Data Link Layer

Data Link Layer - Pendahuluan Bertanggung jawab utk memindahkan pesan (message) dari satu device (komputer) ke device berikutnya Bertanggung jawab utk transmisi yg handal dari paket melalui suatu link Data Link Layer Physical Layer Network Layer

Data Link Layer Fungsi-fungsi yang diperlukan pada data link layer Framing Error control Flow control

Kontrol Error Menangani error jaringan yg disebabkan masalah transmisi Network errors mis, perubahan nilai suatu bit saat transmisi Dikendalikan oleh network hardware dan software Human errors: mis., kesalahan dlm pengetikan angka Dikendalikan oleh program aplikasi Kategori dari error jaringan Data terkorupsi (perubahan data) Data hilang

Kontrol Error (Cont.) Laju Error (Error Rate) Burst error Bit error rate (BER) menunjukan probabilitas bit terkena error. Harga tipikal BER = 10-9 utk link electrik, dan 10-12 untuk link optik 1 bit error dlm n bit yg ditransmisikan. mis., 1 dlm 100,000  Bit Error rate (BER) = 10-5 Burst error Banyak bit yg terkorupsi pd saat bersamaan Error-error tdk terdistribusi secara uniform Fungsi-fungsi utama Mencegah error Mendeteksi error Mengkoreksi errors

Sumber-Sumber Error Noise saluran dan distorsi – penyebab utama Lebih mungkin pd media elektrik Sinyal elektrik yg tdk diinginkan Disebabkan gangguan peralatan dan alam Menurunkan performansi suatu circuit Tanda-tanda Bit-bit extra Bit-bit berubah (“flipped” bits) Bit-bit hilang

Teknik Deteksi Error Parity checks (Vertical Redundancy Check) Longitudinal Redundancy Checking (LRC) Polynomial checking Checksum Cyclic Redundancy Check (CRC)

Parity Checking Satu yg paling tua dan paling sederhana Satu bit ditambahkan pd tiap karakter Even parity: penambahan 1 bit parity  jumlah bit 1 genap (even) Odd parity : penambahan 1 bit parity  jumlah bit 1 ganjil (odd) Sisi penerima kalkulasi ulang parity bit Jika satu bit mengalami error transmisi jumlah bit 1 tdk sesuai dg parity yg digunakan Sederhana, tetapi tdk dp mendeteksi semua error Jika dua (atau sejumlah genap) bit mengalami error, parity check tampak benar Mendeteksi sekitar 50% dari error

Contoh Penggunaan Parity Utk dikirimkan: huruf V pd 7-bit ASCII: 0110101 sender receiver 01101010 EVEN parity parity Jum semua 1 ditransmisikan EVEN sender receiver 01101011 ODD parity parity Jum semua 1 ditransmisikan ODD

LRC - Longitudinal Redundancy Checking Tambahkan karakter tambahan (bukan satu bit) Block Check Character (BCC) pd tiap blok data Ditentukan spt parity, tetapi menghitung secara longitudinal pd pesan (dan juga secara vertikal) Kalkulasi berdasarkan pd bit ke-1, ke-2 dst (dari semua karakter) pd blok Bit ke-1 dari BCC  jumlah 1 pada bit ke-1 dari karakter Bit ke-2 dari BCC  jumlah 1 pada bit ke-2 dari karakter Perbaikan signifikan dibandingkan parity checking 98% laju deteksi error utk burst errors ( > 10 bit) Kurang mampu deteksi single bit errors

Penggunaan LRC Utk Deteksi Error Pengirim : Penerima :

Polynomial Checking Tambahkan 1 atau lebih karakter pd akhir pesan (berdasarkan algoritma matematik) Dua tipe: Checksum dan CRC Checksum Kalkulasi dg menambahkan nilai desimal dari tiap karakter pd pesan Bagi total dg255 dan Simpan sisanya (nilai 1 byte) dan gunakan ini sbg checksum 95% efektif Cyclic Redundancy Check (CRC) Dihitung dg kalkukasi sisa ke problem pembagian

Cyclic Redundancy Check (CRC) P / G = Q + R / G Message (dianggap sbg bil. biner yg panjang) Sebuah bil tetap (menentukan panjang R) Remainder: Ditambahkan ke message sbg EDV Dp 8 bit, 16 bit, 24 bit, atau 32 bit Quotient (keseluruhan bil.) Contoh: P = 58 G = 8 Q = 7 R = 2 Hanya ilsutrasi aktualnya lebih kompleks krn menggunakan pembagian polynomial bukan pembagian biasa Paling powerful dan paling umum Deteksi 100% error, jika jum error ≤ ukuran R Kalau tdk: CRC-16 (99.998%) dan CRC-32 (99.9999%)

Cyclic Redundancy Check (CRC) Data : 10110101110 Generator : x3+x2+1

Koreksi Error Begitu terdeteksi, error harus dikoreksi Teknik Koreksi Error Retransmisi (Backward error correction) Sederhana, efektif, murah, umum digunakan Dikoreksi dg retransmisi data Penerima, jika mendeteksi error, meminta pengirim utk retransmit message Sering disebut Automatic Repeat Request (ARQ) Forward Error Correction Peralatan penerima dapat mengkoreksi sendiri messages yg datang

Automatic Repeat Request (ARQ) Proses utk meminta data transmisi dikirim ulang Protokol utama ARQ Stop and Wait ARQ Go-Back-N ARQ Selective Repeat ARQ

Stop and Wait ARQ

Go-Back-N ARQ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7

Selective Repeat ARQ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7

Flow Control dengan ARQ Menjamin sender tdk transmit terlalu cepat utk receiver Stop-and-wait ARQ Receiver kirim ACK atau NAK jika siap (utk menerima paket lebih lanjut) Continuous ARQ Kedua sisi sepakat thd ukuran sliding window Jumlah messages yg dp ditangani oleh receiver tanpa menyebabkan delay yg signifikan

File Transfer Protocols SOH Packet # Packet # compl. (128 bytes) Checksum Start of Header satu dari async file transfer protocol paling tua menggunakan stop-and-wait ARQ. Xmodem-CRC: menggunakan 1 byte CRC (drpd checksum) Xmodem-1K: Xmodem-CRC + message field 1024 byte Xmodem Zmodem Kermit Menggunakan CRC-32 dg continuous ARQ Pengaturan dinamis dari ukuran paket (tergantung circuit) Sangat fleksibel, powerful dan popular Biasanya menggunakan CRC-24 dan ukuran 1K, tetapi adjustable

Byte-Oriented Protocol Text (Data) STX ETX 8 STX - start of text ETX - end of text Masalah: bagaimana jika ETX muncul pd bagian data dari frame Solusi: Gunakan karakter khusus DLE (“Data Link Escape”) sebelumnya Jika DLE muncul dalam text, gunakan DLE lainnya sebelumnya Contoh-contoh protocol: Bisync, PPP, DDCMP

Bit-Oriented Protocol Text (Data) Start sequence 8 End Digunakan suatu flag: deretan bit tetap (pola tetap) utk indikasi awal dan akhir suatu paket Pola start sequence dan end sequence dapat sama, mis pd HDLC” ‘01111110’ Secara prinsip, sembarang deretan dp digunakan, tetapi kemunculan flag harus dicegah di dlm data Protokol standard menggunakan deretan 8-bit 01111110 sbg satu flag INVENTED ~ 1970 oleh IBM utk SDLC (synchronous data link protocol) Data transparan Krnnya 0111111 yg tdk boleh muncul di didlm data Untuk mencegah pola start dan end sequence pada data digunakan ‘bit stuffing’

SDLC – Synchronous Data Link Control Address tujuan(8 atau 16 bit) Identifikasi tipe frame: - Informasi (utk transfer data user) - Supervisory (utk error dan flow control) data CRC-32 Akhir (01111110) Awal Bit-oriented protocol dikembangkan IBM Menggunakan controlled media access protocol

Frame Ethernet (IEEE 802.3) (jumlah byte pd field message) Pengulangan pola dari (1010101010) Digunakan pd Virtual LANs; (jika tdk field ini diabaikan Jika digunakan, 2 byte pertama di-set ke: 24.832 (8100H) Digunakan utk pertukaran info kontrol (mis., tipe protokol network layer yg digunakan) Digunakan utk no urut/sequence number, ACK/NAK, dll, (1 atau 2 byte) 00 01 10 11

Point-to-Point Protocol (PPP) Byte-oriented protocol dikembangkan awal 90’an Umum digunakan pd sal. dial-up dari PC di rumah Dirancang terutama utk sal. telepon point-to-point (dp digunakan juga utk sal. multipoint) (sd 1500 byte) Menspesifikasikan protokol network layer yg digunakan (mis. IP, IPX)

Tugas 3 Kirim data kata pertama dari nama anda dengan even parity, buat skenario 1 bit error lalu deteksi errornya! Data : 11001010010 Generator : x3+x+1 Bagaimana data yang dikirim?

Tugas 4 Kirim data dengan window = 8 dengan skenario : Stop and wait dengan PDU ke 3 tidak sampai ke receiver! Go-Back-N dengan ACK PDU ke 6 tidak sampai ke sender! Selective repeat dengan PDU ke 2 tidak sampai ke receiver!