artikel OSI n switching kom_dat

A.   Model OSI

Model referensi jaringan terbuka OSI atau OSI Reference Model for open networking 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. Model ini disebut juga dengan model "Model tujuh lapis OSI" (OSI seven layer model).

Sebelum munculnya model referensi OSI, sistem jaringan komputer sangat tergantung kepada pemasok (vendor). OSI berupaya membentuk standar umum jaringan komputer untuk menunjang interoperatibilitas antar pemasok yang berbeda. Dalam suatu jaringan yang besar biasanya terdapat banyak protokol jaringan yang berbeda. Tidak adanya suatu protokol yang sama, membuat banyak perangkat tidak bisa saling berkomunikasi.

Model referensi ini pada awalnya ditujukan sebagai basis untuk mengembangkan protokol-protokol jaringan, meski pada kenyataannya inisatif ini mengalami kegagalan. Kegagalan itu disebabkan oleh beberapa faktor berikut:

Standar model referensi ini, jika dibandingkan dengan model referensi DARPA (Model Internet) yang dikembangkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF), sangat berdekatan. Model DARPA adalah model basis protokol TCP/IP yang populer digunakan.

Model referensi ini dianggap sangat kompleks. Beberapa fungsi (seperti halnya metode komunikasi connectionless) dianggap kurang bagus, sementara fungsi lainnya (seperti flow control dan koreksi kesalahan) diulang-ulang pada beberapa lapisan.

Pertumbuhan Internet dan protokol TCP/IP (sebuah protokol jaringan dunia nyata) membuat OSI Reference Model menjadi kurang diminati.

            Pemerintah Amerika Serikat mencoba untuk mendukung protokol OSI Reference Model dalam solusi jaringan pemerintah pada tahun 1980-an, dengan mengimplementasikan beberapa standar yang disebut dengan Government Open Systems Interconnection Profile (GOSIP). Meski demikian. usaha ini akhirnya ditinggalkan pada tahun 1995, dan implementasi jaringan yang menggunakan OSI Reference model jarang dijumpai di luar Eropa.

            OSI Reference Model pun akhirnya dilihat sebagai sebuah model ideal dari koneksi logis yang harus terjadi agar komunikasi data dalam jaringan dapat berlangsung. Beberapa protokol yang digunakan dalam dunia nyata, semacam TCP/IP, DECnet dan IBM Systems Network Architecture (SNA) memetakan tumpukan protokol (protocol stack) mereka ke OSI Reference Model. OSI Reference Model pun digunakan sebagai titik awal untuk mempelajari bagaimana beberapa protokol jaringan di dalam sebuah kumpulan protokol dapat berfungsi dan berinteraksi.

Struktur tujuh lapis model OSI

1. Lapisan Fisik (Physical Layer)

Lapisan ini berfungsi untuk menterjemahkan media transmisi jaringan, bagaimana ethernet bekerja, berupa data-data yang diterjemahkan menjadi bit-bit/sinyal analog dan diteruskan melalui media kabel ke ethernet, dan menjaga koneksi antara media jaringan dengan sistem.

2. Lapisan Data Link (Data Link Layer)

Lapisan ini tugasnya yaitu mengelompokkan bit-bit data yang kemudian dikelompokkan menjadi frame dan diteruskan melalui kartu jaringan (Network Interface Card). Pada lapisan ini juga dilakukan pemeriksaan dan penanganan error apabila terjadi kesalahan antara pengalamatan MAC address pada masing-masing NIC (Networ Interface Card) dan hardware penghubung jaringan lainnya.

Contoh media jaringan pada apliaksi ini adalah: Hub, Switch

3. Lapisan Network (Network Layer)

Lapisan ini bertugas untuk menentukan alamat jaringan tujuan berdasarkan IP address, pada lapisan ini juga dilakukan routing untuk meneruskan data ke alamat jaringan yang berbeda.

Contoh media jaringan pada apliaksi ini adalah: Router, Core Switch

4. Lapisan Transport (Transport layer)

Lapisan ini bekerja pada protokol TCP/UDP, bertugas untuk mengubah frame data menjadi beberapa paket data yang kemudian dikirimkan ke alamat tujuan dan menjamin data sampai ke tempat tujuan, kecuali untuk UDP karena transport data yang dilakukan tidak connection oriented (menjamin data sampai ke tempat tujuan), melainkan connectionless (tidak menjamin data sampai ke tempat tujuan)

5. Lapisan Session (Session Layer)

Lapisan ini bertugas untuk menjaga kedua koneksi yang saling terhubung, dan bertanggung jawab untuk menjaga, memelihara, atau memutuskan koneksi yang sedang berlangsung.

6. Lapisan Presentasi (Presentation Layer)

Lapisan ini bertugas untuk menterjemahkan data yang hendak ditransfer ke sisi aplikasi yang digunakan oleh end user/pengguna akhir
contoh: format ascii yang diubah menjadi tulisan yang bisa dilihat oleh sisi user, pada browser seperti Mozilla Firefox, Opera, dll

7. Lapisan Aplikasi (Application Layer)

Lapisan ini bertugas untuk menyampaikan informasi dari jaringan kepada user lewat aplikasi yang ada, seperti browser, email, dll. Dan sebagai interface anatara pengguna dengan aplikasi.

Contoh aplikasi jaringan yang bekerja ada lapisan ini adalah: Internet Explorer, Microsoft Outlook, Mozilla Firefox

            Karena itulah lapisan OSI sangat berperan dalam arsitektur jaringan, karena masing-masing layer mempunyai tugas dan peran masing-masing, ibarat analogi yang tergambar yaitu proses pengiriman barang dari suatu tempat ke tempat yang lain, dan dalam proses pengiriman itu dilakukan berbagai prosedur pengiriman agar barang yang dikirimkan sampai ke tempat tujuan.

B.   Paket Switching dan Sirkuit Switching

a.      Packet Switching

            Packet switching berkaitan dengan protocol, dimana message dibagi menjadi paket-paket kecil sebelum message itu dikirimkan. Packet switching merupakan salah satu teknologi efektif untuk komunikasi data jarak jauh. Jaringan packet switch merupakan kumpulan distribusi dari node-node packet switch sehingga selalu ada delay waktu antara perubahan status dalam satu porsi dari jaringan dan pengetahuan dari perubahan itu dimana saja. WAN’s (Wide Area Networks) protocol seperti TCP/IP, X.25 dan Frame relay adalah contoh-contoh teknologi yang menggunakan prinsip Paket Switching.

A. Prinsip-prinsip Packet-Switching

            Dalam koneksi data dari terminal ke host, sebagian waktu line dalam keadaan idle. Dengan demikian, dengan koneksi-koneksi data, maka hubungan circuit switch tidak efisien.

            Perbedaan yang mendasar antara Packet Switching dengan Circuit Switching adalah bahwa jalur komunikasi tidak ditujukan untuk meneruskan message dari sumber ke tujuan. Dalam Packet Switching, message-message yang berbeda (ataupun paket-paket yang berbeda) dapat melewati rute yang berbeda, dan ketika ada “dead time” antara sumber dan tujuan, maka jalurnya dapat digunakan oleh rute lain.          

            Dalam jaringan circuit switched, koneksi menyediakan transmisi pada kecepatan data yang konstan. Dengan demikian masing-masing dari 2 device yang dikoneksi harus mentransmit dan menerima pada kecepatan data (data rate) yang sama dengan yang lainnya. Hal ini membatasi pemakaian dari jaringan dalam interkoneksi dari komputer-komputer host dan terminal-terminal. Namun, Circuit Switching dapat digunakan untuk mentransmisikan data secara real time, misalnya audio dan video. Packet Switching lebih efisien untuk data yang bisa menerima delay dalam transmisi, misalnya pesan e-mail dan Web pages.

            Operasi dari packet switching : data ditransmisi dalam paket-paket pendek. Panjang paket 1000 octet (byte). Jika suatu sumber mengirim message yang panjang, maka message tersebut akan dipotong-potong menjadi paket seri (gambar 8.1). Tiap paket mengandung porsi dari data user plus kontrol informasi. Dalam kontrol informasi ini termasuk informasi agar jaringan dapat meletakkan paket melalui jaringan tersebut dan mengirimnya ke tujuan yang sesuai. Pada tiap node, paket diterima, disimpan dan dilewatkan pada node berikutnya.

                                                     

                                                                  Gambar 8.1

Keuntungan dari paket Switching

Efisiensi dari line yang bertambah besar, karena link dari node ke node dapat dibagi secara dinamis oleh banyak paket.

Jaringan packet switched dapat menjalankan konversi data rate.

Jaringan menolak menerima permintaan koneksi tambahan sampai beban pada jaringan berkurang.

Dapat menggunakan prioritas.

Memungkinkan error detection dan correction, fault diagnosis, message sequence checking, reverse billing, verifikasi dari message delivery, dll.

Tujuan dari informasi terdapat pada tiap paket, sehingga beberapa message dapat dikirim dengan cepat ke beberapa tujuan sekaligus.

Teknik Switching

·         Stasiun pemecah pesan yang panjang dalam bentuk paket

·         Paket dikirim segera ke jaringan

·         Paket dikemas dalam 2 cara

1.      Datagram (sebuah paket data yang mengandung alamat terminal atau komputer yang dituju dan bersifat bebas/terpisah dari paket lain yang berkaitan dengan transaksi yang sama)

2.      Sirkuit Virtual

o   Rute sudah direncanakan dahulu, sebelum paket-paket dikirim.

o   Koneksi dibangun antara permintaan dan penerimaan.

o   Setiap paket mempunyai identifikasi sirkuit virtual sebagai alamat tujuan.

o   Setiap paket dapat mencari jalur sendiri.

Perbandingan Circuit Virtual dan Datagram

a.       Circuit Virtual

Jaringan dapat melakukan deretan dan kontrol kesalahan.

Paket diteruskan lebih cepat(tidak perlu jalur khusus).

Kurang handal (Simpul mengalami kegagalan seluruh sirkuit virtual yang melintasi simpul bisa hilang).

b.      Datagram

·         Panggilan untuk setup fase dapat dihindari (lebih baik daripada paket-paket yang sedikit).

·         Lebih Reksible (jika terjadi kegagalan paket berikutnya dapat menemukan rute pengganti).

Operasi Eksternal dan Internal Circuit Vitual dan Datagram

·         Interfase antara stasiun dan simpul Orientasi koneksi

o   Semua paket diidentifikasikan sebagai milik koneksi logik tertentu dan diberi nomor berurutan, sebagai layanan Eksternal Virtual Circuit, mis. X2G.

·         Tanpa Koneksi

o   Paket ditangani terpisah, sebagai layanan External Datagram, yang berbeda dengan operasi Internal diagram.

b.      Circuit Switching

Dalam dunia telekomunikasi, jaringan circuit switching adalah jaringan yang mengalokasikan sebuah sirkuit (atau kanal) yang dedicated di antara nodes dan terminal untuk digunakan pengguna untuk berkomunikasi. Sirkuit yang dedicated tidak dapat digunakan oleh penelepon lain sampai sirkuit itu dilepaskan, dan koneksi baru bisa disusun. Bahkan jika tidak ada komunikasi berlangsung pada sebuah sirkuit yang dedicated, kanal tersebut tetap tidak dapat digunakan oleh pengguna lain. Kanal yang dapat dipakai untuk hubungan telepon baru disebut sebagai kanal yang idle.

Untuk call setup dan pengendalian (dan keperluan administratif lainnya) dapat digunakan sebuah kanal pensinyalan yang dedicated dari node terakhir ke jaringan. ISDN adalah salah satu layanan yang menggunakan sebuah kanal pensinyalan terpisah. Plain Old Telephone Service (POTS) tidak memakai pendekatan ini.

Sebuah metoda untuk membangun, memonitor perkembangan, dan menutup sebuah koneksi adalah dengan memanfaatkan sebuah kanal terpisah untuk keperluan pengontrolan, misalnya untuk links antar telephone exchanges yang menggunakan CCS7 untuk komunikasi call setup dan informasi kontrol dan menggunakan TDM untuk transportasi data di sirkuit tersebut.

Sistem telepon zaman dahulu merupakan contoh penggunaan circuit switching. Pelanggan meminta operator untuk menghubungkan mereka dengan pelanggan lain, yang mungkin berada pada yang sama, atau melalui sebuah inter-exchange link dan operator lain. Dimanapun posisi para pelanggan ini, tetap terbentuk sebuah koneksi antar telepon kedua pelanggan selama hubungan telepon berlangsung. Kawat tembaga yang sedang digunakan untuk koneksi ini tidak dapat digunakan untuk hubungan telepon lain, walaupun para pelanggan ini tidak sedang berbicara dan jalur ini dalam kondisi tidak digunakan (silent).

Akhir-akhir ini sudah dapat dilakukan multiplexing terhadap berbagai koneksi yang terdapat pada sebuah konduktor, namun demikian tetap saja setiap kanal pada link yang mengalami multiplexing selalu berada pada salah satu dari dua kondisi ini : dedicated pada sebuah koneksi telepon, atau dalam keadaan idle. Circuit switching mungkin relatif tidak efisien karena kapasitas jaringan bisa dihabiskan pada koneksi yang sudah dibuat tapi tidak terus digunakan (walaupun hanya sebentar). Di sisi lain, keuntungannya adalah cepatnya membuat koneksi baru, dan koneksi ini bisa digunakan dengan leluasa selama dibutuhkan.

Pendekatan lain adalah packet switching yang membagi data yang akan dikirimkan (misalnya, suara digital atau data komputer) menjadi kepingan-kepingan yang disebut paket, yang lalu dikirimkan melewati sebuah shared network. Jaringan packet switching tidak membutuhkan sebuah sirkuit khusus untuk melakukan koneksi. Dengan pendekatan ini banyak pasangan node dapat melakukan komunikasi yang hampir simultan pada kanal yang sama. Dengan tiadanya koneksi yang dedicated, masing-masing paket yang diberikan dilengkapi dengan alamat tujuan sehingga jaringan dapat mengirimkan paket tersebut ke tujuan yang diinginkan.

Perbandingan Circuit Switching dan Paket Switching Networks

Perbandingan Circuit Switching dan Paket Switching

                         1                                                      2                                                   3

                            Gambar sirkuit dan packet switching

Gambar memperlihatkan perbandingan sederhana dari circuit switching dan 2 bentuk packet switching. Gambar tersebut menunjukkan transmisi dari suatu message melalui 4 node-node, dari suatu stasiun sumber ke node 1 ke stasiun tujuan yang dihubunkan ke node 4.

Disini terdapat tiga tipe delay :

·         Delay penyebaran (propagation delay) : waktu yang dibutuhkan untuk suatu sinyal menyebar dari satu node ke node berikutnya.

·         Waktu transmisi : waktu yang dibutuhkan untuk suatu transmitter mengirim keluar suatu blok data.

·         Node delay : waktu yang dibutuhkan untuk suatu node melaksanakan proses yang perlu seperti men-switch data.

Gambar 1, untuk circuit switching, pertama, suatu permintaan panggilan dikirim melalui jaringan, untuk mengeset suatu koneksi ke tujuan. Jika stasiun tujuan tidak sibuk, maka sinyal panggilan yang diterima dikembalikan. Catatan bahwa delay pemrosesan terjadi pada tiap node selama permintaan panggilan; waktu ini dibutuhkan pada tiap node untuk mengeset rute dari koneksi. Pada kembalinya, proses ini tidak perlu, karena koneksi sudah diset. Setelah koneksi diset, message dikirim sebagai blok tunggal, dengan delay yang tidak terasa pada switching node.

Gambar  2, permintaan virtual circuit menggunakan paket permintaan panggilan, yang terkena delay pada tiap node. Virtual circuit diterima dengan suatu paket penerima panggilan, yang juga mengalami delay node, walaupun rute virtual circuit sudah terbentuk. Alasannya bahwa paket ini menunggu berderet-deret pada tiap node dan harus menunggu gilirannya untuk transmisi. Sekali virtual circuit terbentuk, maka message ditransmisi dalam paket-paket.

Fase dari operasi tidak dapat lebih cepat daripada circuit switching karena circuit switching merupakan proses yang transparan, yang menyediakan data rate yang konstan melalui jaringan. Packet switching memerlukan beberapa delay node pada tiap node dalam path. Hal ini terjadi, karena delay ini merupakan variabel dan akan meningkat dengan meningkatnya beban.

Gambar 3, datagram packet switching tidak memerlukan setup panggilan. Oleh karena itu, untuk message-message pendek, akan lebih cepat daripada virtual circuit packet switching dan mungkin juga circuit switching. Bagaimanapun juga, proses untuk tiap datagram pada tiap node lebih panjang daripada untuk virtual circuit packet. Oleh karena itu, untuk message-message yang panjang, teknik virtual-circuit lebih unggul.

Gambar tsb hanya merupakan salah satu usul untuk menunjukkan hubungan performa dari teknik-teknik tersebut.

Performa yang sebenarnya tergantung pada :

·         Faktor dari host.

·         Ukuran dari jaringan.

·         Topologi.

·         Pola dari beban.

·         Karakteristik dari pertukaran.

Karakteristik-karakteristik lainnya

a.      Circuit switching

Dalam dunia telekomunikasi, jaringan circuit switching adalah jaringan yang mengalokasikan sebuah sirkuit (atau kanal) yang dedicated diantara nodes dan terminal untuk digunakan pengguna untuk berkomunikasi. Sirkuit yang dedicated tidak dapat digunakan oleh penelepon lain sampai sirkuit itu dilepaskan, dan koneksi baru bisa disusun. Bahkan jika tidak ada komunikasi berlangsung pada sebuah sirkuit yang dedicated, kanal tersebut tetap tidak dapat digunakan oleh pengguna lain. Kanal yang dapat dipakai untuk hubungan telepon baru disebut sebagai kanal yang idle.

Menerapkan sebuah path komunikasi yang dedicated (permanen) antara 2 buah station

q    Melibatkan tiga fase :

o   Circuit Establishment

o   Signal Transfer (mungkin analog voice, digitized voice, binary data)

o   Circuit disconnect

q    Kurang efisien karena koneksi tetap established walaupun tidak ada data yang ditransfer

q    Contoh konkret adalah public telephone network, PBX (Public Branches eXchange utk gedung)

q    Tidak complex dalam routing, flow control, dan syarat-syarat error control

                      

b.      Packet switching

          Dalam Packet Switching, data yang ditransmisikan dibagi-bagi ke dalam paket-paket kecil. Jika source mempunyai message yang lebih panjang untuk dikirim, message itu akan dipecah ke dalam barisan-barisan paket. Tiap paket berisi data dari user dan info control. Info control berisi minimal adalah info agar bagaimana paket bisa melalui jaringan dan mencapai alamat tujuan.

          Beberapa keuntungan yang diperoleh dari packet switching :

q    efisiensi line sangat tinggi; hubungan single node-to-node dapat dishare secara dinamis oleh banyak paket. Paket-paket diqueue dan ditransmisikan secepat mungkin. Secara kontras, dalam circuit switching, waktu pada link node-to-node adalah dialokasikan terlebih dahulu menggunakan time-division multiplexing.

q    jaringan packet-switched dapat membuat konversi data-rate. Dua buah station yang berbeda data-ratenya dapat saling menukar paket.

q    ketika traffic mulai padat, beberapa call diblok, yang menunjukkan jaringan menolak permintaan koneksi tambahan sampai beban di jaringan menurun. Dalam packet switchied network, paket masih dapat diterima akan tetapi delay delivery bertambah.

q    prioritas dapat digunakan. Jadi kalau sebuah node mempunyai sejumlah queued packet untuk ditransmisikan, paket dapat ditransmisikan pertama kali berdasarkan prioritas yang lebih tinggi. Paket-paket ini mempunyai delay yang lebih kecil daripada lower-priority packets.