Penjelasan Tugas dan Fungsi OSI Layer #1


A. Pendahuluan
1. Pengertian
OSI Layer atau Model OSI  adalah sebuah model arsitektural jaringan yang dikembangkan oleh badan International Organization for Standardization (ISO) di Eropa pada tahun 1977. OSI sendiri merupakan singkatan dari Open System Interconnection.
2. Latar Belakang
Sebelum munculnya OSI Layer, sistem jaringan komputer dan komunikasi data sangat tergantung kepada pemasok atau vendor yang dipakai. sehingga perangkat yang berbeda vendor tidak dapat berkomunikasi karena berbeda sistem jaringannya. Untuk itu pada tahun 1977 International Organization for Standardization (ISO) membentuk standar umum jaringan komputer dan komunikasi data untuk menunjang interoperabilitas antar pemasok yang berbeda. Dalam standar OSI Layer meliputi protokol, devaices dan pembagian fungsi dan kerja yang didefinisikan menjadi 7 Layer OSI.
3. Maksud dan tujuan
Memahami OSI Layer dan mampu mengimplementasikan dalam membangun jaringan.
4. Hasil yang diharapkan
    Mampu memahami tugas dan fungsi layer pada OSI layer.
 Baca juga Penjelasan Tugas dan Fungsi OSI Layer #2
B. Alat dan Bahan
Ebook OSI Layer

C. Jangka Waktu Pelaksanaan
3 jam

D. Pembahasan
OSI Layer memliki 7 lapisan layer sebagai berikut:
1. Physical
Merupakan lapisan terbawah dari 7 OSI Layer. Lapisan ini bertugas untuk mentransmisikan serangkaian bit yang merupakan kombinasi dari angka 0 dan 1 melalui media transmisi. Lapisan ini bertanggung jawab terhadap masalah pemindahan data dari hardware satu ke hardware lain sehingga hanya bisa digunakan untuk penyedia jalur sinyal data saja, tanpa bertanggungjawab jika terjadi kerusakan data.

a. Perangkat atau Media transmisi
Ada 3 bentuk dasar media jaringan dalam membawa data, yaitu :
    1. Copper Cable (Sinyal dalam bentuk elektrik), contohnya seperti kabel UTP, STP dan Coaxial
   2. Radio (Sinyal dalam bentuk radio transmisi / microwave), contohnya MODEM, NIC dan Bluetooth.
   3. Fiber (Sinyal dalam bentuk cahaya terang - cahaya redup), contohnya kabel Fiber Optik.

b. Tugas dan Fungsi Layer physical
    1. Memindahkan bit antar devices
    2. Spesifikasinya berupa voltase, wire, speed, pin pada kabel
    3. Mengirim bit dan menerima bit
    4. Berkomunikasi langsung dengan jenis media transmisi
    5. Representasi bit ini tergantung dari media dan protocol yang digunakan
        - Menggunakan frekuensi radio
        - State transition = perubahan tegangan listrik dari rendah ke tinggi dan sebaliknya
    6. Menentukan kebutuhan listrik, mekanis, prosedural dan fungsional, mempertahankan dan menonaktifkan hubungan fisik antarsistem.

c. Protokolnya
     IEEE 802.3, RS-232C, dan X.21. Repeater, transceiver, kartu jaringan/network interface card (NIC), dan pengabelan beroperasi di dalam lapisan ini.

2. Data Link
merupakan lapisan kedua dari 7 OSI layer, Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
I. Lapisan Logical Link Control (LLC) merupakan bagian dari spesifikasi IEEE 802, dan protokolnya dibuat berdasarkan protokol High-level Data Link Control (HDLC). LLC menggunakan layanan yang disediakan MAC ini untuk menyediakan dua jenis operasi yang berjalan di atas lapisan data-link ke lapisan jaringan yang berada di atasnya, yakni LLC1 (atau disebut juga LLC Type 1) yang digunakan untuk komunikasi secara connectionless dan LLC2 (atau disebut juga LLC Type 2) yang digunakan untuk komunikasi secara connection-oriented.
II. Lapisan Media Access Control (MAC) merupakan lapisan yang mengkoordinasikan akses langsung terhadap lapisan fisik dengan tergantung metode media access controlnya. Jenis-jenis Metode Media Access Control:
- Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD): metode ini digunakan di dalam jaringan Ethernet half-duplex.
- Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA): metode ini digunakan di dalam jaringan dengan teknologi AppleTalk dan beberapa bentuk jaringan nirkabel (wireless network), seperti halnya IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, serta IEEE 802.11g.
- Token passing: metode ini digunakan di dalam jaringan dengan teknologi Token Ring dan Fiber Distributed Data Interface (FDDI).
- Demand priority: digunakan di dalam jaringan dengan teknologi 100VG-AnyLAN dan didefinisikan dalam standar IEEE 802.12.

a. Perangkat yang digunakan
    Switch, Hub, Bridge dan Repeater.

b. Tugas dan Fungsi lapisan data link
  • Tugas utama dari data link layer adalah sebagai fasilitas transmisi data mentah dan mentransformasi data tersebut ke saluran yang bebas dari kesalahan transmisi. 
Sebelum diteruskan ke Network Layer, lapisan data link melaksanakan tugas ini dengan memungkinkan pengirim memecah-mecah data input menjadi sejumlah data frame (biasanya berjumlah ratusan atau ribuan byte). Kemudian lapisan data link mentransmisikan frame tersebut secara berurutan dan memproses acknowledgement frame yang dikirim kembali oleh penerima. Karena lapisan fisik menerima dan mengirim aliran bit tanpa mengindahkan arti atau arsitektur frame, maka tergantung pada lapisan data-link-lah untuk membuat dan mengenali batas-batas frame itu. Hal ini bisa dilakukan dengan cara membubuhkan bit khusus ke awal dan akhir frame.
  •  Menyediakan layanan bagi lapisan jaringan.
 Layanannya yang penting adalah pemindahan data dari lapisan jaringan pada node sumber ke lapisan jaringan di pada node yang dituju.
  • Tiga layanan yang disediakan adalah sebagai berikut :
    1. layanan unacknowledged connectionless
Layanan jenis ini mempunyai arti di mana node sumber mengirimkan    sejumlah frame ke node lain yang dituju dengan tidak memberikan acknowledgment bagi diterimanya frame-frame tersebut. Sistemnya jika Tidak ada koneksi yang dibuat baik sebelum atau sesudah dikirimkannya frame. Bila sebuah frame hilang sehubungan dengan adanya noise, maka tidak ada usaha untuk memperbaiki masalah tersebut di lapisan data-link. Jenis layanan ini cocok bila laju kesalahan (error rate) sangat rendah, sehingga recovery bisa dilakukan oleh lapisan yang lebih tinggi. Sebagian besar teknologi [LAN] menggunakan layanan unacknowledgment connectionless pada lapisan data link. 

    2. layanan acknowledged connectionless
        Sistemnya jika yang dikirimkan ke komputer tujuan telah diterima dengan baik atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interval waktu yang telah ditentukan, maka frame akan dikirimkan kembali. Layanan ini akan berguna untuk saluran unreliable, seperti sistem nirkabel. 

    3. layanan acknowledged connection-oriented
        Layanan jenis ini merupakan layanan yang paling canggih dari semua layanan yang disediakan oleh lapisan data-link bagi lapisan jaringan. Dengan layanan ini, node sumber dan node tujuan membuat koneksi sebelum memindahkan datanya. Setiap frame yang dikirim tentu saja diterima. Selain itu, layanan ini menjamin bahwa setiap frame yang diterima benar-benar hanya sekali dan semua frame diterima dalam urutan yang benar. Sebaliknya dengan layanan connectionless, mungkin saja hilangnya acknowledgment akan meyebabkan sebuah frame perlu dikirimkan beberapa kali dankan diterima dalam beberapa kali juga. Sedangkan layanan connection-oriented menyediakan proses-proses lapisan jaringan dengan aliran bit yang bisa diandalkan. 

Pada saat layanan connection oriented dipakai, pemindahan data mengalami tiga fase.
1. koneksi ditentukan dengan membuat kedua node menginisialisasi variabel-variabel dan counter-counter yang diperlukan untuk mengawasi frame yang mana yang diterima dan yang belum diterima.
2. satu frame atau lebih mulai ditransmisikan dari node sumber ke node tujuan.
3. koneksi dilepaskan, pembebasan variabel, buffer dan sumber daya yang lain yang dipakai untuk menjaga berlangsungnya koneksi.

  • Farming untuk memecah-mecah aliran bit menjadi frame-frame. 
Untuk memecah-mecah aliran bit ini, digunakanlah metode-metode khusus. Ada empat buah metode yang dipakai dalam pemecahan bit menjadi frame, yaitu :
    1. Karakter Penghitung
    Metode ini menggunakan sebuah field pada header untuk menspesifikasi jumlah karakter di dalam frame. Ketika data link layer pada komputer yang dituju melihat karakter penghitung, maka data link layer akan mengetahui jumlah karakter yang mengikutinya dan kemudian juga akan mengetahui posisi ujung framenya. Teknik ini bisa dilihat pada gambar 3 di bawah ini, dimana ada empat buah frame yang masing-masing berukuran 5,5,8 dan 8 karakter.
    Masalah yang akan timbul pada aliran karakter ini apabila terjadi error transmisi. Misalnya, bila hitungan karakter 5 pada frame kedua menjadi 7 (Gambar 4), maka tempat yang dituju tidak sinkron dan tidak akan dapat mengetahui awal frame berikutnya. Oleh karena permasalahan ini, metode hitungan karakter sudah jarang dilakukan.
  
    2. Pemberian Karakter Awal dan Akhir
    Metode yang kedua ini mengatasi masalah resinkronisasi setelah terjadi suatu error dengan membuat masing-masing frame diawali dengan deretan karakter DLE, STX, ASCII dan diakhiri dengan DLE, ETX. DLE adalah Data Link Escape, STX adalah Start of Text, ETX adalah End of Text. Dalam metode ini, bila tempat yang dituju kehilangan batas-batas frame, maka yang perlu dilakukan adalah mencari karakter-karakter DLE, STX, DLE dan ETX.
    Masalah yang akan terjadi pada metode ini adalah ketika data biner ditransmisikan. Karakter-karakter DLE, STX, DLE dan ETX yang terdapat pada data akan mudah sekali mengganggu framing. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan membuat data link layer, yaitu pengirim menyisipkan sebuah karajter DLE ASCII tepat sebeum karakter DLE pada data. Teknik ini disebut character stuffing (pengisian karakter) dan cara pengisiannya dapat dilihat pada gambar 5

    3. Pemberian Flag Awal dan akhir
    Teknik baru memungkinkan frame data berisi sejumlah bit dan mengijinkan kode karakter dengan sejumlah bit per karakter. Setip frame diawali dan diakhiri oleh pola bit khusus, 01111110, yang disebut byte flag. Kapanpun data link layer pada pengirim menemukan lima buah flag yang berurutan pada data, maka data link layer secara otomatis mengisikan sebuah bit 0 ke aliran bit keluar. Pengisian bit analog dengan pengisian karakter, dimana sebuah DLE diisikan ke aliran karakter keluar sebelum DLE pada data (Gambar 6). Ketika penerima melihat lima buah bit 1 masuk yang berurutan, yang diikuti oleh sebuah bit 0, maka penerima secara otomatis menghapus bit 0 tersebut. Bila data pengguna berisi pola flag, 01111110, maka flag ini ditrnsmisikan kembali sebagai 011111010 tapi akan disimpan di memori penerima sebagai 01111110.
  
    4. Pelanggaran Pengkodean Physical Layer
    Metode yang terakhir hanya bisa digunakan bagi jaringan yang encoding pada medium fisiknya mengandung pengulangan. Misalnya, sebagian LAN melakukan encode bit 1 data dengan menggunakan 2 bit fisik. Umumnya, bit 1 merupakan pasangan tinggi rendah dan bit 0 adalah pasangan rendah tinggi. Kombinasi pasangan tinggi-tinggi dan rendah-rendah tidak digunakan bagi data.
- Flow control untuk menjamin bahwa sebuah stasiun pengirim tidak membanjiri stasiun penerima dengan data.
    Stasiun penerima secara khas akan menyediakan suatu buffer data dengan panjang tertentu. Ketika data diterima, dia harus mengerjakan beberapa poses sebelum dia dapat membersihkan buffer dan mempersiapkan penerimaan data berikutnya. Bentuk sederhana dari kontrol aliran dikenal sebagai stop and wait, dia bekerja sebagai berikut. Penerima mengindikasikan bahwa dia siap untuk menerima data dengan mengirim sebual poll atau menjawab dengan select. Pengirim kemudian mengirimkan data.
    Flow control ini diatur/dikelola oleh Data Link Control (DLC) atau biasa disebut sebagai Line Protocol sehingga pengiriman maupun penerimaan ribuan message dapat terjadi dalam kurun waktu sesingkat mungkin. DLC harus memindahkan data dalam lalu lintas yang efisien. Jalur komunikasi harus digunakan sedatar mungkin, sehingga tidak ada stasiun yang berada dalam kadaan idle sementara stasiun yang lain saturasi dengan lalu lintas yang berkelebihan. Jadi flow control merupakan bagian yang sangat kritis dari suatu jaringan. Berikut ini ditampilkan time diagram Flow control saat komunikasi terjadi pada kondisi tanpa error dan ada error.
Mekanisme Flow control yang sudah umum digunakan adalah Stop and Wait dan Sliding window, berikut ini akan dijelaskan kedua mekanisme tersebut.

  • Mendeteksi Dan Koreksi Error
    Tujuan dilakukan pengontrolan terhadap error adalah untuk menyampaikan frame-frame tanpa error, dalam urutan yang tepat ke lapisan jaringan. Teknik yang umum digunakan untuk error control berbasis pada dua fungsi, yaitu:

Error detection, biasanya menggunakan teknik CRC (Cyclic Redundancy Check) Automatic Repeat Request (ARQ), ketika error terdeteksi, pengirim meminta mengirim ulang frame yang terjadi kesalahan.

Mekanisme Error control meliputi

    Ack/Nak : Provide sender some feedback about other end
    Time-out: for the case when entire packet or ack is lost
    Sequence numbers: to distinguish retransmissions from originals

Untuk menghindari terjadinya error atau memperbaiki jika terjadi error yang dilakukan adalah melakukan perngiriman message secara berulang, proses ini dilakukan secara otomatis dan dikenal sebagai Automatic Repeat Request (ARQ). Pada proses ARQ dilakukan beberapa langkah di antaranya (1):

    Error detection
    Acknowledgment
    Retransmission after timeout
    Negative Acknowledgment

  • Menstransmisikan bit-bit ke komputer yang dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke lapisan jaringan. 
c. Protokol

E. Hasil yang didapat
Mengetahui dan mampu mengimplementasikan sistem OSI Layer.

F. Temuan Permasalahan
OSI Layer menjadi sebuah sistem yang telah terstruktur secara luas, sehingga memahaminya harus dilakukan secara menyeluruh.

G. Kesimpulan
Setiap sistem mempunyai aturan dan sub yang mempunyai tugas, fungsi dan tujuannya masing-masing.

H. Referensi & Daftar Pustaka

Berlangganan via Email