Pengiriman dan Penerimaan Paket Data pada TCP/IP

Advertisement

Rekomendasi

Layer-layer dan protokol yang terdapat dalam arsitektur jaringan TCP/IP menggambarkan fungsi-fungsi dalam komunikasi antara dua buah komputer.  Setiap lapisan menerima data dari lapisan di  atas atau dibawahnya, kemudian memproses data tersebut sesuai fungsi protokol yang dimilikinya dan meneruskannya ke lapisan berikutnya. Ketika dua komputer berkomunikasi, terjadi aliran data antara pengirim dan penerima melalui lapisan-lapisan di atas. Pada pengirim, aliran data adalah dari atas ke bawah. Data dari user maupun suatu aplikasi dikirimkan ke Lapisan Transport dalam bentuk paket-paket dengan panjang tertentu. Protokol menambahkan sejumlah bit pada setiap paket sebagai header yang berisi informasi mengenai urutan segmentasi untuk menjaga integritas data dan bit-bit pariti untuk deteksi dan koreksi kesalahan.

Dari Lapisan Transport, data yang telah diberi header tersebut diteruskan ke Lapisan Network / Internet. Pada lapisan ini terjadi penambahan header oleh protokol yang berisi  informasi alamat tujuan, alamat pengirim dan informasi lain yang dibutuhkan untuk melakukan routing. Kemudian terjadi pengarahan routing data, yakni ke network dan interface yang mana data akan dikirimkan, jika terdapat lebih dari satu interface pada host. Pada lapisan ini juga dapat terjadi segmentasi data, karena panjang paket yang akan dikirimkan harus disesuaikan dengan kondisi media komunikasi pada network yang akan dilalui.  Proses komunikasi data di atas dapat dijelaskan seperti pada gambar berikut ini :

Selanjutnya data menuju Network Access Layer (Data Link) dimana data akan diolah menjadi frame-frame, menambahkan informasi keandalan dan address pada level link. Protokol pada lapisan ini menyiapkan data dalam bentuk yang paling sesuai untuk dikirimkan melalui media komunikasi tertentu.

Terakhir data akan sampai pada Physical Layer yang akan  mengirimkan data dalam bentuk besaran-besaran listrik/fisik seperti tegangan, arus, gelombang radio maupun cahaya, sesuai media yang digunakan.

Di bagian penerima, proses pengolahan data mirip seperti di atas hanya dalam urutan yang berlawanan (dari bawqah ke atas). Sinyal yang diterima pada physical layer akan diubah dalam ke dalam data. Protokol akan memeriksa integritasnya dan jika tidak ditemukan error t header yang ditambahkan akan dilepas.

Selanjutnya data diteruskan ke lapisan network. Pada lapisan ini, address tujuan dari paket data yang diterima akan diperiksa. Jika address tujuan merupakan address host yang bersangkutan, maka header lapisan network akan dicopot dan data akan diteruskan ke lapisan yang diatasnya. Namun jika tidak, data akan di forward ke network tujuannya, sesuai dengan informasi routing yang dimiliki.

Pada lapisan Transport, kebenaran data akan diperiksa kembali, menggunakan informasi header yang dikirimkan oleh pengirim. Jika tidak ada kesalahan, paket-paket data yang diterima akan disusun kembali sesuai urutannya pada saat akan dikirim dan diteruskan ke lapisan aplikasi pada penerima.

Proses yang dilakukan tiap lapisan tersebut dikenal dengan istilah enkapsulasi data. Enkapsulasi ini sifatnya transparan.Maksudnya, suatu lapisan tidak perlu mengetahui ada berapa lapisan yang ada di atasnya maupun di bawahnya.Masing-masing hanya mengerjakan tugasnya.Pada pengirim, tugas ini adalah menerima data dari lapisan diatasnya, mengolah data tersebut sesuai dengan fungsi protokol, menambahkan header protokol dan meneruskan ke lapisan di bawahnya.

Pada penerima, tugas ini adalah menerima data dari lapisan di bawahnya, mengolah data sesuai fungsi protokol, mencopot header protokol tersebut dan meneruskan ke lapisan di atasnya.

Internet Protocol

Internet Protocol (IP) berfungsi menyampaikan paket data ke alamat yang tepat. Oleh karena itu Internet Protokol memegang peranan yang sangat penting dari jaringan TCP/IP. Karena semua aplikasi jaringan TCP/IP pasti bertumpu kepada Internet Protocol agar dapat berjalan dengan baik.

IP merupakan protokol pada network layer yang bersifat :

§   Connectionless, yakni setiap paket data yang dikirim pada suatu saat akan melalui rute secara independen. Paket IP (datagram) akan melalui rute yang ditentukan oleh setiap router yang dilalui oleh datagram tersebut. Hal ini memungkinkan keseluruhan datagram tiba di tempat tujuan dalam urutan yang berbeda karena menempuh rute yang berbeda pula.

§   Unreliable atau ketidakandalan yakni Protokol IP tidak menjamin datagram yang dikirim pasti sampai ke tempat tujuan. Ia hanya akan melakukan best effort delivery yakni melakukan usaha sebaik-baiknya agar paket yang dikirim tersebut sampai ke tujuan.

Suatu datagram bisa saja tidak sampai dengan selamat ke tujuan karena beberapa hal berikut:

§   Adanya bit error pada saat pentransmisian datagram pada suatu medium

§   Router yang dilewati mendiscard datagram karena terjadinya kongesti dan kekurangan ruang memori buffer

§   Putusnya rute ke tujuan untuk sementara waktu akibat adanya router yang down

Terjadinya kekacauan routing, sehingga datagram mengalami looping

IP juga didesain untuk dapat melewati berbagai media komunikasi yang memiliki karakteristik dan kecepatan yang berbeda-beda. Pada jaringan Ethernet, panjang satu datagram akan lebih besar dari panjang datagram pada jaringan publik yang menggunakan media jaringan telepon, atau pada jaringan wireless. Perbedaan ini semata-mata untuk mencapai throughput yang baik pada setiap media.Pada umumnya, semakin cepat kemampuan transfer data pada media tersebut, semakin besar panjang datagram maksimum yang digunakan. Akibat dari perbedaan ini, datagram IP dapat mengalami fragmentasi ketika berpindah dari media kecepatan tinggi ke kecepatan rendah (misalnya dari LAN Ethernet 10 Mbps ke leased line menggunakan Point-to-Point Protocol dengan kecepatan 64 kbps). Pada router/host penerima, datagram  yang ter-fragmen ini harus disatukan kembali sebelum diteruskan ke router berikutnya, atau ke lapisan transport pada host tujuan. Hal ini menambah waktu pemrosesan pada router dan menyebabkan delay.

Seluruh sifat yang diuraikan pada  di atas adalah akibat adanya sisi efisiensi protokol yang dikorbankan sebagai konsekuensi dari keunggulan protokol IP. Keunggulan ini berupa kemampuan menggabungkan berbagai media komunikasi dengan karakteristik yang berbeda-beda, fleksibel dengan perkembangan jaringan, dapat merubah routing secara otomatis jika suatu rute mengalami kegagalan, dsb.Misalnya, untuk dapat merubah routing secara dinamis, dipilih mekanisme routing yang ditentukan oleh kondisi jaringan dan elemen-elemen jaringan (router). Selain itu, proses routing juga harus dilakukan untuk setiap datagram, tidak hanya pada permulaan hubungan. Marilah kita perhatikan struktur header dari protokol IP beserta fungsinya masing-masing.

Setiap protokol memiliki bit-bit ekstra diluar informasi/data yang dibawanya. Selain informasi, bit-bit ini juga berfungsi sebagai alat kontrol. Dari sisi efisiensi, semakin besar jumlah bit ekstra ini, maka semakin kecil efisiensi komunikasi yang berjalan. Sebaliknya semakin kecil jumlah bit ekstra ini, semakin tinggi efisiensi komunikasi yang berjalan. Disinilah dilakukan trade-off antara keandalan datagram dan efisiensi. Sebagai contoh, agar datagram IP dapat menemukan tujuannya, diperlukan informasi tambahan yang harus dicantumkan pada header ini. Struktur header datagram protokol IP dapat dilihat pada gambar berikut.

Setiap paket IP membawa data yang terdiri atas :

§   Version, yaitu versi dari protokol IP yang dipakai.

§   Header Length, berisi panjang dari header paket IP dalam hitungan 32 bit word.

§  Type of Service, berisi kualitas service yang dapat mempengaruhi cara penanganan paket IP.

§   Total length Of Datagram, panjang IP datagram total dalam ukuran byte.

§  Identification, Flags, dan Fragment Offset, berisi data yang berhubungan fragmentasi paket.

§   Time to Live, berisi jumlah router/hop maksimal yang dilewati paket IP (datagram). Nilai maksimum field ini adalah 255. Setiap kali paket IP lewat satu router, isi dari field ini dikurangi satu. Jika TTL telah habis dan paket tetap belum sampai ke tujuan, paket ini akan dibuang dan router terakhir akan mengirimkan paket ICMP time exceeded. Hal ini dilakukan untuk mencegah paket IP terus menerus berada dalam network.

§   Protocol,  mengandung angka yang mengidentifikasikan protokol layer atas pengguna isi data dari paket IP ini.

§   Header Checksum, berisi nilai checksum yang dihitung dari jumlah seluruh field dari header paket IP.Sebelum dikirimkan, protokol IP terlebih dahulu menghitung checksum dari header paket IP tersebut untuk nantinya dihitung kembali di sisi penerima. Jika terjadi perbedaan, maka paket ini dianggap rusak dan dibuang.

§   Source Address dan Destination Address, isi dari masing-masing field ini cukup jelas, yakni alamat pengirim dan alamat penerima dari datagram. Masing-masing field terdiri dari 32 bit, sesuai panjang IP Address yang digunakan dalam Internet. Destination address merupakan field yang akan dibaca oleh setiap router untuk menentukan kemana paket IP tersebut akan diteruskan untuk mencapai destination address tersebut. Struktur IP Address ini secara lebih jelas akan diuraikan pada bagian selanjutnya. yakni pada artikel Pengertian dan Pembagian kelas IP Address