Arsitektur Perangkat Lunak Jaringan

Perangkat lunak jaringan dapat diimplementasikan dengan beberapa cara. Pertama dapat menggunakan arsitektur monolitik, di mana semua fungsi digabung di sebuah modul besar. Cara kedua adalah dengan memisahkan fungsi-fungsi tersebut menjadi beberapa modul, dengan setiap modul dapat berinteraksi dengan modul lain. Cara ketiga adalah dengan memisahkan fungsi-fungsi tersebut menjadi beberapa modul, dan modul disusun dengan lapisan (layer) dengan suatu hirarki tertentu, sehingga 1 modul hanya dapat berkomunikasi dengan 1 modul di atasnya.

Lapisan Protokol Komunikasi

Berikut ini struktur lapisan/ layering pada sistem komunikasi pada 2 buah host/perangkat.

Penomoran lapisan dimulai dari bawah. Layer paling bawah adalah medium fisik, dapat berupa kabel tembaga, fiber optic, wireless dan sebagainya.

Setiap perangkat memiliki susunan layer/lapisan yang sama. Antara setiap layer terdapat interface (antar muka) yang terdefinisi dengan baik. Layer 5 hanya berkomunikasi dengan layer 4. jadi layer 5 tidak tahu dan tidak perlu tahu teknis detail di layer 3,2 dan fisik. Layer 5 di host 1 seakan-akan berkomunikasi dengan layer 5 di host 2 , walaupun sebenarnya data yang dikirim akan melewali layer-layer di bawahnya.

Setiap layer akan memproses header/trailer pada data yang melaluinya. Pada waktu data dikirim, header atau trailer akan ditambahkan pada data yang dikirim. Pada proses  penerimaan, header atau trailer tersebut dipotong, tidak diteruskan ke layer di atasnya.

Aliran Data Pada Lapisan Protokol Komunikasi

 

Berikut ini adalah contoh aliran data dari suatu mesin sumber (source machine) ke mesin tujuan (destination machine). Data M di source dibuat di layer 5. Data ini kemudian dikirimkan ke layer 4. oleh layer 4, data ini ditambahi fitur-fitur tertentu, sesuai dengan tugas layer 4 tersebut. Misalnya adalah dengan ditambah error detection. Fitur error detection ini perlu tambahan data, misal untuk pengecekan parity atau CRC (cyclic redundancy check). data untuk error detection dan data-data lain terkait layer 4 ditambahkan sebagai H4 (header layer 4). H4+M ini kemudian dikirimkan ke layer berikutnya: layer 3. Di layer 3 proses serupa dilakukan, dan layer 3 menambahkan H3, sehingga sekarang data yang dikirim menjadi H3+H4+M. Demikian juga diteruskan di layer 2.

Pada akhirnya data yang betul-betul dikirim secara fisik melalui medium fisik adalah H2+H3+H4+M, dan data ini diterima di destination machine.

pada proses penerimaan di destination machine, proses sebaliknya dilakukan, yaitu header di setiap layer diproses sesuai dengan fitur pada layer tersebut, dan header tersebut dibuang. data yang sudah dibuang headernya dikirim ke layer di atasnya. Jadi di sini misalnya pada layer 2 akan memproses H2 dan membuangnya. sehingga layer 3 akan menerima H3+H4+M. Demikian seterusnya di layer 3.

Pada layer 4, H4 diproses. Jika misalnya di pengiriman H4 berisi kode error detection, maka error detection akan dicek di layer 4 ini. jika hasilnya sesuai, maka data M akan dikirimkan ke layer 5 di destination. jika hasilnya tidak sesuai, maka data tersebut akan dibuang atau diminta untuk dikirim ulang dari source machine, tergantung mekanisme protokol yang dipilih.

Aliran Data Dengan Pemotongan Data

Salah satu layanan dari layer komunikasi adalah layer atas tidak perlu tahu dan dibatasi oleh kondisi layer bawah. Secara sistem engineering hal ini disebut sebagai ‘abstraksi’.

Sebagai contoh adalah masalah ukuran data. Dari sisi pemakai atau pembuat aplikasi tentunya hanya ingin mengirim data dengan ukuran berapapun, tidak ingin direpotkan dengan pembatasan ukuran data. sedangkan di sisi fisik hanya mampu mengirim data dengan ukuran data.

Misal Wifi maksimum 2346 byte, dan kabel ethernet maksimuk 1536 byte. akan repot bagi user ketika ingin browsing ke suatu situs, tapi harus memilih ukuran data maksimum 2346 byte atau 1536, tergantung jaringannya sedang menggunakan kabel, atau tethering via wireless ke smartphone.

Dalam contoh ini layer 3 tidak sanggup mengirim data M secara utuh, sehingga data harus dipisahkan menjadi 2 segmen, yaitu M1 dan M2, kemudian masing=masing bagian ini dikirim sebagai 2 pesan terpisah: M1 dan M2 ke layer 3. Layer 3 H4+M , namun memecahnya menjadi 2 bagian: H3+H4+M1 dan H3+M2. Layer 2 meneruskan keduanya tanpa tahu bahwa M1 dan M2 sebenarnya berhubungan. layer fisik juga hanya meneruskannya saja.

Di penerima, kedua pesan yang mengandung M1 dan M2 ini diterima sampai ke layer 3 seperti biasa. Di layer 3 kedua pesan M1 dan M2 digabung, kemudian baru dikirim ke layer 4. Dalam prakteknya dapat saja kedua pesan M1 dan M2 tersebut sampai tidak berurutan atau ada yang hilang, sehingga layer 3 perlu melakukan tindakan-tindakan untuk mengatasinya.

Aliran Data Dengan Perantara

Gambar sebelumnya menunjukkan aliran data antara 2 perangkat saja. Dalam prakteknya, jaringan melibatkan 1 atau lebih perangkat penghubung (connecting device) sebagai perantara, seperti switch dan router.

Pada gambar ini, terdapat sumber (source) A yang mengirimkan data ke tujuan (destination) B.

Model jaringan yang dipakai di sini adalah TCP/IP, dengan layernya adalah pysical, datalink, network, transport dan application.

Di antara keduanya terdapat switch dan router. switch di sini fungsinya menghubungkan secara fisik antara source ke router, dan router ke destination. Di dalam switch dan router terdapat juga layer-layer jaringan.

Pada switch, layer yang diurus adalah fisik sampai ke datalink.

Pada router, layer yang diurus adalah fisik sampai ke network. Pada source dan destination, layernya ada lengkap, dari physical sampai application.

 

Perangkat lunak jaringan dapat diimplementasikan dengan beberapa cara. Pertama dapat menggunakan arsitektur monolitik, di mana semua fungsi digabung di sebuah modul besar. Cara kedua adalah dengan memisahkan fungsi-fungsi tersebut menjadi beberapa modul, dengan setiap modul dapat berinteraksi dengan modul lain. Cara ketiga adalah dengan memisahkan fungsi-fungsi tersebut menjadi beberapa modul, dan modul disusun dengan lapisan (layer) dengan suatu hirarki tertentu, sehingga 1 modul hanya dapat berkomunikasi dengan 1 modul di atasnya.

Lapisan Protokol Komunikasi

Berikut ini struktur lapisan/ layering pada sistem komunikasi pada 2 buah host/perangkat.

Penomoran lapisan dimulai dari bawah. Layer paling bawah adalah medium fisik, dapat berupa kabel tembaga, fiber optic, wireless dan sebagainya.

Setiap perangkat memiliki susunan layer/lapisan yang sama. Antara setiap layer terdapat interface (antar muka) yang terdefinisi dengan baik. Layer 5 hanya berkomunikasi dengan layer 4. jadi layer 5 tidak tahu dan tidak perlu tahu teknis detail di layer 3,2 dan fisik. Layer 5 di host 1 seakan-akan berkomunikasi dengan layer 5 di host 2 , walaupun sebenarnya data yang dikirim akan melewali layer-layer di bawahnya.

Setiap layer akan memproses header/trailer pada data yang melaluinya. Pada waktu data dikirim, header atau trailer akan ditambahkan pada data yang dikirim. Pada proses  penerimaan, header atau trailer tersebut dipotong, tidak diteruskan ke layer di atasnya.

Aliran Data Pada Lapisan Protokol Komunikasi

 

Berikut ini adalah contoh aliran data dari suatu mesin sumber (source machine) ke mesin tujuan (destination machine). Data M di source dibuat di layer 5. Data ini kemudian dikirimkan ke layer 4. oleh layer 4, data ini ditambahi fitur-fitur tertentu, sesuai dengan tugas layer 4 tersebut. Misalnya adalah dengan ditambah error detection. Fitur error detection ini perlu tambahan data, misal untuk pengecekan parity atau CRC (cyclic redundancy check). data untuk error detection dan data-data lain terkait layer 4 ditambahkan sebagai H4 (header layer 4). H4+M ini kemudian dikirimkan ke layer berikutnya: layer 3. Di layer 3 proses serupa dilakukan, dan layer 3 menambahkan H3, sehingga sekarang data yang dikirim menjadi H3+H4+M. Demikian juga diteruskan di layer 2.

Pada akhirnya data yang betul-betul dikirim secara fisik melalui medium fisik adalah H2+H3+H4+M, dan data ini diterima di destination machine.

pada proses penerimaan di destination machine, proses sebaliknya dilakukan, yaitu header di setiap layer diproses sesuai dengan fitur pada layer tersebut, dan header tersebut dibuang. data yang sudah dibuang headernya dikirim ke layer di atasnya. Jadi di sini misalnya pada layer 2 akan memproses H2 dan membuangnya. sehingga layer 3 akan menerima H3+H4+M. Demikian seterusnya di layer 3.

Pada layer 4, H4 diproses. Jika misalnya di pengiriman H4 berisi kode error detection, maka error detection akan dicek di layer 4 ini. jika hasilnya sesuai, maka data M akan dikirimkan ke layer 5 di destination. jika hasilnya tidak sesuai, maka data tersebut akan dibuang atau diminta untuk dikirim ulang dari source machine, tergantung mekanisme protokol yang dipilih.

Aliran Data Dengan Pemotongan Data

Salah satu layanan dari layer komunikasi adalah layer atas tidak perlu tahu dan dibatasi oleh kondisi layer bawah. Secara sistem engineering hal ini disebut sebagai ‘abstraksi’.

Sebagai contoh adalah masalah ukuran data. Dari sisi pemakai atau pembuat aplikasi tentunya hanya ingin mengirim data dengan ukuran berapapun, tidak ingin direpotkan dengan pembatasan ukuran data. sedangkan di sisi fisik hanya mampu mengirim data dengan ukuran data.

Misal Wifi maksimum 2346 byte, dan kabel ethernet maksimuk 1536 byte. akan repot bagi user ketika ingin browsing ke suatu situs, tapi harus memilih ukuran data maksimum 2346 byte atau 1536, tergantung jaringannya sedang menggunakan kabel, atau tethering via wireless ke smartphone.

Dalam contoh ini layer 3 tidak sanggup mengirim data M secara utuh, sehingga data harus dipisahkan menjadi 2 segmen, yaitu M1 dan M2, kemudian masing=masing bagian ini dikirim sebagai 2 pesan terpisah: M1 dan M2 ke layer 3. Layer 3 H4+M , namun memecahnya menjadi 2 bagian: H3+H4+M1 dan H3+M2. Layer 2 meneruskan keduanya tanpa tahu bahwa M1 dan M2 sebenarnya berhubungan. layer fisik juga hanya meneruskannya saja.

Di penerima, kedua pesan yang mengandung M1 dan M2 ini diterima sampai ke layer 3 seperti biasa. Di layer 3 kedua pesan M1 dan M2 digabung, kemudian baru dikirim ke layer 4. Dalam prakteknya dapat saja kedua pesan M1 dan M2 tersebut sampai tidak berurutan atau ada yang hilang, sehingga layer 3 perlu melakukan tindakan-tindakan untuk mengatasinya.

 

Aliran Data Dengan Perantara

Gambar sebelumnya menunjukkan aliran data antara 2 perangkat saja. Dalam prakteknya, jaringan melibatkan 1 atau lebih perangkat penghubung (connecting device) sebagai perantara, seperti switch dan router.

Pada gambar ini, terdapat sumber (source) A yang mengirimkan data ke tujuan (destination) B.

Model jaringan yang dipakai di sini adalah TCP/IP, dengan layernya adalah pysical, datalink, network, transport dan application.

Di antara keduanya terdapat switch dan router. switch di sini fungsinya menghubungkan secara fisik antara source ke router, dan router ke destination. Di dalam switch dan router terdapat juga layer-layer jaringan.

Pada switch, layer yang diurus adalah fisik sampai ke datalink.

Pada router, layer yang diurus adalah fisik sampai ke network. Pada source dan destination, layernya ada lengkap, dari physical sampai application.

Proses Encapsulation Dan Decapsulation

Pada komunikasi data melalui layer-layer tersebut, terjadi proses penambahan header dan pemotongan header. Proses penambahan header disebut juga sebagai proses encapsulation. Pada proses ini data dari layer di atasnya seakan-akan ‘dibungkus’ dengan header yang ditambahkan. Pada bagian penerimaan data, terjadi proses pemotongan header. Proses ini disebut sebagai ‘decapsulation’. Pada proses ini seakan-akan ‘bungkus’ dari layer tersebut dibuka, kemudian isi dari ‘bungkus’ tersebut dikirmkan ke layer di atasnya.