Suatu komputer atau perangkat dapat berkomunikasi ke perangkat lain melalui suatu media fisik. Untuk dapat berkomunikasi, perlu ada protokol-protokol dengan sejumlah algoritma tertentu. Protokol-protokol tersebut dilaksanakan oleh suatu modul komunikasi pada komputer / perangkat tersebut.

Berikut ini adalah uraian fungsi-fungsi yang perlu ditangani oleh suatu modul komunikasi. Fungsi-fungsi ini dalam prakteknya tersebar di perangkat keras dan perangkat lunak.

Keandalan pada Jaringan Komputer

Aspek keandalan di sini maksudnya adalah apakah data dapat diterima dengan baik. Agar data dapat diterima dengan baik, perlu ada pendeteksian kesalahan (error detection), misal yang sederhana dengan parity. Ada juga algoritma yang selain mampu mendeteksi kesalahan pada data, dapat juga sekaligus memperbaiki kesalahan tersebut. Prinsipnya adalah dengan mengirimkan data lebih banyak daripada yang diperlukan, sehingga kalau ada kesalahan maka dapat dilakukan perbaikan (recovery).

Jika data rusak tidak dapat diperbaiki, maka perlu ada mekanisme untuk melakukan pengiriman ulang data tersebut.

Jalur komunikasi pada jaringan juga dapat terputus. Untuk mengatasi hal ini, dapat dibuat jaringan dengan jalur komunikasi yang dobel, sehingga kalau ada jaringan yang terputus maka dapat menggunakan jalur lain atau jalur cadangan. Mekanisme ini dinamakan routing atau pencarian jalur.

Evolusi Jaringan

Suatu jaringan secara perlahan-lahan dapat berkembang menjadi besar. Maka akan timbul beberapa permasalahan. Setiap perangkat pada jaringan harus dapat diidentifikasi secara unik. Untuk itu diperlukan suatu mekanisme penomoran atau pengalamatan yang dapat membedakan semua perangkat yang terhubung di jaringan. Sebagai contoh, protokol IP (Internet Protocol) versi 4 dibuat di tahun 1970an. Protkol ini memiliki ruang alamat sebesar 32 bit, jadi dapat membedakan sebanyak 2 pangkat 32 atau sekitar 4 milyar perangkat. Jumlah ini tidak jelas tidak cukup, karena penduduk dunia saja sudah 7 milyar. Jika setiap orang memiliki beberapa perangkat, maka pengalamatan 32 bit tidak cukup. Sebagai solusinya, pada tahun 1998 diperkenalkan protokol IP versi 6 , dengan ruang alamat sebesar 128 bit.
Manusia juga susah mengenali komputer dengan angka. Maka digunakan mekanisme penamaan pada perangkat yang terhubung pada jaringan.
Protokol yang dipakai di jaringan juga berbeda-beda, sehingga perlu ada mekanisme khusus ketika suatu data dilewatkan dari suatu jaringan ke jaringan lain. sebagai contoh, protokol wireless (WiFi) dan kabel ethernet memiliki ukuran maksimum paket yang berbeda. wifi memakai ukuran frame 2346, sedangkan ethernet memakai ukuran frame 1536. Perlu ada mekanisme supaya data ini dapat lewat pada kedua protokol tersebut tanpa terpotong atau hilang.
Scalability maksudnya adalah jaringan mesti dapat tetap berfungsi dengan baik ketika ukurannya membesar, baik dari segi jumlah perangkat yang terhubung, kecepatan jaringan maupun jarak secara fisik.

Alokasi Sumber Daya

Jaringan komunikasi memerlukan sumber daya fisik untuk dapat berfungsi. Sumber daya ini terutama adalah kapasitas jalur transmisi. Selain itu juga ada sumber daya pada alat komputasi yang dipakai, meliputi kecepatan CPU, kapasitas memori dan kecepatan input-output. SUmber daya ini harus dipakai bersama dengan baik. jangan sampai ada 1 perangkat yang memonopoli pemakaian sumber daya, sehingga pemakai lain terganggu.
Jaringan dipakai bersama-sama oleh banyak pengguna, dengan besaran pemakaian berubah-ubah, sehingga perlu ada mekanisme untuk membagi alokasi secara dinamis. Pemakaian akan bertambah dan berkurang secara dinamis, jadi sumber daya perlu dialokasikan secara dinamis, tidak dapat dialokasikan secara statik di awal.
perangkat di jaringan juga memiliki kecepatan yang berbeda beda, dari perangkat yang lambat seperti mikrokontroler pada Internet of Things, ada juga yang mencapai kecepatan Gigabit. Perangkat yang lambat hanya dapat menerima data secara lambat, sehingga perlu ada mekanisme pengendalian arus (atau flow control). Perlu ada koordinasi antar perangkat, supaya kecepatan pengiriman disesuaikan dengan kecepatan penerimaan data.
Jalur komunikasi juga dapat memiliki pemakaian melebihi kapasitas, atau dikenal dengan istilah congestion (kongesti). Pada kasus kongesti, jalur komunikasi terlalu padat, sehingga kualitas jaringan menurun, terutama latensi (jeda waktu antara pengiriman dan penerimaan) dan kecepatan transfer data. Salah satu solusinya adalah koordinasi kecepatan pengiriman supaya tidak terjadi kongesti.
beberapa aplikasi memerlukan kualitas jaringan yang bagus, misal jaringan dengan latensi yang terjaga (atau real time delivery). Untuk menjaga kualitas layanan seperti ini diperlukan mekanisme Quality of Service (QoS).

Keamanan Jaringan

Jaringan komputer juga perlu diamankan. Hal-hal yang perlu dicapai adalah kerahasiaan, keutuhan dan autentikasi.
Kerahasiaan (confidentiality) maksudnya adalah data tidak dapat dibaca oleh pihak yang tidak berhak. Data yang dikirim dikunci dengan suatu password, sehingga hanya pihak yang memiliki password tersebut yang dapat membaca data tersebut.
Integritas (Integrity) maksudnya adalah data tidak dapat diubah. Jika dilakukan perubahan oleh pihak lain, maka kejadian ini dapat dideteksi.
Authentication (autentikasi) maksudnya adalah identitas pengirim data tidak dapat dipalsukan. Identitas pengirim dikodekan ke dalam data yang dikirim dengan kunci khusus yang hanya dimiliki pengirim. Penerima dapat melakukan verifikasi terhadap kode tersebut.

Referensi

• Tanenbaum & Wetherall, Computer Networks 5th edition,  Prentice Hall 2011