Pendahuluan
Perkembangan teknologi
komputer meningkat dengan cepat, hal ini terlihat pada era tahun 80-an jaringan
komputer masih merupakan teka-teki yang ingin dijawab oleh kalangan akademisi,
dan pada tahun 1988 jaringan komputer mulai digunakan di
universitas-universitas, perusahaan-perusahaan, sekarang memasuki era milenium
ini terutama world wide internet telah menjadi realitas sehari-hari jutaan
manusia di muka bumi ini.
Selain itu, perangkat
keras dan perangkat lunak jaringan telah benar-benar berubah, di awal
perkembangannya hampir seluruh jaringan dibangun dari kabel koaxial, kini banyak telah diantaranya
dibangun dari serat optik (fiber optics) atau
komunikasi tanpa kabel.
Sebelum lebih banyak lagi
dijelaskan mengenai jaringan komputer secara teknis, pada bab pendahuluan ini
akan diuraikan terlebih dahulu definisi jaringan komputer, manfaat jaringan
komputer, ddan macam jaringan komputer.
1.1 Definisi Jaringan Komputer
Dengan berkembangnya
teknologi komputer dan komunikasi suatu model komputer tunggal yang melayani
seluruh tugas-tugas komputasi suatu organisasi kini telah diganti dengan sekumpulan komputer yang terpisah-pisah akan
tetapi saling berhubungan dalam melaksanakan tugasnya, sistem seperti ini
disebut jaringan komputer (computer network).(1)
Dalam buku ini kita akan
menggunakan istilah jaringan komputer untuk mengartikan suatu himpunan interkoneksi sejumlah komputer yang autonomous.
Dua
buah komputer dikatakan terinterkoneksi bila keduanya dapat saling bertukar
informasui. Betuk koneksinya tidak harus melalui kawat tembaga saja melainkan
dapat emnggunakan serat optik, gelomabng mikro, atau satelit komunikasi.
Untuk memahami istilah jaringan komputer sering kali kita
dibingungkan dengan sistem terdistribusi (distributed
system). Kunci perbedaannya adalah bahwa sebuah sistem
terdistribusi,keberadaan sejumlah komputer autonomous bersifat transparan bagi
pemakainya. Seseorang dapat memberi perintah untuk mengeksekusi suatu program,
dan kemudian program itupun akan berjalan
dan tugas untuk memilih prosesor, menemukan dan mengirimkan file ke
suatu prosesor dan menyimpan hasilnya di tempat yang tepat mertupakan tugas
sistem operasi. Dengan kata lain, pengguna sistem terditribusi tidak akan
menyadari terdapatnya banyak prosesor (multiprosesor), alokasi tugas ke
prosesor-prosesor, alokasi f\ile ke disk, pemindahan file yang dfisimpan dan
yang diperlukan, serta fungsi-fungsi lainnya dari sitem harus bersifat
otomatis.
Pada suatu jaringan
komputer, pengguna harus secara eksplisit log ke sebuah mesin, secara eksplisit
menyampaikan tugasnya dari jauh, secara eksplisity memindahkan file-file dan
menangani sendiri secara umum selusurh manajemen jaringan. Pada sistem
terdistribusi, tidak ada yang perlu dilakukan secara eksplisit, sermunya sudah
dilakukan secara otomatis oleh sistem tanpa sepengetahuan pemakai.
Dengan demikian sebuah
sistem terdistribusi adalah suatu sistem perangkat lunak yang dibuat pada
bagian sebuah jaringan komputer.
Perangkat lunaklah yang menentukan tingkat keterpaduan dan transparansi
jarimngan yang bersangkutan. Karena itu perbedaan jaringan dengan sistem
terdistribusi lebih terletak pada perangkat lunaknya (khususnya sistem
operasi), bukan pada perangkat kerasnya.
1.2 Manfaat Jaringan Komputer
Sebelum membahas kita
masalah-masalah teknis lebih mendalam lagi, perlu kiranya diperhatikan hal-hal
yang membuat orang tertarik pada jaringan komputer dan untuk apa jaringan ini
digunakan. Manfaat jaringan komputer bagi manusia dapat dikelompokkan pada
jaringan untuk perusahaan, jaringan untuk umum, dan masalah sosial jaringan.
1.1.1
Jaringan untuk perusahaan/organisasi
Dalam membangun jaringan
komputer di perusahaan/ organisasi, ada beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dalam hal-hal resource
sharing, reliabilitas tinggi, lebih ekonomis, skalabilitas, dan media
komunikasi.
Resource
sharing bertujuan agar seluruh program, peralatan, khususnya data dapat
digunakan oleh setiap orang yang ada pada jaringan tanpa terpengaruh oleh
lokasi resource dan pemakai. jadi source sharing adalah suatu usaha untuk
menghilangkan kendala jarak.
Dengan menggunakan
jaringan komputer akan memberikan reliabilitas
tinggi yaitu adanya sumber-sumber alternatif pengganti jika terjadi masalah pada salah
satu perangkat dalam jaringan, artinya karena perangkat yang digunakan lebih
dari satu jika salah satu perangkat mengalami masalah, maka perangkat yang lain
dapat menggantikannya.
Komputer yang kecil
memiliki rasio harga/kinerja yang lebih baik dibanding dengan komputer besar.
Komputer mainframe memiliki kecepatan kurang lebih sepuluh kali lipat kecepatan
komputer pribadi, akan tetapi harga mainframe seribu kalinya lebih mahal.
Dengan selisih rasio harga/kinerja yang cukup besar ini menyebabkan perancang
sistem memilih membangun sistem yang
terdiri dari komputer-komputer pribadi dibanding menggunakan mainframe.
Yang dimaksud dengan skalabilitas yaitu kemampuan untuk
meningkatkan kinerja sistem secara berangsur-angsur sesuai dengan beban
pekerjaan dengan hanya menambahkan sejumlah prosesor. Pada komputer mainframe
yang tersentralisasi, jika sistem sudah jenuh, maka komputer harus diganti
dengan komputer yang mempunyai kemampuan lebih besar. Hal ini membutuhkan biaya
yang sangat besar dan dapat menyebabkan gangguan terhadap kontinyuitas kerja
para pemakai.
Sebuah jaringan komputer
mampu bertindak sebagai media komunikasi yang baik bagi para pegawai yang terpisah
jauh. Dengan menggunakan jaringan, dua orang atau lebih yang tinggal berjauhan
akan lebih mudah bekerja sama dalam menyusun laporan.
1.1.2 Jaringan untuk umum
Apa yang telah
diulas di atas bahwa minat untuk membangun jaringan komputer semata-mata hanya
didasarkan pada alasan ekonomi dan teknologi saja. Bila komputer mainframe yang
besar dan baik dapat diperoleh dengan
harga murah, maka akan banyak perusahaan/organisasi yang menggunakannya.
Jaringan komputer akan memberikan layanan yang berbeda kepada
perorangan di rumah-rumah dibandingkan dengan layanan yang diberikan pada
perusahaan seperti apa yang telah diulas di atas. Terdapat tiga hal pokok
yang mejadi daya tarik jaringan komputer
pada perorangan yaitu:
§ access ke informasi yang berada di tempat yang jauh
§ komunikasi orang-ke-orang
§ hiburan interaktif.
Ada
bermacam-macam bentuk access ke infomasi jarak jauh yang dapat dilakukan,
terutama setelah berkembangnya teknologi internet , berita-berita di koran
sekarang dapat di down load ke komputer kita melalui internet, dan tidak hanya
itu sekarang kita dapat melakukan pemesanan suatu produk melalui internet,
bisnis yang dikenal dengan istilah electronic commerce
(e-commerce), ini sekarang sedang
berkemang dengan pesat .
Dengan
menggunakan internet kita juga dapat melakukan komunikasi orang-ke orang ,
fasilitas electronic mail (e-mail) telah dipakai
secara meluas oleh jutaan orang. Komunikasi menggunakan e-mail ini masih
mengandung delay atau waktu tunda.
Videoconference atau pertemuan
maya merupakan teknologi yang memungkinkan terjadinya komunikasi jarak jauh
tanpa delay. Pertemuan maya ini dapat pula digunakan untuk keperluan sekolah
jarak jauh, memperoleh hasil pemeriksaan medis seorang dokter yang berada di
tempat yang jauh, dan sejumlah aplikasi lainnya.
Video on demand
merupakan daya tarik ketiga dai jaringan komputer bagi orang per orang dimana
kita dapat memilih film atau acara
televisi dari negara mana saja dan kemudian ditampilkan di layar monitor kita.
1.1.3
Masalah sosial jaringan
Penggunaan
jaringan oleh masyarakat luas akan menyebabkan masalah-masalah sosial, etika,
dan politik. Internet telah masuk ke segala
penjuru kehidupan masyarakat, semua orang dapat memanfaatkannya tanpa memandang status
sosial, usia, jenis kelamin. Penggunaan internet tidak akan menimbulkan masalah
selama subyeknya terbatas pada topik-topik teknis, pendidikan atau hobi,
hal-hal dalam batas norma-norma kehidupan, tetapi kesulitan mulai muncul bila
suatu situs di internet mempunyai topik
yang sangat menarik perhatian orang, seperti politik, agama, sex. Gambar-gambar
yang dipasang di situs-situs tersebut mungkin akan merupakan sesuatu yang
sangat mengganggu bagi sebagian orang. Selain itu, bentuk pesan-pesan tidaklah
terbatas hanya pesan tekstual saja. Foto berwarna dengan resolusi tinggi dan
bahkan video clip singkatpun sekarang dapat dengan mudah disebar-luaskan melalui
jaringan komputer. Sebagian orang dapat bersikap acuh tak acuh, tapi bagi
sebgaian lainnya pemasangan materi tertentu (misalnya pornografi ) merupakan
sesuatu yang tidak dapat diterima.
1.2 Macam Jaringan Komputer
Dalam
mempelajari macam-macam jaringan komputer terdapat dua klasifikasi yang sangat
penting yaitu teknologi transmisi dan jarak. Secara garis besar, terdapat dua
jenis teknologi transmisi yaitu jaringan
broadcast dan jaringan point-to-point
Jaringan broadcast memiliki saluran komunikasi tunggal yang dipakai bersama-sama oleh
semua mesin yang ada pada jaringan.
Pesan-pesan berukuran kecil, disebut
paket, yang dikirimkan oleh suatu mesin akan diterima oleh mesin-mesin lainnya.
Field alamat pada sebuah paket berisi keterangan tentang kepada siapa paket
tersebut ditujukan. Saat menerima paket, mesin akan mencek field alamat. Bila
paket terserbut ditujukan untuk dirinya, maka mesin akan memproses paket itu ,
bila paket ditujukan untuk mesin lainnya, mesin terserbut akan mengabaikannya.
Jaringan point-to-point terdiri dari beberapa koneksi pasangan individu dari mesin-mesin.
Untuk mengirim paket dari sumber ke suatu tujuan, sebuah paket pad ajringan
jenis ini mungkin harus melalui satu atau lebih mesin-mesin perantara.
Seringkali harus melalui baynak route yang mungkin berbeda jaraknya. Karena itu
algoritma rout memegang peranan penting pada jaringan point-to-point.
Pada umumnya jaringan yang lebih kecil dan terlokalisasi secara
geografis cendurung memakai broadcasting, sedangkan jaringan yang lebih besar
menggunakan point-to-point.
Kriteria alternatif untuk mengklasifikasikan jaringan adalah
didasarkan pada jaraknya. Tabel berikut ini menampilkan klasifikasi sistem
multiprosesor berdasarkan ukuran-ukuran fisiknya.
|
Jarak
antar prosesor
|
Prosesor di tempat yang sama
|
Contoh
|
|
0,1
m
|
Papan
rangkaian
|
Data
flow machine
|
|
1 m
|
Sistem
|
Multicomputer
|
|
10 m
|
Ruangan
|
|
|
100
m
|
Gedung
|
Local
Area Network
|
|
1 km
|
Kampus
|
|
|
10
km
|
Kota
|
Metropolitan
Area Network
|
|
100
km
|
Negara
|
Wide area Network
|
|
1.000
km
|
Benua
|
|
|
10.000
km
|
Planet
|
The
Internet
|
Tabel 1.1 Klasifikasi prosesor
interkoneksi berdasarkan jarak
Dari
tabel di atas terlihat pada bagian paling atas adalah dataflow machine, komputer-komputer yang
sangat paralel yang memiliki beberapa unit fungsi yang semuanya bekerja untuk
program yang sama. Kemudian multicomputer, sistem yang berkomunikasi
dengan cara mengirim pesan-pesannya
melalui bus pendek dan sangat cepat. Setelah kelas multicomputer adalah
jaringan sejati, komputer-komputer yang bekomunikasi dengan cara bertukar data/pesan melalui kabel yang lebih
panjang. Jaringan seperti ini dapat dibagi menjadi local area network (LAN),
metropolitan area network (MAN), dan wide area network (WAN). Akhirnya, koneksi
antara dua jaringan atau lebih disebut internetwork. Internet merupakan salah
satu contoh yang terkenal dari suatu internetwork.
1.2.1 Local Area
Network
Local Area Network (LAN) merupakan
jaringan milik pribadi di dalam sebuah gedung atau kampus yang berukuran sampai
beberapa kilometer.
LAN seringkali digunakan untuk
menghubungkan komputer-komputer pribadi dan workstation dalam kantor perusahaan
atau pabrik-pabrik untuk memakai bersama resource (misalnya, printer, scanner)
dan saling bertukar informasi. LAN dapat dibedakan dari jenis jaringan lainnya
berdasarkan tiga karakteristik: ukuran, teknologi transmisi dan topologinya.
LAN
mempunyai ukuran yang terbatas, yang berarti bahwa waktu transmisi pada keadaan
terburuknya terbatas dan dapat diketahui sebelumnya. Dengan mengetahui
keterbatasnnya, menyebabkan adanya kemungkinan untuk menggunakan jenis desain
tertentu. Hal ini juga memudahkan manajemen jaringan.
LAN
seringkali menggunakan teknologih transmisi kabel tunggal. LAN tradisional
beroperasi pada kecepatan mulai 10 sampai 100 Mbps (mega bit/detik) dengan delay rendah (puluhan mikro second)
dan mempunyai faktor kesalahan yang kecil. LAN-LAN modern dapat beroperasi pada
kecepatan yang lebih tinggi, sampai ratusan megabit/detik.
Gambar 1.1 Dua jenis jaringan broadcast. (a) Bus. (b) Ring
Terdapat beberapa macam topologi yang dapat digunakan pada LAN
broadcast. Gambar 1.1 menggambarkan dua diantara topologi-topologi yang ada.
Pada jaringan bus (yaitu kabel liner),
pada suatu saat sebuah mesin bertindak sebagai master dan diijinkan untuk mengirim paket. Mesin-mesin lainnya perlu menahan diri untuk tidak mengirimkan apapun. Maka untuk mencegah
terjadinya konflik, ketika dua mesin atau lebih ingin mengirikan secara
bersamaan, maka mekanisme pengatur diperlukan. Me4kanisme pengatur dapat
berbentuk tersentralisasi atau terdistribusi. IEEE 802.3 yang populer disebut
Ethernet merupakan jaringan broadcast bus dengan pengendali terdesentralisasi
yang beroperasi pada kecepatan 10 s.d. 100 Mbps. Komputer-komputer pada
Ethernet dapat mengirim kapan saja mereka inginkan, bila dua buah paket atau
lebih bertabrakan, maka masing-masing komputer cukup menunggu dengan waktu
tunggu yang acak sebelum mengulangi lagi pengiriman.
Sistem broadcast yang lain adalah ring, pada topologi ini
setiap bit dikirim ke daerah sekitarnya tanpa menunggu paket lengkap diterima.
Biasanya setiap bit mengelilingi ring dalam waktu yang dibutuhkan untuk
mengirimkan beberapa bit, bahkan seringkali sebelum paket lengkap dikirim
seluruhnya. Seperti sistem broadcast lainnya, beberapa aturan harus dipenuhi
untuk mengendalikan access simultan ke ring. IEEE 802.5 (token ring) merupakan
LAN ring yang populer yang beroperasi pada kecepatan antara 4 s.d 16 Mbps.
Berdasarkan alokasi channelnya, jaringan
broadcast dapat dibagi menjadi dua, yaitu statik dan dinamik. Jenis al;okasi
statik dapat dibagi berdasarkan waktu interval-interval diskrit dan algoritma
round robin, yang mengijinkan setiap mesin untuk melakukan broadcast hanya bila
slot waktunya sudah diterima. Alokasi statik sering menyia-nyiakan kapasitas channel
bila sebuah mesin tidak punya lgi yang perlu dikerjakan pada saat slot
alokasinya diterima. Karena itu sebagian besar sistem cenderung mengalokasi
channel-nya secara dinamik (yaitu berdasarkan
kebutuhan).
Metoda alokasi dinamik bagi suatu channel
dapat tersentralisasi ataupun terdesentralisasi. Pada metoda alokasi channel
tersentralisasi terdapat sebuah entity tunggal, misalnya unit bus pengatur,
yang menentukan siapa giliran berikutnya. Pengiriman paket ini bisa dilakukan setelah menerima giliran dan
membuat keputusan yang berkaitan dengan algoritma internal. Pada metoda aloksi
channel terdesentralisasi, tidak terdapat entity sentral, setiap mesin harus
dapat menentukan dirinya sendiri kapan bisa atau tidaknya mengirim.
1.2.2 Metropolitan Area Network
Metropolitan Area Network (MAN) pada dasarnya merupakan
versi LAN yang berukuran lebih besar dan biasanya memakai teknologi yang sama
dengan LAN. MAN dapat mencakup
kantor-kantor perusahaan yang berdekatan dan dapat dimanfaatkan untuk keperluan
pribadi (swasta) atau umum. MAN biasanya mamapu menunjang data dan suara, dan
bahkan dapat berhubungan dengan jaringan televisi kabel. MAN hanya memiliki
sebuah atau dua buiah kabel dan tidak mempunyai elemen switching, yang
berfungsi untuk mengatur paket melalui beberapa output kabel. Adanya elemen
switching membuat rancangan menjadi
lebih sederhana.
Alasan utama memisahkan MAN sebagai
kategori khusus adalah telah ditentukannya standart untuk MAN, dan standart ini
sekarang sedang diimplementasikan. Standart tersebut
disebut DQDB (Distributed Queue Dual Bus) atau 802.6 menurut standart IEEE.
DQDB terdiri dari dua buah kabel
unidirectional dimana semua komputer dihubungkan, seperti ditunjukkan
pada gambar 1.2. Setiap bus mempunyai sebuah head–end, perangkat untuk memulai
aktivitas transmisi. Lalulintas yang menuju komputer yang berada di sebelah
kanan pengirim menggunakan bus bagian atas. Lalulintas ke arah kiri menggunakan
bus yang berada di bawah.
Gambar 1.3 Arsitektur MAN DQDB
1.2.3
Wide Area Network
Wide
Area Network (WAN) mencakup daerah
geografis yang luas, sertingkali mencakup sebuah negara atau benua. WAN terdiri dari kumpulan mesin yang bertujuan untuk mejalankan
program-program aplikasi.
Kita akan mengikuti penggunaan tradisional dan menyebut
mesin-mesin ini sebagai host. Istilah End System kadang-kadang juga
digunakan dalam literatur. Host
dihubungkan dengan sebuah subnet komunikasi, atau cukup disebut subnet. Tugas
subnet adalah membawa pesan dari host ke host lainnya, seperti halnya sistem
telepon yang membawa isi pembicaraan dari pembicara ke pendengar. Dengan
memisahkan aspek komunikasi murni sebuah jaringan (subnet) dari aspek-aspek
aplikasi (host), rancangan jaringan lengkap menjadi jauh lebih sederhana.
Pada
sebagian besar WAN, subnet terdiri dari dua komponen, yaitu kabel transmisi dan
elemen switching. Kabel transmisi (disebut
juga sirkuit, channel, atau trunk) memindahkan bit-bit dari satu mesin ke mesin lainnya.
Element
switching adalah komputer khusus yang dipakai untuk menghubungkan dua kabel
transmisi atau lebih. Saat data sampai ke kabel penerima, element switching
harus memilih kabel pengirim untuk meneruskan pesan-pesan tersebut. Sayangnya
tidak ada terminologi standart dalam menamakan komputer seperti ini. Namanya sangat bervariasi disebut paket
switching node, intermidiate system, data switching exchange dan sebagainya.
Gambar 1.4 Hubungan
antara host-host dengan subnet
Sebagai
istilah generik bagi komputer switching, kita akan menggunakan istilah router.
Tapi perlu diketahui terlebih dahulu bahwa tidak ada konsensus dalam penggunaan
terminologi ini. Dalam model ini, seperti ditunjukkan oleh gambar 1.4 setiap
host dihubungkan ke LAN tempat dimana terdapat sebuah router, walaupun dalam
beberapa keadaan tertentu sebuah host dapat dihubungkan langsung ke sebuah
router. Kumpulan saluran komunikasi dan router (tapi bukan host) akan membentuk
subnet.
Istilah
subnet sangat penting, tadinya subnet berarti kumpulan kumpulan router-router
dan saluran-sakuran komunikasi yang memindahkan paket dari host host tujuan.
Akan tatapi, beberpa tahun kemudian subnet mendapatkan arti lainnya sehubungan
dengan pengalamatan jaringan.
Pada
sebagian besar WAN, jaringan terdiri dari sejumlah banyak kabel atau saluran
telepon yang menghubungkan sepasang router. Bila dua router yang tidak
mengandung kabel yang sama akan melakukan komunikasi, keduanya harus
berkomunikasi secara tak langsung melalui router lainnya. ketika sebuah paket
dikirimkan dari sebuah router ke router lainnya melalui router perantara atau
lebih, maka paket akan diterima router dalam keadaan lengkap, disimpan sampai
saluran output menjadi bebas, dan kemudian baru diteruskan.
Gambar 1.5 bebarapa topologi subnet untuk poin-to-point .
(a)Bintang (b)Cincin
(c)Pohon (d)Lengkap (e) Cincin
berinteraksi (f)Sembarang.
Subnet yang mengandung prinsip seperti ini disebut
subnet point-to-point, store-and-forward, atau packet-switched. Hampir semua
WAN (kecuali yang menggunakan satelit) memiliki subnet store-and-forward.
Di dalam menggunakan
subnet point-to-point, masalah rancangan yang penting adalah pemilihan jenis
topologi interkoneksi router. Gambar 1.5 menjelaskan beberapa kemungkinan
topologi. LAN biasanya berbentuk
topologi simetris, sebaliknya WAN umumnya bertopologi tak menentu.
1.2.4
Jaringan Tanpa Kabel
Komputer mobile seperti
komputer notebook dan personal digital assistant (PDA), merupakan cabang industri komputer
yang paling cepat pertumbuhannya. Banyak pemilik jenis komputer tersebut yang
sebenarnya telah memiliki mesin-mesin desktop yang terpasang pada LAN atau WAN
tetapi karena koneksi kabel tidaklah mungkin dibuat di dalam mobil atau pesawat
terbang, maka banyak yang tertarik untuk memiliki komputer dengan jaringan
tanpa kabel ini.
Jaringan tanpa kabel mempunyai berbagai manfaat, yang telah umum
dikenal adalah kantor portable. Orang yang sedang dalam perjalanan seringkali
ingin menggunakan peralatan elektronik portable-nya untuk mengirim atau
menerima telepon, fax, e-mail, membaca fail jarak jauh login ke mesin jarak
jauh, dan sebagainya dan juga ingin melakukan hal-hal tersebut dimana saja,
darat, laut, udara. Jaringan tanpa kabel sangat bermanfaat untuk mengatasi
masalah-masalah di atas.
|
Wireless
|
Mobile
|
Aplikasi
|
|
Tidak
|
Tidak
|
Worksation tetap
di kantor
|
|
Tidak
|
Ya
|
Komputer
portable terhubung ke len telepon
|
|
Ya
|
Tidak
|
LAN dengan komunikasi wireless
|
|
Ya
|
Ya
|
Kantor portable, PDA untuk persediaan
|
Tabel 1.2 Kombinasi jaringan tanpa kabel dan komputasi
mobile
Walaupun jaringan tanpa kabel dan sistem komputasi yang dapat
berpindah-pindah sering kali berkaitan erat, sebenarnya tidaklah sama, seperti
yang tampak pada tabel 1.2. Komputer portabel kadang-kadang menggunakan kabel
juga, yaitu disaat seseorang yang sedang dalam perjalanan menyambungkan
komputer portable-nya ke jack telepon di sebuah hotel, maka kita mempunyai
mobilitas yang bukan jaringan tanpa kabel. Sebaliknya, ada juga
komputer-komputer yang menggunakan jaringan tanpa kabel tetapi bukan portabel,
hal ini dapat terjadi disaat komputer-komputer tersebut terhubung pada LAN yang
menggunakan fasilitas komunikasi wireless (radio).
Meskipun jaringan tanpa kabel ini cukup mudah untuk di pasang,
tetapi jaringan macam ini memiliki banyak kekurangan. Biasanya jaringan tanpa
kabel mempunyai kemampuan 1-2 Mbps, yang mana jauh lebih rendah dibandingkan dengan jaringan berkabel. Laju
kesalahan juga sering kali lebih besar, dan transmisi dari komputer yang
berbeda dapat mengganggu satu sama lain.
1.4 Referensi
1.
Tanenbaum, AS, Computer Networks,
Prentise Hall, 1996
2.
Stallings, W. Data and Computer Communications,
Macmillan Publishing Company, 1985.
3. Stallings, W. Local Network,
Macmillan Publishing Company, 1985.
2 Model Referensi OSI
Model referensi OSI (Open
System Interconnection) menggambarkan bagaimana informasi dari suatu software
aplikasi di sebuah komputer berpindah
melewati sebuah media jaringan ke suatu software aplikasi di komputer
lain. Model referensi OSI secara konseptual terbagi ke dalam 7 lapisan dimana
masing-masing lapisan memiliki fungsi jaringan yang spesifik, seperti yang
dijelaskan oleh gambar 2.1 (tanpa media fisik). Model ini diciptakan
berdasarkan sebuah proposal yang dibuat oleh the International Standards
Organization (ISO) sebagai langkah awal menuju standarisasi protokol internasional
yang digunakan pada berbagai layer . Model ini disebut ISO OSI (Open System
Interconnection) Reference Model karena model ini ditujukan bagi pengkoneksian
open system. Open System dapat diartikan sebagai suatu sistem yang terbuka
untuk berkomunikasi dengan sistem-sistem lainnya. Untuk ringkas-nya, kita akan
menyebut model tersebut sebagai model OSI saja.
Gambar 2.1.
Model Referensi OSI
Model OSI memiliki
tujuh layer. Prinsip-prinsip yang digunakan bagi ketujuh layer tersebut adalah
:
1.
Sebuah layer harus dibuat bila
diperlukan tingkat abstraksi yang berbeda.
2.
Setiap layer harus memiliki
fungsi-fungsi tertentu.
3.
Fungsi setiap layer harus
dipilih dengan teliti sesuai dengan ketentuan standar protocol internasional.
4.
Batas-batas layer diusahakan
agar meminimalkan aliran informasi yang melewati interface.
5.
Jumlah layer harus cukup
banyak, sehingga fungsi-fungsi yang berbeda tidak perlu disatukan dalam satu
layer diluar keperluannya. Akan tetapi jumlah layer juga harus diusahakan
sesedikit mungkin sehingga arsitektur jaringan tidak menjadi sulit dipakai.
Di bawah ini kita membahas
setiap layer pada model OSI secara berurutan, dimulai dari layer terbawah.
Perlu dicatat bahwa model OSI itu sendiri bukanlah merupakan arsitektur
jaringan, karena model ini tidak menjelaskan secara pasti layanan dan
protokolnya untuk digunakan pada setiap layernya. Model OSI hanya menjelaskan
tentang apa yang harus dikerjakan oleh sebuah layer. Akan tetapi ISO juga telah
membuat standard untuk semua layer, walaupun
standard-standard ini bukan merupakan model referensi itu sendiri. Setiap layer
telah dinyatakan sebagai standard internasional yang terpisah.
2.1 Karakteristik Lapisan OSI
Ke tujuh lapisan dari
model referensi OSI dapat dibagi ke dalam dua kategori, yaitu lapisan atas dan
lapisan bawah.
Lapisan atas dari model OSI berurusan dengan persoalan aplikasi dan
pada umumnya diimplementasi hanya pada software. Lapisan tertinggi (lapisan
applikasi) adalah lapisan penutup sebelum ke pengguna (user), keduanya,
pengguna dan lapisan aplikasi saling berinteraksi proses dengan software
aplikasi yang berisi sebuah komponen komunikasi. Istilah lapisan atas
kadang-kadang digunakan untuk menunjuk ke beberapa lapisan atas dari lapisan
lapisan yang lain di model OSI.
Lapisan bawah dari model OSI mengendalikan persoalan transport data.
Lapisan fisik dan lapisan data link diimplementasikan ke dalam hardware dan
software. Lapisan-lapisan bawah yang lain pada umumnya hanya diimplementasikan
dalam software. Lapisan terbawah, yaitu lapisan fisik adalah lapisan penutup
bagi media jaringan fisik (misalnya jaringan kabel), dan sebagai penanggung
jawab bagi penempatan informasi pada media jaringan. Tabel berikut ini menampilkan pemisahan kedua
lapisan tersebut pada lapisan-lapisan model OSI.
|
Application
|
Application
|
Lapisan Atas
|
|
Presentation
|
||
|
Session
|
||
|
Transport
|
Data Transport
|
Lapisan Bawah
|
|
Network
|
||
|
Data
Link
|
||
|
Physical
|
Tabel 2.1 Pemisahan Lapisan atas dan Lapisan bawah pada model OSI
2.2 Protokol
Model
OSI menyediakan secara konseptual kerangka kerja untuk komunikasi antar
komputer, tetapi model ini bukan merupakan metoda komunikasi. Sebenarnya
komunikasi dapat terjadi karena menggunakan protokol komunikasi. Di dalam
konteks jaringan data, sebuah protokol adalah suatu aturan formal dan
kesepakatan yang menentukan bagaimana komputer bertukar informasi melewati
sebuah media jaringan. Sebuah protokol mengimplementasikan salah satu atau
lebih dari lapisan-lapisan OSI. Sebuah variasi yang lebar dari adanya protokol
komunikasi, tetapi semua memelihara pada salah satu aliran group: protokol LAN,
protokol WAN, protokol jaringan, dan protokol routing. Protokol LAN beroperasi
pada lapisan fisik dan data link dari model OSI dan mendefinisikan komunikasi
di atas macam-macam media LAN. Protokol WAN beroperasi pada ketiga lapisan
terbawah dari model OSI dan mendefinisikan komunikasi di atas macam-macam WAN.
Protokol routing adalah protokol lapisan jaringan yang bertanggung jawab untuk
menentukan jalan dan pengaturan lalu lintas. Akhirnya protokol jaringan adalah
berbagai protokol dari lapisan teratas
yang ada dalam sederetan protokol.
2.3 Lapisan-lapisan Model
OSI
2.3.1 Physical Layer
Physical Layer
berfungsi dalam pengiriman raw bit ke channel komunikasi. Masalah desain yang
harus diperhatikan disini adalah memastikan bahwa bila satu sisi mengirim data
1 bit, data tersebut harus diterima oleh sisi lainnya sebagai 1 bit pula, dan
bukan 0 bit. Pertanyaan yang timbul dalam hal ini adalah : berapa volt yang
perlu digunakan untuk menyatakan nilai 1? dan berapa volt pula yang diperlukan
untuk angka 0?. Diperlukan berapa mikrosekon suatu bit akan habis? Apakah
transmisi dapat diproses secara simultan pada kedua arahnya? Berapa jumlah pin
yang dimiliki jaringan dan apa kegunaan masing-masing pin? Secara umum
masalah-masalah desain yang ditemukan di sini berhubungan secara mekanik,
elektrik dan interface prosedural, dan media fisik yang berada di bawah
physical layer.
2.3.2 Data Link Layer
Tugas utama data link
layer adalah sebagai fasilitas transmisi raw data dan mentransformasi data
tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. Sebelum diteruskan
kenetwork layer, data link layer melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan
pengirim memecag-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya
berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian data link layer mentransmisikan
frame tersebut secara berurutan, dan memproses acknowledgement frame yang
dikirim kembali oleh penerima. Karena physical layer menerima dan mengirim
aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur frame, maka tergantung pada
data link layer-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini
bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame. Bila
secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, maka diperlukan
perhatian khusus untuk menyakinkan bahwa pola tersebut tidak secara salah
dianggap sebagai batas-batas frame.
Terjadinya noise pada
saluran dapat merusak frame. Dalam hal ini, perangkat lunak data link layer
pada mesin sumber dapat mengirim kembali frame yang rusak tersebut. Akan tetapi
transmisi frame sama secara berulang-ulang bisa menimbulkan duplikasi frame.
Frame duplikat perlu dikirim apabila acknowledgement frame dari penerima yang
dikembalikan ke pengirim telah hilang. Tergantung pada layer inilah untuk
mengatasi masalah-masalah yang disebabkan rusaknya, hilangnya dan duplikasi
frame. Data link layer menyediakan beberapa kelas layanan bagi network layer.
Kelas layanan ini dapat dibedakan dalam hal kualitas dan harganya.
Masalah-masalah
lainnya yang timbul pada data link layer (dan juga sebagian besar layer-layer
di atasnya) adalah mengusahakan kelancaran proses pengiriman data dari pengirim
yang cepat ke penerima yang lambat. Mekanisme pengaturan lalu-lintas data harus
memungkinkan pengirim mengetahui jumlah ruang buffer yang dimiliki penerima
pada suatu saat tertentu. Seringkali pengaturan aliran dan penanganan error ini
dilakukan secara terintegrasi.
Saluran yang dapat
mengirim data pada kedua arahnya juga bisa menimbulkan masalah. Sehingga dengan
demikian perlu dijadikan bahan pertimbangan bagi software data link layer.
Masalah yang dapat timbul di sini adalah bahwa frame-frame acknoeledgement yang
mengalir dari A ke B bersaing saling mendahului dengan aliran dari B ke A.
Penyelesaian yang terbaik (piggy backing) telah bisa digunakan; nanti kita akan
membahasnya secara mendalam.
Jaringan broadcast
memiliki masalah tambahan pada data link layer. Masalah tersebut adalah dalam
hal mengontrol akses ke saluran yang dipakai bersama. Untuk mengatasinya dapat
digunakan sublayer khusus data link layer, yang disebut medium access sublayer.
Masalah mengenai data link control akan diuraikan
lebih detail lagi pada bab tiga.
2.3.3 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.
2.3.4 Transport Layer
Fungsi dasar transport
layer adalah menerima data dari session layer, memecah data menjadi
bagian-bagian yang lebih kecil bila perlu, meneruskan data ke network layer,
dan menjamin bahwa semua potongan data tersebut bisa tiba di sisi lainnya
dengan benar. Selain itu, semua hal tersebut harus dilaksanakan secara efisien,
dan bertujuan dapat melindungi layer-layer bagian atas dari perubahan teknologi
hardware yang tidak dapat dihindari.
Dalam keadaan normal,
transport layer membuat koneksi jaringan yang berbeda bagi setiap koneksi
transport yang diperlukan oleh session layer. Bila koneksi transport memerlukan
throughput yang tinggi, maka transport layer dapat membuat koneksi jaringan
yang banyak. Transport layer membagi-bagi pengiriman data ke sejumlah jaringan
untuk meningkatkan throughput. Di lain pihak, bila pembuatan atau pemeliharaan
koneksi jaringan cukup mahal, transport layer dapat menggabungkan beberapa
koneksi transport ke koneksi jaringan yang sama. Hal tersebut dilakukan untuk
membuat penggabungan ini tidak terlihat oleh session layer.
Transport layer juga
menentukan jenis layanan untuk session layer, dan pada gilirannya jenis layanan
bagi para pengguna jaringan. Jenis transport layer yang paling populer adalah
saluran error-free point to point yang meneruskan pesan atau byte sesuai dengan
urutan pengirimannya. Akan tetapi, terdapat pula jenis layanan transport
lainnya. Layanan tersebut adalah transport pesan terisolasi yang tidak menjamin
urutan pengiriman, dan membroadcast pesan-pesan ke sejumlah tujuan. Jenis layanan ditentukan pada saat koneksi
dimulai.
Transport layer
merupakan layer end to end sebenarnya, dari sumber ke tujuan. Dengan kata lain,
sebuah program pada mesin sumber membawa percakapan dengan program yang sama
dengan pada mesin yang dituju. Pada layer-layer bawah, protokol terdapat di
antara kedua mesin dan mesin-mesin lain yang berada didekatnya. Protokol tidak
terdapat pada mesin sumber terluar atau mesin tujuan terluar, yang mungkin
dipisahkan oleh sejumlah router. Perbedaan antara layer
1 sampai 3 yang terjalin, dan layer 4 sampai 7 yang end to end. Hal ini dapat
dijelaskan seperti pada gambar 2-1.
Sebagai tambahan bagi
penggabungan beberapa aliran pesan ke satu channel, transport layer harus
hati-hati dalam menetapkan dan memutuskan koneksi pada jaringan. Proses ini
memerlukan mekanisma penamaan, sehingga suatu proses pada sebuah mesin
mempunyai cara untuk menerangkan dengan siapa mesin itu ingin bercakap-cakap.
Juga harus ada mekanisme untuk mengatur arus
informasi, sehingga arus informasi
dari host yang cepat tidak membanjiri host yang lambat. Mekanisme
seperti itu disebut pengendalian aliran dan memainkan peranan penting pada
transport layer (juga pada layer-layer lainnya). Pengendalian aliran antara host dengan host
berbeda dengan pengendalian aliran
router dengan router. Kita akan mengetahui nanti bahwa prinsip-prinsip
yang sama digunakan untuk kedua jenis pengendalian tersebut.
2.3.5 Session Layer
Session layer
mengijinkan para pengguna untuk menetapkan session dengan pengguna lainnya.
Sebuah session selain memungkinkan
transport data biasa, seperti yang dilakukan oleh transport layer, juga
menyediakan layanan yang istimewa untuk aplikasi-aplikasi tertentu. Sebuah
session digunakan untuk memungkinkan seseorang pengguna log ke remote
timesharing system atau untuk
memindahkan file dari satu mesin kemesin lainnya.
Sebuah layanan session
layer adalah untuk melaksanakan pengendalian dialog. Session dapat memungkinkan
lalu lintas bergerak dalam bentuk dua
arah pada suatu saat, atau hanya satu arah saja. Jika pada satu saat lalu lintas
hanya satu arah saja (analog dengan rel kereta api tunggal), session layer
membantu untuk menentukan giliran yang berhak menggunakan saluran pada suatu
saat.
Layanan session di
atas disebut manajemen token. Untuk sebagian protokol, adalah penting untuk memastikan
bahwa kedua pihak yang bersangkutan tidak melakukan operasi pada saat yang
sama. Untuk mengatur aktivitas ini,
session layer menyediakan token-token yang dapat digilirkan. Hanya pihak yang
memegang token yang diijinkan melakukan operasi kritis.
Layanan session lainnya adalah sinkronisasi. Ambil
contoh yang dapat terjadi ketika mencoba transfer file yang berdurasi 2 jam
dari mesin yang satu ke mesin lainnya dengan kemungkinan mempunyai selang waktu
1 jam antara dua crash yang dapat terjadi. Setelah masing-masing transfer dibatalkan, seluruh
transfer mungkin perlu diulangi lagi dari awal, dan mungkin saja mengalami
kegagalan lain. Untuk mengurangi kemungkinan terjadinya masalah ini, session
layer dapat menyisipkan tanda tertentu ke aliran data. Karena itu bila terjadi
crash, hanya data yang berada sesudah tanda tersebut yang akan ditransfer
ulang.
2.3.6 Pressentation Layer
Pressentation layer
melakukan fungsi-fungsi tertentu yang diminta untuk menjamin penemuan sebuah
penyelesaian umum bagi masalah tertentu. Pressentation Layer tidak mengijinkan
pengguna untuk menyelesaikan sendiri suatu masalah. Tidak seperti layer-layer
di bawahnya yang hanya melakukan pemindahan bit dari satu tempat ke tempat
lainnya, presentation layer memperhatikan syntax dan semantik informasi yang
dikirimkan.
Satu contoh layanan pressentation adalah encoding data. Kebanyakan pengguna tidak memindahkan
string bit biner yang random. Para pengguna saling bertukar data sperti nama
orang, tanggal, jumlah uang, dan tagihan. Item-item tersebut dinyatakan dalam
bentuk string karakter, bilangan interger, bilangan floating point, struktur
data yang dibentuk dari beberapa item yang lebih sederhana. Terdapat perbedaan
antara satu komputer dengan komputer lainnya dalam memberi kode untuk
menyatakan string karakter (misalnya, ASCII dan Unicode), integer (misalnya
komplemen satu dan komplemen dua), dan sebagainya. Untuk memungkinkan dua buah
komputer yang memiliki presentation yang berbeda untuk dapat berkomunikasi,
struktur data yang akan dipertukarkan dapat dinyatakan dengan cara abstrak,
sesuai dengan encoding standard yang akan digunakan “pada saluran”.
Presentation layer mengatur data-struktur abstrak ini dan mengkonversi dari
representation yang digunakan pada sebuah komputer menjadi representation
standard jaringan, dan sebaliknya.
2.3.7 Application Layer
Application layer
terdiri dari bermacam-macam protokol.
Misalnya terdapat ratusan jenis terminal yang tidak kompatibel di seluruh
dunia. Ambil keadaan dimana editor layar penuh yang diharapkan bekerja pada
jaringan dengan bermacam-macam terminal, yang masing-masing memiliki layout
layar yang berlainan, mempunyai cara urutan penekanan tombol yang berbeda untuk
penyisipan dan penghapusan teks, memindahkan sensor dan sebagainya.
Suatu cara untuk
mengatasi masalah seperti di ata, adalah dengan menentukan terminal virtual
jaringan abstrak, serhingga editor dan program-program lainnya dapat ditulis
agar saling bersesuaian. Untuk menangani setiap jenis terminal, satu bagian
software harus ditulis untuk memetakan fungsi terminal virtual jaringan ke
terminal sebenarnya. Misalnya, saat editor menggerakkan cursor terminal virtual
ke sudut layar kiri, software tersebut harus mengeluarkan urutan perintah yang
sesuai untuk mencapai cursor tersebut. Seluruh software terminal virtual berada
pada application layer.
Fungsi application
layer lainnya adalah pemindahan file.
Sistem file yang satu dengan yang lainnya memiliki konvensi penamaan yang
berbeda, cara menyatakan baris-baris teks yang berbeda, dan sebagainya.
Perpindahan file dari sebuah sistem ke sistem lainnya yang berbeda memerlukan
penanganan untuk mengatasi adanya ketidak-kompatibelan ini. Tugas tersebut juga
merupakan pekerjaan appication layer, seperti pada surat elektronik, remote job
entry, directory lookup, dan berbagai fasilitas bertujuan umum dan fasilitas
bertujuan khusus lainnya.
2.4 Transmisi Data Pada
Model OSI
Gambar 1-17
menjelaskan sebuah contoh tentang bagaimana data dapat ditransmisikan dengan
menggunakan model OSI. Proses pengiriman memiliki data yang akan dikirimkan ke
proses penerima. Proses pengirim menyerahkan data ke application layer, yang
kemudian menambahkan aplication header, AH (yang mungkin juga kosong), ke ujung
depannya dan menyerahkan hasilnya ke presentation layer.
Pressentation layer
dapat membentuk data ini dalam berbagai cara dan mungkin saja menambahkan
sebuah header di ujung depannya, yang diberikan oleh session layer. Penting
untuk diingat bahwa presentation layer tidak menyadari tentang bagian data yang mana yang diberi tanda AH
oleh application layer yang merupakan data pengguna yang sebenarnya.
Proses pemberian
header ini berulang terus sampai data tersebut mencapai physical layer, dimana
data akan ditransmisikan ke mesin lainnya. Pada mesin tersebut, semua header
tadi dicopoti satu per satu sampai mencapai proses penerimaan.
Gambar
2.2 Contoh tentang bagaimana model OSI
digunakan
Yang menjadi kunci di
sini adalah bahwa walaupun transmisi data aktual berbentuk vertikal seperti pada
gambar 1-17, setiap layer diprogram seolah-olah sebagai transmisi yang
bersangkutan berlangsung secara horizontal. Misalnya, saat transport layer
pengiriman mendapatkan pesan dari session layer, maka transport layer akan
membubuhkan header transport layer dan mengirimkannya ke transport layer
penerima.
2.5 Referensi
- Tanenbaum, AS, Computer Networks, Prentise Hall, 1996
- Stallings, W. Data and Computer Communications, Macmillan Publishing Company, 1985.
- Stallings, W. Local Network, Macmillan Publishing Company, 1985.
- Raj Jain, Professor of CIS The Ohio State University Columbus, OH 43210 Jain@ACM.Org
- Cisco Press
3 Data Link Control
Pembahasan kita kali ini mengenai pengiriman sinyal melewati sebuah
saluran transmisi, agar komunikasi dapat efektif banyak hal tentang
pengendalian dan managemen pertukaran yang harus diperhatikan. Data link control ini bekerja di lapisan
ke dua pada model referensi OSI.
Beberapa hal yang diperlukan untuk mengefektifkan komunikasi data
antara dua stasiun transmiter dan receiver adalah:
Ø Sinkronisasi frame, data yang dikirimkan dalam bentuk blok disebut
frame. Awal dan akhir suatu frame harus teridentifikasi dengan jelas.
Ø Menggunakan salah satu dari
konfigurasi saluran, akan dibahas pada bab selanjutnya.
Ø Kendali Aliran, stasiun pengirim harus tidak mengirimkan frame
sebelum memastikan bahwa data yang dikirimkan sebelumnya telah sampai.
Ø Kendali kesalahan, bit-bit kesalahan yang
ditunjukkan oleh sistem transmisi harus benar.
Ø Pengalamat, pada sebuah saluran
multipoint, indentitas dari dua buah stasiun dalam sebuah transmisi harus
dikenali.
Ø Kendali dan data dalam beberapa saluran,
biasanya tidak diperlukan sinyal kontrol
dalam sistem komunikasi yang terpisah, maka penerima harus dapat
membedakan informasi kendali dari data
yang dirimkan.
Ø Managemen hubungan, inisiasi, perbaikan,
akhir dari suatu data exchange memerlukan beberapa korodinasi dan kerja sama
antar stasiun.
3.1 Konfigurasi Saluran
Tiga karakteristik yang membedakan
macam-macam konfigurasi saluran adalah topologi, dupleksitas, dan disiplin
saluran.
3.1.1 Topologi dan dupleksitas.
Topologi dari sebuah hubungan data berkenaan dengan susunan fisik
dari sebuah stasiun pada sebuah hubungan.jika hanya terdapat dua buah stasiun
maka hubungan yang dapat dibangun diantara keduanya adalah point-to-poitn. Jika
terdapat lebih dari dua stasiun, maka harus digunakan topoloty multipoint.
Dahulu, sebuah hubungan multipoint digunakan pada suatu kasus hubungan antara
sebuah komputer (stasiun primer) dan satu set terminal (stasiun sekunder),
tetapi sekarang untuk versi yang lebih kompleks topologi multipoint digunakan
pada jaringan lokal.
Saluran multipoint tradisional
memungkinkan dibuat ketika sebuah terminal hanya mengirim pada satu saat.
Gambar 3.1 menunjukkan keuntungan dari konfigurasi multipoint. Jika tiap-tiap
komputer memiliki hubungan point-to-point ke suatu komputer jadi komputer harus harus mempunyai sebuah
I/O port untuk masing-masing terminal. Jadi terdapat sebuah saluran transmisi
yang terpisah dari komputer ke masing-masing terminal. Di dalam sebuah
konfigurasi multipoint, komputer memerlukan hanya sebuah I/O port, hanya sebuah
saluran transmisi yang diperlukan.
Dupleksitas dari sebuah hubungan berkenaan
dengan arah dan waktu aliran sinyal. Dalam transmisi simpleks, aliran sinyal
selalu dalam satu arah. Sebagai contoh, sebuah perangkat input hanya dapat
mentransmisikan, dan tidak pernah menerima. Sebuah perangkat output misalnya
sebuah printer atau aktuator dapat dikonfigurasi hanya sebagai penerima. Simpleks
tidak lazim digunakan karena dia tidak mungkin mmngirim ulang kesalahan atau
sinyal kontrol ke sumber data . Simpleks identik dengan
satu jalan ada satu lintasan.
Gambar 3.1 Konfigurasi
terminal.
Gambar 3.2 Hubungan
konfigurasi saluran
Sebuah hubungan half-dupleks dapat mengirim dan menerima tetapi
tidak simultan. Mode ini seperti dua lintasan alternatif, dua stasiun dalam
sebuah hubungan half-dupleks harus bergantian dalam mentransmisikan sesuatu.
Hal ini dentik dengan satu jalan ada dua lintasan. Dalam sebuah hubungan
full-dupleks, dua buah stasiun dapat mengirim dan menerima secara simultan data
dari yang satu ke yang lain. Sehingga pada mode ini dikenal sebagai dua
lintasan simultan, dan mungkin sebanding dengan dua jalan ada dua lintasan.
Sejumlah kombinasi dari topologi dan dupleksitas yang mungkin
terjadi dapat dilihat pada gambar 3.2 yang melukiskan sebagian keadaan
konfigurasi. Gambar selalu menunjukkan sebuah stasiun primer (P) tunggal dan
lebih dari satu stasiun sekunder (S). Untuk hubungan point-to-point , dua
kemungkinan dapat dijelaskan. Untuk hubungan multipoint, tiga konfigurasi
mungkin terjadi:
Ø Primary full-duplex, secondaries half-duplex (multi-multipoint).
Ø Both primary and secondaries half-duplex (multipoint half-duplex).
Ø Both primary and secondaries full-duplex (multipoint duplex).
3.1.2
Disiplin saluran
Beberapa disiplin diperlukan dalam menggunakan sebuah hubungan
tarnsmisi. Pada sebuah hubungan half-duplex, hanya sebuah stasiun pada suatu
waktu yang harus mengirim. Pada kasus yang lain, hubungan half atau
full-duplex, sebuah setasiun hanya dapat mengirim jika dia tahu bahwa di sisi
penerima telah siap untuk menerima.
Hubungan point-to-point.
Disiplin saluran adalah sederhana dengan sebuah hubungan
point-to-point. Marilah pertimbangkan pertama-tama sebuah hubungan half-duplex
dalam masing-masing stasiun telah siap
menerima perubahan. Sebuah contoh
perubahan dilukiskan pada gambar 3.3 Jika masing-masing stasiun menginginkan
untuk mengirimkan data ke yang lain, yang pertama dilakukan adalah mengetahui
apakah stasiun tujuan telah siap untuk menerima. Stasiun kedua menjawab dengan
sebuah positive acknowledge (ack) untuk mengindikasikan bahwa dia telah siap.
Stasiun pertama kemudian mengirim beberapa data yang telah dibentuk dalam
frame. Pada komunikasi asinkron data akan dikirim seperti sebuah deretan
karakter asinkron. Dalam beberapa kasus, setelah beberapa quantum data
dikirimkan , stasiun pertama berhenti untuk menunggu jawaban. Stasiun kedua
menjawab keberhasilan menerima data dengan ack. Stasiun pertama kemudian
mengirim akhir dari transmisi (eot) yang mengakhiri komunikasi dan kembali ke
keadaan awal.
Gambar 3.3 Hubungan kendali
point-to-point
Beberapa ciri tambahan ditambahkan pada gambar 3.3 untuk melengkapi
proses transmisi dengan kontrol kesalahan. Sebuah negative acknowledgement
(nak) digunakan untuk menandakan bahwa sebuah stasiun belum siap menerima atau
data diterima dalam keadaan error. Sebuah stasiun mungkin mengabaikan jawan
atau menjawab dengan pesan yang cacat. Hasil dari kondisi ini ditunjukkan oleh
garis kecil di dalam gambar, garis tebal menandakan keadaan komunikasi yang
normal. Jika sebuah keadaan tak diinginkan terjadi, seperti sebuah nak atau
invalid reply, sebuah stasiun mungkin mengulang untuk memberikan aksi terakhir
atau mungkin mengadakan beberapa prosedure penemuan kembali kesalahan (erp).
Terdapat tiga phase penting
dalam prosedur pengontrolan komunikasi ini:
Ø Establishement, keputusan yang menentukan stasiun yang mana harus
mengirim dan stasiun yang mana harus siap-siap untuk menerima.
Ø Data Transfer, data ditransfer dalam
satu atau lebih blok pengiriman.
Ø Termination pemberhentian hubungan secara
logika. (hubungan transmitter-receiver).
Hubungan Multipoint
Pilihan dari disiplin saluran untuk hubungan multipoint tergantung
pada penentuan ada-tidaknya stasiun primer. Ketika terdapat sebuah stasiun
primer, data hanya akan ditukar antara stasiun primer dan stasiun sekunder,
bukan antara sesama stasiun sekunder. Sebagian besar disiplin bersama menggunakan situasi ini, yaitu semua perbedaan dari sebuah skema dikenal
sebagai poll dan select.
Ø Poll, stasiun primer meminta data dari stasiun sekunder.
Ø Sellect, stasiun primer memiliki data untuk dikirim dan
diberitahukan ke stasiun sekunder bahwa data sedang datang.
Gambar 3.4 menunjukkan konsep ini, dimana stasiun primer poll ke stasiun sekunder
dengan mengirim sebuah pesan singkat. Pada kasus ini, stasiun sekunder tidak
mengirim dan menjawab dengan beberapa pesan nak. Waktu keseluruhan untuk urutan
ini ditunjukkan dengan
TN = tprop
+ tpoll + tproc + tnak + tprop
dimana :
TN : total waktu
untuk poll tanpa mengirim
tprop : waktu propagasi = t1-t0 = t5-t4
tpoll : waktu
untuk mengririm poll = t2-t1
tproc : waktu untuk pross poll sebelum menerima jawaban
= t3-t2
tnak : waktu untuk mengririm sebuah negative
acknowledgment
= t4-t3
Gambar 3.4 Poll and select sequences
Gambar 3.4 juga menjelaskan kasus dari sebuah keberhasilan poll,
waktu yang dibutuhkan adalah:
TP =
3tprop + tpoll + tack + tdata + 2tproc
TP = TN
+ tprop + tdata + tproc
disini kita
asumsikan waktu proses untuk menjawab beberapa pesan adalah konstan.
Sebagian besar bentuk polling bersama disebut roll-call polling,
yang mana stasiun primer menyeleksi masing-masing poll dari satsiun sekunder
dalam sebuah urutan pra penentuan. Dalam kasus sederhana, stasiun primer poll
ke tiap-tiap stasiun sekunder dalam urutan round robbin S1, S2,
S3, . . . Sn,
sampai semua stasiun sekunder dan mengulang urutan. Waktu yang diperlukan dapat
diekspersikan sebagai:
Tc = nTN + kTD
dimana
Tc : waktu untuk
satu siklus polling lengkap
TN : waktu
rata-rata untuk poll sebuah stasiun sekunder dari data transfer
TD: waktu transfer data
n : jumlah
stasiun sekunder
k : jumlah stasiun
sekundert dengan data untuk dikirim selama siklus.
Fungsi penyeleksian ditunjukkan pada
gambar 3.4c Terlihat bahwa empat transmisi terpisah menerima transfer data dari
stasiun primer ke stasiun sekunder. Sebuah teknik alternatif disebut fast
sellect. pada kasus ini penyeleksian pesan termasuk data ditransfer (gambar
3.4d). Pertama kali mengganti dari stasiun sekunder sebuah acknowledgement yang
mengindikasikan bahwa stasiun telah dipersiapkan untuk menerima dan telah
menerima data dengan sukses. Pemilihan
cepat adalah teristimewa cocok untuk aplikasi dimana pesan pendek sering
dikirimkan dan waktu transfer untuk pesan tidak cukup lama dibanding waktu
reply.
Penggunaan dari roll-call polling untuk
konfigurasi lain adalah mudah dijelaskan. Pada kasus multi-multipoint (gambar
3.2c), stasiun primer dapat mengirim sebuah poll ke salah satu stasiun sekunder
pada waktu yang samadia menerima sebuah pesan kontrol atau data dari yang lain.
Untuk multipoint duplex stasiun primer dapat digunakan dalam komunikasi full
duplex dengan beberapa stasiun sekunder.
Sebuah karakteristik dari semua saluran
disiplin multipoint adalah membutuhkan pengalamatan. Dalam kasus roll call
polling pengirirman dari sebuah stasiun sekunder harus diidentifikasi. Pada
sebuah situasi, kedua pengirim dan penerima harus diidentifikasi. Terdapat tiga
keadaan, yaitu:
Ø point-to-point : tidak memerlukan pengalamatan
Ø primary-secundary multipoint : sebuah alamat diperlukan untuk
mengidentifikasi stasiun sekunder.
Ø peer multipoint : diperlukan dua alamat, untuk mengiden-tifikasi
pengirim dan penerima.
3.2 Kontrol Aliran
Flow control adalah suatu teknik untuk menjamin bahwa sebuah stasiun
pengirim tidak membanjiri stasiun penerima dengan data. Stasiun penerima secara
khas akan menyediakan suatu buffer data dengan panjang tertentu. Ketika data
diterima, dia harus mengerjakan beberapa poses sebelum dia dapat membersihkan
buffer dan mempersiapkan penerimaan data berikutnya.
Bentuk sederhana dari kontrol aliran dikenal sebagai stop and wait,
dia bekerja sebagai berikut. Penerima mengindikasikan bahwa dia siap untuk
menerima data dengan mengirim sebual poll atau menjawab dengan select. Pengirim
kemudian mengirimkan data.
Flow control ini diatur/dikelola oleh Data Link Control (DLC) atau
biasa disebut sebagai Line Protocol sehingga pengiriman maupun penerimaan
ribuan message dapat terjadi dalam kurun waktu sesingkat mungkin. DLC harus
memindahkan data dalam lalu lintas yang efisien. Jalur komunikasi harus
digunakan sedatar mungkin, sehingga tidak ada stasiun yang berada dalam kadaan
idle sementara stasiun yang lain
saturasi dengan lalu lintas yang berkelebihan. Jadi flow control
merupakan bagian yang sangat kritis dari suatu jaringan. Berikut ini ditampilkan time diagram Flow
control saat komunikasi terjadi pada kondisi tanpa error dan ada error.
Gambar 3.5 Diagram waktu flow control saat transmisi
tanpa kesalahan (a) dan saat terjadi kehilangan paket dan terjadi kesalahan (b)
Mekanisme Flow control yang sudah umum digunakan adalah Stop and
Wait dan Sliding window, berikut ini akan dijelaskan kedua mekanisme tersebut.
3.2.1
Stop and wait
Protokol ini memiliki karakteristik dimana sebuah pengirim mengirimkan
sebuah frame dan kemudian menunggu acknowledgment
sebelum memprosesnya lebih lanjut. Mekanisme stop and wait dapat dijelaskan dengan menggunakan gambar 3.6,
dimana DLC mengizinkan sebuah message untuk ditransmisikan (event 1), pengujian
terhadap terjadinya error dilakukan dengan teknik seperti VCR (Vertical Redundancy Check) atau LRC (Longitudinal Redundancy Check) terjadi
pada even 2 dan pada saat yang tepat sebuah ACK atau NAK dikirimkan kembali
untuk ke stasiun pengirim (event 3). Tidak ada messages lain yang dapat
ditransmisikan selama stasiun penerima mengirimkan kembali sebuah jawaban. Jadi
istilah stop and wait diperoleh dari
proses pengiriman message oleh stasiun pengirim, menghentikan transmisi
berikutnya, dan menunggu jawaban.
Pendekatan stop and wait
adalah sesuai untuk susunan transmisi half
duplex, karena dia menyediakan untuk transmisi data dalam dua arah, tetapi
hanya dalam satu arah setiap saat. Kekurangan yang terbesar adalah disaat jalur
tidak jalan sebagai akibat dari stasiun yang dalam keadaan menunggu, sehingga
kebanyakan DLC stop and wait sekarang
menyediakan lebih dari satu terminal yang on line. Terminal-terminal tetap
beroperasi dalam susunan yang sederhana.
Stasiun pertama atau host sebagai penaggung jawab untuk peletakkan message
diantara terminal-terminal (biasanya melalui sebuah terminal pengontrol yang
berada di depannya) dan akses pengontrolan untuk hubungan komunikasi.
Urutan sederhana ditunjukkan pada gambar 3.6 dan menjadi masalah
yang serius ketika ACK atau NAK hilang dalam jaringan atau dalam jalur. Jika
ACK pada event 3 hilang, setelah habis batas waktunya stasiun master mengirim
ulang message yang sama untuk kedua kalinya. Transmisi yang berkelebihan
mungkin terjadi dan menciptakan sebuah duplikasi record pada tempat kedua dari
file data pengguna. Akibatnya, DLC harus mengadakan suatu cara untuk
mengidentifikasi dan mengurutkan message yang dikirimkan dengan berdasarkan
pada ACK atau NAK sehingga harus dimiliki suatu metoda untuk mengecek duplikat
message.
Gambar 3.6 Stop and wait data link control
Pada gambar 3.7 ditunjukkan bagaimana urutan pendeteksian duplikasi
message bekerja, pada event 1 stasiun pengirim mengirikan sebuah message dengan
urutan 0 pada headernya. Stasiun penerima menjawab dengan sebuah ACK dan sebuah
nomor urutan 0 (event 2). Pengirim menerima ACK, memeriksa nomor urutan 0 di
headernya, mengubah nomor urutan menjadi 1 dan mengirimkan message berikutnya
(event 3).
Gambar 3.7 Stop-and-wait alternating sequence
Stasiun penerima
mendapatkan message dengan ACK 1 di event 4. Akan tetapi message ini diterima dalam keadaan rusak atau
hilang pada jalan. Stasiun pengirim mengenali bahwa message di event 3 tidak
dikenali. Setelah batas waktu terlampau (timeout)
stasiun pengirim mengirim ulang message ini (event 5). Stasiun penerima mencari
sebuah message dengan nomor urutan 0. Dia membuang message, sejak itu dia
adalah sebuah duplikat dari message yang
dikirim pada event 3. Untuk melengkapi pertang-gung-jawaban, stasiun penerima
mengirim ulang ACK 1 (event 6).
Efek delay propagasi dan kecepatan transmisi
Kita akan menentukan efisiensi maksimum
dari sebuah jalur point-to-point
menggunakan skema stop and wait. Total waktu
yang diperlukan untuk mengirim data adalah :
Td = TI + nTF
dimana TI = waktu untuk menginisiasi urutan = tprop
+ tpoll + tproc
TF = waktu untuk mengirim satu frame
TF = tprop + tframe + tproc
+ tprop + tack + tproc
tprop = waktu propagasi
tframe = waktu pengiriman
tack = waktu balasan
Untuk menyederhanakan persamaan di atas, kita dapat mengabaikan term.
Misalnya, untuk sepanjang urutan frame, TI relatif kecil sehingga
dapat diabaikan. Kita asumsikan bahwa waktu proses antara pengiriman dan
penerimaan diabaikan dan waktu balasan frame adalah sangat kecil, sehingga kita
dapat mengekspresikan TD sebagai berikut:
TD = n(2tprop + t frame)
Dari keseluruhan waktu yang diperlukan hanya n x t frame yang dihabiskan
selama pengiriman data sehingga utilization (U) atau efisiensi jalur diperoleh
:
3.2.2 Sliding window control
Sifat inefisiensi dari stop and wait DLC telah
menghasilkan teknik pengembangan dalam meperlengkapi overlapping antara message
data dan message control yang sesuai. Data dan sinyal kontrol mengalir dari
pengirim ke penerima secara kontinyu, dan beberapa message yang menonjol (pada
jalur atau dalam buffer penerima) pada suatu waktu.
DLC ini sering disebut sliding windows karena
metode yang digunakan sinkron dengan pengiriman nomer urutan pada header dengan
pengenalan yang sesuai. Stasiun transmisi mengurus sebuah jendela pengiriman
yang melukiskan jumlah dari message(dan nomor urutannya) yang diijinkan untuk
dikirim. Stasiun penerima mengurus sebuah jendela penerimaan yang melakukan
fungsi yang saling mengimbangi. Dua tempat menggunakan keadaan jendela
bagaimana banyak message dapat/ menonjol dalam suatu jalur atau pada penerima
sebelum pengirim menghentikan pengiriman dan menunggu jawaban.
Gambar 3.8. Sliding window data link control
Sebagai contoh pada gambar 3.8 suatu penerima dari ACK
dari message 1 mengalir ke Station A untuk menggeser jendela sesuai dengan
urutan nomor. Jika total message 10 harus dalam jendela, Station A dapat
menahan pengiriman message 5,6,7,8,9,0, dan 1. (menahan message-message 2,3 dan
4 dalam kondisi transit). Dia tidak harus mengirim sebuah message menggunakan
urutan 2 sampai dia menerima sebuah ACK untuk 2. Jendela melilitkan secara
melingkar untuk mengumpulkan nomor-nomor set yang sama. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
gambar berikut menampilkan lebih detail mekanisme sliding window dan contoh
transmisi messagenya.
Gambar 3.9 Mekanisme sliding windows beserta
contoh transimisi message
3.3
Deteksi Dan Koreksi Error
Sebagai akibat proses-proses fisika yang menyebabkannya terjadi,
error pada beberapa media (misalnya, radio) cenderung timbul secara meletup
(burst) bukannya satu demi satu. Error yang meletup seperti itu memiliki baik
keuntungan maupun kerugian pada error bit tunggal yang terisolasi. Sisi
keuntungannya, data komputer selalu dikirim dalam bentuk blok-blok bit. Anggap
ukuran blok sama dengan 1000 bit, dan laju error adalah 0,001 per bit. Bila error-errornya independen, maka
sebagian besar blok akan mengandung error. Bila error terjadi dengan letupan
100, maka hanya satu atau dua blok dalam 100 blok yang akan terpengaruh, secara
rata-ratanya. Kerugian error letupan adalah bahwa error seperti itu lebih sulit
untuk dideteksi dan dikoreksi dibanding dengan error yang terisolasi.
3.3.1 Kode-kode
Pengkoreksian Error
Para perancang jaringan telah membuat dua
strategi dasar yang berkenaan dengan error. Cara pertama adalah dengan
melibatkan informasi redundan secukupnya bersama-sama dengan setiap blok data
yang dikirimkan untuk memungkinkan penerima menarik kesimpulan tentang apa
karakter yang ditransmisikan yang seharusnya ada. Cara lainnya adalah dengan
hanya melibatkan redundansi secukupnya untuk menarik kesimpulan bahwa suatu
error telah terjadi, dan membiarkannya untuk meminta pengiriman ulang. Strategi
pertama menggunakan kode-kode pengkoreksian error (error-correcting codes),
sedangkan strategi kedua menggunakan kode-kode pendeteksian error
(error-detecting codes).
Untuk bisa mengerti tentang penanganan
error, kita perlu melihat dari dekat tentang apa yang disebut error itu.
Biasanya, sebuah frame terdiri dari m bit data (yaitu pesan) dan r redundan,
atau check bits. Ambil panjang total sebesar n (yaitu, n=m+r). Sebuah satuan
n-bit yang berisi data dan checkbit sering kali dikaitkan sebagai codeword
n-bit.
Ditentukan dua buah codeword: 10001001 dan
10110001. Disini kita dapat menentukan berapa banyak bit yang berkaitan
berbeda. Dalam hal ini, terdapat 3 bit yang berlainan. Untuk menentukannya
cukup melakukan operasi EXCLUSIVE OR pada kedua codeword, dan menghitung jumlah
bit 1 pada hasil operasi. Jumlah posisi bit dimana dua codeword berbeda disebut
jarak Hamming (Hamming, 1950). Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa bila
dua codeword terpisah dengan jarak Hamming d, maka akan diperlukan error bit
tunggal d untuk mengkonversi dari yang satu menjadi yang lainnya.
Pada sebagian besar aplikasi transmisi
data, seluruh 2m pesan data merupakan data yang legal. Tetapi sehubungan
dengan cara penghitungan check bit, tidak semua 2n digunakan. Bila
ditentukan algoritma untuk menghitung check bit, maka akan dimungkinkan untuk
membuat daftar lengkap codeword yang legal. Dari daftar ini dapat dicari dua
codeword yang jarak Hamming-nya minimum. Jarak ini merupakan jarak Hamming bagi
kode yang lengkap.
Sifat-sifat pendeteksian error dan
perbaikan error suatu kode tergantung pada jarak Hamming-nya. Untuk mendeteksi
d error, anda membutuhkan kode dengan jarak d+1 karena dengan kode seperti itu
tidak mungkin bahwa error bit tunggal d dapat mengubah sebuah codeword yang
valid menjadi codeword valid lainnya. Ketika penerima melihat codeword yang
tidak valid, maka penerima dapat berkata bahwa telah terjadi error pada
transmisi. Demikian juga, untuk memperbaiki error d, anda memerlukan kode yang
berjarak 2d+1 karena hal itu menyatakan codeword legal dapat terpisah bahkan
dengan perubahan d, codeword orisinil akan lebih dekat dibanding codeword
lainnya, maka perbaikan error dapat ditentukan secara unik.
Sebagai sebuah contoh sederhana bagi kode
pendeteksian error, ambil sebuah kode dimana parity bit tunggal ditambahkan ke
data. Parity bit dipilih supaya jumlah bit-bit 1 dalam codeword menjadi genap
(atau ganjil). Misalnya, bila 10110101 dikirimkan dalam parity genap dengan
menambahkan sebuah bit pada bagian ujungnya, maka data itu menjadi 101101011,
sedangkan dengan parity genap 10110001 menjadi 101100010. Sebuah kode dengan
parity bit tunggal mempunyai jarak 2, karena sembarang error bit tunggal menghasilkan
sebuah codeword dengan parity yang salah. Cara ini dapat digunakan untuk
mendeteksi erro-error tunggal.
Sebagai contoh sederhana dari kode
perbaikan error, ambil sebuah kode yang hanya memiliki empat buah codeword
valid :
0000000000,0000011111,1111100000 dan
1111111111
Kode ini mempunyai jarak 5, yang berarti
bahwa code tersebut dapat memperbaiki error ganda. Bila codeword 0000011111
tiba, maka penerima akan tahun bahwa data orisinil seharusnya adalah
0000011111. Akan tetapi bila error tripel mengubah 0000000000 menjadi 0000000111, maka error tidak akan dapat
diperbaiki.
Bayangkan bahwa kita akan merancang kode
dengan m bit pesan dan r bit check yang akan memungkinkan semua error tunggal
bisa diperbaiki. Masing-masing dari 2m pesan yang legal membutuhkan
pola bit n+1. Karena jumlah total pola bit adalah 2n, kita harus
memiliki (n+1)2m £ 2n.
Dengan memakai n = m + r,
persyaratan ini menjadi (m + r + 1)£2r. Bila m ditentukan, maka ini akan
meletakkan batas bawah pada jumlah bit check yang diperlukan untuk mengkoreksi
error tunggal.
Dalam
kenyataannya, batas bawah teoritis ini dapat diperoleh dengan menggunakan
metoda Hamming (1950). Bit-bit codeword
dinomori secara berurutan, diawali dengan bit 1 pada sisi paling kiri. Bit
bit yang merupakan pangkat 2 (1,2,4,8,16 dan seterusnya) adalah bit check.
Sisanya (3,5,6,7,9 dan seterusnya) disisipi dengan m bit data. Setiap bit check
memaksa parity sebagian kumpulan bit, termasuk dirinya sendiri, menjadi genap (atau ganjil). Sebuah bit dapat
dimasukkan dalam beberapa komputasi parity. Untuk mengetahui bit check dimana
bit data pada posisi k berkontribusi, tulis ulang k sebagai jumlahan pangkat 2.
Misalnya, 11=1+2+8 dan 29=1+4+8+16. Sebuah bit dicek oleh bit check yang
terjadi pada ekspansinya (misalnya, bit 11 dicek oleh bit 1,2 dan 8).
Ketika
sebuah codeword tiba, penerima menginisialisasi counter ke nol. Kemudian
codeword memeriksa setiap bit check, k (k=1,2,4,8,....) untuk melihat apakah
bit check tersebut mempunyai parity yang benar. Bila tidak, codeword akan
menambahkan k ke counter. Bila counter sama dengan nol setelah semua bit check
diuji (yaitu, bila semua bit checknya benar), codeword akan diterima sebagai
valid. Bila counter tidak sama dengan nol, maka pesan mengandung sejumlah bit
yang tidak benar. Misalnya bila bit check 1,2, dan 8 mengalami kesalahan
(error), maka bit inversinya adalah 11, karena itu hanya satu-satunya yang
diperiksa oleh bit 1,2, dan 8. Gambar 3.10 menggambarkan beberapa karakter
ASCII 7-bit yang diencode sebagai codeword 11 bit dengan menggunakan kode
Hamming. Perlu diingat bahwa data terdapat pada posisi bit 3,5,6,7,9,10,11.
Gambar 3.10 Penggunaan kode Hamming
untuk mengkoreksi burst error
Kode Hamming hanya bisa
memperbaiki error tunggal. Akan tetapi, ada trick yang dapat digunakan untuk
memungkinkan kode Hamming dapat memperbaiki error yang meletup. Sejumlah k buah
codeword yang berurutan disusun sebagai sebuah matriks, satu codeword per
baris. Biasanya, data akan ditransmisikan satu baris codeword sekali, dari kiri
ke kanan. Untuk mengkoreksi error yang meletup, data harus ditransmisikan satu
kolom sekali, diawali dengan kolom yang paling kiri. Ketika seluruh k bit telah
dikirimkan, kolom kedua mulai dikirimkan, dan seterusnya. Pada
saat frame tiba pada penerima, matriks direkonstruksi, satu kolom per satuan
waktu. Bila suatu error yang meletup terjadi, paling banyak 1 bit pada setiap k
codeword akan terpengaruh. Akan tetapi kode Hamming dapat memperbaiki satu
error per codeword, sehingga seluruh blok dapat diperbaiki. Metode ini memakai
kr bit check untuk membuat km bit data dapat immune terhadap error tunggal yang
meletup dengan panjang k atau kurang.
3.2.2
Kode-kode Pendeteksian Kesalahan
Kode
pendeteksian error kadang kala digunakan dalam transmisi data. Misalnya, bila
saturan simplex, maka transmisi ulang tidak bisa diminta. Akan tetapi sering kali deteksi error yang diikuti oleh transmisi ulang
lebih disenangi. Hal ini disebabkan karena pemakaian transmisi ulang lebih
efisien. Sebagai sebuah contoh yang sederhana, ambil sebuah saluran yang
errornya terisolasi dan mempunyai laju error 10 –6 per bit.
Anggap
ukuran blok sama dengan 1000 bit. Untuk melaksanakan koreksi error blok 1000
bit, diperlukan 10 bit check; satu megabit data akan membutuhkan 10.000 bit
check. Untuk mendeteksi sebuah blok dengan error tunggal 1-bit saja, sebuah bit
parity per blok akan mencukupi. Sekali setiap 1000 blok dan blok tambahan
(1001) akan harus ditransmisikan. Overhead total bagi deteksi error + metoda
transmisi ulang adalah hanya 2001 bit per megabit data, dibanding 10.000 bit
bagi kode Hamming.
Bila
sebuah bit parity tunggal ditambahkan ke sebuah blok dan blok dirusak oleh
error letupan yang lama, maka probabilitas error dapat untuk bisa dideteksi
adalah hanya 0,5 hal yang sangat sulit untuk bisa diterma. Bit-bit ganjil dapat
ditingkatkan cukup banyak dengan mempertimbangkan setiap blok yang akan dikirim
sebagai matriks persegi panjang dengan lebar n bit dan tinggi k bit. Bit parity
dihitung secara terpisah bagi setiap kolomnya dan ditambahkan ke matriks
sebagai baris terakhir. Kemudian matriks ditransmisikan kembali baris per
baris. Ketika blok tiba, penerima akan memeriksa semua bit parity, Bila ada bit
parity yang salah, penerima meminta agar blok ditransmisi ulang.
Metoda
ini dapat mendeteksi sebuah letupan dengan panjang n, karena hanya 1 bit per
kolom yang akan diubah. Sebuah letupan dengan panjang n+1 akan lolos tanpa
terdeteksi. Akan tetapi bila bit pertama diinversikan, maka bit terakhir juga
akan diinversikan, dan semua bit lainnya adalah benar. (Sebuah error letupan
tidak berarti bahwa semua bit salah; tetapi mengindikasikan bahwa paling tidak
bit pertama dan terakhirnya salah). Bila blok mengalami kerusakan berat akibat
terjadinya error letupan yang panjang atau error letupan pendek yang banyak,
maka probabilitas bahwa sembarang n kolom akan mempunyai parity yang benar adalah
0,5. Sehingga probabilitas dari blok yang buruk akan bisa diterima adalah 2 –n.
Walaupun
metoda di atas kadang-kadang adekuat, pada prakteknya terdapat metode lain yang
luas digunakan: Kode polynomial (dikenal juga sebagai cyclic redundancy code
atau kode CRC). Kode polynomial didasarkan pada perlakuan string-string bit
sebagai representatsi polynomial dengan memakai hanya koefisien 0 dan 1 saja.
Sebuah frame k bit berkaitan dengan daftar koefisien bagi polynomial yang
mempunyai k suku, dengan range dari xk-1 sampai x0.
Polynomial seperti itu disebut polynomial yang bertingkat k-1. Bit dengan orde
tertinggi (paling kiri) merupakan koefisien dari xk-1; bit berikutnya
merupakan koefisien dari xk-2, dan seterusnya. Misalnya 110001
memiliki 6 bit, maka merepresentasikan polynomial bersuku 6 dengan koefisien
1,1,0,0,0 dan 1:x5+x4+x0.
Aritmetika
polynomial dikerjakan dengan modulus 2, mengikuti aturan teori aljabar. Tidak
ada pengambilan untuk pertambahan dan peminjaman untuk pengurangan. Pertambahan dan
pengurangan identik dengan EXCLUSIVE OR, misalnya :
0 Response to "KUMPULAN MAKALAH LENGKAP JARINGAN KOMPUTER"
Posting Komentar