Transcript Jarkom2011-Medium Access Control Sub Layer 2

Medium Access Control
Sublayer
Jaringan Komputer
By : Eko Prasetyo
Teknik Informatika
Univ. Muhammadiyah Gresik
2011
Posisi MAC dalam stack model
OSI
2
Preface





Jaringan dapat dibagi menjadi dua kategori : koneksi pointto-point dan channel broadcast
Isu kunci adalah bagaimana menentukan siapa yang boleh
menggunakan chanel ketika ada persaingan untuk
menggunakannya  Analogi seperti situasi
rapat/pertemuan.
Banyak protokol yang diusulkan untuk menyelesaikan.
Protokol digunakan untuk menentukan siapa yang ada di
multiaccess pada sublayer data link layer  MAC (Medium
Access Control) sublayer.
MAC sublayer penting dalam LAN, banyak yang
menggunakan chanel multiaccess sebagai basis
komunikasi. WAN (sebaliknya) menggunakan link pont-topoint, kecuali untuk jaringan satelit.
3
Alokasi Channel di LAN dan MAN :
Statis


Cara tradisional untuk alokasi
channel pada kompetisi user
adalag Frequency Division
Multiplexing (FDM).
Jika ada N user, bandwidth akan
dibagi menjadi N bagian yang
sama, setia user menggunakan
satu bagian.

Tidak ada interferensi antar user,
Ketika ada jumlah yang sedikit
dan tetap, setiap channel
mempunyai muatan (buffer)
yang besar pada trafik.
Mekanisme alokasi FDM
sederhana dan efisien.





Ketika jumlah pengirim besar dan secara
kontinyu berubah-ubah atau trafik
membesar, FDM memberikan masalah.
Jika spektrum dipotong menjadi N region
dan lebh kecil dari N user masih
menggunakan komunikasi, sejumlah nilai
yang besar pada spektrum akan terbuang.
Jika lebih dari N user ingin berkomunikasi,
beberapa diantaranya akan ditolak karena
kekurangan bandwidth
4
Alokasi Channel di LAN dan MAN :
Statis

Jumlah user yang disediakan (N) membagi channel tungal yang
tersedia secara statis menjadi subchannel adalah tidak efisien. Ketika
beberapa user diam maka bandwidthnya menjadi hilang, tidak
digunakan, dan tidak ada yang boleh menggunakan.
 Kebanyakan sistem komputer perbandingan data trafik sangat besar
(puncak dan rata-rata trafik umumnya adalah 1000:1). Banyak channel
yang akan idle sepanjang waktu.

Kalkulasi teori antrian. T adalah rata-rata delay waktu, kapasitas
channel C bps, laju penyampaian (arrival rate)  frame/sec, setiap
frame mempunyai panjang dari exponential probability density
function dengan rata-rata 1/µ bits/frame.Dengan parameter ini, arrival
rate adalah  frames/sec dan service rate adalah µC frames/sec.
 Dari teori antrian dapat ditunjukkan bahwa Poisson arrival dan waktu
layanan (service times)
5
Alokasi Channel di LAN dan MAN :
Statis

Jika C = 100 Mbps, rata-rata panjang frame, 1/µ, adalah 10,000
bits, frame arrival rate  adalah 5000 frames/sec, maka :





T = 1/(µC - ) = 1/((1/10000).100000000 - 5000)
= 1/(10000-5000) = 1/5000 = 0.0002 sec = 200 µsec.
Jika mengabaikan delay antrian (frame arrival) dan menghitung
berapa lama pengiriman 10000 bit frame pada jaringan 100
MBps, maka didapatkan 100 µsec. Hasil yang tidak benar !
Jika channel tunggal dibagi menjadi N subchannel secara
terpisah, setiap subchannel akan berkapasitas C/N bps. Ratarata input rate pada setiap subchannel akan menjadi /N.
Jika kapasitas tersebut dibagi menjadi 10 subchannel statis maka
akan didapat 10 Mbps untuk tiap user dan rata-rata delay time
akan berubah dari 200 µsec. menjadi 2 msec
6
Alokasi Channel di LAN dan MAN :
Dinamis

Station Model


Single Channel Assumption


Waktu dibagi kedalam interval diskrit (slot). Pentransmisian frame selalu dimulai diawal slot. Slot bisa berisi 0, 1
atau lebih fram, kaitannya dengan slot idle adalah transmisi berhasil atau terjadi tabrakan.
5a. Carrier Sense


Transmisi frame dapat dmulai di awal. Tidak ada master clock yang membagi waktu kedalam interval diskrit
4b. Slotted Time


Jika dua frame ditransmisikan secara simultan, kedua mengalami overlap pada suatu saat dan sinyal yang
dihasilkan rusak, ini disebut dengan tabrakan. Semua stasiun dapat mendeteksi tabrakan. Frame yang tabrakan
harus dikirim ulang.
4a. Continuous Time


Channel tunggal akan tersedia untuk semua komunikasi. Semua stasiun dapat mentransimisikan frame
didalamnya dan dapat menerima darinya
Collision Assumption


Model berisi N stasiun independen (mis. Komputer, telepon, dll), setiap stasiun dengan sebuah program atau
user mengenerate frame untuk ditransmisikan. Jika sebuah stasiun sudah mengenerate sebuah fram,
stasiunakan di blok, tidak melakukan apa-apa sampai frame tersebut sampai ditujuan.
Stasiun dapat mengatakan bahwa jika channel sedang digunakan sebelum mencoba menggunakannya. Jika
channel dirasakan sibuk, tidak ada stasiun yang akan menggunakannya sampai kondisi idle.
5b. No Carrier Sense

Channel tidak dapat merasakan kondisi channel sebelum mencoba menggunakannya. Mereka hanya akan
mentransmisikannya saja, selanjutnya akan menetukan apakan transmisi berhasil dilakukan
7
Multiple Access Protocols
•
•
•
•
•
•
ALOHA
Carrier Sense Multiple Access Protocols
Collision-Free Protocols
Limited-Contention Protocols
Wavelength Division Multiple Access Protocols
Wireless LAN Protocols
8
Pure ALOHA

Ide dasar : user mentransmisikan
kapanpun data yang akan dikirim,
akan terjadi tabrakan, seperti
pada model broadcasting, sender
dapat mengetahui apakah
framenya rusak dengan cara
mendengarkan channel, cara
yang sama juga digunakan oleh
user yang lain.
 Dalam LAN, feedback dapat
segera diketahui; dengan satelit
ada delay sekitar 270 msec
sebelum sender mengaetahui
bahwa transmisi berhasil. Jika
listening tidak memungkinkan,
maka acknowledge diperlukan,
waktu tunggu harus acak
 Frame dikirim dalam ukuran yang
sama (tetap).
Efisiensi penggunaan channel
sekitar 0.184 (18.4%)
Sangat jelek, banyak yang
terbuang
9
Slotted ALOHA


Ide dasar : Berusaha
menggandakan
kapasitas sistem
ALOHA murni
Membagi waktu
kedalam interval diskrit,
setiap interval berkaitan
dengan satu frame.
Pendekatan ini
membutuhkan
kesepakatan user pada
boundari slot. Satu kali
sinkronisasi dicapai,
maka hanya satu
stasiun yang berada di
setiap interval (seperti
clock)
S = Probabilitas tidak ada trafik
lain pada slot yang sama
Efisiensi penggunaan channel 0.368
(36.8%)
2 x lebih baik dari pure ALOHA
10
Carrier Sense Multiple Access
Protocols : 1-persistent CSMA

Ketika sebuah stasiun mempunyai data yang akan dikirim, dia
mendengarkan channel dulu untuk mengetahui apakah ada yang sedang
mentransmisikan data dalam channel. Jika channel sibuk, stasiun
akan menunggu sampai kondisi idle. Ketika stasiun mendeteksi
channel idle, dia akan mentransmisikan frame. Jika tabrakan terjadi,
stasiun menunggu dengan waktu yang random dan memulai lagi
dari awal. Jadi stasiun mentransmisikan dengan probabilitas 1 ketika
mencari channel idle.
 Delay propagasi mempunyai pengaruh penting pada kinerja protokol.
Ada sedikit kesempatan yang dipunyai sebuah stasiun untuk
mengirimkan frame, jika stasiun lain saat itu (stasiun pertama sedang
mengirim) merasakan idle pada channel dan mengirimkan framenya,
maka tabrakan akan terjadi. Delay propagasi yang lama akan membuat
kinerja protokol ini menjadi jelek.
 Protokol ini masih jauh lebih baik dibanding pure ALOHA karena kedua
stasiun mempunyai keharusan untuk berhenti dari inteferensi frame
stasiun ketiga, dan hampir sama kinerjanya dengan slotted ALOHA.
11
Carrier Sense Multiple Access
Protocols : nonpersistent CSMA



Sebelum pengiriman frame, stasiun
memeriksa kondisi channel, jika tidak ada
yang sedang mengirimkan, maka dia
akan memulai mengirim.
Jika channel sedang sibuk, maka akan
menunggu dalam waktu yang random,
kemudian mengulangi algoritmanya.
Konsekuensinya, algoritma ini akan
menggunakan channel dengan lebih baik
tetapi dengan delai yang lebih lama
dibanding 1-persitent CSMA
12
Carrier Sense Multiple Access
Protocols : p-persistent CSMA


Menerapkan slotted channel
Ketika stasiun siap mengirim, dia memeriksa
channel. Jika idle, dia mentransmisikan dengan
probabilitas p. Probabilitas q = 1 - p
menangguhkannya sampai slot berikutnya.
 Jika slot idle lagi, maka akan mentransmisikannya
juga atau menanguhkan lagi, dengan probabilitas p
dan q.
 Proses ini diulang sampai frame-frame yang lain
ditransmisikan atau stasiun lain memulai transmisi.
 Jika stasiun merasakan bahwa channel sibuk, dia
menunggu sampai slot berikutnya dan menerapkan
algoritma diatas.
13
Comparison of the channel utilization versus
load for various random access protocols
14
Collision-Free Protocols : basic bitmap






Jika semua pihak sudah tahu siapa saja yang akan mengirimkan maka
tidak akan pernah terjadi tabrakan.
Setelah stasiun terakhir mengirimkan frame terakhir, semua pihak dapat
memonitor, N bit wadah akan dimulai lagi.
Jika sebuah stasiun siap mengirim ketika wadah baru saja lewat maka dia
stasiun yang tidak beruntung karena harus menunggu proses periode
wadah tersebut berakhir dan diulangi kembali.
Protokol seperti ini dimana kebutuhan untuk mentransmisikan adalah
broadcast sebelum transmisi aktual disebut reservasion protokol
Efisiensi channel pada muatan rendah. Overhead per frame adalah N bits,
dan jumlah data adalah d bits, efisiensi adalah d/(N+d).
Pada muatan tinggi, efisiensi menjadi d(d+1)
15
Collision-Free Protocols : Binary
Countdown





Masalah dengan basic bit-map protocol adalah overhead bit 1
per stasiun, tidak dapat di skalakan untuk jaringan dengan
ribuan stasiun. Lebih baik menggunakan binary station
addresses.
Sebuah stasiun yang ingin menggunakan channel
membroadcast alamatnya sebagai bit string biner, dimulai
dengan high-order bit. Semua alamat diasumsikan mempunyai
panjang yang sama. Bit setiap posisi alamat dioperasikan
dengan OR.
Secara implisit mengasumsikan bahwa delay transmisi tidak
penting sehingga semua stasiun dinyatakan dengan bit yang
penting.
Untuk menghindari konflik, sebuah aturan diterapkan bahwa
stasiun yang posisi bit high-order yang alamatnya 0 akan
digantikan oleh yang lain yang alamatnya 1.
Alamat yang memenangkan kompetisi perhitungan alamat
akan mengirimkan framenya, dilanjutkan pemenang
berikutnya, sampai alamat dengan low-numbered station.
Efisiensi penggunaan
channel (d/(d+log2N)
16
Wireless LAN Protocols : MACA dan
MACAW



Ide dasar MACA (Multiple Access with Collision Avoidance) : sender menstimulasi receiver kedalam
keluaran frame pendek, sehingga stasiun yang berada didekatnya dapat mendeteksi transmisi ini dan
mengindari pentransmisian selama durasi selanjutnya data frame besar
A memulai dengan mengirim frame RTS (Request To Send) ke B, frame pendek (30 byte) ini berisi
panjang dat aframe yang akan mengikuti. Maka B membalas dengan frame CTS (Clear To Send).
Frame CTS berisi panjang data (salinan frame RTS). Sejak penerimaan frame CTS, A memulai
transmisi.
Sembarang stasiun yang mendengar RTS didekat A dan harus diam selama CTS ditansmisikan
kembali ke A tanpa konflik. Sembarang stasiun yang mendengar CTS yang dekat dengan B harus dian
selama transmisi data berikutnya, dima lamanya diketahui dengan memeriksa frame CTS.
(a) A sending an
RTS to B.
(b) (b) B
responding
with a CTS to
A
17
MACAW



MACAW (MACA for Wireless) memperbaiki
kinerja MACA
MACA tidak menggunakan data link layer
untuk acknowledgements, frame yang
hilang tidak ditransmisikan ulang sampai
transport layer memberitahu ketiadaannya
kemudian.
MACAW memperbaiki ini dengan
memperkenalkan frame ACK setelah setiap
frame data yang sukses dikirimkan.
18
Standart Jaringan

802.3 (Ethernet)
 802.11 (wireless LAN)
 802.15 (Bluetooth)
 802.16 (wireless MAN)
 Both 802.3 and 802.11 have different
physical layers and different MAC
sublayers but converge on the same logical
link control sublayer (defined in 802.2), so
they have the same interface to the network
layer
19
Ethernet Cabling
The most common kinds of Ethernet
cabling.
20
Ethernet Cabling (2)
Three kinds of Ethernet cabling.
(a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.
21
Ethernet Cabling (3)
Cable topologies. (a) Linear, (b) Spine, (c) Tree, (d) Segmented.
•
•
•
•
Setiap versi ethernet mempunyai panjang maksimum kabel per segmen. Agar jaringan menjadi
lebih besar, banyak kabel dapat dihubungkan dengan repeater.
Repeater adalah perangkat layer fisik, menerima, memperkuat (meregenerasi), dan
mantransmisikan sinyal dalam dua arah.
Seurutan kabel segmen yang dihubungkan dengan repeater tidak ada perbedaan dengan kabel
tunggal (kecuali ada delay yang diberikan oleh repeater).
Sistem jaringan dapat berisi banyak kabel segmen dan banyak repeater, tetapi tidak ada dua
transceiver yang bisa lebih dari 2.5 km, dan tidak ada lintasan antara dua transceiver yang dapat
ditransmisikan lebih dari 4 repeater.
22
Ethernet : Manchester Encoding




Tidak ada satupun versi Ethernet yang menggunakan encoding
biner dengan 0 volt untuk bit 0 dan 5 volt untuk bit 1 karena
memicu abiguitas
Jika string bit 0001000 dikirim, lainnya bisa menginterpretasikan
dengan salah menjadi 1000000 atau 0100000 karena tidak bisa
mebedakan sender idle (0 volt) dan bit 0 (0 volt).
Diselesaikan dengan +1 volt untuk 1 dan -1 volt untuk 0, tapi
masih bermasalah bagi penerima mensampling sinyal pada
frekuensi yang berbeda dari pada yang digunakan pengirim untuk
mengenerate. Perbedaan kecepatan clock bisa menyebabkan
pengirim dan penerima tidak dapat melakukan sinkronisasi dalam
boundari sistem, khususnya penjalanan yang panjang bagi bit 0
dan 1.
Yang dibutuhkan bagi receiver untuk menentukan awal, akhir dan
pertengahan bit tanpa mereferensi ke clock eksternal.
23
Ethernet : Manchester Encoding
24
Ethernet : Manchester Encoding

Dua pendekatan : Manchester encoding (ME) dan
differential Manchester encoding (DME).
 ME : setiap periode bit dibagi menjadi dua interval yang
sama. Biner 1 dikirim dengan tegangan tinggi di interval
pertama dan rendah di interval kedua. Biner 0 dikirim
sebaliknya : rendah kemudian tinggi.
 Skema ini meyakinkan bahwa setiap periode bit
mempunyai transisi di tengah, membuatnya mudah bagi
receiver untuk mensinkronisasi dengan sender.
 Kerugiannya adalah ME membutuhkan dua kali lebih
banyak bandwidth untuk encoding biner karena detaknya
adalah separuh lebar bit. Misalnya, untuk mengirim data
pada kapasitas 10 Mbps, sinyal harus mengubah 20 juta
kali/sec
25
Ethernet : Manchester Encoding






DME merupakan varian dari ME
1 bit diindikasikan dengan tidak adanya transisi diawal
interval. Bit 0 diindikasikan dengan adanya transisi diawal
interval.
Dalam kedua kasus ME dan DME, selalu ada transisi
ditengah dengan baik.
Perbedaan skema membutuhkan perangkat yang lebih
kompleks tetapi menawarkan perlindungan noise yang
lebih baik.
Semua sistem ethernet menggunakan ME karena alasan
kesederhanaan. Sinyal tinggi dengan +0.85 volt dan rendah
dengan -0.85 volt, nilai DC 0 volt.
Ethernet tidak menggunakan DME, tetapi LANs yang lain
(seperti 802.5 token ring) menggunakannya.
26
Ethernet MAC Sublayer Protocol
Frame formats. (a) DIX Ethernet, (b) IEEE 802.3.
DIX = DEC, Intel, Xerox
27
Ethernet MAC Sublayer Protocol (2)






Preamble, berisi 8 bytes, berisi pola bit 10101010
2-byte dan 6-byte addresses
Type, memberitahu receinver apa yang harus dilakukan terhadap frame. Multiple
network-later protocol mungkin digunakan pada saat yang sama di mesin yang sama,
sehingga ketika frame Ethernet tiba, kernel harus tahu yang mana untuk dilakukan apa.
Field type menentukan spesifikasi proses manakah yang akan diberikan pada frame.
Data, up to 1500 bytes. Batas ini dipilih begitu saja, pada saat itu standart DIX melihat
bahwa transceiver membutuhkan RAM yang cukup besar untuk menghandle semua
frame dan harga RAM saat itu mahal di tahun 1978. Batas yang lebih besar berarti
RAM yang lebih besar, maka tranceiver pun lebih mahal.
Panjang minimal 64 byte, dari alamat tujuan ke checksum (termasuk keduanya). Jika
posisi data frame kurang dari 46 byte, field Pad akan digunakan untuk mengisi
kekurangan frame untuk mencapai batas minimal.
Mengapa harus ada panjang minimal ?


Untuk bisa membedakan frame yang benar pada saat terjadi tabrakan yang memotong frame
tersebut, sehingga dibutuhan panjang minimal 64 bit mulai alamat tujuan sampai checksum.
Mencegah stasiun melengkapi frame yang diterimanya yang telah mengalami tabrakan,
sehingga penerimaan fram tersebut dihentikan.
28
Ethernet MAC Sublayer Protocol (3)
Collision detection can take as long as 2 .
29
Ethernet MAC Sublayer Protocol (4)

Kecepatan jaringan meningkat, panjang frame minimal
akan bertambah atau panjang kabel harus diturunkan
secara proporsional.
 Misalnya untuk LAN yang beroperasi pada kapasitas 1
Gbps, untuk panjang kabel 2500 m, panjang frame minimal
harus 6400 byte. Alternatifnya, ukuran frame minimal dapat
menjadi 640 byte dan jarak maksimal dua station 250 m.
Batasan ini akan meningkat ketika jaringan menjadi
multigigabit.
 Checksum. Kode hash 32-bit dari data. Jika bit data yang
diterima terjadi error (karena noise pada kabel), checksum
yang akan menentukan adanya kesalahan pada bit data
ketika pendeteksian dilakukan. Contoh : CRC, LRC, Bit
Paritas.
30
Kinerja Ethernet (2)

Efisiensi channel diplot dengan jumlah stasiun untuk 2t=51.2 µsec dengan
data rate 10 Mbps, menggunakan persamaan diatas. Dengan waktu slot 64byte, 64-byte frame tidak efisien.
 Dengan 1024-byte frame dan nilai asymtotic slot 64-byte per interval
contention, periode contention 174 bytes dan efisiensi 0.85
31
Switched Ethernet
A simple example of switched Ethernet.
32
Fast Ethernet
The original fast Ethernet cabling.
33
Gigabit Ethernet
(a) A two-station Ethernet. (b) A
multistation Ethernet.
34
Gigabit Ethernet (2)
Gigabit Ethernet cabling.
35
LLC (Logical Link Control)

Berfungsi untuk menyembunyikan perbedaan antara bermacam-macam
jaringan 802 dengan memberikan format tunggal dan menjadi interface
pada network layer
 Penggunaan : Network layer pada mesin pengirim melewatkan paket ke
LLC. Sublayer LLC menambahkan LLC header, berisi nomor urut dan
acknowledgement. Hasilnya diserahkan ke field payload frame 802 dan
ditansmisikan. Disisi penerima akan melakukan hal sebaliknya.
(a) Position of LLC.
(b) Protocol formats.
36
Wireless LANs
•
•
•
•
•
The 802.11 Protocol Stack
The 802.11 Physical Layer
The 802.11 MAC Sublayer Protocol
The 802.11 Frame Structure
Services
37
The 802.11 Protocol Stack
Part of the 802.11 protocol stack.
38
802.11 Physical Layer





Infrared mengunakan penghamburan transmisi 0.85 atau 0.95 mikron. Dua speed yang
dibolehkan : 1 Mbps dan 2 Mbps.
Pada speed 1 Mbps, skema encoding yang digunakan dimana sebuah group 4 bits
diencode sebagai 16 bit codeword yang berisi 15 bit 0 dan bit 1 tunggal, disebut Gray
code. Menghasilkan error kecil single bit error di output. Pada speed 2 Mps, encoding
mengambil 2 bit dan menghasilkan codeword 4-bit, juga dengan bit 1 tunggal.
Sinyal infrared tidak dapat menembus dinding, sehingga sel dalam ruangan yang
berbeda akan terisolasi satu sama lain.
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) menggunakan 79 channel, setiap
channel lebarnya 1 MHz, dimulai dengan band 2.4 GHz ISM. Generator angka
pseudorandom digunakan untuk menghasilkan urutan freuensi yang diharapkan.
Sepanjang semua staiun menggunakan awalan yang sama pada angka pseudorandom
dan tetap disinkronisasikan, mereka akan tetap berada di frekuensi yang sama secara
simultan. FHSS memberikan cara yang adil dalam pengalokasian spektrum dalam
band ISM yang tidak teratur. Memberikan keamanan dari intruder yang tidak
mengetahui urutan permintaan tranmisi.
Kerugiannya low bandwidth.
39
802.11 Physical Layer (2)






High-speed wireless LANs, 802.11a,
Menggunakan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
untuk menerimakan 54 Mbps dalam band 5 GHz ISM. Frekuensi yang
berbeda menggunakan 52 darinya : 48 untuk data dan 4 untuk
sinkronisasi.
Karena transmisi diberikan pada banyak frekuensi pada waktu yang
sama, teknik ini dpandang sebagai spektrum sebar tapi berbeda dengan
CDMA dan FHSS.
Pemecahan sinyal menjadi band yang lebih sempit mempunyai
keuntungan dibanding single band yang lebar, diantaranya imunitas
yang lebih baik pada interferensi narrowband dan kemungkinan
penggunaan band noncontinuous.
Sistem encoding kompleks digunakan, didasarkan pada phase-shift
modulation pada kecepatan sampai dengan 18 Mbps. Pada 54 Mbps,
data 216 bit diencode menjadi 288 bit simbol.
Teknik ini mempunyai efisiensi spektrum yang baik dalam bits/Hz dan
imunitas yang baik pada multipath fading.
40
802.11 Physical Layer (3)

HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum),





Versi peningkatan yang lain adalah 802.11g.



Teknik spread spectrum lain, menngunakan 11 juta chips/sec
untuk mencapai 11 Mbps dalam band 2.4 GHz.
Disebut 802.11b tapi tidak mewarisi 802.11a.
Data rate yang didukung 1, 2, 5.5, dan 11 Mbps. Kecepatan
operasi 802.11b selalu mendekati 11 Mbps.
Walaupun 802.11b lebih lambat dari 802.11a, jangkauannya
sekitar 7 kali lebih besar.
Menggunakan metode OFDM modulation 802.11a tetapi
beroperasi dalam narrowband 2.4 GHz ISM seperti pada
802.11b.
Secara teori beroperasi sampai dengan 54 Mbps, tapi tidak
jelas dalam prakeknya.
Tidak disebutkan kecepatan yang rendah pada 3 varian ini
41
802.11 Frame Structure









Frame Control mempunyai 11 subfield.
Field pertama adalah versi Protokol, ada dua versi protool yang dibolehkan untuk
beroperasi pada saat yang sama dalam cell yang sama.
Field Type (data, control, management) dan field Subtype (misal RTS atau CTS).
To DS dan From DS bits mengindikasikan frame yang akan datang dari distribusi sistem
intercell (misal Ethernet).
MF bit berarti bahwa tidak ada fragment lebih yang mengikuti. Bit Retry menandai
pentransmisian ulang frame sebelumnya.
Power management bit digunakan oleh base station untuk meletakkan penerima kedalam
sleep state atau mengambil dari sleep state.
More bit mengindikasikan bahwa sender mempunyai frame tambahan untuk receiver.
Bit W menspesifikasikan bahwa bodi frame dienkrip menggunakan WEP (Wired Equivalent
Privacy).
Bit O memberitahu penerima bahwa urutan frame dengan bit ini harus diproses dalam
urutan yang terbatas.
42
Spesifikasi teknis 802.11
Operasi
Throughput
Data rate
Modula
Jangkauan
Jangkauan
Kompati
frekuensi
umum
maksimal
si
(indoor)
(outdoor)
bilitas
1999
5 Ghz
23 Mbps
54 Mbps
OFDM
~35 m
~120 m
a
802.11b
1999
2.4 Ghz
4.3 Mbps
11 Mbps
DSSS
~38 m
~140 m
b
802.11g
2003
2.4 Ghz
19 Mbps
54 Mbps
OFDM
~38 m
~140 m
b, g
802.11n
Juni
2.4 Ghz 5 74 Mbps
248 Mbps
~70 m
~250 m
b, g, n
2009
Ghz
Juni
3.7 Ghz
54 Mbps
~50 m
~5 km
Protokol
Rilis
802.11a
802.11y
23 Mbps
2008
Catatan : 802.11y hanya diterapkan di Amerika Serikat.
43
802.11 Frame Structure (2)

Field kedua dari data frame, field Duration, memberitahu
berapa lama frame dan ACKnya akan mennmpati channel.
frame header berisi empat alamat, semuanya dalam format
standart IEEE 802. Dua digunakan untuk alamat sumber dan
tujuan. Dua yang lain digunakan untuk base station sumber
dan tujuan untuk intercell traffic.
 Field Sequence membolehkan fragment untuk dinomori.
Kapasitas 16 bits, 12 mengidentifikasi frame dan 4
mengidentifikasi fragment. Field Data berisi payload, sampai
dengan 2312 bytes, biasanya diikuti dengan Checksum
44
802.11 Services

Distribution Service


Disediakan oleh base station dan bertujuan
mobilitas stasiun ketika masuk atau keluar
cells, memasukkan dan mengeluarkan
stasiun ke base station
Intracell Service

Berhubungan dengan aksi yang dilakukan
dalam single cells
45
Distribution Service
1.
Association
Service ini digunakan oleh stasiun mobile untuk menghubungkan diri ke base station
2.
Disassociation
Srvice yang digunakan untuk memutuskan diri dari koneksi
3.
Reassociation
Station memungkinkan perubahan base station yang diikuti. Fasilitas ini berguna bagi
mobile user yang berpindah dari satu cell ke cell yang lain
4.
Distribution
Service ini menentukan bagaimana mengalihkan kiriman frame pada base station
yang lain. Jika tujuannya lokal dalam base station maka frame dikirm langsung
melalui udara. Sebaliknya akan dikirim melalui jaringan kabel
5.
Integration
Jika frame perlu dikirim melalui jaringan selain 802.11 dengan skema pengalamatan
atau format frame yang berbeda, service ini menanganitranslasi dari format
802.11 ke format tujuan yang dibutuhkan dalam jaringan tujuan
46
Intracell Service
1.
Authentication
Karena jaringan wireless dapat dengan mudah mengirim atau
menerima oleh stasiun yang tidak berhak, maka autentikasi
staiun mutlak dilakukan.
2.
Deauthentication
Ketika sebuah station keluar dari jaringan maka dilakukan
deauthentikasi, sehingga tidak lagi ada dijaringan.
3.
Privacy
Data yang ditransmisikan lewat udara harus harus dienkrip.
Service ini menangani enkripsi dan dekripsi.
4.
Data delivery
802.11 menyediakan transmisi dan penerimaan data, tidak
menjamin transmisi yang reliable. Layer diatasnya harus
bisa mendeteksi dan koreksi error
47
Data Link Layer Switching
•
•
•
•
•
•
Bridges from 802.x to 802.y
Local Internetworking
Spanning Tree Bridges
Remote Bridges
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches, Routers,
Gateways
Virtual LANs
48
Multiple LAN dalam organisasi






Banyak department yang berbeda membutuhkan koneksi jaringan dalam
department masing-masing. Antar departement juga ada komunikasi
yang kapasitasnya tidak sebanyak intra department.
Departemen-departemen tersebut terpisah secara geografis, misalnya :
terpisah dalam gedung yang berbeda, terpisah jarak didalam kota.
Perlu memecah jaringan secara logik sebuah LAN tunggal menjadi LAN
yang terpisah untuk mengakomodasi load yang dibutuhkan, misalnya
koneksi file server untuk masing-masing departemen
LAN yang menggunakan jarak antar mesin yang melebihi jarak maksimal
media fisik (misalnya Coaxial tidak lebih dari 500 m) maka solusinya
harus dipecah menjadi dua LAN dan dihubungkan dengan bridge
sehingga total jarak antar mesin dapat ditingkatkan.
Menangani titik-titik tertentu jaringan yang menjadi titik kritis karena
interferensi (mis : medan magnet, cuaca) yang dapat menyebabkab
lemahnya sinyal yang ditransmisikan.
Memberikan pengamanan paket-paket yang berjalan lintas LAN yang
dapat disusupi penyerang, dengan isolasi LAN maka paket-paket yang
ilegal dapat diblokir
49
Bridge

Bridge memberikan transparansi penuh, dapat memindahkan paket-paket
dari segmen kabel yang satu ke segmen yang lain tanpa perubahan
hardware, software, atau konfigurasi
 Memungkinkan semua mesin dari sembarang segmen berkomunikasi
dengan mesin di segmen lain tanpa memandang tipe LAN yang digunakan
pada dua segmen, misalnya : IPv4, IPv6, AppleTalk, dsb.
Multiple LANs
connected by a
backbone to
handle a total
load higher than
the capacity of a
single LAN.
50
Bridges from 802.x to 802.y
Operation of a LAN bridge from 802.11 to 802.3.
51
Bridges from 802.x to 802.y (2)
The IEEE 802 frame formats. The drawing
is not to scale.
52
Local Internetworking
A configuration with four LANs and two
bridges.
53
Spanning Tree Bridges
Two parallel transparent bridges.
54
Spanning Tree Bridges (2)
(a) Interconnected LANs. (b) A spanning tree covering
the LANs. The dotted lines are not part of the spanning
tree.
55
Remote Bridges
Remote bridges can be used to interconnect
distant LANs.
56
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches,
Routers and Gateways
(a) Which device is in which layer.
(b) Frames, packets, and headers.
57
Repeaters, Hubs, Bridges,
Switches, Routers and Gateways (2)

Repeater





Perangkat analog yang menggabungkan dua kabel segmen.
Sinyal yang didapatkan dari sebuah segmen akan diperkuat kemudian
ditransmisikan kembali ke segmen yang lain.
Tidak dapat memahami frame, paket, header. Hanya memahami tegangan.
Ethernet klasik didesain untuk bisa menggunakan empat repeater agar panjang
maksimal kabel dapat ditambah dari 500 m menjadi 2500 m.
Hub






Mempunyai sejumlah line input dan menggabungkannya secara elektrik.
Frame yang tiba dari sembarang line akan dikirimkan kembali ke line yang lain.
Dua frame yang tiba pada saat yang sama akan mengalami tabrakan (seperti
coaxial kabel).
Dalam semua bagian hub, tabrakan tunggal terjadi dalam domain tersebut. Semua
line masuk harus beroperasi pada speed yang sama.
Hub berbeda dengan repeater karena hub (biasanya) tidak memperkuat sinyal
yang masuk dan didesain untuk menghandle multiple line card dimana setiap line
card dengan multiple input.
Seperti repeater, hub tidak memeriksa alamat 802 atau menggunakannya dengan
cara apapun
58
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches,
Routers and Gateways (3)
(a) A hub. (b) A bridge. (c) a switch.
59
Repeaters, Hubs, Bridges,
Switches, Routers and Gateways (4)
Bridge
 Menghubungkan dua atau lebih LAN.
 Ketika frame tiba, software dalam bridge mengekstrak
alamat tujuan dari header frame dan mencari dalam tabel
untuk melihat kearah mana frame akan dikirim.
 Untuk Ethernet, alamatnya 48 bit.
 Seperti hub, bridge modern mempunyai line card, biasanya
empat atau delapan line input. Line card digunakan untuk
membedakan type jaringan dan perbedaan kecepatan.
 Setiap line mempunyai domain tabrakan dalam linenya
sendiri.
60
Repeaters, Hubs, Bridges,
Switches, Routers and Gateways (4)
Switch
 Mirip dengan bridge dalam fungsi pengalihan alamat frame. Banyak yang
menganggap sama.
 Perbedaan utama adalah bahwa switch digunakan untuk menghubungkan
komputer individu.
 Jika A (gambar B) mengirim frame ke B, jika bridge mendapati aket tersebut, dia
akan mengabaikannya (karena dalam satu segmen LAN), switch (gambar C) akan
menforward frame dari A ke B.
 Karenanya setiap port switch berhubungan dengan sebuah komputer tunggal,
switc harus mempunyai space untuk line card yang lain untuk melakukan bridge
agar bisa terhubungan menjadi LAN.
 Setiap line card mempunyai buffer space sendiri untuk frame yang tiba di port itu.
 Tabrakan yang terjadi hanya dalam domain port itu sendiri.
 Switch tidak pernah kehilangan frame saat tabrakan. Jika frame datang terlalu
cepat dari pada pentramisiannya, dia dapat run out of buffer space yang harus
membuang frame berikutnya yang datang.
 Tidak store and forward.
61
Repeaters, Hubs, Bridges,
Switches, Routers and Gateways (5)
Router
 Ketika paket datang kedalam router, frame header dan trailer dilepaskan
dan paket yang ditempatkan di dalam field payload frame dimasukkan ke
software routing.
 Software ini menggunakan header paket untuk memilih line output.
 Untuk IP paket, header paket akan berisi alamat 32 bit (IPv4) atau 128
bit (IPv6), bukan 48 bit alamat 802.
 Software routing tidak meihat alamat frame dan tidak peduli paket
tersebut datangnya dari mana dalam LAN atau poin-to-point.
Gateway
 Menghubungkan dua komputer yang menggunakan protokol transport
connection-oriented yang berbeda.
 Misalnya andaikan sebuah komputer menggunakan protokol connectionoriented TCP/IP ingin berhubungan ke komputer yang menggunakan
protokol transport connection-oriented ATM.
 Transport gateway bissa menyalin paket dari satu koneksi ke koneksi
yang lain, menformatnya kembali seperti yang dibutuhkan.
62
Pekerjaan Rumah






Dibagi menjadi 6 kelompok, anggota masingmasing kelompok sudah ditentukan.
Masing-masing kelompok mengerjakan tugas
masing-masing bersama-sama. File yang dikirim
semua anggota dalam satu kelompok boleh satu
file yang sama.
Anggota kelompok dan tugas terlampir.
Tugas di kirim ke [email protected] oleh
masing-masing anggota (tidak kolektif) paling
lambat ….. pukul 24:00
Format nama file : tugas-mac-noreg-nama.doc
Format subject email : tugas-mac-noreg-nama
63
Pekerjaan Rumah
64
Pekerjaan Rumah
1.
Pada sebuah channel Ethernet, frame
tiba secara random dengan kapasitas
channel 100 Mbps untuk pentransmisian.
Jika channel sedang sibuk, maka frame
yang tiba saat itu harus menunggu dalam
sebuah antrian (mengalami delay).
Panjang frame terdistribusi panjangnya
dengan rata-rata 10000 bit/frame. Berapa
delay yang diterima secara rata-rata oleh
setiap frame dalam pentransmisian untuk
laju kedatangan (arrival rate) frame
berikut :
Kelompok 1
Kelompok 2
Kelompok 3
Kelompok 4
Kelompok 5
Kelompok 6
100 frame/sec
700 frame/sec
1000 frame/sec
1500 frame/sec
2000 frame/sec
4000 frame/sec
2.
Skema encoding Manchester Encoding
(ME) saat ini digunakan dalam teknologi
Ethernet, sedangkan Differential
Manchester Encoding (DME) digunakan
dalam Token Ring. Sketsalah encoding
berikut menjadi ME dan DME.
Kelompok 1
Kelompok 2
Kelompok 3
Kelompok 4
Kelompok 5
Kelompok 6
1010101011111111001
1010101000001111001
1010101011001100001
1010101001100111001
1010101011101110001
1010101000011000001
65
Pekerjaan Rumah
3.
4.
Dalam sebuah channel protokol freecollision (bit map), ada 100 user yang
sedang menggunakan channel untuk
berkomunikasi. Panjang data masingmasing frame user adalah 90000
bit/frame. Bit overhead untuk header
adalah 64 bit. Hitunglah efisiensi
penggunaan satu periode waktu
pengiriman jika diketahui jumlah user
yang sedang mengirim frame adalah :
Kelompok 1
1 user
Kelompok 2
10 user
Kelompok 3
30 user
Kelompok 4
50 user
Kelompok 5
80 user
Kelompok 6
90 user
Analogi soal 3. Jika menggunakan protokol
free collision (binary countdown). Berapa
efisiensi channel untuk satu periode
pengiriman ?. Lebih baik mana diantara dua
metode tersebut ? Apa alasannya ?
5.
Bayangkan anda akan mengimplementasikan
jaringan berkabel menggunakan Ethernet 100
Mbps untuk 100 komputer yang tersebar
menjadi : 20 komputer dilantai 1, 50 dilantai 2,
dan 30 dilantai 30 (tiga puluh). Tinggi setiap
lantai sekitar 4 meter. Panjang rata-rata kabel
di tiap lantai adalah 80 meter. Switch yang
tersedia hanya switch 24 port. Boleh
menggunakan Ethernet 1 Gbps untuk
masalah-masalah tertentu. Buatlah analisis
dan skema jaringan untuk :
Kelompok 1
Kelompok 2
Kelompok 3
Kelompok 4
Kelompok 5
Kelompok 6
Ada satu server di lantai 1, lantai lainnya
tidak ada server
Ada dua server di lantai 2, lantai lainnya
tidak ada server
Dilantai 1 dan 3 masing-masing ada satu
server, lantai lainnya tidak ada server
Ada satu server di lantai 2, lantai lainnya
tidak ada server
Ada satu server di masing-masing lantai
Tidak ada server
66
Persentasi RFC (Request For
Comment)





File persentasi dikirim ke : [email protected]
Dipersentasikan dikelas urut sesuai lokasi materi.
Satu kelompok berisi 2 orang
Tidak ada penundaan waktu persentasi materi (karena harus urut)
Jika tidak bisa hadir pada giliran persentasi, dapat ditukarkan dengan
teman lain materinya (bukan urutan persentasinya)
Kel
RFC
Kel
RFC
1
791
6
2663
2
(cancel)
7
792
3
950
8
2460
4
4632
9
4213
5
2131
10
1918
Kel
11
12
13
14
15
16
17
RFC
2453
2328
4271
768
(cancel)
(cancel)
793
Kel
18
19
20
21
22
23
24
RFC
854
2821
2616
959
1889
1034
822
67