INTEGRITAS DATA. Objektif: Mengetahui maksud ralat dalam komunikasi data Memahami teknik mengenal error dan membetulkan error

Transkripsi

1 INTEGRITAS DATA Objektif: Mengetahui maksud ralat dalam komunikasi data Memahami teknik mengenal error dan membetulkan error

2 Pendahuluan Metoda Pengujian Ralat Parity Checking Vertical Redundancy Check Longitudanal Redundancy Check Cyclical Redundancy Check Checksums Kode Hamming Echo Checking Parity bulatan (cyclical)

3 Dalam rangkaian komunikasi data, mungkin ditemukan error dalam transmisi data Mengecek atau membetulkan error ini disebutintegriti data Integriti ~ data yg diterima apakah sama dengan data yang dihantar. Keselamatan ~ data yang dihantar selamat sampai ketujuan tanpa ada sabotase dari pihak lain

4 Parity Checking Hanya satu bit dalam unit data seperti (byte, kharakter, paket) yg berubah dari bit 1 ke bit atau bit ke bit 1. Contoh: bit 11 (ASCII huruf A ) dihantar, tetapi 111 (ASCII huruf I ) diterima. Hanya digunakan untuk pengiriman data melalui transmisi serial. Contoh: 8 jalur kawat digunakan utk menghantar 8 bit bagi satu byte pd saat yg sama, dan salah satu kawat amat sibuk, satu bit akan menjadi rusak dalam setiap byte.

5 Contoh

6 Parity Checking Pariti Genap: bil. bit 1 perlu genap pd setiap byte Pariti Ganjil: bil. bit 1 perlu ganjil pd setiap byte Pariti Ruang: menggunakan bit utk setiap bit pariti Pariti Tanda: menggunakan bit 1 utk setiap bit pariti * Gunakan kod ASCII 7-bit. Bit paling kiri adalah bit pariti ASCII Pariti Genap Pariti Ganjil Pariti Ruang Pariti Tanda A B C D

7 Proses VRC (Pariti genap)

8 Contoh VRC (Pariti genap) Andaikan pengirim ingin menghantar perkataan world, dlm ASCII, lima aksara dikodekan sebagai: w o r l d Setiap 4 aksara pertama mempunyai bilangan bit 1 yg genap, oleh itu bit pariti adalah. Aksara terakhir d, mempunyai 3 bit 1 (ganjil), oleh itu parity bit adalah 1 untuk menjadikan bit 1 sebagai pariti genap w o r l d

9 Contoh VRC (cont.) Andaikan perkataan world diterima oleh penerima tanpa ada ralat pada saat transmisi. Penerima mengira bit 1 dalam setiap aksara dan memperolehi nomor genap (6,6,4,4,4). Data tersebut dapat diterima.

10 Contoh VRC (cont..) Andaikan perkataan world yg diterima oleh penerima mempunyai ralat selama transmisi DEL o v l d Penerima mengira bit 1 dalam setiap aksara dan mendapati terdapat bilangan genap dan ganjil (7,6,5,4,4). Penerima tahu bhw data tersebut telah diubah, dan membuangnya serta memohon transmisi di ulangi.

11 Longitudinal Redundancy Check Original LRC Original 1111 Plus LRC

12 Contoh LRC/2-dimensi Andaikan blok di bawah dihantar: T e a r LRC Selama transmisi, gangguan terjadi yg mengakibatkan beberapa bit berubah ( burst error ) Q = a r LRC Apabila penerima memeriksa LRC, setengah bit tidak mengikuti peraturan pariti genap, maka keseluruhan blok tidak diterima Q = a r LRC

13 Cyclical Redundancy Check (CRC) Teknik pemeriksaan ralat yg terbaik menggunakan konsep pengulangan Metoda penandaan ralat yang hampir tepat berdasarkan bentuk bit sebagai polinomial. Yaitu berdasarkan sebahagian (dibagi 2 bagian) Urutan bit pengulangan yg dinamakan sbg CRC atau wadah CRC, diletakkan bersamaan pada akhir unit data supaya hasilnya dapat dibagi dgn suatu nomor separoh kedua (yg ditentukan)

14 CRC (samb ) Pada penerima, unit data yg diterima dibagi dgn separoh kedua tadi Pada tahap ini, jika tiada wadah, unit data dianggap tidak berubah dan diterima Kehadiran wadah menunjukkan bhw unit data telah rusak saat penghantaran dan ditolak. Bit pengulangan yg digunakan oleh CRC didapat dari pembagian unit data dengan pembagi, yaitu wadh dalam CRC

15 Sebagai pengesahan, CRC harus mempunyai dua kualitas. Harus mempunyai kurang 1 bit dari pembahagi, Menambahnya pd penghujung rentetan data yang menghasilkan rangkaian bit yg dapat dibagi dgn tepat oleh pembahagi.

16 Proses CRC 1. Urutan n bit ditambah pd ujung unit data. n adalah suatu nomor yg kurang 1 dr bilangan bit yg terdapat dalam pembagi (bil bit pembagi = n+1) 2. Unit data yg terhasil (dr langkah 1.) dibagi dengan pembagi menggunakan proses pembahagian separoh unit. Wadah drp pembagian ini merupakan CRC 3. CRC (Wadah) bagi n bit yg terdapat dalam langkah 2. akan menggantikan bit-bit yang ditambah pd ujung unit data (CRC mungkin juga suatu rangkaian bit cth : )

17 Proses CRC (samb ) Unit data tiba pada penerima, diikuti oleh CRC. Penerima mengambil keseluruhan rangkaian bit yg diterima (unit data + CRC) dan membaginya dgn pembahagi yg sama utk mendapatkan wadah CRC Jika urutan sampai tanpa ralat, metoda CRC akan mendapat tiada wadah (wadah=) dan unit data diterima Jika urutan berubah selama transmisi, pembagian menghasilkan wadah dan unit data tidak diterima

18 Proses CRC

19 Pembagian dlm wadah CRC n+1 = 4 Jika bit plg kiri bg wadah =, gunakan pembagi dgn semua bit (dan bukan pembagi asal) Operasi XOR ( ) n=3

20 Pembahagian dlm metoda CRC

21 Polinomial mewakili pembahagi

22 Name Polynomial Application CRC--8 CRC x8 + x2 + x + 1 ATM header CRC--1 CRC x1 + x9 + x5 + x4 + x ATM AAL ITU--16 ITU x16 + x12 + x5 + 1 HDLC ITU--32 ITU x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x1 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 LANs * Tingkat polinomial

23 Checksum/Jumlah pengecekan Juga berasaskan konsep pengulangan yaitu dibentuk dengan menambah bit stream menggunakan arithmetik komplimen 1 (one s complement arithmetic) dan kemudian mengkomplimen hasilnya Pada pengirim, pengeluar checksum membagik data unit kedalam segmen yg sama utk beberapa n bit Segmen ini ditambah bersama2 menggunakan one s complement arithmetic supaya jumlah panjangnya juga n bit Jumlah itu kemudian dikomplimen dan ditambah pada ujung data unit asal sbg bit pengulang, yang dikenal sebagai medan jumlah pengecekan (checksum field)

24 Checksum (samb ) Data unit tsb dihantar melalui rangkaian. Jika jumlah segmen data adalah T, maka checksum adalah T. Penerima membagikan data unit, dan menambah semua segmen bersama2 dan komplimen hasilnya. Jika data unit tidak mengandungi ralat, jumlah nilai dgn menambah data segmen dan medan checksum hendaklah. Jika hasilnya bukan, paket tersebut mengandung ralat dan penerima menolak data tsb.

25

26 Pengirim mengikut langkah2 ini: Unit dibahagikan kpd k sesi, setiap satu n bit. Semua sesi ditambah menggunakan one s complement untuk mendapat jumlah. Jumlahnya dikomplemen dan menjadi medan checksum Checksum akan dihantar bersama2 data unit. Penerima mengikut langkah2 ini: Unit dibagikan kpd k sesi, setiap satu n bit. Semua sesi ditambah menggunakan one s complement untuk mendapat jumlah. Jumlahnya dikomplemen. Jika hasilnya adalah, data diterima, jika tidak, data ditolak.

27 Contoh Checksum Andaikan blok yg mengandung 16 bit berikut dihantar menggunakan checksum 8 bit: Nombor ditambah menggunakan 1 s complement arithmetic Corak yg dihantar adalah: SUM 1111 CHECKSUM checksum

28 Contoh Checksum (samb ) Andaikan penerima menerima data yg dihantar dan tidak mengandungi ralat: Apabila penerima menambah tiga sesi bersama2, maka akan mendapat semua nilai 1s, dan apabila dikomplimen, nilai menjadi s menunjukkan tiada ada ralat. checksum SUM COMPLEMENT

29 Contoh Checksum (samb ) Andaikan burst error untuk panjang 5 bit yg mempengaruhi 4 bit: Apabila penerima menambah 3 sesi bersama-sama, maka akan mendapat: checksum SUM 1111 COMPLEMENT 1111 Maka data unit mengandungi ralat.

30 Prestasi Checksum Untuk mengecek semua ralat termasuk bit nomor ganjil dan genap. Walau bagaimanapun, jika satu atau lebih bit dalam satu segmen rusak, dan nilai bit yg sama yg terdapat bertentangan dalam segmen kedua juga rusak, dan jumlah dalam kolom tidak berubah, maka penerima tidak dapat mengetahui ralat.

31 Kode Hamming Metoda ini bukan hanya sekadar mengetahui ralat, tetapi dapat juga membetulkan ralat dengan ketepatan 1% Kode Hamming utk aksara ASCII 7-bit memerlukan 4 bit pariti, menjadikannya 11 bit Bit pariti berada pada posisi 1,2,4,8 (2 X ), dan bit data berada pada posisi 3,5,6,7,9,1,11 Dapat juga menggunakan pariti genap dan ganjil

32 Contoh Hamming Code Andaikan aksara A dihantar menggunakan hamming code: ?? 1?? 1 P1 P2 B1 P4 B2 B3 B4 P8 B5 B6 B7 Posisi 1,2,4,8 digunakan utk bit pariti, manakala posisi 3,5,6,7,9,1,11 digunakan utk bit data

33 Contoh Kod Hamming (genap) Andaikan hamming code menggunakan pariti genap P1 P2 B1 P4 B2 B3 B4 P8 B5 B6 B7 Bit 1,3,5,7,9,11 dicek oleh bit pariti 1 (P1) Bit 2,3,6,7,1,11 dicek oleh bit pariti 2 (P2) Bit 4,5,6,7 dicek oleh bit pariti 4 (P4) Bit 8,9,1,11 dicek oleh bit pariti 8 (P8) Maka bit 111 dihantar

34 Bagaimana mengesan & membetulkan ralat? Tentukan pariti mana yg mengesan ralat (jika semuanya tidak ada ralat maka penghantaran dianggap tidak ada ralat) Jumlahkan lokasi pariti bit yg diralat (andaikan P2 dan P4) Jumlah tersebut adalah lokasi ralat Tukarkan bit tersebut (jika 1 jadikan dan sebaliknya).

35 P1=1,3,5,7,9,11 P2=2,3,6,7,1,11 P4=4,5,6,7 P8=8,9,1,11 Andaikan hamming code menggunakan pariti genap dan bit yg dihantar mengandungi ralat P1 P2 B1 P4 B2 B3 B4 P8 B5 B6 B7 pariti 1 (P1) dan pariti 8 (P8) mencek dan mendapatkan bil. bit 1 adalah genap. (tidak ada ralat) pariti 2 (P2) dan pariti 4 (P4) mencek dan mendapatkan bil. bit 1 adalah ganjil. (ada ralat) Apabila kita menambah pariti yg mempunyai ralat (2+4=6), maka menunjukkan bit 6 tidak benar Oleh karena itu bit pd kedudukan ke-6 diganti dari bit 1 ke bit

36 Cyclical Parity (Pariti Kitaran) menggunakan 2 bit pengemas ralat. Melalui pariti bulatan, maka meningkatkan kecekapan mengecek ralat. Dapat juga mempunyai pengecekan pariti bulatan genap dan ganjil. Setiap bit pariti mengecek bit-bit tertentu dalam sesuatu bait. Contohnya, bit pariti pertama mengemas bit pada lokasi 1,3,5,7 dan bit pariti kedua mengemas pada lokasi 2,4,6.

37 Contoh Pariti Bulatan (genap) Andaikan, kita menggunakan pariti bulatan genap, dan rentetan data unit yang hendak dihantar adalah: 111 Data unit 1 P1 P2 P1 P1 P P2 P1 P2 P1 P1 P2 Maka bit pariti pertama akan memasukkan nilai (kerana jumlah bit adalah genap), dan bit pariti kedua akan memasukkan nilai 1 (kerana jumlah bit adalah ganjil).

38 Semakan Talun (Echo Checking) Penerima mengulang semua data unit yg diterima daripada pengirim Jika aksara ABC ditransmit menggunakan penyemakan echo, penerima akan menghantar kembali ABC kepada pengirim Pengirim boleh mengenalpasti sama ada data unit yg dihantar mengandungi ralat atau tidak Jika mengandungi ralat, pengirim boleh mentransmit semula data unit tersebut