Model OSI dan TCP/IP Protocol Suite

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Networks are complex! banyak “komponen/elemen” Hosts Routers Link dg berbagai media Applications Protocols Hardware Software Apakah ada cara untuk mengorganisir struktur suatu jaringan?  Arsitektur Jaringan

Model OSI Model OSI (Open Systems Interconnection) adalah suatu model arsitektur berlapis (layered framework) utk disain sistem jaringan yg memungkinkan komunikasi antara semua tipe sistem komputer Dikembangkan oleh International Standard Organization (ISO) Model OSI pertama diperkenalkan pd akhir 1970-an Open Systems Interconnection berarti memungkinkan dua sembarang sistem (“vendor”) berbeda dp berkomunikasi Model OSI bukan protokol, tetapi suatu model utk memahami arsitektur perancangan jaringan

Model OSI Model OSI terdiri dari 7 layer terpisah tetapi saling berhubungan, masing-masing menentukan satu bagian proses dari memindahkan informasi melalui jaringan

Open System Interconnection Elemen yang berpartisipasi dalam model komunikasi OSI End-system = host/komputer/terminal Intermediate-system = komponen dari subnetwork = router, packet switches End-system terdiri dari 7 layer Intermediate-system hanya mengimplementasikan 3 layer

Mengapa Layering? Berhubungan dg sistem yang kompleks Terlalu “rumit” jika ditangani oleh satu layer Model layering (modular) memudahkan perawatan dan updating sistem Perubahan implementasi suatu layer tdk mempengaruhi layer (sistem) yg lain

Contoh Analogi: Organisasi Perjalanan Udara

Arsitektur Berlapis (Layered Architecture) Model OSI terdiri dari 7 layer Tiap layer mendefinisikan satu keluarga fungsi berbeda dari layer lain Dalam satu mesin, tiap layer mendapat service dari layer dibawahnya Diantara mesin layer yg sama berkomunikasi yg diatur oleh suatu aturan dan konvensi: protocol Proses pd tiap mesin yg berkomunikasi pd suatu layer disebut sbg peer-to-peer processes

Arsitektur Berlapis (Layered Architecture) Service: menyatakan apa yg dilakukan suatu layer Interface : menjelaskan bgmn mengakses service Protokol: Bgmn melaksanakan suatu service

Peer-to-Peer Processes Pd physical layer, komunikasi langsung: device A mengirimkan deretan bit ke device B (via intermediate node) Pd layer-layer yg lebih tinggi, komunikasi harus melewati layer-layer di bawahnya pd A dan B Tiap layer pd pengirim menambahkan header pd data yg diterima dari layer atasnya dan meneruskan seluruh paket ke layer di bawahnya Header ditambahkan ke data pd layer 6, 5, 4, 3, 2. Trailer biasanya ditambahkan hanya pd layer 2 Pd layer 1 keseluruhan paket dikonversikan kedlm bentuk yg dp ditransfer ke peralatan penerima Pd penerima, header yg sesuai diproses & dibuang pd tiap layer

Interface antar Layer Interface mendefiniskan informasi dan service apa suatu layer harus menyediakan utk layer di atasnya Interface dan fungsi layer yg terdefinisi dg baik memberikan modularitas bagi suatu jaringan Sepanjang suatu layer memberikan service ke layer di atasnya, implementasi spesifik dari fungsi tsb dp dimodifikasi atau diganti tanpa mempengaruhi layer disekelilingnya

Organisasi Layer 7 Layer dp dikategorikan dlm 3 subgroup: Layer 1, 2, 3: network support layer: berhubungan dg aspek fisik memindahkan data dari satu device ke yg lainnya (spt spesifikasi elektrik, koneksi fisik, physical addressing, transport timing & reliabilitas) Layer 5, 6, 7: user support layer: memungkinka interoperabilitas diantara fungsi-fungsi yg berhub dg pemrosesan di end-system Layer 4: menghubungkan dua subgroup, menjamin apa yg sudah ditransmisikan lower layer dlm bentuk yg dp digunakan upper layer

Komunikasi pada Model OSI

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Physical Layer Physical layer mengkoordinasikan fungsi-fungsi yg diperlukan utk transmit deretan bit melalui media fisik Berhubungan dg spesifikasi mekanis dan elektris dari interface dan media transmisi Juga mendefinisikan prosedur dan fungsi-fungsi spy transmisi terjadi

Physical Layer Physical layer berhubungan dg hal berikut: Karakteristik fisik dari interface dan media karakteristik interface antara devices dan media transmisi tipe media transmisi Representasi bit tipe encoding (representasi sinyal 0 dan 1 – elektrik atau optik) Data rate Menentukan transmission rate (menentukan durasi bit) Sinkronisasi bit Clock pengirim dan penerima harus disinkronkan Line configuration koneksi device ke media (point-to-point, multipoint) Physical topology mesh, star, ring, bus Mode transmisi Simplex, half-duplex, full-duplex

Data Link Layer Mentransformasikan physical layer, fasilitas transmisi deretan bit menjadi link yg handal Physical layer tampak menjadi bebas error (error free) utk layer di atasnya

Data Link Layer Tanggung jawab spesifik data link termasuk: Framing Membagi deretan bit menjadi unit data yg manageable  frame Physical addressing Menentukan pengirim/penerima frame pada sistem lain di jaringan (yg sama) Flow control Mekanisme flow control utk mencegah penerima kebanjiran data Error control Mekanisme deteksi dan retransmisi kerusakan, kehilangan atau duplikasi frame (via trailer pd akhir frame) Access control Jika dua atau lebih device terhubung pd link yg sama menentukan device yg mengendalikan kontrol pd suatu waktu yg diberikan

Data Link Layer

Network Layer Bertanggung jawab utk pengiriman paket dari sumber ke tujuan akhir kemungkinan melalui multiple network (link)

Network Layer Tanggung jawab spesifik network layer termasuk: Logical addressing Logical addressing mengidentifikasi sumber dan tujuan Sementara penanganan masalah addressing lokal (Physical Addressing) tanggung jawab Data Link layer Routing

Network Layer

Transport Layer Bertanggung jawab atas pengiriman keseluruhan message dari sumber ke tujuan (end-to-end)

Transport Layer Tanggung jawab spesifik trasport layer, termasuk: Service-point addressing Addressing proses pd satu komputer  service-point address (port address) Segmentation and reassembly Message dibagi dlm segmen yg transmitable, tiap segmen diberi nomor Connection control Connectionless Connection oriented Flow control Dilakukan secara end-to-end Error control Dilakukan secara end-to-end. Error (rusak, hilang, duplikasi), koreksi error umumnya dilakukan dg retransmisi

Transport Layer

Session Layer Network dialog controller. Membangun, menjaga dan mensinkronkan interaksi antar sistem yg berkomunikasi

Session Layer Tanggung jawab spesifik session layer termasuk: Dialog control Menungkinkan komunikasi antar dua proses berlangsung secara half-duplex atau full-duplex Synchronization Penambahan ckeck points (synchronization points) ke dalam deretan data

Presentation Layer Berhubungan dengan syntax dan semantic dari informasi yg dipertukarkan antara dua sistem

Presentation Layer Tanggung jawab spesifik Presentation layer, termasuk: Translasi Bertanggung jawab utk interoperabilitas antara metoda encoding informasi yg berbeda: sender-dependent format  common format  receiver-dependent format Enkripsi Kompresi

Application Layer Memungkinkan user (manusia atau software) mengakses jaringan Menyediakan user interface dan support utk service (email, remote file access, transfer file, shared database mangement, dll)

Application Layer Service spesifik yg disediakan Application layer, termasuk: Network virtual terminal File Transfer, Access, and Management (FTAM) Mail services Directory services

Layers - Summary

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Open System Interconnection ISO telah mendefiniskan Model Referensi OSI (ISO 7498, ITU-T X.200) : basis utk pengembangan standar sistem komunikasi komputer Menurut Model Referensi OSI, setiap “open system” dapat dipandang secara logika terdiri satu set terurut subsystem (layer) Media Fisik (N+1) - subsystem/layer (N) - subsystem/layer (N-1) - subsystem/layer open system

Open System Interconnection (N)-subsystem berinterkasi dengan (N+1)-subsystem berikutnya yg lebih tinggi (N-1)-subsystem berikutnya yg lebih rendah Terdapat 7 subsystem/layer pada suatu open system

Open System Interconnection Elemen yang berpartisipasi dalam model komunikasi OSI End-system = host/komputer/terminal Intermediate-system = komponen dari subnetwork = router, packet switches End-system terdiri dari 7 layer Intermediate-system hanya mengimplementasikan 3 layer Tiap layer memiliki beberapa protokol yg bervariatif, bs connectionless atw connection oriented

Open System Interconnection (N)-layer terdiri dari satu atau lebih (N)-entity (N)-entity merupakan elemen aktif yg mengerjakan fungsi- fungsi pada (N)-layer Pasangan entities pd layer yg sama tetapi dari 2 end-system yg berbeda disebut peer-entities Logical interface antara satu (N+1)-entity dan satu (N)-entity disebut (N)-service access point atau (N)-SAP, tetapi: (N)-entity dapat melayani beberapa (N)-SAP (N+1)-entity dapat menggunakan beberapa (N)-SAP hanya ada satu (N+1)-entity di atas (N)-SAP Karena hanya ada satu (N+1)-entity di atas (N)-SAP maka (N)- SAP dapat digunakan utk mengidentifikasi (N+1)-entity

Open System Interconnection (N+1)-Entities (N)-SAPs (N)-Entities (N-1)-SAPs (N-1)-Entities

Open System Interconnection (N)-address digunakan untuk mengidentifikasi satu set (N)- SAP pada perbatasan antara (N)-layer dan (N+1)-layer (N)-SAP address adalah (N)-address yg hanya mengidentifikasi satu (N)-SAP Asosiasi yg dibangun oleh (N)-layer antar 2 atau lebih (N+1)- entities utk keperluan transfer data disebut (N)-connection Satu (N)-SAP dp mempunyai lebih dari satu (N)-connection (N)-SAPs (N+1)-layer (N)-layer (N)-connection (N+1)-entities

Open System Interconnection (N)-service didefiniskan sebagai satu set kemampuan dari (N)- layer dan layer-layer dibawahnya (sebagai (N)-service provider) yg diberikan ke (N+1) entities (sebagai (N)-service user) via (N)- SAP Fungsi dan prosedur komunikasi antara (N)-entities utk merealisasikan (N)-service disebut (N)-protocol Subnetwork (N)-Service User Layer N (N)-service (N)-protocol (N)-Service Provider

Open System Interconnection Tiap layer pada Model Referensi OSI didefinisikan menurut standar yang terdiri dari Spesifikasi service Spesifikasi protocol Service mode Conncetion oriented Connectionless

Open System Interconnection Connection oriented mode Connection establishment Data transfer Disconnection User A Service Provider IDLE User B User A CONNECTION ESTABLISHMENT User B Address Data User A CONNECTED User B Data CONNECTION ORIENTED SERVICE

Open System Interconnection Connectionless mode Unit data transfer User A Connectionless Service Provider User B Address & Data CONNECTIONlESS SERVICE

Open System Interconnection Aliran informasi antara (N)-service user dan (N)-service provider dinyatakan secara abstrak dalam bentuk primitive (N)-Service User (N)-Service Provider (N)-Service Primitive Request Confirm Response Indication

Open System Interconnection Service primitive untuk connection oriented mode Pembukaan hubungan (N)-CONNECT.request (N)-CONNECT.indication (N)-CONNECT.response (N)-CONNECT.confirmation Data transfer (N)-DATA.request (N)-DATA.indication Penutupan hubungan (N)-DISCONNECT.request (N)-DISCONNECT.indication (N)-DISCONNECT.response (N)-DISCONNECT.confirmation

Open System Interconnection Service primitive untuk connectionless mode (N)-UNITDATA.request (N)-UNITDATA.indication Setiap service primitive mempunyai parameter Misal: (N)-CONNECT.request(parameter) Isi parameter: QoS, called address, calling address, user data, dll.

Open System Interconnection Dalam menyediakan service ke higher layer, service provider harus mendukung dialog diantara service user Tipe dialog: Unconfirmed, Confirmed, Partially Confirmed (N)-Service User (N)-Service Provider Request Confirmation Indication Response UNCONFIRMED CONFIRMED PARTIALLY CONFIRMED

Open System Interconnection Data unit yg dipertukarkan antara (N+1)-entity dan (N)-entity via (N)-SAP dalam 1 end-system disebut (N)-SDU Data unit yg dipertukarkan antara peer (N)-entities dalam 2 end- system yg berjauhan disebut (N)-PDU (N)-entities saling berkomunikasi dg menggunakan (N)-protocol dg saling bertukar (N)-PDU

Open System Interconnection Proses pembentukan (N)-SDU dan (N)-PDU (N)-PCI digunakan utk mengkoordinasikan operasi (N)-protocol (N+1)-PDU (N)-SAP (N)-PCI (N)-SDU Header (N)-PDU

Open System Interconnection Fungsi-fungsi yg ada dalam suatu layer yg berkaitan dg pengoperasian data unit

Open System Interconnection Fungsi-fungsi lain yg penting yg ada dalam suatu layer Multiplexing/demultiplexing Splitting/combining (N)-entity one (N-1)-connection multiple (N)-connection multiple (N-1)-connection one (N)-connection

Open System Interconnection Proses pembentukan dan pembuangan protocol headers data

Open System Interconnection Skenario komunikasi dan fungsi utama masing-masing layer User service Transformation of encoding Dialog control End-to-end reliability Route set-up Error control, access control Interface to medium Higher layers Lower layers

Konsep Model OSI Service - menyatakan apa yang dilakukan suatu layer Protokol - menyatakan bagaimana service diimplementasikan Protokol - satu set aturan yang mengatur komunikasi diantara peers yang berkomunikasi Syntac: menentukan format informasi yang dikomunikasikan Semantic: arti dari sinyal yang dipertukarkan Timing: kapan data ditransmisikan/dilihat, ururtan informasi, matching kecepatan, dll. Protocol diperlukan untuk interaksi diantara peers Protocol stack: satu set protocol layers Tiap layer menggunakan layer dibawahnya dan menyediakan service ke layer diatasnya

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal Sejarah Perkembangan Internet TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Sejarah Internet History 1961-72: Prinsip awal Packet-Switching 1961 : Teori antrian dari Kleinrock memperlihatkan kefektifan packet-switching 1964 : Baran mengembangkan packet-switching utk jar militer 1967 : ARPAnet didukung oleh Advanced Research Projects Agency 1969 : node ARPAnet pertama beroperasi, jar awal dg 4 node 1972 : ARPAnet didemonstrasikan NCP (Network Control Protocol) host-host protocol pertama e-mail program pertama ARPAnet mempunyai 15 node

Networking 1972-80: Internetworking, local area networks 1970 : ALOHAnet satellite network di Hawaii 1973 : PhD thesis Metcalfe mengusulkan Ethernet 1974 : Cerf dan Kahn mengembangkan arsiteltur utk interconnecting networks akhir 70’an: proprietary architectures: DECnet, SNA, XNS switching dg panjang packet tetap (cikal bakal ATM) 1979: ARPAnet mempunyai 200 nodes

Networking 1972-80: Internetworking, local area networks Vinton G. Cerf & Robert E. Kahn mengusulkan prinsip internetworking: Minimalism Autonomy Tdk ada [erubahan diperlukan utk interconnect networks Model best effort service stateless routers decentralized control  Arsitektur Internet saat ini

1980-90: Protokol-Protokol Baru, Perkembangan Jar. 1983 : penggelaran TCP/IP 1982: protokol e-mail SMTP didefinisikan 1983: DNS didefinisikan utk translasi name-to-IP-address 1985: FTP protocol didefinisikan 1988: TCP congestion control Jar nasional baru: NSFnet, CSNET, BITnet, Minitel 100,000 hosts yerthubunga ke jar

1990’an: Komersialisasi WWW 1991: NSF mengijinkan komersialisasi penggunaan NSFnet (ditutup pd 1995) awal 1990an: WWW hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s] HTML, http: Berners-Lee 1994: Mosaic, later Netscape akhir 1990an: komersialisasi WWW akhir 1990’an ~ 50 juta komputer terhubung ke Internet ~ 100 juta user Link backbone 1 Gb/s

2000 – saat ini : devices, services Makin banyak devices di Internet Link Backbone ~ 40Gb/s Link Access ~ 100Mb/s Services: Google, Amazon, YouTube, Flickr, dll.

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal Sejarah Perkembangan Internet TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

TCP/IP Protocol Suite TCP/IP protocol suite adalah satu set protokol yg digunakan di Internet TCP/IP protocol suite dikembangkan sebelum model OSI TCP/IP adalah hierarchical protocol (dlm arti tiap upper layer protocol didukung oleh satu atau lebih lower level protocol)

TCP/IP Protocol Suite

Physical & Data Link Layers Pd physical & data link layers, TCP/IP tdk mendefinisikan suatu protocol spesifik Mendukung semua standard dan proprietary protocol Suatu network pd TCP/IP internetwork dp berupa Local Area Network (LAN), Metropolitan Area Network (MAN) atau Wide Area Network (WAN)

Network Layer Internetworking Protocol (IP) Unreliable & connectionless datagram protocol – best effort delivery service Best-effort: tdk ada error checking, datagram dp tiba tdk berurut Address Resolution Protocol (ARP) Digunakan utk mengasosiasikan Internet address dg physical address ARP digunakan utk mencari physical address dari node jika IP address diketahui Pd LAN, physical address embedded pd NIC

Network Layer Reserve Address Resolution protocol (RARP) Memungkinkan host menemukan Internet address jika diketahui Physical address Internet Control Message Protocol (ICMP) Mekanisme digunakan host dan gateway utk mengirim notifikasi masalah datagram ke pengirim ICMP mengirim query dan error reporting message Internet Group Message Protocol (IGMP) Digunakan utk memudahkan transmisi simultan dari suatu message ke group penerima

Transport Layer Transport layer pd TCP/IP: TCP dan UDP IP adalah host-to-host protocol: mengirim paket dari satu physical device ke lainnya TCP dan UDP: transport level protocol bertanggung jawab thd pengiriman message dari suatu proses (running program) ke proses lain User Datagram Protocol (UDP) Unreliable, hanya menambahkan port address, check sum error control dan informasi panjang data Transmission Control Protocol (TCP) Reliable stream (connection oriented) transport protocol

Application Layer Layer aplikasi pd TCP/IP ekivalen dg kombinasi session, presentation dan application layer pd model OSI

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Addressing Tiga level address berbeda digunakan pd protocol TCP/IP: Physical (link) address Internet (IP) address Port address Tiap address milik spesifik layer pd arsitektur TCP/IP

Physical Address Adress dari suatu node spt yg didefiniskan oleh LAN atau WAN - nya Ukuran dan format tergantung dari jaringan Ethernet menggunakan 6-byte (48 bit) embedded dlm NIC Contoh 07-01-02-01-2C-4B (6-byte/12 hex digit) Physical address dp unicast, multicast atau broadcast (bbrp jaringan dp mendukung ketiga address ini)

Physical Address

Internet Address Diperlukan utk komunikasi (service) universal yg tdk tergantung pd physical network yg ada dibawahnya Internet address 32-bit address, secara unik mengidentifikasikan suatu host yg terkoneksi ke Internet Contoh: 132.24.75.9 (IP address pd IPv4) Internet address dp unicast, multicast atau broascast

Internet Address Physical address : identifikasi dalam jaringan lokal IP address : identifikasi dalam jaringan global Port address : untuk memberikan label yg berbeda pada host

Port Address Digunakan utk label proses berbeda pada suatu host Port address pd TCP/IP 16-bit Contoh: 753

Port Address

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

Versi TCP/IP TCP/IP protokol resmi pd Internet (ARPANET) pd 1983 Dlm perkembangan Internet, ada 6 versi sejak kemunculannya Versi 4: paling banyak digunakan di jaringan saat ini masalah utama address 32-bit sdh tdk mencukupi Versi 5: proposal berdasarkan model OSI tdk pernah diimplementasikan terlalu banyak perubahan layer Versi 6: IPv6 dikenal juga sbg IPng (IP next generation) pd versi ini satu-satunya protocol yg berubah adalah pd network layer Ipv4  IPv6 ICMPv4  ICMPv6 (IGMP dan ARP dimerger ke ICMPv6, RARP dihapus) Menggunakan 16-byte (128 bit) address Memberikan perbaikan lain dari IPv4

Outline Overview Model OSI Layer-Layer Pada Model OSI Model OSI Lebih Formal TCP/IP Protocol Suite Addressing TCP/IP Version OSI vs TCP/IP

OSI vs TCP/IP OSI: secara konseptual mendefinisikan service, interface, protokol Internet: menyediakan implementasi yang sukses Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical Internet Host-to- network IP LAN Packet radio TCP UDP Telnet FTP DNS OSI

TCP/IP Protocoll Suites

Novell Protocol Suites

DECnet Protocol Suites

IBM Protocol Suites

XNS Protocol Suites

Banyan Protocol Suites

LAN Protocols

ISO Protocol Suites

H.323 Protocols