Pengertian OSI dan Fungsi Layer Network dan protokol-protolnya

A. PENDAHULUAN

Ada satu pertanyaan yang akan muncul ketika kita mendengar tentang model komunikasi jaringan.

Mengapa harus ada model komunikasi dalam membangun sebuah jaringan ?

Dalam membangun sebuah jaringan diperlukan sebuah aturan yang menjelaskan bagaimana proses komunikasi data antar jaringan terhubung yang dalam artikel kali ini kita menyebutnya dengan Model Komunikasi Jaringan. Dalam model komunikasi jaringan terdapat 2 model, yaitu OSI dan TCP/IP.

OSI merupakan model komunikasi jaringan secara konseptual dan terdiri dari 7 layer, sedangkan TCP/IP merupakan model komunikasi jaringan secara riil yang terdiri dari 4 layer yang merupakan ringkasan dari model OSI.

A. OSI

Terdapat 7 layer pada Model OSI :

1. Application
2. Presentation
3. Session
4. Transport
5. Network
6. Dataa Link
7. Pysical

Berikut ini adalah penjelasan dari masing-masing layer :

1. Physical
   Lapisan ini merupakan lapisan layer paling bawah. bertugas dalam pemindahan data dan merupakan definisi dari media penghantar (jenis konektor & aturanpensinyalan)

2. Data Link 

Pada lapisan ini terjadi komunikasi data memalui identitas yang berupa alamat simul yang di sebut sebagai hardware addres. sehingga dalam lapisan ini dikenal adanya addressing/pengalamatan.

3. Network
   Lapisan ini bertugas membawa data dari satu simpul satu ke simpul lain dengan cara memilih jalur terbaik untuk dilewati data. Pada Lapisan ini kita juga mengenal adanya pengalamatan/addressing sebagai LOGICAL ADDRESS atau NETWORK ADDRES yang bisa diubah oleh seorang user.
4. Transport
   Lapisan ini bertanggung jawab terhadap sampai atau tidaknya data. terdapat 2 protokol dalam layer ini. yaitu :

- UDP (User Dat agram Protocol) : Data tidak di jamin sampai tujuan

- TCP (Transmision Control Protocol) : Data di jamin sampai tujuan

5. Session
   Lapisan ini bertugas membuka, merawat, mengendalikan dan melakukan terminasi hubungan antar simpul serta melakukan pemisahan data antar aplikasi.
6. Presentation
   Lapisan ini bertugas dalam bagaimana suatu data dipresentasikan (Metode coding, format, dan kompresi data)
7. Application
   Lapisan ini merupakan implementasi dari komunikasi antar simpul dan mempunyai tugas mengidentifikasi mitra komunikasi, aplikasi tranfer data, resource avaiiity, dan lapisan ini juga terkait dengan aplikasi end-user.

B. TCP/IP

Terdapat 4 layer pada Model OSI :

1. Application ( Application, Presentation, dan Session )
2. Tansport ( Transport )
3. Internet ( Network )
4. Network Acces ( Data Link dan Physical )

Berikut ini adalah penjelasan dari masing-masing layer :

1. Network Acces

Lapisan ini merupakan gabungan dari lapisan Data Link dan Physical pada model OSI. mempunyai tugas yang sama yaitu mengirim dan menerima data secara fisik,

2. Internet
   Lapisan ini bertugas mengirim paket ke alamat yang tepat dengan cara memilih jalir terbaik untuk paket.
3. Transport
   Lapisan ini bertanggung jawab untuk mengadakan komunikasi anatara kedua host/komputer. identik dengan layer pada model OSI, layer ini juga memilik protokol UDP dan TCP.
4. Application
   Lapisan ini bertugas dalam mengurusi Data yang berupa data utuh.

B. PEMBAHASAN

Nah di sini kita akan tefokus dalam pembahasan Model Jaringan Komunikasi yang tepatnya pada Layer atau lapisan ke 3 yaitu Network dan bagian-bagian protokol yang ada pada layer Network yang akan kita bahas nantinya

Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik komputer.

Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras.

Prinsip dalam membuat protokol ada tiga hal yang harus dipertimbangkan, yaitu efektivitas, kehandalan, dan Kemampuan dalam kondisi gagal di network. Protokol distandarisasi oleh beberapa organisasi yaitu IETF, ETSI, ITU, dan ANSI.

Tugas yang biasanya dilakukan oleh sebuah protokol dalam sebuah jaringan diantaranya adalah :

§  Melakukan deteksi adanya koneksi fisik atau ada tidaknya komputer / mesin lainnya.

§  Melakukan metode “jabat-tangan” (handshaking).

§  Negosiasi berbagai macam karakteristik hubungan.

§  Bagaimana mengawali dan mengakhiri suatu pesan.

§  Bagaimana format pesan yang digunakan.

§  Yang harus dilakukan saat terjadi kerusakan pesan atau pesan yang tidak sempurna.

§  Mendeteksi rugi-rugi pada hubungan jaringan dan langkah-langkah yang dilakukan selanjutnya.

§  Mengakhiri suatu koneksi.

a. Pengertian

Network yang merupakan Lapisan ke tiga dari Layer Model Komunikasi jaringan. Layer ini bertugas membawa data dari satu simpul satu ke simpul lain dengan cara memilih jalur terbaik untuk dilewati data. Pada Lapisan ini kita juga mengenal adanya pengalamatan atau addressing sebagai LOGICAL ADDRESS atau NETWORK ADDRES yang bisa diubah oleh seorang user.

b. Fungsi

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.

c. Protokol pada Layer Network

1. IP (Internetworking Protocol) sebuah alamat sebuah host yang terhubung dalam jaringan internet. bisa juga dalam jaringan Local Area Network (LAN). Mekanisme transmisi yang digunakan untuk menstransportasikan data dalam-dalam paket yang disebut datagram.

2. ARP (Address Resulotion Protocol) Protokol yang digunakan untuk mengetahui alamat IP berdasarkan alamat fisik dari sebuah komputer.

3. RARP (Reverse Address Resulotion Protocol) Protokol yang digunakan untuk mengetahui alamat fisik melalui IP komputer.

4. ICMP (Internet Control Message Protocol) Mekanisme yang digunakan oleh sejumlah host untuk mengirim notifikasi datagram yang mengalami masalah

5. IGMP (Internet Group Message Protocol) Protokol yang digunakan untuk memberi fasilitas message yang simultan kepada group penerima.

d. Jenis dan Cara Kerja setiap Protokol

1. IP Address

ada dua macam yaitu IP versi 4 (IPv4) dan IP versi 6 (IPv6).

IP versi 4 (IPv4) yang terdiri dari 32-bit dan bisa menampung lebih dari 4.294.967.296 host di seluruh dunia, contoh nya yaitu 172.146.80.100, jika host di seluruh dunia melebihi angka 4.294.967.296 maka dibuatlah IPv6.

IP versi 6 (IPv6) yang terdiri dari 128-bit, IP ini 4x dari IPv4, tetapi jumlah host yang bisa ditampung bukan 4x dari 4.294.967.296, melainkan 4.294.967.296 pangkat 4, jadi hasilnya 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456, wahh, ini angka apaan ? Organisasi yang mengatur alokasi IP address adalah IANA ( Internet Assigned Number Authority ), sehingga IANA lah yang mengatur penetapan parameter protokol internet negara-negara di dunia.

Kelas IP Address

KELAS A , pada kelas A 8 bit pertama adalah network Id, dan 24 bit selanjutnya adalah host Id, kelas A meiliki network Id dari 0 sampai 127.

KELAS B , pada kelas B 16 bit pertama adalah network Id, dan 16 bit selanjutnya adalah host Id, kelas B memiliki network id dari 128 sampai 191

KELAS C, pada kelas C 24 bit pertama adalah network Id, dan 8 bit selanjutnya adalah host Id, kelas C memiliki network id dari 192 sampai 223

KELAS D, IP kelas D digunakan untuk multicasting, yaitu penggunaan aplikasi secara bersama-sama oleh beberapa komputer, dan IP yang bisa digunakan adalah 224.0.0.0 – 239.255.255.255

KELAS E,  memiliki range dari 240.0.0.0 – 254.255.255.255, IP ini digunakan untuk eksperimen yang dipersiapkan untuk penggunaan IP address di masa yang akan datang.

2. ARP (Address Resulotion Protocol)

Paket Informasi pada bagian ARP dapat dipisahkan menjadi 2 type tergantung pada Jenis Reciever yang diberikan/diijinkan pada jaringan, yaitu:

1. Broadcast : Alamat MAC address yang dituju ditampilkan / dikirim ke semua penerima dalam jaringan LAN saat Switch Jaringan menerima penghubungan/ konektivitas perangkat.
2. Non-Broadcast : Hanya beberapa Host yang telah ditentukan dapat menerima paket pengiriman.

Jenis dari paket ARP juga dapat dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan fungsi :

1. ARP Request : digunakan untuk mengakses MAC address dan mengelolanya melalui IP address yang terbaca/terdaftar didalam jaringan LAN.
2. ARP Reply : digunakan untuk menginformasikan ke suatu Host dalam jaringan mengenai bagian localhost dari IP address dan MAC Address

Pada kondisi pemakaian , semua bentuk Broadcast merupakan jenis ARP Request dan semua Non-Broadcast merupakan jenis ARP Reply packets.

Semisalkan terdapat 2 komputer dalam jaringan LAN, yang memiliki HostNama (Nama Pengenal), IP Address dan Mac Address sebagai berikut :

HostName IP MAC

A 192.168.0.1 AA-AA-AA-AA-AA-AA

B 192.168.0.2 BB-BB-BB-BB-BB-BB

Saat komputer A ingin berkomunikasi dengan B, sistem akan memeriksa Memory Data(Cache) ARP terlebih dahulu untuk mengetahui apakah Informasi Alamat MAC dari B ada tercatat atau tidak. Jika tercatat , biasanya komunikasi dapat langsung dilakukan. Jika Tidak, pada kondisi aktif host A harus mengakses ke MAC host B melalui Protokol ARP. Dalam kondisi perumpamaan , host A seperti menanyakan/ memeriksa ke host dari komputer lain didalam LAN tentang Informasi Host B yg mungkin ada tercatat pada Cache mereka. (Seperti Bertanya sebagai berikut “ Hallo, siapa 192.168.0.2? Disini 192.168.0.1. MAC saya adalah AA-AA-AA-AA-AA-AA.” “Berapa MAC kamu? Harap beritahukan ke saya” ) Contoh ini adalah bentuk ARP-Broadcast : Request Packet, seperti saat menggunakan Net Meeting. Jika Balasan / Accept dilakukan oleh Host B, saat itu fungsi ARP Non-Broadcast : Reply Packet Terjadi.

3. RARP (Reverse Address Resulotion Protocol)

Cara kerja RARP ini terjadi pada saat mesin seperti komputer atau router yang baru bergabung dalam jaringan lokal, kebanyakan tipe mesin yang menerapkan RARP adalah mesin yang diskless, atau tidak mempunyai aplikasi program dalam disk. RARP kemudianmemberikan request secara broadcast di jaringan lokal. Mesin yang lain pada jaringan lokalyang mengetahui semua seluruh alamat IP akan akan meresponsnya dengan RARP replysecara unicast. Sebagai catatan, mesin yang merequest harus menjalankan program klienRARP, sedangkan mesin yang merespons harus menjalankan program server RARP. Ada beberapa tipe dalam RARP

Hardware Type: adalah tipe hardware/perangkat keras. Banyak bit dalam field iniadlah 16 bit. Sebagai contoh untuk Ethernet mempunyai tipe 1.

Protocol Type: adalah tipe protokol di mana banyaknya bit dalam field ini 16 bit.Contohnya, untuk protokol IPv4 adalah 080016.

Hardware Length: field berisi 8 bit yang mendefinisikan panjang alamat fisik.Contohnya, untuk Ethernet, panjang alamat fisik adalah 6 byte.

Protocol Length: field berisi 8 bit yang mendefinisikan panjang alamat logika dalamsatuan byte. Contoh : untuk protokol IPv4 panjangnya adalah 4 byte.

Operation Request & Reply: field berisi 16 bit ini mendefinisikan jenis paket untuk ARP apakah itu berjenis ARP request atau ARP reply.

Sender Hardware Address: banyaknya field adalah variabel yang mendefinisikan alamat fisik dari pengirim. Untuk Ethernet panjang nya 6 byte.

Sender Protocol Address: field ini panjangnya juga variabel dan untuk mendefiniskan alamat logika (alamat IP) dari pengirim.

Target Hardware Address: field ini panjangnya juga variabel yang mendefiniskanalamat fisik daripada target. Pada paket ARP request, field ini isinya 0 semua.

4. ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP menggunakan pesan-pesan untuk melakukan tugasnya. Bahkan banyak dari pesan ini digunakan dalam jaringan IP terkecil. Ketika router atau host tujuan menginformasikan sesuatu kerusakan pada IP datagram, protokol yang digunakan adalah Internet Control Message Protocol (ICMP). Karakterisitk dari ICMP antara lain :

• ICMP menggunakan IP
• ICMP melaporkan kerusakan
• ICMP tidak dapat melaporkan kerusakan dengan menggunakan pesan ICMP, untuk menghindari pengulangan
• Untuk data yang terfragmentasi, pesan ICMP hanya mengirimkan pesan kerusakan pada fragmentasi pertama
• Pesan ICMP tidak merespon dengan mengirimkan data secara broadcast atau Multicast
• ICMP tidak akan merespon kepada IP datagram yang tidak memiliki header IP Pengirim
• Pesan ICMP dapat membuat proses kerusakan pada IP datagram

Spesifikasi ICMP dapat dilihat pada RFC 792 dengan update RFC 950.

Pesan ICMP

Pesan ICMP dikirimkan dalam IP Datagram. Pada IP header, protokol akan berisikan no 1

(ICMP). Dan type of service (TOS) bernilai 0 (routine). Format ICMP dapat dilihat pada

Gambar berikut :

5. IGMP (Internet Group Message Protocol)

Versi– Versi IGMP

Host Membership Report (report keanggotaan sebuah host) Host akan mengirimkan pesan dengan jenis ini untuk menginformasikan router local bahwa host tersebut hendak menerima lalu lintas IP multicast yang ditujukan ke sebuah alamat group multicast tertentu.

Host membership query ( permintaan keanggotaan sebuah host) Router akan mengirimkan pesan dengan jenis ini untuk member tahu kepada segmen jaringan local tertentu untuk menentukan apakah ada host dalam segmen yang sedang “mendengarkan” (listening) terhadap lalu lintas multicast atau tidak. IGMPv2 merupakan pembaruan yang dilakukan terhadap IGMPv1, yang menawarkan beberapa jenis pesan IGMP yang baru :

Leave group : digunakan oleh host untuk menginformasikan sebuah router bahwa host tersebut merupakan anggota terakhir ang hendak meninggalkan sebuah group multicast sehingga router mengetahui bahwa router tersebut tidak perlu lagi meneruskan lalu lintas multicast IP ke subnet yang bersangkutan.

Group– specific query : mirip seperti pesan IGMPv1 Host membership query, kecuali jenis ini akan melakukan pengecekan keanggotaan didalam sebuah group multicast tertentu.  

Multicast querier election : pesan yang mengizinkan sebuah router untuk dipilih mengeluarkan pesan IGMPv1 host membership query kepada sebuah segmen jaringan tertentu. Macam– Macam IGMP

IGMPv1 : Host dapat bergabung dalam grup multicast. Tidak ada meninggalkan pesan. Router yang menggunakan batas waktu tertentu berdasarkan mekanisme untuk menemukan grup yang tidak menarik untuk anggota.

IGMPv2 : Tinggalkan pesan yang ditambahkan ke protocol. Memungkinkan penghentian keanggotaan grup yang akan segera dilaporkan ke routing protocol, yang penting adalah bandwith tinggi untuk multicast kelompok atau subnets dengan sangat stabil
keanggotaan kelompok.

IGMPv3 : Pusat revisi dari protocol. Hal ini memungkinkan host untuk
menetapkan daftar host dari yang mereka ingin menerima dari lalu lintas. Lalu lintas dari host lainyang diblokir didalam jaringan. Ia juga memungkinkan untuk memblokir host didalam jaringan paket– paket yang dating dari sumber yang dikirim lalu lintas yang tidak diinginkan.
Sebuah jaringan yang dirancang untuk memberikan layanan multicast (seperti video) menggunakan IGMP ini mungkin menggunakan dasar arsitektur IGMP digunakan baik oleh klien komputer dan berbatasan jaringan saklar untuk menghubungkan klien ke router multicast lokal. Protokol Independen multicast (PIM) ini kemudian digunakan antara lokal dan remote router multicast, multicast langsung untuk lalu lintas dari video ke server banyak multicast klien. Prinsip Kerja IGMP

Host - host mengirimkan pesan– pesan menuju reiuter kepada peanggan dan juga ditujukan kepada yang bukan pelanggan yang berasal dari kelompok multicast. Router-router akan memeriksa yang manakah dari kelompok multicast yang which multicast groups of interest to which hosts IGMP saat ini versi 3

IGMPv1

 - Host dapat bergabung dalam satu group

- Router-router tersebut digunakan pewaktu untuk yang bukan anggota pelanggan
Pengoperasian IGMPv1 & v2 

Penerima harus menjadi pelanggan, lalu di bentuk group-group Beberapa sumber tidak di haruskan untuk menjadi pelanggan yang kemudian di bentuk group Adapun host yang dapat mengirimkan traffic ke beberapa group multicast

Permasalahan-permasalahan:

- Group group multicast sebuah spamming

- Sekalipun level applikasi filter akan melewatkan paket-paket yang tidak di inginkan, namun filter akan mengambil yang berharga

- Penetapan distribusi trees bermasalah

- Lokasi dari sumber-sumber yang tidak di ketahui

- Menemukan secara global alamat-alamat multicast yang sulit

IGMP Versi 3

Mengijinkan host-host untuk menetapkan daftar dari jalur mana saja yang ingin mereka terima
- Jalur dari host-host lain terhalang pada routers mengijinkan host untuk memblock paket-paket dari sumber yang mengirimkan trafik yang tidak di inginkan

DAFTAR PUSTAKA

Adit Subang,. 2010., Pengertian Protokol OSI Layer dan TCP/IP. http://aditsubang.wordpress.com. Diakses tanggal 2 Oktober 2013.

Wianto Wian,. 2013., Protokol-protokol yang ada pada OSI layer. http://winbok.wordpress.com diakses tanggal 3 Oktober 2013.

Tri Ngazizul Abror,.2013., Model Komunikasi Jaringan ( OSI & TCP/I) http://abrorethohir.blog.student.eepis-its.edu Diakses Tanggal 3 Oktober 2013.

Gunardi., 2012., Pengertian Network Layer. http://gunardisoft.blogspot.com. Diakses Tanggal 3 Oktober 2013.

Chris Febriato,. 2013., Pengertian IP Address dan Kelas IP address. http://www.adalahcara.com. Diakses tanggal 03 Oktober 2013

Hariangga Indra Jatmiko,. 2012., Pengertian ARP (Address Resolution Protocol). http://angga-sukses.blogspot.com. Diakses tanggal 03 Oktober 2013

Anggimeira,. 2011., Cara Kerja ICMP di dalam RFC yang Mendefinisikannya. http://blog.ub.ac.id/anggimeira. Diakses Tanggal 03 Oktober 2013.

Andre.2011.,ICMP dan IGMP http://akuandre-tekomc.blogspot.com. Diakses Tanggal 03 Oktober 2013.