Referensi model OSI

Transkripsi

1 Referensi model OSI -- Pada jaringan komputer, agar suatu informasi dari suatu komputer dapat disampaikan ke komputer lain, informasi tersebut harus dikirimkan lewat jaringan dan mengalami proses yang panjang melalui berbagai lapisan. Pertama, informasi tersebut diolah menjadi data, kemudian diolah lagi menjadi segmen-segmen, diolah lagi menjadi paket-paket, diolah lagi menjadi frame-frame, dan terakhir diolah menghasilkan bit-bit yang dapat dikirimkan melalui kabel jaringan untuk disampaikan ke komputer lain, untuk diproses balik, untuk mendapat informasi asal. Oleh karenanya, supaya jaringan komputer dapat berfungsi dengan baik, diperlukan suatu definisi yang jelas untuk proses-proses yang terjadi pada jaringan tersebut. Untuk mempermudah pengertian, penggunaan dan desain proses pengelolaan data dan untuk keseragaman diantara perusahaan-perusahaan pembuat peralatan jaringan komputer satu dengan yang lain, International Standard Organization (ISO) mengeluarkan suatu model lapisan jaringan yang disebut "referensi model Open Systems Interconnection". Di dalam referensi model OSI ini proses pengolahan data dibagi menjadi 7 (tujuh) lapisan (layer), yang masing-masing lapisan memiliki fungsi sendiri-sendiri. Oleh karenanya referensi model OSI ini disebut juga sebagai arsitektur lapisan. Referensi model OSI tidak membahas secara mendetail cara kerja dari lapisan OSI, melainkan hanya memberikan suatu konsep di dalam menentukan proses apa yang harus terjadi di suatu lapisan tertentu dan protokol-protokolapa yang dapat dipakai di suatu lapisan tertentu Lapisan-7 Aplication Lapisan-6 Presentation Lapisan-5 Session Data Lapisan-4 Transport Segment Lapisan-3 Network Packet Lapisan-2 Data Link Frame Lapisan-1 Physical Bits ^ v jaringan

2 Proses penambahan header information (Encapsulation) ============================+=================================== Lapisan Proses Encapsulation ============================+=================================== Aplication,Presentation, Data diubah menjadi segmen atau Session data stream Transport Segment diubah menjadi paket atau datagram Data-link Paket diubah menjadi frame Physical Frame diubah menjadi bit ============================+===================================== Lapisan Aplication - Lapisan ini merupakan lapisan ke-7 referensi model OSI, memberikan layanan ke jaringan komputer untuk aplikasi-aplikasi pemakai dan mengadakan komunikasi dari program ke program. Lapisan ini merupakan lapisan yang paling dekat dengan pemakai (user). Layanan yang tersedia: Telnet, FTP, SMTP, DNS, TFTP, SNMP, NFS Lapisan Presentation --- Lapisan ini merupakan lapisan ke-6 referensi model OSI. Agar suatu data informasi dapat dilihat oleh pemakai, informasi harus dapat ditampilkan dalam bentuk teks maupun grafis pada layaar monitor pemakai. Lapisan ini bertanggung jawab untuk menampilkan teks dan grafis. Lapisan ini memberikan layanan untuk konversi, sintaks, format dan enkripsi data File format: ASCII, EBCDIC, JPEG, MPEG, TIFF, PICT, RTF, MIDI dan Quick Time bekerja pada lapisan ini Lapisan Session --- Lapisan ini merupakan lapisan ke-5 referensi model OSI, lapisan ini membuka, mengatur dan menutup session antar aplikasi. Protokol yang berfungsi pada lapisan ini antara lain: NFS, NETBEUI, RPC, SQl, X window system, Apple Talk Session Protocol (ASP), Digital Network Architecture Session Control Program (DNASCP). Lapisan ini menentukan apakah informasi yang diminta oleh pemakai berasal dari komputer lokal atau komputer lain di jaringan, jika informasi berasal dari komputer lain, lapisan session akan memulai koneksi ke jaringan. Lapisan Transport Lapisan ini merupakan lapisan ke-4 referensi model OSI. Lapisan transport bertanggung jawab atas keutuhan transmisi data. Lapisan ini sangat penting karena lapisan ini yang memisahkan lapisan tingkat atas dengan lapisan tingkat bawah. Pada lapisan ini data diubah menjadi segment atau data stream. Layanan atau protocol yang ada di lapisan ini: UDP (User Datagram Protocol), TCP (Transmission Control Protocol). Jenis koneksi di lapisan transport adalah Connection Oriented dan Connectionless

3 oriented. Connection Oriented (TCP) Hubungan ini disebut dengan connection-oriented karena mengadakan koneksi yang reliabel yang setiap session yang diadakan bergaransi. Connection-oriented didukung oleh Transmission Control Protocol (TCP) yang menggunakan port 6. Connection-oriented memiliki 3 langkah untuk pengiriman data, yaitu: # Mengadakan koneksi: jalur antara pengirim dan penerima dibina # Pengiriman data: data dikirim lewat jalur yang telah dibina # Pemutusan koneksi: hubungan jalur yang tidak dipakai lagi diputuskan. Ciri-ciri Connection-oriented adalah: o Semua paket mendapat tanda terima (acknowledge) dari penerima o Paket yang tidak diterima dikirim ulang o Paket-paket diurutkan kembali (sequence) seperti asal waktu pengiriman CLIENT SERVER Active open Pasive open SYN (1000) -----> SYN(2000)ACK(1001) <----- ACK (2000) -----> Connection ACK DATA Connection Established <----> Established Client closed ACK(2300),FIN(1500) -----> ACK(1501) <----- ACK(1501),FIN (2400) <----- Server close ACK (2401) Connnection -----> Connnection closed closed Skema penbentukan dan pemutusan koneksi TCP Agar reliabilitas pengiriman data terjamin, maka TCP melakukan hal hal sebagai berikut: 1. Data yang diterima dari aplikasi dipecah menjadi segmen-segmen yang menurut TCP paling sesuai untuk pengiriman data. 2. Ketika TCP menerima data dari mitra-nya TCP mengirimkan acknowledgement.

4 3. Ketika TCP mengirimkan sebuah data TCP mengaktifkan softwaretimer yang akan menunggu acknowledgement dari penerima segmen data tersebut. Jika sampai waktu yang ditentukan acknowledgement blom diterima, maka oleh TCP data dikirim kembali. 4. Sebelum segmen data dikirim,tcp melakukan checkum pada header dan datanya. Jika segmen yang diterima memiliki checksum yang tidak valid, TCP akan membuang segmen ini dan berharap sisi pengirim akan melakukan retransmisi. 5. Karena segmen TCP dikirim menggunakan IP, dan datagram IP dapat sampai ke tujuan dalam keadaan tidak berurutan, segmen TCP yang dikirim juga dapat mengalami halyang sama. Karena-nya sisi penerima paket TCP harus mampu melakukan pengurutan kembali segmen TCP dan memberikan data dengan urutan yang benar ke aplikasi pengguna. 6. Karena paket TCP dapat terduplikasi di perjalanan, penerima harus membuang data tersebut. 7. Untuk mencegah agar server yang cepat tidak membanjiri server yang lambat, TCP melakukan proses flow control. Setiap koneksi TCP hanya mengijinkan sisi pengirim mengirimkan data sebesar buffer ang dimiliki Source Port Destination port Sequence Number Acknowledge Number hdr Resv Control Window Checksum Urgent Pointer TCP Option Application Data Format segmen TCP Connection-oriented menggunakan fasilitas yang dinamakan three way handshake untuk mengadakan koneksi. Oleh karena setiap hubungan bergaransi, hubungan ini banyak dipakai untuk aplikasi yang menyalurkan data video dan audio yang tidak punya toleransi terhadap kemacetan jaringan. Keburukan dari hubungan Connection-oriented adalah karena jalur yang digunakan didedikasikan untuk suatu hubungan tertentu, maka tidak dapat digunakan oleh pemakai lain, dan penggunaan bandwidth kurang efektif. Oleh karena jalur yang digunakan telah ditentukan, maka jika ada kesulitan di jalur tersebut, hubungan akan terputus. Connectionless Oriented Hubungan Connectionless Oriented ditunjang oleh User Datagram Protocol (UDP) dengan mengunakan port 17, yaitu hubungan yang tidak reliable karena tidak

5 bergaransi. Penerima tidak mengirimkan tanda terima dan paket-paket tidak diurutkan kembali seperti asalnya. Connectionless Oriented mempunyai keunggulan dalam pengggunaan bandwidth karena semua jalur yang tersedia dapat digunakan oleh pemakai-pemakai lain. Oleh karena jalur yang digunakan bergantung pada paket per paket, maka jika terjadi kemacetan di jalur satu maka paket dapat disalurkan ke jalur lain. UDP (User Datagram Protocol) UDP merupakan protokol transport sederhana, UDP bersifat connectionless dan tidak ada sequencing (pengurutan kembali) paket yang datang atau retransmisi jika paket mengalami masalah di tengah jalan. Kemiripan UDP dengan TCP ada pada penggunaan port number, UDP menggunakan port number untuk membedakan pengiriaman datagram ke beberapa aplikasi berbeda yang terletak pada komputer yang sama. Karena sifatnya yang connectionless dan unreliable UDP digunaan oleh aplikasi aplikasi yang secara periodik melakukan aktivitas tertentu, misalnya: query routing table pada jaringan local, serta hilangnya satu data dapat diatasi dengan query pada periode berikutnya dan melakukan pengiriman data ke jaringan lokal. Bersifat broadcasting atau multicasting. Pengiriman datagram ke banyak client sekaligus aka efisien jika prosesnya menggunakan metode connectionless Source Port Destination Port Datagram length Checksum Application Data format datagram UDP Datagram length berisi panjang datagram, Checksum berisi angka hasil matematis untuk memeriksa kesalhan data Lapisan Network Lapisan ini merupakan lapisan ke-3 referensi model OSI. Lapisan Network menyediakan topologi logika jaringan yang memungkinkan penggunaan alamat logika seperti IP Address. Dengan mengggunakan alamat logika ini, lapisan network berfungsi meneruskan paket paket dari satu node ke node lain di jarinagn ko0mputer dan memilih jalur terbaik dalam meneruskan paket di jaringan. Di lapisan ini segmen-segmen diuabah menjadi paket-paket dengan menambah informasi mengenai alamat logika yang dituju dan alamat asal paket. IP (Internet Protocol) Protokol IP merupakan inti dari protokol TCP/IP. Seluruh data yang berasal protokol pada layer diatas harus dilewatkan, diolah oleh protokol IP dan dipancarkan sebagai paket IP agar sampai ke tujuan. Sifat dari IP adalah UNRELIABLE dan CONNECTIONLESS Unreliable (ke-tidak-handal-an) berarti protokol IP tidak menjamin datagram yang dikirim akan sampai ke tempat tujuan. Protokol IP hanya berjanji bahwa ia akan berusaha sebaik munkin untuk menyampaikan paket hingga ke tujuan (best effort delivary service). JIka di perjalanan

6 paket tersebut mengalami hal-hal yang tidak diinginkan, misal: terdapat jalur putus, router mengalami kongest/macet, host/network tujuan sedang down. Protokol IP hanya memberitahukan ke pengirim paket melalui protokol ICMP, bahwa terjadi masalah dalam pengiriman paket IP ke tujuan. Connectionless berarti dalam mengirim paket ke tujuan, pihak pengirim paket dan penerima paket sama sekali tidak mengadakan perjanjian dulu. Datagram delivery service maksudnya setiap paket data yang dikirim adalah independent terhadap paket data lainya. Akibatnya jalur yang ditempuh oleh masing masing paket data IP ke tujuan bisa jadi berbeda satu dengan yang lainya. Karena jalur yang ditempuh berbeda, kedatagan paket-pun bisa jadi tidak berurtan. Hal ini dilakukan untuk menjamin bahwa paket IP sampai ke tujuan walaupun salah satu jalur mengalami masalah Version header Type of Service Total Length of Datagram length Identification Flag Fragment Offset Time of Live Protocol Header checksum Source IP address Destination IP address Options Strict Source Routing, Loose Source Routing D A T A Format datagram IP Version --> versi protokol IP yang dipakai Header Length --> panjang header paket IP dalam 32 bit word Type of Service --> kualitas service yang dapat mempengaruhi cara penanganan paket IP. Total Length of Datagram --> panjang IP datagram total dalam byte Identification,Flag,Fragment Offset --> berisi beberapa yang berhubungan dengan fragmentasi paket. Paket yang yang dilewatkan melalui berbagai jenis jalur akan mengalami fragmentasi (dipecah menjadi beberapa paket yang lebih kecil) sesuai dengan besar data maksimal yang bisa ditransmisikan melalui jalur tersebut. Time to Live --> berisi jumlah router/hop maksimal yang boleh dilewati paket IP. Setiap kali paket IP melewati satu router, isi field ini dikurangi satu, jika TTL telah habis dan paket belum sampai ke tujuan paket ini akan dibuang dan router terakhir akan mengirim paket ICMP time exceded, hal ini untuk mencegah paket IP terus-menerus berada dalam jaringan.

7 Protocol --> angka yang meng-identifikasi-kan protokol layer atas pengguna isi data paket ini. Header checksum --> berisi bilai checksum yang dihitung dari seluruh field dari nilai header paket IP. Sebelum dikirim, protokol IP terlebih dahulu menghitung checksum dari header paket IP tersebut untuk nantinya dihitung kembali di sisi penerima. Jika terjadi perbedaan maka paket ini dianggap rusak dan dibuang. Source IP address, Destination IP address --> alamat pengirim paket dan penerima paket. Beberapa byte Options, diantaranya: Strict Source Routing --> Berisi daftar lengkap IP address Router yang harus dilaluinoleh paket ini dalam perjalanannya ke host tujuan. Selain itu paket balasan atas paket ini, yang mengalir dari host tujuan ke host penerima, diharuskan melalui router yang sama. Loose Source Routing --> Dengan menge-set option ini paketyang dikirim diharuskan singgah di beberapa router seperti yang disebutkan dalam field option ini, jika diantara ke-dua router yang disebutkan terdapat router lain paket masih diperbolehkan melalui router tersebut. ICMP (Internet Common Message Protocol) Protokol ini bertugas untuk mengirimkan pesan pesa kesalahan dan kondisi lain yang memerlukan perhatian khusus. Pesan/paket ICMP dikirim jika terjadi masalah pada layer IP dan layer diatasnya (TCP/UDP). ICMP berperan membantu menstabilkan kondisi jaringan Hal ini dilakukan dengan cara memberikan pesan pesan tertentu, sebagai respon atas kondisi tertentu yang terjadi pada jaringan. Contoh, hubungan antara router A dan router B mengalami masalah maka router A secara otomatis akan mengirim paket ICMP Destination Unreachable ke host pengirim paket yang berusaha melewati router B meuju tujuannya. Dengan adanya pemberitahuan ini maka host pengirim tidak akan terus menerus berusaha mengirim paketnya melewati router B. Tipe pesan yang dapat dihasilkan ICMP adalah ICMP Error-Message dan ICMP Query Message. ICMP Error-Message dihasilkan jika terjadi kesalahan pada jaringan. ICMP Query Message adalah jenis pesan yang dihasilkan oleh ICMP jika pengirim paket menginginkan informas tertentu yang berkaitan dengan kondisi jaringan. ICMP Error Message dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya: *> Destination Unreachable, pesan ini dihasilkan oleh router jika pengiriman paket mengalami kegagalan akibat masalah putusnya jalur (fisik ataupun logic). Dan selanjutnya dibagi menjadi beberapa tipe, antara lain: # Network Unreachable --> jaringan tujuan tak dapat dihubungi

8 # Host Unreachable --> host tujuan tak dapat dihubungi # Protocol at Destination is Unreachable --> jika dituhuan tak tersedia protokol tersebut. # Port is Unreachable --> jika tidak ada port yang dimaksud pada tujuan. # Destination Network is Unknown --> jika network tujuan tidak diketahui. # Destination host is Unknown --> jika host tujuan tidak diketahui. *> Time Exceeded, paket jenis ini akan dikirim jika isi field TTL dalam paket IP sudah habis dan paket belum juga sampai di tujuan. *> Parameter problem, akan dikirimkan jika terdapat kesalahan parameter pada header paket IP. *> Source Quench, akan dikirimkan jika router atau tujuan mengalami kongesti, sebagai respon atas paket ini pihak pengirim paket harus memperlambat pengiriman paketnya. *> Redirect, paket ini akan dikirimkan jika router merasa host mengirim paket IP melalui router yang salah, paket ini seharusnya dikirim melalui router yang lain. ICMP Query Message terdiri atas: *> Echo dan Echo Replay, Bertujaun untuk memeriksa apakah sistem tujuan dalam keadaan aktif, contoh: program ping. *> Timestamp dan Timestamp Replay Menghasilkan informasi waktu yang diperlukan sistem tujuan untuk memproses suatu paket *> Address Mask Untuk mengetahui berapa netmask yang harus digunakan oleh suaru host dalam suatu network. Sebagai paket pengatur kelancaran jaringan paket ICMP tidak boleh membebani jaringan. Karenanya pake ICMP tidak boleh dikirim saat terjadi masalah yang disebabkan oleh: >> Kegagalan pengiriman paket ICMP >> Kegagalan pengiriman paket broadcat atau multicast ARP (Address Resolution Protocol) Untuk berkomunikasi mengenali dan berkomunikasi dengan ethernet lainnya, digunakan ethernet address yang esarnya 48 bit. Pada saat hendak mengirimkan datake komputer dengan IP tertentu suatu host pada jaringan ethernet perlu mengetahui diatas ethernet address yang manakah tempat IP address tersebut. Untuk keperluan pemetaan IP address dengan ethernet address digunnakan protokol ARP (Address Resolution Protocol).

9 ARP bekerja dengan mengirimkan paket berisi IP address yang ingin diketahui alamat ethernet ke alamat broadcast ethernet. Karena dikirim ke alamat broadcast, semua card ethernet akan mendengar paket ini, Host yang merasa memiliki IP address ini akan membalas paket tersebut dengan mengirimkan paket yang berisi pasangan IP address dan ethernet address. Untuk menghindari seringnya perminataan jawaban seperti ini, jawaban ini disiman di memori (ARP cache)untuk sementara waktu Lapisan Data-link Lapisan ini merupakan lapisan ke-2 referensi model OSI. Lapisan ini mengatur topologi jaringan, error notification dan flow control. Switch dan bridge bekerja di lapisaan ini. Lapisan ini menyediakan fasilitas alamat hardware dan mengolah paket dari lapisan diatasnya menjadi frame dengan menambah informasi mengenai alamat hardware (MAC address) yang dituju dan alamat asal. Frame terdiri atas beberapa elemen-elemen yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Contoh: Frame Ethernet IEEE 802.3: Preamble DA SA Length Data FCS 8 byte 6 byte 6 byte Byte Frame Ethernet IEEE 802.2: Preamble DA SA Length DSAP SSAP Data FCS 8 byte 6 byte 6 byte Byte o Preamble berfungsi untuk menandakan permulaan dari frame o DA (Destination Address) adalah alamat penerima atau yang dituju o SA (Source Address) adlah alamat pengirim atau asal o Length Byte memberi jumlah byte data o DSAP dan SSAP adalah LLC header hanya untuk protokol IEEE Protokol IEEE tidak memiliki elemen ini. o Data adalah data yang dikirim o FCS (Frame Check Sequence) berfungsi untuk memeriksa apakah frame yang diterima baik keadaannya menggunakan Cyclick Redundancy Checksum (CRC) yang membandingkan nilai checksum dari frame yang dikirim dan yang diterima adalah sama. Media Access Control (MAC) Lapisan sub-media Access Control (MAC) berfungsi untuk membuat frame dari bit 0 dan 1 yang diterima oleh lapisan physical serta memberikan hardware ke suatu network interface card. MAC address terdiri dari dua bagian, 3 byte untuk kode pabrik yang diberikan oleh IEEE dan 3 byte untuk nomor serial unik untuk host yang diatur oleh pabrik pembuat. Contoh untuk MAC Address 0060B06A8F3E, 0060B0 adalah kode pabrik sedang 6A8F3E adalah nomor serial host. Semua peralatan aktif di LAN, baik network interface card komputer, maupun interface peralatan router dan switch menggunakan MAC address untuk memberikan identitas dirinya di dalam jaringan. MAC Address ini ditentukan oleh pabrik pembuat peralatan jaringan dan disimpan di dalam PROM peralatan. Oleh karena MAC address ditentukan oleh perangkat

10 keras peralatan, maka MAC address dikenal juga sebagai hardware address, physical address atau PROM address. Pada saat dihidupkan, peralatan membaca MAC address ini dari PROM-nya, kemudian menggunakannya sebagai sebagai alamat untuk frame-frame data yang dikirimkan melalui peralatan tersebut. Lapisan MAC menggunakan Cyclik Redundancy Checksum (CRC) untuk menjaga keutuhan dalam pengiriman frame. Logical Link Control --- Lapisan sub-logical Link Control (LLC) berfungsi untuk mengatur hubungan komukasi antara lapisan bawah dengan lapisan network. LLC menggunakan Source Service Access Point (SSAP) dan Destination Service Access Points (DSAP) untuk membantu lapisan bawah berkomunikasi dengan lapisan network. Lapisan Physical Lapisan ini merupakan lapisan ke-1 referensi model OSI. Lapisan physical menentukan spesifikasi koneksi fisik jaringan: o Tipe kabel o Tipe konektor o Hubungan pin konektor dengan kabel o Tipe interface suatu peralatan jaringan Lapisan ini bertanggung jawab untuk mengaktifkan dan mengatur physical interface jaringan komputer. Pada lapisan ini hubungan antara interfaceinterface dari perangkat keras diatur seperti hubungan antar DTE dan DCE. Interface-interface yang didefinisikan di-lapisan ini antara lain: 10BaseT (Konektor BNC) 100BaseTX (konektor RJ45) dan High Speed Serial Interface (HSSi). perbandingan model OSI dan DoD Model OSI MOdel DoD Layanan/Protocol ==============================+================================== Aplication Process/ Telnet, FTP, SMTP, Karberos, Presentation Application SNMP, NFS Session Transport Host to Host UDP, TCP Network Internet IP, ARP, RARP, ICMP Data Link Network Ethernet, Token Ring, FDDI Physical Access