Transcript Teknologi Data

Bab 6
Teknologi Data-Link Layer
Abdillah, MIT
Teknologi Layer 2
Ada tiga teknologi layer 2 yang sering digunakan:
1. Ethernet
Logical broadcast topology, physical star
topology
2. Token Ring
Logical ring tolopology, physical star topology
3. Fiber Distributed Data Interface
Logical ring tolopology, dual ring topology
Overview Ethernet
Ethernet adalah teknologi sistem jaringan yang
dibuat oleh Xerox Corporation’s Palo Alto Research
Center (PARC), dimana metode akses CSMA/CD
yang digunakan oleh ethernet dikembangkan pada
proyek wireless ALOHA di Hawaii University dgn
media kabel koaksial. PARC mengembangkan
sistem ethernet yang pertama awal tahun 70an.
Teknologi ini menjadi dasar spesifikasi IEEE 802.3
yang diluncurkan pada tahun 1980. Ethernet dan
IEEE 802.3 memiliki kesamaan protokol dan logical
topology. Bedanya ethernet memiliki spesifikasi
layer 1 dan layer 2 sementara IEEE 802.3 memiliki
spesifikasi layer 1 dan sublayer MAC layer 2.
Keluarga Ethernet
Format Frame Ethernet
Field dari frame Ethernet/IEEE 802.3 adalah:
• preamble – memberitahukan frame ethernet
atau IEEE 802.3
• start of frame (SOF) – memberitahukan awal
sebuah frame IEEE 802.3
• destination address dan source address
• type (Ethernet) – menentukan protokol layer 3
yang akan menerima data
• length (IEEE 802.3) – memberitahukan jumlah
byte dari data yang mengikuti field ini
• data – khusus untuk IEEE 802.3 termasuk
protokol layer 3 yang akan menerima data
• frame check sequence (FCS)
Frame Ethernet vs IEEE 802.3
MAC Ethernet
Metode akses CSMA/CD yang digunakan Ethernet
memiliki 3 fungsi:
1. Mengirim dan menerima paket data
2. Decoding paket data dan memeriksa alamat
3. Mendeteksi error dalam paket data dan jaringan
Ethernet menggunakan metode broadcast dimana
setiap host pada jaringan dapat melihat data yang
lewat sepanjang media. Jika terjadi collision, setiap
host akan menunggu untuk waktu tertentu. Host
yang terlibat collision tidak mendapat prioritas
untuk mengirim data.
Sinyal Ethernet
Encoding sinyal adalah cata mengombinasikan
clock dan informasi data menjadi sebuah aliran
sinyal pada sebuah media. Manchester encoding
menyatakan 0 sebagai sinyal yang rendah untuk
setengah pertama dari periode dan tinggi untuk
setengah yang kedua. Aturan ini menyatakan 1
sebagai sinyal yang tinggi untuk setengah yang
pertama dari periode dan rendah untuk setengah
yang kedua. Dengan kata lain Manchester encoding
mengkodekan 0 sebagai transisi rendah ke tinggi
dan 1 dikodekan sebagai transisi tinggi ke rendah.
Skema Enkoding Biner
Overview Token Ring
IBM pertama kali mengembangkan jaringan Token
Ring pada tahun 1970an. Sampai sekarang masih
menjadi teknologi LAN utama di IBM baru
kemudian Ethernet (IEEE 802.3) dalam hal
implementasi. Spesifikasi IEEE 802.5 mirip dan
kompatibel dengan jaringan Token Ring IBM.
Spesifikasi IEEE 802.5 dimodelkan setelah Token
Ring IBM dan terus membayangi perkembangan
Tooken Ring IBM. Istilah Token Ring merujuk pada
Token Ring IBM dan spesifikasi IEEE 802.5. Tabel
berikut membandingkan kedua standar Token
Ring.
Token Ring IBM vs IEEE 802.5
Format Token
Token memiliki panjang 3 byte dan terdiri atas
start delimiter, access control byte, dan end
delimiter. Start delimiter memberitahukan host
akan kedatangan frame token dan membedakan
byte ini dari bagian frame lain. Access control
byte mengandung field prioritas dan reservasi
serta token bit dan monitor bit. Token bit
membedakan frame token dari frame
data/command, monitor bit menentukan apakah
sebuah frame terus memutari ring. End delimiter
memberitahukan akhir dari frame token atau
frame terakhir dari sebuah logical sequence.
Format Data/Command
Frame Data/Command memiliki ukuran bervariasi
tergantung pada ukuran field Data. Frame Data
membawa data untuk protokol layer di atasnya
sementara frame Command mengandung
informasi kontrol dan tidak memiliki data untuk
protokol layer di atasnya. Frame control byte
mengindikasikan apakah frame mengandung data
atau informasi kontrol. Panjang field data dibatasi
oleh token yang menentukan waktu maksimum
sebuah host dapat menggunakan token.
MAC Token Ring
Sistem Prioritas
Jaringan Token Ring menggunakan sistem prioritas
yang mengizinkan host tertentu memiliki prioritas
untuk menggunakan jaringan lebih sering. Frame
Token Ring memiliki dua field yang mengontrol
prioritas, yakni field priority dan reservation.
Hanya host dengan prioritas sama atau lebih tinggi
dari nilai prioritas yang terkandung di dalam token
dapat menangkap token tsb. Setelah token
ditangkap dan diganti menjadi frame data, hanya
host dengan nilai prioritas lebih tinggi yang dapat
memesan token untuk penggunaan berikutnya.
Host yang menaikkan tingkat prioritas token harus
mengembalikan nilai prioritas setelah selesai
melakukan transmisi.
Mekanisme Manajemen
Jaringan Token Ring menggunakan beberapa
mekanisme untuk mendeteksi dan memperbaiki
kesalahan. Salah satu mekanisme memilih sebuah
host sebagai active monitor yang bertindak sebagai
sumber informasi waktu untuk host lain dan
menjalankan beberapa fungsi maintenance. Ketika
sebuah host gagal mengirim frame, frame tsb
dapat terus memutari ring mencegah host lain
mengirim framenya. Active monitor dapat
mendeteksi frame ini, mengeliminasi dan membuat
token baru. Token Ring IBM memiliki Active MSAU
(multi-station access units) yang dapat melihat
seluruh informasi dalam jaringan. Jika ada masalah
seperti kabel, MSAU akan melakukan konfigurasi
ulang jaringan di sekitar wilayah yang bermasalah.
Signal Encoding
Signal encoding adalah cara mengombinasikan clock
dan data information ke dalam aliran sinyal yang
dikirim melalui sebuah media.
Jaringan Token-Ring 4/16 Mbps menggunakan
differential Manchester encoding untuk
mengkodekan clock dan informasi bit data kedalam
simbol bit. Sebuah bit 1 diwakilkan dengan tidak
ada perubahan polaritas pada awal waktu bit dan 0
diwakilkan dengan perubahan polaritas pada awal
waktu bit.
Skema Enkoding Biner
Overview FDDI
Jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
dikembangkan oleh komite American National
Standards Institute ANSI X3T9.5. FDDI memiliki
empat spesifikasi:
1. Media Access Control (MAC) – mendefinisikan
bagaimana media diakses
2. Physical Layer Protocol (PHY) – mendefinisikan
prosedur encoding data
3. Physical Layer Medium (PMD) – mendefinisikan
karakteristik media transmisi
4. Station Management (SMT) – mendefinisikan
konfigurasi host/station
Format Frame FDDI
Field dari sebuah frame FDDI adalah:
• preamble – memberitahukan kedatangan
frame
• start delimiter – memberitahukan awal sebuah
frame
• frame control – menentukan frame berisikan
data asynchronous atau synchronous
• destination address dan source address
• data
• frame check sequence (FCS)
• end delimiter – mengindikasikan akhir frame
• frame status
MAC FDDI
MAC FDDI menentukan pemakaian dual ring,
primer dan sekunder. Ring primer digunakan untuk
transmisi data dan ring sekunder digunakan
sebagai cadangan. Jika ring primer rusak, maka
digantikan ring sekunder. Traffic pada setiap ring
bergerak dengan arah berlawanan. Ada dua
macam host pada FDDI, yakni Single Attachment
Station (SAS) dan Dual Attachment Station (DAS).
SAS terhubung ke ring primer melalui konsentrator
sementara DAS terhubung langsung ke dual ring.
Setiap DAS memiliki 2 port yang menghubungkan
host ke dual ring.
Host FDDI
Media FDDI
FDDI menggunakan media kabel serat optik. Kabel
serat optik menawarkan beberapa keuntungan
dibandingkan kabel tembaga:
• security – sinyal pada kabel tidak dapat disadap
• reliability –tahan terhadap interferensi listrik
• speed - memiliki bandwidth lebih besar
Terdapat 2 tipe kabel: single-mode (mono-mode)
dan multi-mode. Mode adalah paket cahaya yang
memasuki serat pada sudut tertentu. Single-mode
memiliki bandwidth lebih besar dan jarak lebih
jauh dari multi-mode. Kabel single-mode
menggunakan sinar laser sedangkan kabel multimode menggunakan LED.
Peralatan Layer 2
Ada 3 peralatan layer 2:
1. NIC
Menyimpan informasi MAC address
2. Bridge
Mengumpulkan dan meneruskan paket antara
2 segment jaringan dengan menganalisis MAC
address, mengontrol broadcast, membuat
tabel MAC address
3. Switch
Memungkinkan dedicated network segment
dan multiple communication
Media Attachment Unit
Disebut juga Media Access Unit (MAU) atau
transceiver, yakni peralatan yang digunakan
dalam jaringan Ethernat dan IEEE 802.3 yang
menyediakan interface antara Attachment Unit
Interface (AUI) port pada host dan backbone.
MAU yang dapat digabungkan dengan NIC
memiliki fungsi layer 1 termasuk konversi data
digital dari interface Ethernet, collision
detection, dan pengiriman bit ke media. Jika
NIC termasuk MAU, maka NIC juga
dikategorikan komponen layer 1.
Fungsi NIC
NIC melakukan fungsi Layer 2 sbb:
• logical link control – berkomunikasi dengan
upper layer (layer 3) dalam komputer
• naming - menyediakan MAC address unik
• framing – sebagian proses enkapsulasi,
konversi frame ke bit
• Media Access Control (MAC) – menyediakan
akses terstruktur ke media
• signaling - membuat sinyal dan interface
dengan media menggunakan transceivers .
Skema NIC
Bridge dan Switch
Fungsi utama sebuah bridge dan switch adalah
menyaring traffic lokal agar tidak keluar dari
segmen jaringan tetapi tetap meneruskan
konektifitas ke segmen jaringan lain dari LAN.
Bridge memiliki daftar seluruh MAC address
yang berada di kedua sisinya. Jika paket data
yang datang memiliki tujuan segmen jaringan
yang sama, maka paket tsb tidak diteruskan.
Switch disebut juga multiport bridge adalah
peralatan dengan banyak port dan memiliki
banyak kelebihan dibandingkan bridge.
Perbandingan Bridge dan Switch
• Switch memiliki banyak port, bridge hanya
memiliki satu port masuk dan 1 port keluar
• Switches secara signifikan lebih cepat
karena bekerja dengan hardware,
sementara bridge bekerja dengan software
• Switch dapat menghubungkan LAN dengan
bandwidth yang berbeda
• Switches mengurangi collision dan
meningkatkan bandwidth pada segmen
jaringan karena menyediakan dedicated
bandwidth untuk setiap segmen jarinagn.
Referensi
• Douglas E. Comer, Internetworking with
TCP/IP, Third Edition, Prentice Hall
International, Inc., 1995
• Lammle,Todd., CCNA Study Guide, Third
Edition, Sybex Network Press, 2002
• http://ilmukomputer.com/umum/harryjaringan.php