Beranda > LAN Switching first-step > Model OSI: Implementasi dan Keterkaitan antar Layer

Model OSI: Implementasi dan Keterkaitan antar Layer

Layer bagian atas pada model Open System Interconnection (OSI), dimana terdapat data user, membutuhkan layer bagian bawah, seperti halnya kereta api memerlukan rel untuk bergerak dari A ke B. Layer bagian bawah -physical, data link, dan network- inilah yang berfungsi sebagai “jalan raya” atau “rel kereta” bagi data user, memungkinkan data untuk bergerak melintasi network, seperti ketika seorang mengirimkan e-mail atau browsing-browsing internet.

Layer 1: Physical Layer

physical layer menggerakkan arus bit (sinyal) dari satu titik ke titik lain melintas melalui penghantar, dalam hal ini kabel network, mulai dari transmitter (perangkat yang mengirimkan sinyal) dan berhenti pada receiver (perangkat yang menerima sinyal). Sebagai contoh, ketika kita melakukan percakapan dengan orang lain via telepon, mulut kita adalah bagian dari transmitter dan telinga orang lain itu berfungsi sebagai receiver. Sinyal dapat berupa impulse listrik saat dihantarkan via tembaga, berupa cahaya jika dihantarkan oleh kabel fiber-optic, atau berupa sinyal radio saat dihantarkan oleh udara.

Physical layer terdiri dari :

  • Signal: Data yang dihantarkan berada dalam bentuk bit-bit (1 dan 0), yang kemudian di konversi kedalam impulse listrik (gelombang sinus), sinyal radio, atau denyutan cahaya.
  • Hardware: Transmitter, receiver, repeater, regenerator, atau hub.
  • Media: Coaxial (coax), fiber-optic, atau kabel tembaga/copper (shielded dan unshielded twisted-pair); dan udara bagi sinyal wireless.

Signal

Sinyal, berkaitan dengan pengkabelan, adalah informasi-informasi yang dikirimkan melintasi medium dalam bentuk elektronik atau optik (light/cahaya).

Ada 2 tipe sinyal elektronik : analog dan digital. Sinyal analog digambarkan sebagai gelombang berkelanjutan, seperti pada gambar berikut :

nalog

Berlainan dengan gelombang berkelanjutan dari sinyal analog, sinyal digital terdiri dari nilai-nilai yang diukur pada interval diskrete, atau gelombang bujur sangkar, seperti pada gambar :

digital

Perbedaan antara analog dan digital dapat didemonstrasikan dengan melihat pada kedua jam analog dan digital dibawah ini :

analogvsdigital

Jam tangan digital menampilkan satu nilai (10:54) dan kemudian nilai selanjutnya (10:55) tanpa menunjukkan semua nilai-nilai diantara keduanya. Karena itu, jam digital hanya menampilkan angka-angka waktu tertentu misal tiap menit. Sebaliknya, jam tangan analog bergerak secara berkelanjutan (continue) memutari angka-angka pada jam.

Kita mengalami kehidupan sehari-hari dalam mode analog; penglihatan adalah analog karena kita merasakan gradasi bentuk dan warna tanpa batas. Sebuah pidato juga merupakan analog karena terdapat variasi nada tak terbatas yang membentuk suara yang kita dengar. Gambar berikut menunjukkan bahwa analog mengalir dengan bebas sedangkan digital mengalir secara presisi.

analogvsdigital2

Hardware

Transmitter adalah perangkat yang mengirimkan sinyal, receiver adalah perangkat yang menerima sinyal, sedangkan repeater adalah perangkat network yang digunakan untuk mengkopi dan memperkuat sinyal dalam perjalanan antara transmitter dan receiver. Repeater digunakan dalam sistem transmisi untuk memperbarui sinyal analog atau digital yang terdistorsi karena hilangnya data saat transmisi. Repeater analog memperkuat sinyal, sedangkan repeater digital merekonstruksi sinyal dengan kualitas yang mendekati aslinya. Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, repeater analog dan digital selain memperkuat sinyal juga sekaligus memperkuat gangguan (noise) yang ada. Regenerator memperkuat sinyal tanpa meningkatkan gangguan (noise). Tetapi, implementasi regenerator jauh lebih mahal daripada repeater. Repeater dan regenerator dapat digunakan untuk sinyal elektronik, optik dan wireless, dan digunakan dalam transmisi jarak jauh. Repeater digunakan untuk menghubungkan LAN-LAN yang bertipe sama, misal ethernet LAN dengan ethernet LAN.

5-repeater

Hub juga digunakan untuk menghubungkan LAN kecil dengan jumlah perangkat yang umumnya tidak lebih dari 24 mesin. Hub adalah repeater dengan port yang lebih banyak, dan saat frame tiba pada salah satu port, frame tersebut akan dikirim ulang (repeated) ke semua port lainnya sehingga semua segment LAN dapat menerima frame, seperti yang terlihat pada gambar.

hub

Gambar diatas menunjukkan host Q mengirimkan traffik, dalam bentuk frame, kedalam network menuju port pada hub. Frame-frame ini kemudia diterima oleh mesin-mesin lain yang terhubung pada Hub yang sama, termasuk host Q yang mengirimkan traffik tadi. Host Q akan mengabaikan frame yang datang kembali. Tetapi host-host lain harus memeriksa setiap frame untuk bisa mengetahui apakah frame itu ditujukan buat mereka atau tidak.

Media

Medium network menyediakan koneksi fisik dari pengirim (sender) kepada penerima (receiver. Udara adalah medium yang digunakan dalam komunikasi wireless, dan kabel adalah medium yang dipakai pada komunikasi wireline (non-wireless). Saat ini ada 3 tipe kabel network yang digunakan :

  • Kabel Twisted-pair, seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, ada 2 jenis kabel ini : unshielded twisted-pair (UTP) dan shielded twisted-pair (STP).
    • UTP adalah tipe kabel yang populer yang terbuat dari dua kawat tak terlindung (unshielded) yang dililitkan satu sama lain. Karena harganya yang murah, kabel UTP banyak dipakai pada sambungan LAN dan telepon. Kabel UTP tidak menyediakan bandwidth yang besar atau perlindungan dari electromagnetic interference (EMI) seperti yang ditawarkan oleh kabel coaxial atau fiber-optic.
    • STP adalah salah satu tipe kawat tembaga telepon yang didalamnya terdapat 2 kawat yang saling dililitkan dan dibungkus dengan lapisan pelindung. Pembungkusan pada STP melindungi transmisi dari EMI yang dapat menyebabkan penurunan atau hilangnya sinyal.

      7-twisted-pair

  • Kabel Coaxial seperti pada gambar dibawah ini adalah salah satu tipe kabel yang menghantarkan impulse listrik dan terbuat dari kabel di tengah-tengah yang dikelilingi oleh suatu pelapis dan sebuah konduktor. Pelapis ini meminimalisir EMI dan RFI dan merupakan tipe kabel utama yang digunakan dalam industri tv kabel (CATV).
    coaxial-cable
  • Kabel Fiber-optic adalah tipe kabel yang menggunakan kaca atau fiber untuk mentransmisikan data. Seperti pada gambar, kabel fiber-optic terdiri dari bundelan benang-benang kaca, yang masing-masing mentransmisikan data via gelombang cahaya. Kaca ini dibungkus dengan pelapis dan mantel, dan diperkuat dengan memperkuat fiber dan membungkusnya dalam sampul kabel.

    9-fiber-optic

Layer 2: Data Link

Apakah yang dihantarkan oleh sinyal-sinyal tersebut diatas? Sinyal-sinyal tersebut menghantarkan data-data user dalam bentuk frame. Frame terdapat pada layer 2 dan memindahkan data didalam network. Topologi networklah yang menentukan dengan perangkat yang mana frame-frame ini akan dipertukarkan.

Jika host-host didalam network harus berkomunikasi secara langsung, maka topologi full-mesh paling cocok diimplementasikan. Namun, seringkali kasusnya tidak seperti itu, lebih sering kita jumpai masing-masing host saling berkomunikasi mealui titik pusat, seperti pada topologi star.

Full mesh

Semua mesin saling terhubung dengan banyak interkoneksi yang redundan antar mesin. Pada topology mesh yang sebenarnya, setiap mesin terhubung dengan semua mesin lainnya.

14-fullmesh

Digunakan jika mesin-mesin (host) harus berkomunikasi langsung dengan yang lain. Topologi ini kemungkinan digunakan pada linkungan peer-to-peer dengan kebutuhan frekuensi sharing file yang tinggi. Tantangannya disini adalah jumlah koneksi tiap host yang harus di maintain.

Formula untuk menentukan total link yang dibutuhkan pada topologi ini adalah (n2 – n)/2, dengan n adalah jumlah mesin.

Pada lingkungan WAN, topologi full-mesh kemungkinan digunakan dalam lingkungan VPN karena mudahnya mengkonfigurasi beberapa tempat yang terhubung satu sama lain.

Star

Semua mesin terhubung pada hubu pusat. Mesin-mesin berkomunikasi dengan melalui hub.

15-star

Ini adalah topologi yang paling banyak diterapkan pada LAN-LAN saat ini. Dalam topologi star, semua perangkat LAN terhubung pada satu titik, hub atau switch. Titik pusat ini memungkinkan semua mesin untuk saling berkomunikasi dengan mesin lainnya secara tidak langsung. Keuntungan menggunakan topology ini adalah setiap host hanya punya satu koneksi yang harus di maintain. Satu kelemahannya adalah jika satu titik point down maka semua koneksi antar mesin juga gagal.

Formula untuk menghitung jumlah link yang dibutuhkan dalam topologi star adalah : n-1, dimana n adalah jumlah mesin (node).

Dalam lingkungan WAN, topologi star biasa digunakan untuk menyediakan koneksi antar lokasi yang berjauhan, seperti beberapa kantor dalam jaringan perusahaan.

Ring

Semua perangkat terhubung satu sama lain membentuk lingkaran, sehingga setiap perangkat terhubung langsung dengan 2 perangkat yang lain, satu untuk setiap sisinya.

16-ring

Topologi ring sering digunakan ketika dibutuhkan banyak redundansi dalam satu network. Karena itu, jika salah satu segment mengalami kegagalan, setiap perangkat network masih tetap bisa berkomunikasi satu sama lain menggunakan putaran ring yang lain.

Topologi boleh jadi dipakai untuk menyediakan koneksi MAN, yang mungkin menggunakan WDM.

Tree

Topologi hibrid. Beberapa group topologi star dihubungkan pada satu koneksi backbone.

17-tree

Topologi tree digunakan saat dibutuhkan hirarki network untuk mengelompokkan beberapa user misal berdasarkan lokasi atau kesamaan pekerjaan.

Topologi ini sering dijumpai pada lingkungan WAN.

Setiap layer pada model OSI bisa saja memakai topologi-nya masing-masing. Misalnya, setiap perangkat network bisa saja secara fisik terhubung dalam topologi star tapi secara logik bekerja selayaknya topologi ring. Perhatikan kedua gambar dibawah ini yang menunjukkan implementasi Token Ring.

10-token-ring

11-token-ring-logik

Frames

Komponen Frame Fungsi
Header Menentukan awal dari frame dan menyimpan informasi address source dan destination layer 2.
Payload Membawa data dari layer 3, seperti paket dari network layer yang berisi data user.
Trailer Menentukan akhir dari frame dan membawa informasi error-detection dalam bentuk cyclic redundancy check (CRC)

Hardware

Jika beberapa perangkat membutuhkan kelebihan dari sebuah repeater, maka digunakanlah sebuah hub karena hub sebenarnya adalah repeater dengan port yang lebih banyak (multiport). Ingat bahwa dengan hub, sinyal yang diterima pada salah satu port akan dikirim ulang (repeated) ke semua port yang lain. Seperti halnya hub adalah repeater multiport, bridge adalah hub multiport. Bridge menghubungkan 2 LAN atau 2 segment dalam satu LAN yang menggunakan protokol yang sama, misal ethernet. Bridge menyimpan tabel address dari setiap mesin dalam network, yang disebut tabel MAC. Dengan memantau LAN, bridge dapat mengenali setiap mesin termasuk anggota dari segment yang mana dan mengisi tabel dengan MAC address sumber yang berada pada setiap frame yang datang.

Bridge bekerja pada layer data link (OSI layer 2) dan dapat menggunakan protokol apa saja. Bridge dengan multiport dapat melakukan fungsi sebagai switch. Switch juga bekerja pada layer data link dan bebas menggunakan protokol apa saja.

Layer 3 Ke atas

Topologi logik pada layer 3 dimungkinkan oleh adanya topologi logik pada layer 2 (data link) dan topologi fisik pada layer 1(physical) yang berada dibawahnya. Sebuah paket memiliki address tujuan (source) dan asal (destination), seperti halnya sebuah surat kertas memiliki alamat pengirim dan penerima. Sebuah surat, atau paket, tidak peduli pada layer logik dan fisik dibawahnya yang menyusun jalur jalannya paket.

12-logical-path

Topologi fisik diilustrasikan oleh jalan antara rumah dan kantor pos. Topologi fisik ini dipecah menjadi beberapa segment oleh rambu-rambu lalu lintas pada beberapa titik ditengah perjalanan. Topologi logik disini adalah garis lurus dari rumah menuju kantor pos, tidak terpengaruh oleh adanya rambu-rambu lalu lintas dalam perjalanan. Pengiriman surat dari rumah menuju kantor pos dipengaruhi ketika tidak ada jalur fisik sama sekali, seperti ketika semua jalan ditutup/diblok.

Paket

Karena paket dan frame bekerja pada layer yang berbeda (layer 3 dan 2), maka masing-masing terlibat pada aspek yang berbeda dalam network. Sebuah paket perlu tahu kemana dia harus pergi dan dari mana dia datang, sama seperti halnya sebuah surat harus menyertakan alamat pengirim dan penerima supaya penerima bisa memberikan surat balasan.

Paket hanya terpengaruh oleh topologi fisik dan logik layer dibawahnya jika terjadi kegagalan yang menyebabkan jalur ke tujuan menjadi rusak.

Hardware

Hub dan repeater dapat dijumpai pada layer 1, bridge dan switch pada layer 2, dan router berada pada layer 3. Router adalah perangkat network yang menerima dan mem-forward paket data melintasi network. Router menghubungkan 2 atau lebih network bersama-sama; seringnya berupa WAN, tetapi router juga dapat digunakan untuk menghubungkan LAN dan WAN, seperti Internet saat ini.

router

Router bekerja pada layer 3 model OSI untuk memeriksa header setiap paket. Dari header router dapat menentukan jalur dimana paket harus diforwardkan. Hal ini mirip seperti keputusan yang harus kita buat saat kita melihat papan keberangkatan pada pada stasiun kereta api untuk menentukan jalur mana yang akan kita pilih. Router menentukan jalur setiap paket berdasarkan pada tabel routing.

  1. Oktober 26, 2009 pukul 4:38 am

    minta tolong dunk …. gue gi ada tugas nihhh….. tolong cariin tulisan tentang model osi dan impelemntasi penerapannya “contoh aplikasi streaming permodelan pada osi” tapi tuh cuma contoh… tolong cariin yg lain ya….

    blog ini top abiz deh gue dah searching paman google ini ide yg terbaik buat gue.. sekali lagi thank ya… mohon balasan secepatnya ya….

  2. basyier
    Januari 13, 2010 pukul 3:07 am

    Bisa minta tolong perusahaan / vendor yg biasa mengerjakan pekerjaan ini? Pls contact person ya? Thx

  1. April 17, 2009 pukul 9:53 am

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: