Transcript BAB 4. MEDIUM ACCESS SUBLAYER Hubungan point to point

BAB 4. MEDIUM ACCESS SUBLAYER
Jaringan dibagi dalam 2 kategori :
 Hubungan point to point
 Hubungan broadcast
Broadcast channel sering disebut :
 Multi access
 Random Access Channels
4.1. Lokal dan Metropolitan Area Network
 MAC
 LAN
 WAN
: sangat penting bagi LAN
: basis komunikasi LAN umumnya
multi access channel
: point to point
Karakteristik LAN :
1. Garis tengah tidak lebih dari beberapa km
2. Total data rate beberapa Mb/sekon
3. Dipunyai oleh suatu organisasi
WAN :
 Terbentang diseluruh daerah/negara
 Data rate < 1 Mb/s
 Dipunyai oleh beberapa organisasi
 Umumnya pakai existing public telephone
network
MAN : antara WAN dan MAN
(Metropolitan Area Network)
 Meliputi seluruh daerah/kota
 Menggunakan teknologi LAN
 Menggunakan
medium
kabel TV (CATV) sebagai
LAN menarik karena :
 Menghubungkan beberapa komputer lokal
 Dapat dikembangkan secara incremental
 Harga dan performance memadai
 Reliable (error rate 1000 X lebih rendah
dari WAN)
 Protokol lebih sederhana dan efisien
 Yang terpenting
Berbagi pakai
4.1.1. Alokasi kanal statis pada LAN dan MAN
 FDM : Frequency Division Multiplexing
 Bandwidth dibagi menjadi N bagian yang sama dimana
tiap pemakai memiliki frekwensi band sendiri, tanpa
ada interferensi
 FDM : sederhana dan efisien untuk pemakai yang
terbatas, tetapi masing-masing
tinggi
 FDM : - Utilisasi kanal rendah
mempunyai trafik
- Terutama untuk jumlah pemakai yang besar
dan trafiknya “ bursty”
sistem komputer
umumnya data bursty (Peak traffic : mean
traffic = 1000 : 1)
 Pemanfaatan kanal pada tiap saat : << N
tidak efisien
 Mean time delay T :
1
T 
C  
C
: kapasitas kanal (bps)
 : laju kedatangan frame/sekon
1/µ : frame length (mean) bits
Bila kanal dibagi N sub kanal :
 kapasitas per sub kanal
 mean input rate
: C/N bps
: /N frame/sekon
TFDM
1

 C N     N 
N

C  
 N.T
 Berarti : Mean time delay
= N x lebih jelek dari T
4.1.2. Alokasi Saluran Dinamik pada LAN
dan MAN
Asumsi yang dibuat :
1. Model stasiun :
 N buah stasiun yang independent, mempunyai
program atau user yang menghasilkan frame
 bila sebuah frame dihasilkan
stasiun akan diblokir sampai frame tersebut
ditransmisikan
 probilitas frame dihasilkan selama
t =  . t
( konstanta laju kedatangan dari frame
baru)
2. Asumsi saluran tunggal
 hanya 1 kanal tersedia untuk komunikasi
 semua stasiun berprioritas sama, kecuali bila diatur
lain.
3. Asumsi tabrakan (Collision)
 semua stasiun dapat mendeteksi tabrakan
 frame ditransmisi ulang
4.a. Waktu kontinu
 transimisi frame dapat dilakukan setiap saat
 tidak terdapat master clock
4.b. Waktu slot (Slotted time)
 waktu dibagi menjadi interval-interval diskrit
(slot)
 transmisi frame selalu dimulai pada awal
sebuah slot
5.a. Carrier Sense
 Stasiun dapat mengetahui suatu saluran
sedang
dipakai
sebelum
mencoba
menggunakannya.
5.b. No Carrier Sense
 Stasiun tidak mendeteksi keadaan saluran
 Setelah beberapa saat baru diketahui
transmisi berhasil / gagal
4.2. Multiple Access Protocols
Protokol yang pertama ada :
Protokol ALOHA
 Murni (pure)
 Berslot (slotted)
 Univesity of Hawaii tahun 1970-an
 Norman Abramson
 Jaringan paket radio
ALOHA murni
Ide dasar :
 membiarkan pengguna untuk melakukan
transmisi kapan saja bila memiliki data
 pengirim akan mengetahui frame yang
dikirimkan rusak atau tidak
setelah 270
mdetik
 No Sense system
 Menggunakan sistem contention (persaingan)
Rata-rata
waktu:
frame
S
terkirim
per
= G e-2G
dimana :
S:
G:
mean new frame sent per frame time,
menurut poisson
mean old (retrans) and new frames
combined per frame time (poisson)
satuan
‘frame time’ :
Jumlah
waktu
yang
diperlukan
untuk
mentransmisikan frame standard denganpanjang
yang tetap = Yaitu panjang frame dibagi bit rate
 Bila S > 1 :
Pengguna menghasilkan frame pada kecepatan yang
lebih tinggi dari yang dapat ditangani saluran
Akibatnya :
hampir
seluruh
frame
mengalami
tabrakan
 Besar throughput yang layak :O < S < 1
G pada umumnya  S
 Pada beban rendah : no collision = G  S
 Pada beban tinggi = G > S
ALOHA Berslot (Slotted Aloha)
S = G.e
–G
Karena ada time slot
sender dilarang mengirim
bila ada (CR)
menunggu slot baru
Vulnerable period menjadi 1/2
Tabrakan
dengan awal
frame yang
diarsir
Tabrakan
dengan akhir
frame yang
diarsir
t
t0 + t
vulnerable
t0 + 2 t
t0 + 3 t
waktu
t = waktu yang dibutuhkan untuk mengirim sebuah frame
0.4
Slotted aloha : S = Ge. -G
(36%)
0.3
0.2
0.1
0
0.5
1
Pure aloha : S = G.e
-2G
best s = 1/2 e
(18%)
1.5
Throughput Versus offered traffic
2
S (trough put per frame time)
Slotted aloha : S = Ge.-G
0.4
(36%)
0.3
0.2
0.1
0
0.5
throughput
Pure aloha : S = G.e
-2G
best s = 1/2 e
(18%)
1
2
1.5
Versus offered traffic
PROTOKOL LAN
Pada LAN, stasiun melakukan deteksi
terhadap Carrier ( transmisi) disebut carrier
sense protocol
4.2.1. Presistent dan Non presistent CSMA
1. Presistent CSMA :
Bila stasiun mempunyai data untuk dikirim
akan dilakukan pendeteksian saluran
Bila saluran sibuk
Bila saluran kosong
stasiun menunggu
mengirim frame
 Bila terjadi tabrakan
stasiun menunggu
beberapa waktu untuk berusaha mengirim
kembali
 Disebut 1 presistent karena probability of
transmit = 1, yaitu bila saluran kosong
 Presistent
: selalu mendeteksi adanya
saluran sampai saluran benar-benar kosong
Kemungkinan terjadinya tabrakan
 Stasiun
mendeteksi saluran ‘ kosong ‘
padahal mungkin paket yang baru dikirim
stasiun lain belum sampai. Hal ini terjadi
karena delay propagasi
 Dua
stasiun bersama-sama menunggu
saluran yang baru dipakai stasiun lain,
begitu selesai kedua-duanya serentak
mengirim paket maka akan terjadi
TABRAKAN !!!
Waktu tunda dari paket :
 Waktu saat paket dikirim dari stasiun
pengirim sampai seluruh paket diterima
oleh stasiun penerima
- sangat penting
!!!
2. Non Presistent CSMA
 Stasiun
tidak selalu mendeteksi saluran
secara terus menerus
 Suatu saat stasiun mendeteksi saluran :
 Bila dipakai
maka batal dan menunggu
 Setelah beberapa saat (cukup lama),
maka akan mendeteksi kembali
 Waktu tundanya menjadi lebih lama
P-Presistent CSMA
 Diterapkan pada slotted ALOHA
 Stasiun
siap mengirim - setelah dideteksi
saluran kosong maka :
 Stasiun mengirim dengan probabilitas: p
 Stasiun menunggu slot berikutnya
bila kosong akan dikirim dengan prob.
q = 1- p
 Proses berulang sampai seluruh frame selesai
4.2.2. CSMA / CD
 CD : Collision Detection
setelah mengetahui adanya tabrakan
segera membatalkan / menghentikan
transmisi, tanpa menunggu selesainya paket
yang dikirim
 menghemat waktu dan bandwidth
 MODUL yang digunakan pada CSMA / CD
mempunyai 3 periode :
 transmit
 contention
 idle

frame
frame
frame
idle
transmisi
t0
t1
Contention interval
Contention slot

t0

= waktu yang dibutuhkan frame berjalan sepanjang bus
Waktu tunggu untuk mendapatkan saluran :
2-
4.2.3. Collision Free Protocol
 Pada CSMA / CD masih mungkin terjadi
tabrakan yaitu pada interval “contention”
 Bila  (panjang saluran) besar dan frame
pendek - masa kritis (contention) menjadi
lebih panjang
diatasi dengan Protokol
Bit map
Pada Collision Free Protocol
 Akses
:
ke kanal (oleh stasiun) diurutkan
berdasarkan bit - map
 Setiap stasiun mempunyai jatah waktu akses
tertentu (unik) dan tidak dapat dipakai oleh
stasiun lain
 Bila stasiun baru siap setelah gilirannya
berlalu
stasiun tersebut harus menunggu
giliran pada periode berikutnya
contoh : ada 8 stasiun, 8 contention slot
Interval terbagi 2 : contention dan frame
8 slot contention
frame
0 1234567
1
1
1 1 3 7
8 slot contention
d
0 1234567
1
1
1 5
1
1
0 1 2 3 4...
Analisa :
Bila jumlah stasiun : N
Waktu tunggu rata-rata untuk transmit : N
(satuan waktu)
RataNo stasiun kecil
waktu tunggu 1,5N
rata N
No stasiun besar
waktu tunggu 0,5N
Overhead per frame : N bit
Jumlah data
: d bit
Efisiensi : d / (N + d)
Untuk beban tinggi semua stasiun mengirim
overhead = 1 bit per frame
Efisiensi : d / d + 1
Binary Count Down
Pada protokol diatas, overhead = 1 bit per
stasiun, diperbaiki dengan memberikan
panjang alamat sama dan dibroadcast-kan.
Bit-bit pada setiap posisi dari stasiun yang
berbeda di OR-kan disebut Binary Count
Down, caranya dengan membandingkan.
contoh : 0010,0100,1001,1010
I
II
pemenangnya 1010
4.3. STANDARD IEEE 802 UNTUK LAN
& MAN
802.1
802.2
8
0
2
.
3
8
0
2
.
4
8
0
2
.
5
8
0
2
.
6
8
0
2
.
9
802.7
802.8
 802.1








: Arsitektur definisi primitif
interface
802.2
: LLC (Logical Link Control)
802.3
: CSMA
802.4
: Token Bus LAN
802.5
: Token Ring
802.6
: MAN DQDB
802.7
: Broad band
802.8
: Fiber Optik
802.9
: Integrated Data & Voice Net
4.3.1. 802.3 CSMA/CD dan Ethernet
802.3 - CSMA / CD - Metode aksesnya
Ethernet
- Nama protokolnya
Nama produk yang mengimplementasikan CSMA / CD
PENGKABELAN
NO
NAMA
SEG. MAKS SIMPUL / SEG
KEUNTUNGAN
1
10Base5
500m
10Base5
baik untuk backbone
2
10Base2
200m
10Base2
termurah
3
10BaseT
100m
10BaseT
mudah pemeliharaan
4
10BaseF
2000m
10BaseF
baik untuk antar gedung
Ad.1 :
 Koneksi ke kabel - menggunakan Vampire tap
 Beroperasi pada 10Mbps
 Sinyal : base band - 500 m
Ad.2 :
 Koneksi ke kabel BNC
 Per segmen hanya mampu menangani 30 mesin
 Transmisi sinyal - Manchester encoding
 Koneksi bus ke komputer -
cable (max : 50 m)
via transceiver
 Panjang kawat maksimal 802.3 : 500 m
Bila > 500 m - perlu repeater (passive device)
Menggunakan - Manchester encoding
core
cable
transceiver
Interface
board
Transceiver
cable
computer
(a)
(a) position of the transceiver and interface
To computer
Repeater
transceiver
(b)
(b) Connecting two cable segments with a repeater
Frame format 802.3
Protocol MAC Sublayer 802.3
 Frame didahului dengan : preamble
10101011 = untuk sinkronisasi
 Pengalamatan = 2 atau 6 bytes
untuk kec.10 Mbps dipakai 6 bytes
 Bit tertinggi (ke-47) = 0  address biasa
= 1  group address
 Bila semua bit DA
= 1  broad cast
 Bit ke-46  untuk membedakan alamat lokal
dan global
 Panjang data maksimum : 1500 bytes
 Panjang frame minimum : 64 bytes
 Bila frame tidak mengandung informasi, panjang data = 0
 harus ditambahkan pad sehingga frame minimum
tercapai (64 bytes)

Mengapa ?
Untuk menjaga agar frame pendek ini diselesaikan
lebih dulu sebelum bit pertama mencapai
B (sisi terjauh)

gambar 4.22


A
B
Setelah collision, waktu dibagi menjadi
beberapa “slot”
 Slot time = 2  ( worst case )
 diambil dari max. allowable cable length
2,5 km dengan 5 repeaters
 Slot time  512 bit time  51.2 sec
after 1 st collision
a station waits for 0 or 1 slot-time
2 nd collision
waits 0,1,2 or 3 slot-time
After 3 rd collision
waits 0,1,2,…,7 slot-time
 BINARY EXPONENTIAL BACK OFF
 After the n
collision
wait time : 0 - (2 n -1) slots
 Untuk Max. 16 collisions - reports a failure
th
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data link
Physical
Logical link control
Med. access control
Physical
Perbandingan 802 Protocol Layer dengan
Model Referensi OSI
-LLC, 802.2
- MAC
Ethernet 802.3
 Menggunakan teknik CSMA / CD
 Bit rate 10 Mbps - Manchester encoded
Coax Cable segment
( 500 m max )
Transceiver
cable 50 m max
stasiun
Coax cable
Transceiver
and connection
to coax cable 100 max per
segment
Batasan-batasan single Ethernet cable segment
Konfigurasi Ethernet - Yang “besar”
stasiun
Seg 2
Seg 1
repeater
Seg 3
Kabel koox
Remote
repeater
Seg 4
Point to
point link
Seg 5
Collision Window - minimum packet size
Periode waktu dari mulainya transmisi,
selama stasiun pada “vulnareble to collision”.
Contoh dalam kondisi terjelek sebagai
berikut :
Bila waktu propagasi sinyal dari ujung ke
ujung jaringan adalah : 22,5 sec yaitu =
225 bit times pada 10 Mbps
A
Pada saat ‘ t’
mulai transmisi
t + st
t + 22.5 paket dari A hampir
sampai di B
B
 Sesaat sebelum paket A sampai, B mengirim paket 
tabrakan
 A mendengar ada tabrakan setelah : (t+22,5)+22,5
sec
atau : 45 sec = 450 bit time sesudah A mulai
mengirim
Collision Window : 450 bit time
 Minimum paket size : 64 oktets
64 oktet = 64 x 8 x 0,1 = 51,2 sec
atau
= 512 bit times
Minimum paket harus > dari collision window
Bagaimana kalau < ??
 Pada Ethernet : tidak menjamin pesan akan
sampai ditujuan pada waktu yang pasti
 non deterministik
4.3.2. IEEE 802.4 TOKEN BUS
 Memperbaiki kekurangan CSMA/CD


Tidak menggunakan metode persaingan
dapat menerapkan sistem prioritas
dijaringan - prioritas urutan, dilayani
 distasiun - preoritas mendapatkan besar
alokasi waktu pengaksesan





Topologi yang digunakan bus bukan topologi ring
Broadband 75 ohm cable
Kabel single dan dual
Tidak kompatibel dengan 802.3
Protokol Token Bus
Inisialisasi :
Stasiun mempunyai alamat dengan urutan
dilakukan dari alamat tertinggi ke rendah
Metode akses yang dipakai : Token Passing
Stasiun hanya bisa mengirim frame / mengakses
jaringan bila stasiun tersebut memiliki Token
Token Bus 802.4
 Membutuhkan media
(physical Layer)
untuk
transmisi
data
- Broadband - 10 Mbps
- Carrier Band - 5 Mbps
 Membutuhkan aturan untuk akses ke jaringan (Medium
Access Control)
-Token Passing
 Menggunakan topologi bus dan membentuk logical ring
Cara kerja jaringan :
 Token berputar sepanjang logical ring urut dari alamat
tertinggi
 Hanya stasiun yang memegang token dapat mengirim
data
 Waktu akses pada jaringan merupakan fungsi dari
sejumlah stasiun yang aktif pada ring dan lama waktu
pegang token pada masing2 stasiun tersebut disebut:
Token Rotation Time
TRT = nTh + nTp
n
Th
Tp
: Jumlah Stasiun
: Token Holding Time
: Token Passing Time
 Stasiun pemegang token adalah juga sebagai stasiun
pengontrol jaringan saat itu.
1024 byte frames
1.0
0.9
512 byte frames
0.8
256 byte frames
0.7
0.6
128 byte frames
0.5
0.4
64 byte frames
0.3
0.2
0.1
0
1
2
4
8
16 32 64 128 256
Number of stations trying to send
14
17
20
Broadband
coaxial
cable
Logical ring
13
11
7
Direction of token motion
TOKEN BUS
19
This station
not currently
in the logical
ring
1 1
Byte
1
2 or 6
Destination
address
2 or 6
Source
address
0-8182
Data
4
1
Checksum
Frame control
Start delimiter
Preamble
Frame format 802.4
End delimiter
Frame
control field
00000000
Name
Claim - token
Meaning
Claim token during ring initialization
00000001
Solicit-successor-1
Allow station to enter the ring
00000010
Solicit-successor-2
Allow station to enter the ring
00000011
Who - follows
Recover from lost token
00000100
Resolve - contention Used when multiple stations want to enter
00001000
Token
Claim token during ring initialization
00001100
Set-successor
Claim token during ring initialization
The token bus control frames
 Disebut
Deterministik karena pesan dapat dijamin
sampai ketempat tujuan pada waktu yang pasti (dapat
diperkirakan)
 Stasiun dapat keluar dari ring (bila tidak ingin mengirim
pesan) dan masuk kedalam ring bila akan mengirim pesan
masuk : solicit successor
keluar : set successor
walau diluar ring tetap pada mode
“pendengar”
 Mempunyai option pilihan preoritas untuk pengiriman
datanya
Preoritas tertinggi (6)
Preoritas terendah (0)
4 THT
TRT
TOKEN RING 802.5
 Dikembangkan oleh IBM (Zurich)
 Menggunakan Token passing sebagai
metode akses
 Menggunakan twisted-pair kabel
 Menggunakan topologi ring yang membentuk
“physical ring”
 Beroperasi pada 4 Mbps - 6 Mbps
 Merupakan hubungan point to point
B
station
Unidirectional
ring
A
Ring
interface
1 bit delay
Ke stasiun
(a)
Dari stasiun
Ring interface
(a) : listen mode
(b) : transmit mode
Ke stasiun
(b)
Dari stasiun
Di ring interface : bit akan
dicopy ke 1 bit buffer / 1
bit delay setiap interface
Cara Kerja Jaringan :
 Token berputar sepanjang ring  stasiun
yang memegang token berhak mengirim
pesan
 Pesan di “gabung” dengan token sibuk ke
tujuan
 Stasiun tujuan akan mengcopy pesan
 Pesan akan dihapus oleh pengirim pada saat
token sibuk kembali ke pengirim
 Stasiun akan mengubah status token sibuk
menjadi token bebas dan mengirimnya
kestasiun berikutnya
 Stasiun juga berfungsi sebagai repeater
yang memperbaiki data setiap saat
 Dalam kondisi beban penuh digunakan cara
round robbin
 Tidak ada address field pada token ring
 Gambarkan skenario-nya!!!
 Ada 2 komponen delay pada token ring
 1 bit delay pada masing-masing stasiun
 Sinyal propagasi - delay
Ring interface
stasiun
D
C
Unidirectional ring
B
A
A
(a) a ring network,
1 bit delay
To
station
(b)
From
station
Ring interface
To
station
(b) listen mode ( c) transmit mode
(c)
From
station
1SD 1AC 1ED
byte
1
1
1
SD AC FC
a) TOKEN FORMAT
2/6
2/6
DA
SA
4
~
DATA
1
CHECK.S ED FS
Data frame format
PPPTMRRR
12345678
No bit
1
P : harga preoritas
T : token bit, 0 = bebas
M : monitor bit
R : harga reservasi
 Dua operasi dari ring interface :
Listen mode
: hanya mengcopy
 Transmit mode : terjadi setelah pengambilan
token dan memasukan data yang ada ke ring
 Ada Ack pada token ring, dibutuhkan 1 bit
untuk itu.
 Initial
:
0
pada
 diterima
:
1
FSC

 THT( token holding time) pada token ring
umumnya : 10 msec, kecuali ditentukan lain
 Frame status terdiri dari A dan C bit dengan
3 kemungkinan kombinasi:
A = 0 C = 0 : tidak sampai ketujuan
A = 1 C = 0 : sampai ketujuan tetapi data
tidak diterima
A = 1 C = 1 : sampai ketujuan dan data
dicopy
 Frame transmission


stasiun yang siap kirim menunggu token
dengan preoritas  preoritas yang ada
padanya
untuk meyakinkan stasiun mengirim pada
urutan preoritas dipakai cara stasiun
membaca harga reservation bit (AC field)
Bila > dari waiting frame stasiun
mengulang bit tetap
Bila < stasiun mengganti dengan
priority dari waiting frame
KOMENTAR IEEE 802.3/4/5
 CSMA / CD paling sederhana dan sangat praktis,
tanpa menunggu token. Mempunyai delay yang kecil
untuk beban LAN kecil
 Akses ke jaringan pada CSMA / CD adalah
probabilistik, mekanisme preoritas tidak ada. Tidak
dapat dijamin pesan sampai ke tujuan pada waktu yang
pasti
 Token passing mempunyai delay sedang, tetapi
deterministik
terutama
untuk
beban
tinggi
diadopsi MAP
 CSMA/CD menggunakan passive transmissi
medium (tiap stasiun tidak membutuhkan
generator) lebih reliable
 Ring interface adalah aktif
 Melokalisasi kesalahan pada ring lebih mudah
daripada bus
 Token management, khususnya penambahan
stasiun baru cukup complex, terutama pada
token ring
 CSMA / CD kurang praktis untuk data rate
yang sangat tinggi
 Collision window berkaitan dengan propagasi
dan data rate  10 Mbps
 Bila min frame menjadi besar
efesien
 PR : Bab 4 no. 21, 25, 32

dari buku
tidak
4.4. BRIDGE
 Untuk menghubungkan LAN dan LAN
 Pada lapisan jalur data
 Umumnya merupakan penghubung antar 802-
LAN
 Hanya dibahas Bridge - 802
Alasan mengapa suatu organisasi menggunakan
beberapa LAN :
1.
Kebutuhan yang berbeda dari beberapa
Universitas / Departemen  beberapa
LAN perlu bridge
2. Letak geografis yang berbeda
bangunan yang terpisah
-
dibeberapa
3. Beban yang terlalu banyak - ribuan workstation
 perlu dipecah menjadi beberapa LAN
 Perlu Bridge
4. Jarak yang terlalu jauh antar mesin (mis. 802.3
> 2,5 km)
 dengan kabel tunggal - round trip delay besar
 perlu dipecah beberapa LAN
 perlu bridge
5. Bridge
dapat
menyeleksi
yang
harus
diteruskan atau tidak  dengan diprogram 
tidak hanya mengcopy  Repeater
6. Bridge dapat memberikan keamanan bagi
organisasi
Bridge
Backbone LAN
B
B
B
B
File
server
WS
LAN
Gb. 4.34
Host A
Host B
Network
P
LLC
Bridge
P
MAC
Phy
P
802.3
P
802.3
P
802.3
P
P
P
CSMA / CD LAN
802.3
P
802.4
P
802.4
P
802.3
P
802.4
P
802.4
P
802.4
P
TOKEN BUS LAN
Bridges from 802.x to 802.y
Operation of a LAN bridge from 802.11 to 802.3.
Bridges from 802.x to 802.y (2)
The IEEE 802 frame formats. The drawing is not to
scale.
3. Adanya perbedaan max. frame length
 802.3 : 1518 bytes
 802.4 : 8191 bytes
 802.5 : tak terbatas, tergantung THT
 defaultTHT 10 msec  5000 bytes
3
P
SD
AC
FC
DA/SA L
D
PAD
4
5
IEEE 802 Frame-format
CS
ED
FS
Local Internetworking
A configuration with four LANs and two bridges.
Spanning Tree Bridges
Two parallel transparent bridges.
Spanning Tree Bridges (2)
(a) Interconnected LANs. (b) A spanning tree
covering the LANs. The dotted lines are not
part of the spanning tree.
Remote Bridges
Remote bridges can be used to interconnect distant
LANs.
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches,
Routers and Gateways
(a) Which device is in which layer.
(b) Frames, packets, and headers.
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches,
Routers and Gateways (2)
(a) A hub. (b) A bridge. (c) a switch.
 Repeater hanya tahu : volt tidak faham akan
frame , paket ataupun header.
 Hub mempunyai sejumlah input line secara
elektrikalmembentuki single collision
domain.
 Bridge menghubungkan 2 atau lebih LAN
dengan melaakukan konversi.
 Switch hampir sama dengan bridge hanya
biasanya menghubungkan antar PC
4.4.1. MASALAH BRIDGE PADA
802.X DAN 802.Y
1. Masing-masing menggunakan frame format
yang berbeda.
 802.3 : Xerox
 802.4 : General motor, Boing, Motorola
tidak mau mengubah , tidak kompatibel
 802.5 : IBM
2. 802.3 mengijinkan 1 - 20 Mbps (10 Mbps)
 802.4 mengijinkan 1 - 10 (10 Mbps)
 802.5 mengijinkan 1 - 4 Mbps (4 Mbps)
 Dari 802.3 / 802.4 ke 802.5 diperlukan
buffer
 Dari 802.4 ke 802.3 perlu perluasan band
width karena adanya collision pada 802.3’S
Masalah-masalah lain :
 802.3 ke 802.3 : tidak ada masalah
 802.4 ke 802.3 : ada 2 masalah yaitu :


802.4 mempunyai preoritas, 802.3 tidak
biasanya preoritas dihilangkan
802.4 mempunyai bit 1 pada header sebagai
pengirim token ack dari destination . Bridge
menjadi ?
 802.5 ke 802.3 mempunyai masalah mirip diatas
802.5 mempunyai A dan C bit pada frame
station untuk mengcopy/ melewatkan
 bridge
?
 802.3 ke 802.4 : harus meletakkan bit preoritas
 802.4 ke 802.4 : tidak ada masalah
 802.5 ke 802.4 : A dan C bit
 802.3 ke 802.5 : bit preoritas
 802.4 ke 802.5 : frame 802.4 terlalu panjang

Untuk hubungan lebih dari 1 bridge IEEE
mempunyai 2 desain pendekatan
4.4.2.TRANSPARENT BRIDGE CSMA / CD
- Token Bus
 Segala sesuatunya benar-benar transparan
 tinggal memasang plug antar jaringan tanpa
perubahan apa-apa  sistem jalan
 bekerja secara, ‘promises mode’, menerima
setiap frame untuk dikirim kesegala macam
LAN yang dikehendaki
 Bridge bekerja berdasarkan tabel alamat
yang ada padanya untuk menentukan frame
dibuang atau dilewatkan
 Routing procedure
tergantung pengirim dan penerima
frame
a) Bila penerima dan pengirim berasal dari LAN
yang sama  frame dibuang
b) Bila penerima dan pengirim dari LAN yang
berbeda  dilewatkan
c) Bila penerima tidak jelas / tidak diketahui
 digunakan flooding
 Flooding : sering menimbulkan masalah karena setiap
frame yang datang harus dicopy
 Diatasi
dengan  Spanning Tree Bridge
TUGAS BACA !!!
4.4.3. SOURCE ROUTING BRIDGE
TOKEN RING
 Diasumsikan pengirim frame mengetahui ada / tidaknya
alamat yang ditujukan di LAN
 Bila tujuan bukan pada LAN tersebut address tujuan
diset dengan bit-1
 Konstruksi path pada header frame
masing-masing LAN mempunyai 12 bit number
 masing-masing Bridge mempunyai 4 bit number
 Urutannya no. Bridge - LAN - Bridge….
(lihat gb.4.38 dari A ke D  L1,B1,L2,B2 &L3)
Menggunakan algoritma ‘backward learning’

Tiga kemungkinan implementasi :
1. Software :
 bekerja pada ‘promiscous mode’
 mengcopy semua frame dimemori


bila ada tujuan  bit di set 1 diproses
bila tidak ada  tidak diproses
2. Hybrid :
 antar muka Bridge LAN mengecek high order
destination bit. Bila ada  frame diberikan
3. Hardware:
 antar muka Bridge LAN mengecek high order
destination bit
 menelusuri rute ke bridge mana frame harus
diteruskan
 hanya frame yang harus dilewatkan saja yang ke
bridge
4.4.4. Perbandingan Bridge Transparan & S.
Routing Bridge
Item
Bridge Transparant
Orientasi
Transparansi
Konfigurasi
routing
pencarian
kegagalan
kompleksitas
Connectionless
sepenuhnya transparan
automatis
suboptimal
backward learning
ditangani oleh bridge
pada bridge
S. Routing Bridge
connection - oriented
tidak transparan
manual
optimal
discovery frame
ditangani oleh host
pada host
4.5. LAN BERKECEPATAN TINGGI
1. FDDI
2. Fast Ethernet
4.5.1. FDDI
 Fiber Distributed Data Interface


menyerupai token passing ring
media, serat optik
singel mode
 double mode

 kecepatan transmisi data : 100 Mb /dt
 kendali media akses

menggunakan prinsip kerja protokol token
berbasis waktu
mengalokasikan jumlah lebar pita max
pada setiap stasiun untuk transmisi
sinkron
 lebar
pita yang tidak teralokasi
dimanfaatkan oleh transmisi asinkron
asinkron

 dikeluarkan oleh ANSI
Token pas
Bridge
FDDI - RING
Ethernet
Computer
Token ring
Ethernet
 FDDI
- Dipakai sebagai back
menghubungkan LAN dan komputer
 FDDI :


bone
untuk
Lebih sering menggunakan multimode fiber
sebab kecepatan hanya 100Mb/s
lebih sering menggunakan LED dari pada
Laser karena :
cost umumnya langsung dihubungkan ke
user work station
 cukup untuk menstranfer data pada
100 Mbps

 1 errorpada setiap 2,5 x 1010 bit
 Terdiri dari 2 fiber ring, 1 transmisi searah dengan
jarum jam dan 1 transmisi berlawanan dengan arah
jarum jam
(a)
 Physical layer




tidak menggunakan Manchester Encoding
menggunakan 4 out of 5 encoding
masing-masing group dari 4 MAC diencoded
dalam 5 bit dimedium
16 dari 32 kombinasi untuk data
3 : untuk delimiter
 2 : untuk kontrol
 3 : hardware signalling
 8 : tidak dipakai (persediaan untuk
pengembangan versi berikutnya).

 MAC menggunakan 3 timer
a) Token holding timer
berapa lama stasium dapat mentransmit untuk 1x
memegang token
b) Token Rotation Timer
lama perputaran token
c) Valid Transmission Timer
waktu time out dan perbaikan dari kerusakan ring
 Mempunyai
802.4
algoritma “prioritas” seperti
pada
LINGKUP APLIKASI FDDI
Tiga aplikasi utama FDDI
1. Jaringan Back - End
2. Jaringan Back - Bone
3. Jaringan Front - End
Contoh aplikasi pada lingkup Multi Campus
di Technical University of Aachen (Csab
90) :
1. Data Centre Environment sebagai Back - End
2. Office and Building Environment sebagai Front End
3.Campus Environment sebagai Back - Bone
Multi Campus
Campus
Data center
20 km, 50sta
Campus
60km
segment
Office building
2km
segment
ARSITEKTUR PROTOKOL FDDI &
KOMPONEN FDDI - RING
Data link
layer
Physical
layer
MEDIA ACCES
CONTROL (MAC )
PHYSICAL LAYER
PHYSICAL MEDIA
DEPENDENT (PMD)
STATION
MANAGEMENT
Pada standar FDDI secara umum terdapat 4
protokol yang terlibat, yaitu :
1. Kendali media akses (media access control / MAC )
2. Protokol lapisan fisik (physical layer protokol /
PHY)
3. Physical media dependent (PMD)
4. Station management (SMT)
DUAL FIBER CABLES
CLASS A
STATION
CLASS A
STATION
SECOND RING
WIRING
CONCENTRATOR
PRIMARY RING
CLASS B
STATION
CLASS B
STATION
CLASS B
STATION
CLASS A
STATION
Pada FDDI terdapat tiga jenis stasiun yang terdiri
atas :
1. Statiun hubungan - ganda ( dual attachment station
/ DAS ) disebut juga stasiun kelas A.
2.Stasiun hubungan tunggal (single attachment
station / SAS) disebut juga stasiun kelas B.
3. Konsentrator.
FAULT - TOLERANCE
Rekonstruksi jaringan FDDI setelah terjadi
kerusakan kabel antara dua stasiun hubungan - ganda
[Kesl 91]
6
1
4
2
5
3
Primary ring
secondary ring
Cable break
Rekonfigurasi jaringan FDDI setelah terjadinya
kerusakan kabel antara konsentrator dengan
stasiun hubungan tunggal [kesl-91]
6
1
4
2
5
3
Cable break
Primary ring
secondary ring
ILUSTRASI
A
OPERASI
D
1. A seizes token and
begins transmitting
frame F1 to C
FDDI-RING
B
C
A
D
2. A appends token to
end of transmission
B
C
A
D
3. B seize token
transmits F2 to D
B
C
A
D
4. B emits token
D copies F2 A
absorbs
F1
B
C
A
D
5. A lets F2 and token
pass B absorbs F2
B
C
A
D
6. B lets token pass
B
C
KESIMPULAN
 FDDI merupakan jaringan kerja yang memiliki
banyak kelebihan dibandingkan jaringan kerja
sebelumnya
 FDDI beroperasi pada kecepatan transmisi data
100 Mbps
 Mampu mempertahankan kecepatan transfer data
efektif sebesar 80 Mbps,
 FDDI
mampu dihubungkan antara 500 sampai
dengan 1000 stasiun, dengan jarak keseluruhan
antara 100 sampai 200 km.
PEWAKTU PADA KENDALI MEDIA AKSES
FDDI :
• TOKEN ROTATION TIMER ( TRT )
• TOKEN HOLDING TIMER ( THT )
• VALID TRANSMISSION TIMER ( TVX )
TVX > max ( D_Max ) + Token_Time + F_Max
+ S_Min
Algoritma operasi
FDDI-RING
TRT-TTRT
Start TRT
Late_ct-0
TRT Running
Token arrived ?
Late_ct-0
Send synch
frames (if any)
Late_ct = 0 ?
no
no
yes
TRT = 0 ?
yes
THT-TRT
TRT-TTRT
Start TRT
Send synch frames
(I f any)
start THT
Late_ct ++
TRT-TTRT
Start trt
THT Running
yes
THT = 0 or no more
asynch, frames ?
T*pr < THT ?
yes no
Send asynch frame
Jumlah dari seluruh alokasi stasiun asinkron tidak
akan melampaui nilai maksimum dari lebar pita
asinkron yang digunakan pada jaringan, yaitu :
TTRT - ( D_Max + F_Max + Token - time )
Token rotation and token
holding timers (ms)
TRT
THT
100
80
60
40
20
0
EVENT A
Late counter
1
0
20
40
60
B
80 100 120 140 160 180 200
C
D
E
F
220
240
 Lebar pita maksimum yang digunakan oleh seluruh
stasiun adalah :

jumlah_stasiun x ( lebar pita_sinkron +
waktu _tunda_stasiun )
A
B
C
D
E
F
Token arrives - pass to next station
Token captured - synchronous
transmission begins
Synchronous transmission complete,
asynchronous transmission begins
No more time - asynchronous
transmission ends, token issued
Token rotation - timer expires - late
counter set
Token arrives - late counter cleared,
token rotation timer accumulates
lateness
CONTOH OPERASI FDDI RING
Operasi empat buah stasiun kerja pada suatu jaringan
Token
rotation
cycle
1
2
3
Parameter
ARRIVAL TIME
ARRICAL TIME
Elapsed Time
TRT Value
Synchronous
Asynchronous
ARRIVAL TIME
Elapsed Time
TRT Value
Synchronous
Asynchronous
1
96
20*
2
Station Number
3
4
0
4
4
80*
20
96
184
180
20
20
0
1
121
120
60*
20
0
205
84
20
20
0
2
142
140
40*
20
0
242
100
20
20
16
3
163
160
20
0
263
100
20
0
4
5
ARRIVAL TIME
Elapsed Time
TRT Value
Synchronous
Asynchronous
ARRIVAL TIME
Elapsed Time
TRT Value
Synchronous
Asynchronous
0
0
284
100
0
20
0
305
100
16
20
0
326
84
0
20
16
363
100
384
100
0
20
0
405
100
0
20
0
426
100
16
20
0
447
84
20
0
20
16
* = Late _ct set to 1 ( otherwise late _ct set to 0 ; all times inms
default values : TTRT = 100 ms, interstation delay = 1 ms, synchronous bandwidth
= 20 ms
KARAKTERISTIK FDDI
Beberapa karakteriktik dari FDDI, diantaranya
adalah :
 Kendali media akses (Medium Access Control)-nya
menggunakan token passing yang bersandar pada
prinsip kerja token ring dari standar IEEE 802.5
 Memiliki
kompabilitas dengan keluarga dari
jaringan
kerja
lokal
IEEE
802
dengan
memanfaatkan 802 LLC (Logical Link Control)
 Memiliki kemampuan untuk menggunakan serat
optik modus-ganda (multi-mode) ataupun serat
optik modus-tunggal (single-mode)
 Memiliki topologi ring-ganda (dual-ring) yang dapat
menjamin operasi berlanjut tanpa kegagalan (fault
tolerance)
 Beroperasi pada kecepatan transmisi data 100
Mbps dan kemampuan untuk mempertahankan
kecepatan transfer data efektif pada 80 Mbps
 Mampu
dihubungkan dengan sejumlah stasiun
(asumsi standarnya tidak melebihi 1000 hubungan
fisik)
 Jalur serat secara keseluruhan dapat mencapai
100 hingga 200 km
 Memiliki kemampuan untuk mengalokasikan lebar-
pita secara dinamis, sehingga baik pelayaran data
sinkron maupun asinkron dapat dipenuhi secara
simultan
KESIMPULAN
 FDDI merupakan jaringan kerja yang memiliki
banyak kelebihan dibandingkan jaringan kerja yang
ada saat ini, dimana FDDI beroperasi pada
kecepatan transmisi data 100 Mbps dan mampu
mempertahankan kecepatan transfer data efektif
sebesar 80 Mbps, selain itu FDDI
mampu
dihubungkan antara 500 sampai dengan 1000
stasiun, dengan jarak keseluruhan antara 100
sampai 200 km.
 FDDI menggunakan prinsip kerja protokol Token
Berbasis waktu (Timed Token Protocol) pada
Kendali Media Akses nya untuk mengalokasikan
secara dinamis sejumlah lebar-pita maksimum pada
tiap stasiun, sehingga baik pelayanan data - sinkron
maupun asinkron dapat dipenuhi secara simultan.
 Kendali Media Akses pada FDDI menggunakan
skema pengendali terdistribusi sehingga seluruh
stasiun memiliki peranan yang sama dalam proses
pengendalian dan pengoperasian jaringan.
 Jaringan FDDI merupakan jaringan Fault Tolerance
yang menggunakan dua ring rotasi balik (counter
rotation ring) sehingga jaringan akan dipertahankan
untuk tetap beroperasi pada saat terdapat media atau
stasiun yang tidak berfungsi.
 FDDI menerapkan juga algoritma token ring, namun ada
perbedaan yang mendasar dibandingkan dengan IEEE
802.5, dimana pada FDDI, token yang baru akan segera
dilepaskan setelah suatu stasiun
menyelesaikan
seluruh transmisi dari frame datanya, tanpa
harus
menunggu bagian
kepala (leading -edge) dari frame datanya datang
kembali, dehingga efisiensinya lebih tinggi. Selain
itu pada FDDI kapasita pengalokasian lebar-pita
dilakukan secara fleksibel dan dinamis karena
adanya Protokol token berbasis waktu ( Timed
Token Protocol). Dengan demikian, FDDI memiliki
tingkat efesiensi yang lebih tinggi dibandingkan
IEEE 802.5.
 Untuk kerja FDDI sangat dipengaruhi oleh pilihan
pada operasi dari Target Token Rotation Time
(TTRT ), dimana pada TTRT yang besar
memungkinkan lebih banyak data yang dapat
ditransmisikan tiap rotasi token
 Karena FDDI menggunakan media serat optik,
untuk itu diperlukan investasi yang tinggi untuk
mengaplikasikannya.
UNJUK KERJA FDDI
Bux dan Dykeman mengasumsikan sebagai berikut :
 ukuran frame
: 1,6 kbyte
 waktu tunda propagasi : 5,085 us/km
 station latency
: 0,6 us
 jumlah stasiun
: 10 - 1000 stasiun
 panjang fiber
: 1 - 200 km
 ring - latency
: 0,011 - 1,62 ms
Maximum throughput [Mbit/s]
100
T_Opr=10ms
90
80
70
60
T_Opr=5ms
50
0.5
1.0
Ring latency [ms]
1.5
2
Waktu ambang dari THT pada delapan level prioritas
yang berbeda sebagai berikut :
 Kelas 8 : 100 ms
 Kelas 7 : 76,5 ms
 Kelas 6 : 56,2 ms
 Kelas 5 : 39,0 ms
 Kelas 4 : 25,0 ms
 Kelas 3 : 14,0 ms
 Kelas 2 : 6,2 ms
 Kelas 1 : 1,5 ms
100
throughput [Mbit/s]
80
60
40
20
0
25
50
75
Arrival rate per priority level [Mbit/s]
100
50
1
Average delay [ms]
2
40
3
30
5
4
6
Priority
levels
7
20
8
10
0
25
50
75
Arrival rate per priority level [Mbit/s]
100
4.1. [Mazz
92] 802.5 TOKEN
PERBANDINGAN TABEL
DENGAN
IEEE
Perbandingan spesifikasi ANSI FDDI dengan IEEE Token Ring
RING
FDDI
TOKEN RING
100 Mbps
4 or 16 Mbps
ANSI X3T9.5
Twisted pair or optical fiber
2 km segments
2 km segments
4.500 byte frame maximum
17.999 byte frame maximum
500 active station
260 active stations
4B/ 5B NRZI
Menchester differential
Distributed cklocking control
Centralized clocking control
Multiple connective frames
No connective frames
Timed token bandwidth priority reservation bandwidth
allocation
Distributed recovery
centralized recovery
Tabel 4.2 [fort 89]
Format Frame MAC pada Standar LAN
(a) Token ring
1
SD
1
AC
1
FC
2.6 2.6 >=0
4
1
DA SA DATA FSC ED
1
FS
(b) FDDI (fiber distributed data interface
1
Preamble
1
AC
1
FC
2.6 2.6 >=0
4
1
DA SA DATA FSC ED
1
FS
(b) FDDI ( Fiber Distributed Date Interface)
AC
DA
ED
FC
FCS
FS
SD
SFD
: Access Control
: Destination Address
: Ending Delimiter
: Frame Control
: Frame Check Sequence
: Frame Status
: Starting Delimiter
: Start Frame Delimiter