JARINGAN KOMPUTER Data Link Layer

Pendahuluan Merupakan Layer 2 pada Model OSI Bertujuan menyediakan koneksi antara dua komputer/host dengan menggunakan pengalamatan secara fisik/Hardware Addressing Komunikasi hanya bisa terjadi jika kedua host/komputer yang berkomunikasi tahu alamat fisik masing-masing Pengalamatan secara fisik biasa disebut MAC Address MAC Address Diambilkan dari ID NIC masing-masing komputer

Fungsi dari Data Link Layer Melayani dan sebagai interface ke network layer Mengamati error transmisi Pengaturan data flow Raceiver dengan kecepatan yang rendah tidak dapat menampung pengirim dengan kecepatan tinggi.

Protokol LAN & Model OSI

Link Layer Application Physical Link Network Transport Session Presentation Model 7-layer OSI LAN-LINK IP TCP UDP Telnet SMTP HTTP NNTP FTP TFTP Model 4-layer Internet

Fungsi LLC, MAC & Physical Layer Logical Link Control (LLC) - menyediakan fungsi data link control Medium Access Control (MAC) - memanage komunikasi melalui link yang di-share bersama Physical layer - Encoding/decoding sinyal; pembangkitan/pembuangan preamble (utk sinkronisasi); transmisi/penerimaan bit

Functions of the Data Link Layer (2) Hubungan antara paket dan frame

Services Provided to Network Layer (a) Virtual communication. (b) Actual communication.

MAC (Media Access Control) Address MAC Address terdiri dari 48 bit tetapi biasanya ditulis dalam 12 bit Heksadesimal dengan ketentuan 6 bit sebagai kode pabrik yang ditentukan oleh IEEE dan 6 bit berikunya adalah nomor serial peralatan yang dikeluarkan oleh pabrik

Pengiriman Data Untuk melakukan pengiriman data diperlukan kombinasi antara pengalamatan secara fisik dan pengalamatan secara logik pengalamatan secara logik biasa disebut dengan IP Address (nomor IP), berada pada layer network Nomor IP diperlukan oleh perangkat lunak untuk mengidentifikasi komputer pada jaringan Namun nomor identitas yang sebenarnya diatur oleh NIC (Network Interface Card) atau kartu Jaringan yang juga mempunyai nomor unik.

Pengiriman data pada DataLink Layer Penentuan waktu pengiriman data yang tepat apabila suatu media sedang terpakai, hal ini perlu melakukan suatu deteksi sinyal pembawa. Pada Ethernet menggunakan metode Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA/CD). Pada jaringan yang dapat melakukan akses secara bersamaan simultan. Maka bila Host A mengirimkan data ke Host D, maka Host B dan C akan melakukan deteksi jalur, dan apabila jalur sedang dipakai maka Host B dan C akan menunggu terlebih dahulu.

Metode CSMA/CD sebuah host komputer yang akan mengirim data ke jaringan pertama-tama memastikan bahwa jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh host komputer lainnya (Listen). Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka host komputer tersebut diharuskan mengulang permohonan (request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random). Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian

Error Checking Pengiriman Data Data-Link dapat melakukan deteksi error dan memberikan peringatan (notification) kepada lapisan diatasnya,bahwa terjadi kesalahan transmisi. Teknik yang digunakan error detection adalah Frame Check Sequence (FCS) dan Cyclic Redundancy Check (CRC). Data Link tidak melakukan error-correction

Data Encapsulation Example Application Header + data Application Layer Layer 4: Transport Layer Layer 3: Network Layer Layer 2: Data Link Layer 010010100100100100111010010001101000… Layer 1: Physical Layer

(a) Without errors. (b) With one error. Framing A character stream. (a) Without errors. (b) With one error.

Data Pada DataLink Layer

Generic Data Link Frame Format Preamble or Start Field When computers are connected to a physical medium, there must be a way they can grab the attention of other computers to broadcast the message, "Here comes a frame!" Various technologies have different ways of doing this process, but all frames, regardless of technology, have a beginning signaling sequence of bytes. Depending up frame format: Preamble = 7 bytes, Start or Start of Frame Delimiter (SFD) = 1 byte

Generic Data Link Frame Format Address Field By the way: Any idea how a serial data link frame is addressed? Unicast address – Single device Broadcast address – All devices Multicast address – Specific group of devices

Generic Data Link Frame Format Type Field Usually information indicating the layer 3 protocols in the data field, I.e. IP Packet. Type field values of particular note for IEEE 802.3 frames include: 0x0600 XNS (Xerox) 0x0800 IP (the Internet protocol) 0x8137 Novell NetWare packet formatted for Ethernet II 0x6003 DECNET

“Ethernet” Frame Formats Length Field In some frame formats such as 802.3, there is a length field which specifies the exact length of a frame. 802.3 802.3 802.2

IEEE 802.3 specification limits the data portion to a maximum of 1500 bytes. Designed to hold a Layer 3 IP packet. When IEEE created 802.2, it saw the need for a protocol TYPE field that identified what was inside the “data” field. IEEE called its 1 byte type field DSAP (Destination Service Access Point). Turned out that 1 byte was not long enough to handle all the different number of protocols.

To accommodate more protocols IEEE added the SNAP (Subnetwork Access Protocol) header.

The fields of various Ethernet framing that are used for identifying the type of data contained in a frame: Ethernet II or DIX (DEC, Intel, Xerox) – Most common IEEE Ethernet (802.3) IEEE 802.3 with SNAP header

Generic Data Link Frame Format Data Field Included along with this data, you must also send a few other bytes. They are called padding bytes, and are sometimes added so that the frames have a minimum length for timing purposes. LLC bytes are also included with the data field in the IEEE standard frames.

Three Kinds of FCS Cyclic redundancy check (CRC) performs polynomial calculations on the data Two-dimensional parity adds an 8th bit that makes an 8-bit sequence have an odd or even number of binary 1s Internet checksum adds the numbers to determine a number

Generic Data Link Frame Format Stop Field (Other data link frame formats) The computer that transmits data must get the attention of other devices, in order to start a frame, and then claim it again, to end the frame. The length field implies the end, and the frame is considered ended after the FCS. Sometimes there is a formal byte sequence referred to as an end-frame delimiter.

Protokol pada DLL Unrestricted Simplex Protocol Simplex stop and wait protocol Protocol Simplex untuk Kanal yang bernoise PAR (Positive Acknowledgement with Retransmission) PAR (Positive Acknowledgement with Retransmission) Sliding Window Protocols Protokol dengan “Go back to N” Protokol dengan ‘Selective Repeat

Elementary Data Link Protocols An Unrestricted Simplex Protocol A Simplex Stop-and-Wait Protocol A Simplex Protocol for a Noisy Channel

Protocol Data Link Layer Unrestricted Simplex Protocol Pengirim : Ambil paket dari NL Membentuk frame Kirim ke PL Penerima : Bila ada frame sampai Ambil dari PL Ambil paket dari frame Kirim paket ke NL

Data ditransmisikan ke satu arah saja NL pengirim dan penerima siap Waktu proses diabaikan Mempunyai buffer dengan kapasitas  Tidak ada frame yang rusak/hilang

Simplex stop and wait protocol Buffer : terbatas Saluran komunikasi : error free Trafik data : simplex Kecepatan proses : terbatas Protocol ini merupakan protocol dimana pengirim mengirimkan satu frame dan kemudian menunggu ack sebelum melanjutkan pengiriman

Pengirim : Ambil paket dari NL Membentuk frame Kirimkan ke PL Menunggu ack Penerima : Bila ada frame yang datang Ambil dari PL Ambil paket dari frame Lewatkan ke NL Kirim ack

Protocol Simplex untuk Kanal yang bernoise Situasi yang sesungguhnya Frame bisa rusak/hilang Bila frame rusak, dapat dideteksi dengan checksum

Protocol yang sebelumnya Pengirim : Mengambil dari NL (data) Membuat frame/membentuk frame (DLL) Mengirim frame (lewat PL) Bila menerima ack, mengirim frame berikut Bila tidak menerima ack, mengirim ulang Diulang sampai selesai

Penerima : Menerima dari PL Dilakukan error checking Kalau terjadi/terdeteksi error dibuang, tidak mengirim ack Kalau datanya bagus, tanpa error mengirim ack Diteruskan sampai si pengirim selesai mengirimkan semua frame MASALAH : Apa yang terjadi bila acknya hilang dalam transmisi data?

Gambarannya sbb : Si A mengirim data Diterima oleh si B Lulus checksum, si B mengirim ack Ack hilang ditengah jalan Time out ! Si A tidak menerima ack dalam waktu tertentu Si A menganggap transmisi gagal dan mengirim frame tadi lagi Si B menerima frame lagi dan diteruskan ke NL Pada NL tertulis 2 frame yang sama pada NL

Cara mengatasinya : Diberi no. urut pada setiap framenya untuk membedakan frame yang satu dengan yang lain Jadi bila menerima frame yang sama, salah satu dapat dibuang. Jumlah bit yang menyatakan no. urut diharapkan seminimal mungkin Berapa bit minimum tersebut ? Analisa : Anggap bahwa frame I = m frame II = m + 1 frame III = m + 2

Kenaikannya dengan modulo 2 Oleh karena itu hanya diperlukan 1 bit saja untuk nomor urut frame : 0 dan 1 Kalau menerima no. urut yang salah, (setelah 0, 0 lagi atau setelah 1, 1 lagi), berarti frame yang diterima tidak urut (duplikasi dari frame yang sebelumnya) salah satu dibuang Kalau no. urutnya benar : frame m : no. 0 frame m + 1 : no. 1 frame m + 2 : no. 0 …dst frame-frame tersebut akan diteruskan ke NL Kenaikannya dengan modulo 2

The Data Link Layer in the Internet A home personal computer acting as an internet host.