Tugas Jaringan Komputer Peranan Data Link Layer Pada Osi Reference Model DISUSUN OLEH : NAMA : FAUZIAH MAYASARI NIM : 0910680015 KELAS : D PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2011
Pendahuluan Definisi Data Link Layer Lapisan data-link (data link layer) adalah lapisan kedua dari bawah dalam model OSI, yang dapat melakukan konversi frame-frame jaringan yang berisi data yang dikirimkan menjadi bitbit mentah agar dapat diproses oleh lapisan fisik. Lapisan ini merupakan lapisan yang akan melakukan transmisi data antara perangkat-perangkat jaringan yang saling berdekatan di dalam sebuah wide area network (WAN), atau antara node di dalam sebuah segmen local area network (LAN) yang sama. Lapisan ini bertanggungjawab dalam membuat frame, flow control, koreksi kesalahan dan pentransmisian ulang terhadap frame yang dianggap gagal. Lapisan ini juga berhubungan dengan frame dan MAC (Media Access Control). Layer Datalink memiliki dua buah sublayer, yaitu Media Acces Control (MAC) 802.3 dan Logical Link Control (LLC) 802.2. Switch berada pada lapisan ini. Contoh: PPP, SLIP, MTU, Ethernet. Tugas Link Layer memindahkan datagram dari satu node ke node berikutnya melalui individual link dalam bentuk frame individual link; link antar node mungkin berbeda protokol, misalnya link pertama adalah ethernet, berikutnya frame relay Layanan Link layer Framing; membungkus (encapsulate) datagram ke bentuk frame sebelum ditransmisi Physical addressing; Jika frame-frame didistribusikan ke sistem lainpada jaringan, maka data link akan menambahkan sebuah header di muka frame untuk mendefinisikan pengirim dan/atau penerima. Flow control; Setiap node memiliki keterbatasan buffer, link layer menjamin pengiriman frame tidak lebih cepat dari pemrosesan frame pada penerima. Jika rate atau laju bit stream berlebih atau berkurang maka flow control akan melakukan tindakan yang menstabilkan laju bit. Access control; Jika 2 atau lebih device dikoneksi dalam link yang sama, lapisan data link perlu menentukan device yang mana yang harus dikendalikan pada saat tertentu. Link Access; protokol Media Access Control (MAC) mengatur bagaimana frame ditransmisikan ke dalam link, seperti point-to-point atau broadcast Reliable Delivery; menjamin pengiriman datagram melalui link tanpa error Error control; Data link menambah reliabilitas lapisan fisik dengan penambahan mekanisme deteksi dan retransmisi frame-frame yang gagal terkirim.
Error Detection; kesalahan bit akibat atenuasi sinyal atau noise dalam link, tetapi tidak meminta pengiriman ulang frame, dan frame yg salah akan dibuang Error Correction; link layer tidak hanya mendeteksi, tetapi juga mengkoreksi kesalahan, tidak semua protokol mampu melayani, tergantung protokol yang digunakan. Protokol Multiple Access Pada model transmisi broadcast, semua node berkesempatan yang sama untuk mengirim dan menerima frame Teknologi Link Wireless pembangunan=> teknologi frekuensi radio (RF) dan infra merah teknik akses teknologi RF=> Multiple Access FDMA, TDMA, dan CDMA Klasifikasi Protokol Multiple Access 1. Contentionless Cara pengaksesan dimana waktu pengiriman user telah dijadwalkan untuk menghindari tabrakan paket data apabila beberapa user mengakses suatu kanal secara bersamaan Cara penjadwalan Fixed Assigment Schedulling; protokol ini mengalokasikan bagian yg bersifat tetap ke setiap user, dapat berupa time slot (TDMA) atau frekuensi (FDMA) Demand Scedulling; protokol ini mengalokasikan jaringan ke setiap user yang memiliki paket data yg akan dikirimkan, terbagi atas token passing yg bertopologi RING atau BUS dan roll-cal polling topologi STAR 2. Contention Waktu pengiriman dipilih secara acak dan tidak dilakukan penjadwalan pada transmisi paket sehingga tiap user bebas mengirim paket data kapan saja
Cara transmisi Contention: Repeated Random Access Protocol dan Repeated Random Access with Reservation 1. Repeat Random Access Protokol dengan metode ALOHA, slotted ALOHA, dan CSMA (Carrier Sense Multiple Access). Metode CSMA merupakan teknologi yang sesuai untuk mengetahui jumlah node yg aktif, sehingga tidak perlu rekonfigurasi protokol bila terjadi perubahan node. 2. Random Access with Reservation User yang berhasil mengirim paket data ke penerima, akan memperoleh kanal yang disebut reservasi, untuk pengiriman selanjutnya. Jika telah selesai, user akan menghentikan reservasi agar kanal dapat digunakan user lain. 3. Protocol CDMA Berada di antara Contentionless dan Contention, dan dibedakan berdasarkan kode. Kode digunakan untuk mentransformasikan sinyal user ke dalam spektrum Beberapa sinyal spread spektrum akan tiba di penerima, dan penerima menggunakan kode yg sama untuk mentrasformasikan ke bentuk aslinya Hanya sinyal yg diinginkan yg dapat ditransform, sedangkan sinyal lain dianggap noise dan diabaikan 4. Channel Partitioning Protocol TDM (Time Division Multiplexing) FDM (Frequency Division Multiplexing) CDMA (Code Division Multiple Access)
5. Random Access Protocol Slotted ALOHA untuk satellite communication ALOHA untuk satellite communication Detection (CSMA/CD) untuk LAN Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance(CSMA/CA) untuk Wireless Communication Ethernet Teknologi jaringan yang dibuat dan dipatenkan oleh perusahaan Xerox, pertama kali diusulkan oleh Robert Metcalfe pada tahun 1972 Beberapa hal tentang Ethernet Adalah implementasi metoda CSMA/CD Kecepatan transmisi sampai 10 Mbps (Ethernet), 100Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps (Gigabit Ethernet) Distandarkan oleh IEEE sejak 1978 dengan nama IEEE 802.3 Standarisasi Ethernet
Isu data link layer Desain Layanan yang disediakan ke Network Layer Layer Data Link dapat dirancang untuk menawarkan berbagai layanan. Layanan aktual yang ditawarkan dapat bervariasi dari sistem ke system. Tiga kemungkinan wajar yang biasanya disediakan adalah: Layanan Connectionless tidak diakui Layanan Connectionless diakui Berorientasi Layanan Koneksi diakui Layanan Connectionless tidak diakui: Ini terdiri dari memiliki mesin sumber mengirim frame independen untuk mesin tujuan, tanpa mesin tujuan mengakui mereka. Tidak ada koneksi didirikan sebelum tangan atau dilepaskan sesudahnya. Jika frame hilang akibat kebisingan di telepon, tidak ada usaha dibuat untuk memulihkan di Layer Data Link. Hal ini sesuai untuk Lalu Lintas Real Time (Data) seperti pidato, di mana data terlambat buruk maka data yang buruk. Layanan Connectionless mengakui: Ketika layanan ini ditawarkan belum ada koneksi digunakan tetapi setiap frame individual diakui. Dengan cara ini pengirim tahu apakah atau tidak sebuah frame telah tiba dengan selamat. Jika tidak datang dalam interval waktu tertentu, dapat dikirim lagi. Layanan Koneksi diakui Berorientasi: Layanan yang paling canggih yang Layer Data Link dapat memberikan ke layer Network Connection Layanan Berorientasi. Dengan layanan ini, sumber dan mesin tujuan membangun koneksi sebelum data ditransfer. Setiap frame yang dikirim melalui koneksi adalah nomor dan Layer Data Link menjamin bahwa setiap frame yang dikirim memang diterima. lebih jauh lagi menjamin bahwa setiap frame diterima tepat sekali dan semua frame diterima dalam urutan yang benar. Cross-Layer: Fenomena Dan Keberadaannya Di Dunia Penelitian Dan Industri Hal ini mengulas cross-layer yang merupakan salah satu penelitian yang ramai dibicarakan belakangan ini. Isu cross layer yang baru itu mulai dibahas di text book sejak tahun 2006. Isu ini menjadi penting, terlebih pada peer-to-peer communications maupun pada sensor communications di bidang wireless communications.
Cross-layer merupakan hal yang relatif tua bagi dunia penelitian dan industri, sebagai tandanya adalah cross-layer banyak dijumpai di dunia telecommunication engineering yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Demikian juga data networks yang menjadi luar biasa perkembangannya dengan standard Internet. Namun, cross-layer masih sangat muda di dunia pendidikan, bahkan masih sangat jarang atau bahkan mungkin belum pernah ada suatu mata kuliah di Indonesia yang khusus membahasnya. Cross-layer issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer (misalnya layer 7 OSI) untuk disolusikan. Misalnya ketika pekerjaan network coding pada suatu Ad Hoc Wireless yang ternyata perlu mempertimbangkan physical layer (termasuk juga data link layer) yang ada, mengingat keterbatasan physical layer, seperti keterbatasan power, transfer rate, yang juga akan mempengaruhi performansi pada network layer. Sehingga diharapkan optimalisasi pada physical layer dapat memberikan optimalisasi pada network layer. Perkembangan ad hoc network dan sensor network di bidang wireless ini telah mengakibatkan berbagai bentuk wireless communications yang beragam, yang mendorong semakin perlunya pembahasan cross-layer. Berbagai bentuk wireless communications dapat digambarkan sebagai berikut. Gambar Berbagai bentuk wireless communications [Fitzek, 2007] Dari sisi computer engineering, cross-layer menjadi sangat menarik karena computer engineer pada akhirnya dapat memandang physical layer bukan sekedar media transmit & receive saja, tetapi ternyata harus `disentuh` untuk dapat memberikan optimalisasi pada layer-layer di atasnya. Sementara dari sisi telecommunication engineering cross-layermenjadi sangat menarik karena telecommunication engineer pada akhirnya dapat memandang optimalisasi physical
layerdan network layer terjadi saling terkait satu sama lain sehingga optimalisasi dapat diciptakan melalui pertimbangan layer-layer tersebut. Prof. Anthony Ephremides seorang IEEE Distinguished Lecturer dari University of Maryland pernah memberikan perkuliahan di Jakarta pada akhir bulan Desember 2007 mengenai Cross Layering issues in Wireless Network. Prof. Ephremides menekankan bahwa cross-layer sama sekali bukan ditujukan untuk mengeliminasi suatu layer, namun untuk mempertimbangkan eksistensi dan optimalisasi antar layer ketika diperlukan pekerjaan peformansi di satu layer. Analogicross-layer adalah seperti memancing ikan, di mana ada beberapa hal penting di situ, yaitu; Must capture interactions, yang memiliki analogi dengan uncovering the "hooks" Must exploit them, yang memiliki analogi dengan catching the "fish" Must illuminate the "Dark Side" of networking, untuk menghindari avoiding Kumar`s legendary spaghetti, dimana masalah menjadi sangat rumit dan tidak bisa terpecahkan. Dorongan Wireless dan Internet Pembahasan cross-layer ini sangat penting di dunia wireless yang mempunyai kemampuan mobilitas dan dukungan terhadap Internet. Kemampuan mobilitas menjadi hal penting bagi cross-layer karena adanya keterbatasan power yang harus disediakan oleh perangkat wireless yang juga harus tetap bisa menjamin layanan. Perangkat yang mobile ini harus mempertimbangkan user interface, communication interface, dan sekaligus built-in resources, yang digambarkan sebagai berikut; Gambar Keberadaan terminal mobile [Fitzek, 2007] Dukungan terhadap Internet menjadi hal penting bagi cross-layer karena Internet sudah menjadi suatu standar teknologi dan layanan yang harus disediakan oleh operator bagi masyarakat. Internet ini menjadi dasar dalam jaringan 4G kedepan seperti yang digambarkan berikut ini;
Gambar Keberadaan IP Network pada 4G [Glisic, 2006] Untuk menjawab tuntutan perkembangan wireless dan Internet inilah maka cross-layer protocol design memerlukan keahlianinter-discipline pada communications, signal processing, serta network theory and design. Model Perkembangan dunia wireless dan Internet di atas menuntut suatu kemampuan engineering untuk dapat menyelesaikan beberapa kompleksitas yang terjadi, misalnya: Information transfer rate meningkat sesuai dengan menurunnya jumlah simultaneous links yang terjadi. Dengan demikian effective rate bisa terjadi dengan mereduksi setiap link yang harus diaktifasi pada suatu waktu tertentu. Sedangkan di dunia telekomunikasi pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan semakin meningkat untuk memberikan information transfer rate yang semakin tinggi dan menyediakan jumlah simultaneous links yang semakin banyak. Transfer informasi atau telekomunikasi cenderung semakin berharga pada jarak yang semakin jauh. Secara ekstrim kedua individu tidak akan terlalu direpotkan dengan pertukaran informasi ketika duduk tepat bersebelahan karena kondisi yang dialami kedua individu tersebut cenderung sama. Sedangkan informasi tentang kondisi dua individu yang saling berjauhan dapat menjadi hal yang berharga untuk saling diketahui. Oleh karena itu, dalam dunia telekomunikasi
pada umumnya maupun di dunia wireless pada khususnya, technical complexity akan makin meningkat seiring dengan semakin jauhnya pengiriman informasi. Pada dua contoh kompleksitas di atas, kemampuan transmisi data yang harus dijawab di sini haruslah menyinggungphysical layer. Untuk itu, cross-layer design dibutuhkan untuk meningkatkan kemampuan transmisi data. Peningkatan kemampuan ini dapat dicapai melalui optimasi beberapa parameter bersama yang ada pada berbagai layers daripada memberlakukannya secara terpisah-pisah di setiap layer. Melalui cross-layer protocol design inilah dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extension dari model yang ada sebelumnya, yaitu OSI model, yang digambarkan sebagai sebagai berikut. Gambar Cross-layer Model [Sarkar, 2008] Arsitektur Cross-layer design mempertimbangkan berbagai layers dari protocol stack secara bersama-sama, baik sebagai sebuah joint design maupun untuk information exchange antara layers. Mengingat pada suatu proses desain seperti halnya cross-layer design mengandung suatu state of the art, maka pada arsitektur crosslayered terdapat beberapa model, antara lain; Tabel Aristektur cross-layer [Jurdak: 2007] Beberapa model tersebut dapat digambarkan sebagai berikut;
Gambar Model Mobileman [Jurdak: 2007] Gambar Model Crosstalk [Jurdak: 2007] Cross-layer di dunia telecommunication engineering menjadi luar biasa perkembangannya dengan teknologi wireless. Issues ini muncul karena perlunya pertimbangan beberapa layer untuk saling dipertimbangkan secara bersama-sama untuk disolusikan. Melalui cross-layer protocol design dimungkinkan adanya komunikasi antara non-adjacent layers sebagai suatu extensiondari model yang ada sebelumnya, yaitu OSI model.