya memiliki fitur untuk menyusunnya kembali.
• Penanganan kesalahan dan fitur acknowledgment untuk menjamin bahwa data telah dikirimkan dengan benar dan akan dikirimkan lagi ketika memang data tidak sampai ke tujuan.
• Multiplexing, yang dapat digunakan untuk menggabungkan data dari bebeberapa sumber untuk mengirimkannya melalui satu jalur data saja.
• Pembentukan sirkuit virtual, yang dilakukan dalam rangka membuat sesi koneksi antara dua node yang hendak berkomunikasi.

Contoh dari protokol yang bekerja pada lapisan transport adalah Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol (UDP) yang tersedia dari kumpulan protokol TCP/IP.

E. Session layer

Session layer adalah lapisan kelima dari bawah dalam model referensi jaringan OSI, yang mengizinkan sesi koneksi antara node dalam sebuah jaringan dibuat atau dihancurkan. Lapisan sesi tidak tahu menahu mengenai efisiensi dan keandalan dalam transfer data antara node-node tersebut, karena fungsi-fungsi tersebut disediakan oleh empat lapisan di bawahnya dari dalam model OSI (lapisan fisik, lapisan data-link, lapisan jaringan dan lapisan transport). Lapisan sesi bertanggung jawab untuk melakukan sinkronisasi antara pertukaran data antar komputer, membuat struktur sesi komunikasi, dan beberapa masalah yang berkaitan secara langsung dengan percakapan antara node-node yang saling terhubung di dalam jaringan. Lapisan ini juga bertanggung jawab untuk melakukan fungsi pengenalan nama pada tingkat nama jaringan logis dan juga menetapkan [[[port TCP|port-port komunikasi]]. Sebagai contoh, protokol NetBIOS dapat dianggap sebagai sebuah protokol yang berjalan pada lapisan ini.

Lapisan sesi dari model OSI tidak banyak diimplementasikan di dalam beberapa protokol jaringan populer, seperti halnya TCP/IP atau IPX/SPX. Akan tetapi, tiga lapisan tertinggi di dalam model OSI (lapisan sesi, lapisan presentasi, dan lapisan aplikasi) seringnya disebut sebagai sebuah kumpulan yang homogen, sebagai sebuah lapisan aplikasi saja.

F. Presentation Layer

presentation layer adalah lapisan keenam dari bawah dalam model referensi jaringan terbuka OSI. Pada lapisan ini terjadi pembuatan struktur data yang didapatnya dari lapisan aplikasi ke sebuah format yang dapat ditransmisikan melalui jaringan. Lapisan ini juga bertanggungjawab untuk melakukan enkripsi data, kompresi data, konversi set karakter (ASCII, Unicode, EBCDIC, atau set karakter lainnya), interpretasi perintah-perintah grafis, dan beberapa lainnya. Dalam arsitektur TCP/IP yang menggunakan model DARPA, tidak terdapat protokol lapisan ini secara khusus.

G. Application Layer

adalah suatu terminologi yang digunakan untuk mengelompokkan protokol dan metode dalam model arsitektur jaringan komputer. Baik model OSI maupun TCP/IP memiliki suatu lapisan aplikasi.

Dalam TCP/IP, lapisan aplikasi mengandung semua protokol dan metode yang masuk dalam lingkup komunikasi proses-ke-proses melalui jaringan IP (Internet Protocol) dengan menggunakan protokol lapisan transpor untuk membuat koneksi inang-ke-inang yang mendasarinya. Sedangkan dalam model OSI, definisi lapisan aplikasi lebih sempit lingkupnya, membedakan secara eksplisit fungsionalitas tambahan di atas lapisan transpor dengan dua lapisan tambahan: lapisan sesi dan lapisan presentasi. OSI memberikan pemisahan modular yang jelas fungsionalitas lapisan-lapisan ini dan memberikan implementasi protokol untuk masing-masing lapisan.

Penggunaan umum layanan lapisan aplikasi memberikan konversi semantik antara proses-proses aplikasi yang terkait. Contoh layanan aplikasi antara lain adalah berkas virtual, terminal virtual, serta protokol transfer dan manipulasi kerja.

2. Model Referensi TCP IP

TCP/IP dikembangkan sebelum model OSI ada. Namun demikian lapisan-lapisan pada TCP/IP tidaklah cocok seluruhnya dengan lapisan-lapisan OSI. Protokol TCP/IP hanya dibuat atas lima lapisan saja: physical, data link, network, transport dan application. Hanya lapisan aplikasi pada TCP/IP mencakupi tiga lapisan OSI teratas, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar berikut. Khusus layer keempat, Protokol TCP/IP mendefinisikan 2 buah protokol yakni Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram Protocol Protocol (UDP). Sementara itu pada lapisan ketiga, TCP/IP mendefiniskan sebagai Internetworking Protocol (IP), namun ada beberapa protokol lain yang mendukung pergerakan data pada lapisan ini.

1. Physical Layer.

Pada lapisan ini TCP/IP tidakmendefinisikan protokol yang spesifik. Artinya TCP/IP mendukung semua standar dan proprietary protokol lain. Pada lapisan ini ditentukan karakteristik media transmisi, rata-rata pensinyalan, serta skema pengkodean sinyal dan sarana sistem pengiriman data ke device yang terhubung ke network

2.Data Link Layer.

Berkaitan dengan logical-interface diantara satu ujung sistem dan jaringan dan melakukan fragmentasi atau defragmentasi datagram. Ada juga beberapa pendapat yang menggabungkan lapisan ini dengan lapisan fisik sehingga kedua lapisan ini dianggap sebagai satu lapisan, sehingga TCP/IP dianggap hanya terdiri dari empat lapis. Perhatikan perbandingannya pada kedua gambar di atas.

3. Network Layer Internet Protocol (IP). Berkaitan dengan routing data dari sumber ke tujuan. Pelayanan pengiriman paket elementer. Definisikan datagram (jika alamat tujuan tidak dalam jaringan lokal, diberi gateway = device yang menswitch paket antara jaringan fisik yang beda; memutuskan gateway yang digunakan). Pada lapisan ini TCP/IP mendukung IP dan didukung oleh protokol lain yaitu RARP, ICMP, ARP dan IGMP.

• Internetworking Protocol (IP) Adalah mekanisme transmisi yang digunakan oleh TCP/IP. IP disebut juga unreliable dan connectionless datagram protocol-a besteffort delivery service. IP mentransportasikan data dalam paket-paket yang disebut datagram.

• Address Resolution Protocol (ARP) ARP digunakan untuk menyesuaikan alamat IP dengan alamatfisik (Physical address).

• Reverse Address Resolution Protocol (RARP) RARP membolehkan host menemukan alamat IP nya jika dia sudah tahu alamat fiskinya. Ini berlaku pada saat host baru terkoneksi ke jaringan.

• Internet Control Message Protocol (ICMP) ICMP adalah suatu mekanisme yang digunakan oleh sejumlah host dan gateway untuk mengirim notifikasi datagram yang mengalami masalah kepada host pengirim.Internet

• Group Message Protocol (IGMP) IGMP digunakan untuk memfasilitasi transmisi message yang simultan kepasa kelompok/group penerima.

4. Transport Layer. Pada lapisan ini terbagi menjadi dua, UDP dan TCP

• User Datagram Protocol (UDP) UDP adalah protokol process-to-process yang menambahakan hanya alamat port, check-sum error control, dan panjang informasi data dari lapisan di atasnya. (Connectionless)
• Transmission Control Protocol (TCP) TCP menyediakan layanan penuh lapisan transpor untuk aplikasi. TCP juga dikatakan protokol transport untuk stream yang reliabel. Dalam konteks ini artinya TCP bermakna connectionoriented, dengan kata lain: koneksi end-to-end harus dibangun dulu di kedua ujung terminal sebelum kedua ujung terminal mengirimkan data. (Connection Oriented)

5. Application Layer. Layer dalam TCP/IP adalah kombinasi lapisan-lapisan session, presentation dan application pada OSI yang menyediakan komunikasi diantara proses atau aplikasi-aplikasi pada host yang berbeda: telnet, ftp, http, dll.

Untuk mengontrol operasi pertukaran data, informasi kontrol serta data user harus ditransmisikan, sebagaimana digambarkan pada gambar di bawah. Dapat dikatakan bahwa proses pengiriman menggerakkan satu blok data dan meneruskannya ke TCP. TCP memecah blok data ini menjadi bagian-bagian kecil agar mudah disusun. Untuk setiap bagian-bagian kecil ini, TCP menyisipkan informasi kontrol yang disebut sebagai TCP header, yang akhirnya membentuk segmen TCP. Informasi kontrol dipergunakan oleh pasangan (peer) entiti protokol TCP pada host lainnya. Contoh item-item yang termasuk dalam header ini adalah sebagai berikut:

• Destination port: saat entiti penerima TCP menerima segmen TCP, harus diketahui kepada siapa data tersebut dikirimkan.
• Sequence number: TCP memberikan nomor yang dikirim secara bertahap ke port tujuan, sehingga jika destination menerima tidak sesuai dengan urutannya, maka entiti destination akan meminta untuk dikirim kembali.
• Checksum: pada pengiriman segmen TCP diikutkan pula suatu kode yang yang  disebut dengan segment remainder. Remainder TCP yang diterima akan dikalkulasi dan dibandingkan hasilnya dengan kode yang datang. Jika terjadi ketidasesuaian, berarti telah terjadi kesalahan transmisi.

Sumber : Wikipedia, Teknik Informatika.com