Bab 7 Teknologi Data-Link Layer Abdillah, MIT

Teknologi Layer 2 Ada tiga teknologi layer 2 yang sering digunakan: Ethernet Logical broadcast topology, physical star topology 2. Token Ring Logical ring tolopology, physical star topology 3. Fiber Distributed Data Interface Logical ring tolopology, dual ring topology

Overview Ethernet Ethernet adalah teknologi sistem jaringan yang dibuat oleh Xerox Corporation’s Palo Alto Research Center (PARC), dimana metode akses CSMA/CD yang digunakan oleh ethernet dikembangkan pada proyek wireless ALOHA di Hawaii University dgn media kabel koaksial. PARC mengembangkan sistem ethernet yang pertama awal tahun 70an. Teknologi ini menjadi dasar spesifikasi IEEE 802.3 yang diluncurkan pada tahun 1980. Ethernet dan IEEE 802.3 memiliki kesamaan protokol dan logical topology. Bedanya ethernet memiliki spesifikasi layer 1 dan layer 2 sementara IEEE 802.3 memiliki spesifikasi layer 1 dan sublayer MAC layer 2.

Keluarga Ethernet

Format Frame Ethernet Field dari frame Ethernet/IEEE 802.3 adalah: preamble – memberitahukan frame ethernet atau IEEE 802.3 start of frame (SOF) – memberitahukan awal sebuah frame IEEE 802.3 destination address dan source address type (Ethernet) – menentukan protokol layer 3 yang akan menerima data length (IEEE 802.3) – memberitahukan jumlah byte dari data yang mengikuti field ini data – khusus untuk IEEE 802.3 termasuk protokol layer 3 yang akan menerima data frame check sequence (FCS)

Frame Ethernet vs IEEE 802.3

MAC Ethernet Metode akses CSMA/CD yang digunakan Ethernet memiliki 3 fungsi: Mengirim dan menerima paket data Decoding paket data dan memeriksa alamat Mendeteksi error dalam paket data dan jaringan Ethernet menggunakan metode broadcast dimana setiap host pada jaringan dapat melihat data yang lewat sepanjang media. Jika terjadi collision, setiap host akan menunggu untuk waktu tertentu. Host yang terlibat collision tidak mendapat prioritas untuk mengirim data.

Sinyal Ethernet Encoding sinyal adalah cata mengombinasikan clock dan informasi data menjadi sebuah aliran sinyal pada sebuah media. Manchester encoding menyatakan 0 sebagai sinyal yang rendah untuk setengah pertama dari periode dan tinggi untuk setengah yang kedua. Aturan ini menyatakan 1 sebagai sinyal yang tinggi untuk setengah yang pertama dari periode dan rendah untuk setengah yang kedua. Dengan kata lain Manchester encoding mengkodekan 0 sebagai transisi rendah ke tinggi dan 1 dikodekan sebagai transisi tinggi ke rendah.

Skema Enkoding Biner

Overview Token Ring IBM pertama kali mengembangkan jaringan Token Ring pada tahun 1970an. Sampai sekarang masih menjadi teknologi LAN utama di IBM baru kemudian Ethernet (IEEE 802.3) dalam hal implementasi. Spesifikasi IEEE 802.5 mirip dan kompatibel dengan jaringan Token Ring IBM. Spesifikasi IEEE 802.5 dimodelkan setelah Token Ring IBM dan terus membayangi perkembangan Tooken Ring IBM. Istilah Token Ring merujuk pada Token Ring IBM dan spesifikasi IEEE 802.5. Tabel berikut membandingkan kedua standar Token Ring.

Token Ring IBM vs IEEE 802.5

Format Token Token memiliki panjang 3 byte dan terdiri atas start delimiter, access control byte, dan end delimiter. Start delimiter memberitahukan host akan kedatangan frame token dan membedakan byte ini dari bagian frame lain. Access control byte mengandung field prioritas dan reservasi serta token bit dan monitor bit. Token bit membedakan frame token dari frame data/command, monitor bit menentukan apakah sebuah frame terus memutari ring. End delimiter memberitahukan akhir dari frame token atau frame terakhir dari sebuah logical sequence.

Format Data/Command Frame Data/Command memiliki ukuran bervariasi tergantung pada ukuran field Data. Frame Data membawa data untuk protokol layer di atasnya sementara frame Command mengandung informasi kontrol dan tidak memiliki data untuk protokol layer di atasnya. Frame control byte mengindikasikan apakah frame mengandung data atau informasi kontrol. Panjang field data dibatasi oleh token yang menentukan waktu maksimum sebuah host dapat menggunakan token.

MAC Token Ring

Sistem Prioritas Jaringan Token Ring menggunakan sistem prioritas yang mengizinkan host tertentu memiliki prioritas untuk menggunakan jaringan lebih sering. Frame Token Ring memiliki dua field yang mengontrol prioritas, yakni field priority dan reservation. Hanya host dengan prioritas sama atau lebih tinggi dari nilai prioritas yang terkandung di dalam token dapat menangkap token tsb. Setelah token ditangkap dan diganti menjadi frame data, hanya host dengan nilai prioritas lebih tinggi yang dapat memesan token untuk penggunaan berikutnya. Host yang menaikkan tingkat prioritas token harus mengembalikan nilai prioritas setelah selesai melakukan transmisi.

Mekanisme Manajemen Jaringan Token Ring menggunakan beberapa mekanisme untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan. Salah satu mekanisme memilih sebuah host sebagai active monitor yang bertindak sebagai sumber informasi waktu untuk host lain dan menjalankan beberapa fungsi maintenance. Ketika sebuah host gagal mengirim frame, frame tsb dapat terus memutari ring mencegah host lain mengirim framenya. Active monitor dapat mendeteksi frame ini, mengeliminasi dan membuat token baru. Token Ring IBM memiliki Active MSAU (multi-station access units) yang dapat melihat seluruh informasi dalam jaringan. Jika ada masalah seperti kabel, MSAU akan melakukan konfigurasi ulang jaringan di sekitar wilayah yang bermasalah.

Signal Encoding Signal encoding adalah cara mengombinasikan clock dan data information ke dalam aliran sinyal yang dikirim melalui sebuah media. Jaringan Token-Ring 4/16 Mbps menggunakan differential Manchester encoding untuk mengkodekan clock dan informasi bit data kedalam simbol bit. Sebuah bit 1 diwakilkan dengan tidak ada perubahan polaritas pada awal waktu bit dan 0 diwakilkan dengan perubahan polaritas pada awal waktu bit.

Skema Enkoding Biner

Overview FDDI Jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI) dikembangkan oleh komite American National Standards Institute ANSI X3T9.5. FDDI memiliki empat spesifikasi: Media Access Control (MAC) – mendefinisikan bagaimana media diakses Physical Layer Protocol (PHY) – mendefinisikan prosedur encoding data Physical Layer Medium (PMD) – mendefinisikan karakteristik media transmisi Station Management (SMT) – mendefinisikan konfigurasi host/station

Format Frame FDDI Field dari sebuah frame FDDI adalah: preamble – memberitahukan kedatangan frame start delimiter – memberitahukan awal sebuah frame frame control – menentukan frame berisikan data asynchronous atau synchronous destination address dan source address data frame check sequence (FCS) end delimiter – mengindikasikan akhir frame frame status

MAC FDDI MAC FDDI menentukan pemakaian dual ring, primer dan sekunder. Ring primer digunakan untuk transmisi data dan ring sekunder digunakan sebagai cadangan. Jika ring primer rusak, maka digantikan ring sekunder. Traffic pada setiap ring bergerak dengan arah berlawanan. Ada dua macam host pada FDDI, yakni Single Attachment Station (SAS) dan Dual Attachment Station (DAS). SAS terhubung ke ring primer melalui konsentrator sementara DAS terhubung langsung ke dual ring. Setiap DAS memiliki 2 port yang menghubungkan host ke dual ring.

Host FDDI

Media FDDI FDDI menggunakan media kabel serat optik. Kabel serat optik menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan kabel tembaga: security – sinyal pada kabel tidak dapat disadap reliability –tahan terhadap interferensi listrik speed - memiliki bandwidth lebih besar Terdapat 2 tipe kabel: single-mode (mono-mode) dan multi-mode. Mode adalah paket cahaya yang memasuki serat pada sudut tertentu. Single-mode memiliki bandwidth lebih besar dan jarak lebih jauh dari multi-mode. Kabel single-mode menggunakan sinar laser sedangkan kabel multi-mode menggunakan LED.

Peralatan Layer 2 Ada 3 peralatan layer 2: NIC Menyimpan informasi MAC address 2. Bridge Mengumpulkan dan meneruskan paket antara 2 segment jaringan dengan menganalisis MAC address, mengontrol broadcast, membuat tabel MAC address 3. Switch Memungkinkan dedicated network segment dan multiple communication

Media Attachment Unit Disebut juga Media Access Unit (MAU) atau transceiver, yakni peralatan yang digunakan dalam jaringan Ethernat dan IEEE 802.3 yang menyediakan interface antara Attachment Unit Interface (AUI) port pada host dan backbone. MAU yang dapat digabungkan dengan NIC memiliki fungsi layer 1 termasuk konversi data digital dari interface Ethernet, collision detection, dan pengiriman bit ke media. Jika NIC termasuk MAU, maka NIC juga dikategorikan komponen layer 1.

Fungsi NIC NIC melakukan fungsi Layer 2 sbb: logical link control – berkomunikasi dengan upper layer (layer 3) dalam komputer naming - menyediakan MAC address unik framing – sebagian proses enkapsulasi, konversi frame ke bit Media Access Control (MAC) – menyediakan akses terstruktur ke media signaling - membuat sinyal dan interface dengan media menggunakan transceivers .

Skema NIC

Bridge dan Switch Fungsi utama sebuah bridge dan switch adalah menyaring traffic lokal agar tidak keluar dari segmen jaringan tetapi tetap meneruskan konektifitas ke segmen jaringan lain dari LAN. Bridge memiliki daftar seluruh MAC address yang berada di kedua sisinya. Jika paket data yang datang memiliki tujuan segmen jaringan yang sama, maka paket tsb tidak diteruskan. Switch disebut juga multiport bridge adalah peralatan dengan banyak port dan memiliki banyak kelebihan dibandingkan bridge.

Perbandingan Bridge dan Switch Switch memiliki banyak port, bridge hanya memiliki satu port masuk dan 1 port keluar Switches secara signifikan lebih cepat karena bekerja dengan hardware, sementara bridge bekerja dengan software Switch dapat menghubungkan LAN dengan bandwidth yang berbeda Switches mengurangi collision dan meningkatkan bandwidth pada segmen jaringan karena menyediakan dedicated bandwidth untuk setiap segmen jarinagn.

Referensi Lammle,Todd., CCNA Study Guide, Third Edition, Sybex Network Press, 2002 Andrew S Tanenbaum, Jaringan Komputer, Prenhallindo, 2000. William Stallings, Jaringan Komputer, Salemba Empat 2002.