TCP dan IP Kamaldila Puja Yusnika kamaldilapujayusnika@gmail.com http://aldiyusnika.wordpress.com Lisensi Dokumen: Copyright 2003-2013IlmuKomputer.Com Seluruh dokumen di IlmuKomputer.Com dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari IlmuKomputer.Com. TCP dan IP TCP/IP dikembangkan sebelum model OSI ada. Namun demikian lapisan-lapisan pada TCP/IP tidaklah cocok seluruhnya dengan lapisan-lapisan OSI. Protokol TCP/IP hanya dibuat atas lima lapisan saja: physical, data link, network, transport dan application. 1
Gambar 1 Susunan Protokol TCP/IP dan model OSI Namun, hanya lapisan aplikasi pada TCP/IP mencakupi tiga lapisan OSI teratas, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 2.1 di atas, khusus layer keempat, Protokol TCP/IP mendefinisikan 2 buah protokol yakni Transmission Control Protocol(TCP) dan User Datagram Protocol(UDP). Sementara itu pada lapisan ketiga, TCP/IP mendefiniskan sebagai Internetworking Protocol(IP), namun ada beberapa protokol lain yang mendukung pergerakan data pada lapisan ini. Internet Protocol (IP) adalah protokol yang digunakan oleh protokol TCP/IP untuk melakukan pengalamatan dan routing paket data antar host-host di jaringan komputer berbasis TCP/IP. Versi IP yang banyak digunakan adalah IP versi 4 (IPv4) yang didefinisikan pada RFC 791 dan dipublikasikan pada tahun 1981, tetapi akan 2
digantikan oleh IP versi 6 pada beberapa waktu ke depan. Protokol IP merupakan protokol utama di dalam hierarki protocol TCP/IP. Data akan dibawa oleh sebuah paket IP dari satu titik ke titik lainya dalam suatu jaringan. Protokol IP menggunakan metode connectionless yang berarti dalam melakukan pengiriman data, protocol ini tidak perlu membuat dan memelihara sebuah sesi koneksi. Walaupun bertugas menyampaikan data dari satu titik ke titik lainnya dalam suatu jaringan, protokol ini tidak menjamin data benar-benar sampai pada tujuan, tapi hal ini diserahkan kepada protokol pada lapisan yang lebih tinggi, yakni protokol Transmission Control Protocol (TCP). Header Datagram dari TCP dan IP TCP adalah protokol connection-oriented. Komunikasi data antar host terjadi melalui proses sinkronisasi untuk membentuk virtual connection setiap session antar host. Proses sinkronisasi ini meyakinkan kedu sisi apakah sudah siap transmisi data apa belum dan mengijinkan device untuk menentukan inisial sequence number. Proses ini disebut dengan 3-way handshake. Untuk membentuk koneksi TCP, klien harus menggunakan nomor port tertentu dari layanan yang ada di server. 3
Gambar 2 Format Segmen TCP Tahap satu, klien mengirimkan paket sinkronisasi (SYN flag set) untuk inisialisasi koneksi. Paket dianggap valid kalau niali sequence numbernya misalnya x. bit SYN menunjukkan permintaan koneksi. Bit SYN panjangnya satu bit dari segmen header TCP. Dan sequence number panjangnya 32 bit. Tahap dua, host yang lain menerima paket dan mencatat sequence number x dari klien dan membalas dengan acknowledgement (ACK flag set). Bit control ACK menunjukkan bahwa acknowledgement number berisi nilai acknowledgement yang valid. ACK flag panjangnya satu bit dan Ack number 32 bit dalam segmen TCP header. Sekali koneksi terbentuk, ACK flag diset untuk semua segmen. ACK number nilainya menjadi x + 1 artinya host telah menerima semua byte termasuk x dan menambahkan penerimaan berikutnya x + 1. Tahap tiga, klien meresponnya dengan Ack Number y + 1 yang berarti ia menerima ack sebelumnya dan mengakhiri proses koneksi untuk session ini. Pada IP, paket paket data yang akan dikirimkan akan diubah ke dalam suatu 4
bentuk datagram oleh protokol IP. Sebuah datagram IP terdiri atas : a. Header IP Ukuran header IP bervariasi, berkisar antara 20 hingga 60 byte, dalam penambahan 4 byte. Header IP menyediakan dukungan untuk memetakan jaringan (routing), identifikasi muatan IP, ukuran header IP dan datagram IP, dukungan fragmentasi, dan juga IP Options. b. Muatan IP (Payload) Ukuran muatan IP juga bervariasi, yang berkisar dari 8 byte hingga 65515 byte. Sebelum datagram dikirimkan di dalam suatu jaringan, datagram IP akan dibungkus dengan header protokol dan trailer pada setiap lapisan jaringan, dan akhirnya akan menjadi sebuah frame jaringan. Datagram IP merupakan suatu variabel yang terdiri atas data dan header. Panjang header bisa antara 20 sampai 60 byte. Header ini memuat informasi yang penting sekali untuk keperluan routing dan pengiriman. Berikut adalah penjelasan tentang isi dari header: Gambar 3 Header Protokol IP 5
a. Version Number Field Version mengawasi versi protokol pada datagram. Dengan memasukkan versi pada setiap datagram akan dimungkinkan untuk mempunyai transmisi antara dua buah versi, dimana sebagian mesin mengoperasikan versi lama dan mesin lainnya menjalankan versi baru. Dalam hal ini versi protokol IP yang dipakai dan saat ini versi IP yang dipakai ialah IP versi 4 (IPv4). (versi terbaru IPv6). b. Panjang Header Panjang header ditentukan oleh field yang ada pada header yaitu IHL, panjang header itu sendiri mengikuti dari panjang IHL, yaitu 32 bit words. Panjang minimun adalah 5 yang dipakai apabila tidak ada option, nilai maksimun field 4 bit ini adalah 15, yang membatasi header pada 60 byte sehingga field option mempunyai panjang 40 byte. Untuk beberapa option, seperti option yang mencatat route yang dipakai paket, 40 byte sangat tidak mencukupi. Hal ini akhirnya menyebabkan option menjadi tidak berguna. c. Jenis Pelayanan Service type: Ada 8 bit yang menginformasikan bagaimana datagram harus ditangani oleh router. Field ini dibagi menjadi 2 subfield yakni: precedence (3 bit) dan service type (TOS=Type Of Service) (4 bit). Sisa bit tidak digunakan. d. Panjang Datagram IP Panjang datagram IP maksimumnya adalah 65.535 byte meliputi segala hal dalam delay-header dan data. Namun untuk masa depan akan membutuhkan datagram yang lebih besar lagi. 6
e. Identification Identification diperlukan untuk mengizinkan host tujuan menentukan datagram pemilik fragment yang baru datang. Semua fragment suatu datagram berisi nilai Identification yang sama. f. Flag Flag diperlukan untuk menjaga agar fragment datagram tetap utuh (tidak terpotong-potong) dan memberikan tanda bahwa fragment datagram telah tiba. g. Fragment Offset Untuk memberitahukan di antara datagram mana yang ada pada saat itu yang memiliki fragment yang bersangkutan. Seluruh fragment kecuali yang terakhir di dalam datagram harus merupakan perkalian 8 byte, yaitu satuan fragment elementer. Karena tersedia 13 bit, maka terdapat nilai maksimum fragment per datagram, yang menghasilkan panjang datagram maksimum 65.536 byte dimana lebih besar dari panjang datagram IP. h. Time to Live Counter yang digunakan untuk membatasi umur paket. Field ini diharapkan dapat menghitung waktu dalam detik, yang memungkinkan umur maksimum 225 detik. Counter harus diturunkan pada setiap hop dan diturunkan beberapa kali bila berada dalam antrian router dalam waktu yang lama. Pada kenyataannya, field ini hanya menghitung hop. Ketika counter mencapai nol, paket dibuang dan paket peringatan dikirimkan kembali ke host sumber. Feature ini mencegah datagram agar tidak kehilangan arah, sesuatu yang mungkin terjadi bila tabelrouting rusak. 7
i. Transport Protocol Field ini berisi 8 bit yang mendefinisikan lapisan protokol di atasnya menggunakan layanan lapisan IP. Sebuah datagram IP dapat membungkus data dari beberapa tingkat protokol di atasnya seperti TCP, UDP, ICMP dan IGMP. Ketika protocol IP me-multiplex dan me-demultiplex data dari tingkatan protokol di atasnya, nilai field ini menolong proses ketika datagram sampai ke tujuan alamat akhir. j. Header Checksum Hanya melakukan verifikasi terhadap header saja. Checksum ini sangat berguna untuk mendeteksi error yang dihasilkan oleh memory yang buruk di dalam router. Algoritma adalah dengan menambah semua half-word 16 bit pada saat checksum datang, dengan menggunakan perhitungan komplemen satu dan mengambil komplemen satunya sebagai hasilnya. Agar algoritma ini dapat berfungsi, Header checksum diasumsikan bernilai 0 pada saat datang. Algoritma ini lebih baik dibandingkan dengan bila menggunakan penambahan biasa. Perlu dicatat bahwa Header checksum harus dihitung kembali di setiap hop, karena sedikitnya sebuah field selalu berubah ( field Time to Live TTL ). Akan tetapi cara tertentu dapat digunakan untuk mempercepat perhitungan. k. Source Address dan Destinasion Address Menandai nomor jaringan dan nomor host. Source address 32 bit berisi informasi alamat IP dari host pengirim. Destination address 32 bit yang berisi informasi alamat IP tujuan. 8
l. Option Header datagram IP mempunyai panjang yang tetap yakni 20 byte. Sedangkan panjang header yang variabel adalah 40 byte. Oleh sebab itu header datagram IP berkisar antara 20 hingga 60 byte. Panjang header variabel ini adalah option. Yang digunakan untuk kepentingan pengetesan dan debugging. Option mempunyai panjang yang dapat diubah-ubah. Masing masing diawali dengan kode kode bit yang mengindentifikasikan option. Sebagian option diikuti oleh field option yang panjangnya 1 byte, kemudian oleh satu atau lebih byte-byte data. m. Padding Padding terdiri dari pilihan-pilihan sebagai berikut : 1. Option Security, menyatakan sejauh mana kerahasiaan informasinya, dengan kata lain menspesifikasikan tingkat kerahasiaan datagram. 2. Option Strict Source Routing, memberikan lintasan lengkap dari sumber ke tujuan dalam bentuk sejauh alamat IP. Datagram diperlukan untuk mengikuti lintasan eksa tersebut. 3. Option Loose Source Routing, mengharuskan paket melintasi daftar router yang telah ditentukan, dan dalam urutan yang telah ditentukan, tapi tidak diizinkan untuk melewati router lainnya selama perjalanannya. 4. Option Record Route, memberitahukan router router di sepanjang lintasan agar menambah alamat IP-nya ke field option. 5. Option Times Stamps, mirip dengan option record route kecuali disamping merekam alamat IP 32 byte-nya setiap router juga perlu merekam time stamp 32 byte. 9
Prinsip kerja IP Internet Protocol (IP) berfungsi menyampaikan datagram dari satu komputer ke komputer lain tanpa tergantung pada media komunikasi yang digunakan. Data transport layer dipotong menjadi datagram datagram yang dapat dibawa oleh IP. Tiap datagram dilepas dalam jaringan komputer dan akan mencari sendiri secara otomatis rute yang harus ditempuh ke komputer tujuan. Hal ini dikenal sebagai transmisi connectionless. Dengan kata lain, komputer pengirim datagram sama sekali tidak mengetahui apakah datagram akan sampai atau tidak. Untuk membantu mencapai komputer tujuan, setiap komputer dalam jaringan TCP/IP harus diberikan IP address. IP address harus unik untuk setiap komputer, tetapi tidak menjadi halangan bila sebuah komputer mempunyai beberapa IP address. IP address terdiri atas 8 byte data yang mempunyai nilai dari 0-255 yang sering ditulis dalam bentuk [xxx.xxx.xxx.xxx] (xxx mempunyai nilai dari 0-255). Pada header internet protokol selain IP address dari komputer tujuan dan komputer pengirim datagram juga terdapat beberapa informasi lainnya. Informasi ini mencakup jenis dari protokol transport layer yang ditumpangkan diatas IP. Ada dua jenis protokol pada transport layer yaitu TCP dan UDP. Informasi penting lainnya adalah Time-To-Live (TTL) yang menentukan berapa lama IP dapat hidup didalam jaringan. Nilai TTL akan dikurangi satu jika IP melalui sebuah komputer. Hal ini penting artinya terutama karena IP dilepas dijaringan komputer. Jika karena satu dan lain hal IP tidak berhasil menemukan alamat tujuan maka dengan adanya TTL IP akan mati dengan sendirinya pada saat TTL bernilai nol. Disamping itu juga tiap IP yang dikirimkan diberikan identifikasi sehingga bersama sama dengan IP address komputer pengirim data dan komputer tujuan, tiap IP dalam jaringan adalah unik. 10
Khususnya untuk pemakai jaringan komputer hal yang terpenting untuk dipahami secara benar-benar adalah konsep IP address. Lembaga yang mengatur IP address adalah Network Information Center(NIC) di Department of Defence di US yang beralamat di http://www.nic.mil/. Pengaturan IP address penting, terutama pada saat mengatur routing secara otomatis. Sebagai contoh jaringan komputer di radio amatir yang mempunyai kelas IP address seperti 44.xxx.xxx.xxx. Khusus untuk radio amatir di Indonesia IP address yang digunakan adalah 44.132.xxx.xxx. Sedangkan di Canada mempunyai IP address 44.135.84.22. Hal ini terlihat dengan jelas bahwa IP address di radio amatir sifatnya geografis. Dari IP address ini dapat dibaca bahwa mesin ini berada di network 44 di Internet yang dikenal sabagai AMPRnet(ampr.org), 135 menandakan bahwa mesin ini berada di Canada. 84 memberitahukan bahwa mesin berada di kota Waterloo di propinsi Ontario, sedang 22 adalah nomor mesinnya. Dengan konsep IP address, route perjalanan IP dalam jaringan komputer dapat dilakukan secara otomatis. Sebagai contoh, jika sebuah komputer di Internet akan mengirimkan IP ke 44.135.84.22, pertama tama IP yang dilepas di network akan berusaha mencari jalan ke network 44.135.84, setelah mesin yang mengubungkan network 44.135.84 tercapai, IP tersebut akan mencoba menghubungi mesin 22 di network tersebut. Kesemuanya ini dilakukan secara otomatis oleh program. 11