DATA LINK LAYER

1. Data Link Layer

Merupakan layer kedua pada model referensi OSI layer. Pada layer ini data diterima dari network layer berupa Paket yang kemudian diencapsulasi menjadi Frame, dengan memberikan layer-2 header dan kemudian dikirim ke phisycal layer untuk diteruskan ke penerima. Pada penerima, layer ini mengubah Byte menjadi Frame, frame header akan dilepas (dekapsulasi), kemudian dikirim ke network layer menjadi paket. Protokol pada data link layer mengantur secara langsung transfer antara node-node dari data antara dua komputer.

Fungsi-fungsi yang mendukung protokol ini antara lain:

a. Deteksi dan koreksi kesalahan transmisi

b. Framing dan link akses

c. Reliable delivery

d. Flow control

Flow control merupakan teknik yang digunakan untuk mengontrol proses pengiriman frame dari pengirim ke penerima agar tidak terjadi penumpukan frame yang menyebabkan hilangnya frame sebelumnya, hal ini terjadi karena buffer penerima belum mengambil frame yang harus diterimanya.

Teknik error control pada data link pada umumnya ada dua, yaitu:

a. Error detection ada tiga jenis, yaitu Parity, BCC dan CRC yang dilakukan pada hardware, jika ada error maka flag ketiga detection itu akan on. Jika on maka penerima akan meminta ulang pengiriman data.

b. Error correction

Frame yang ada pada data link harus mencakup syncronisasi, format yang sesuai dengan control frame, agar physical layer dapat menerima format data link layer dan menjadi streaming bit.

Contoh-contoh protokol pada data link layer :

a. HDLC (High Level Data Link Control)

b. Data Link layer pada intenet terdiri dari

· SLIP (Serial Line IP)

· PPP (Point to Point Protocol)

c. Data Link layer pada ATM

2. Ethernet, Modem dan Access Point

· Ethernet

Ethernet merupakan jenis perkabelan dan pemrosesan sinyal untuk data jaringan komputer yang dikembangkan oleh Robert Metcalfe dan David Boggs di Xerox Palo Alto Research Center (PARC) pada tahun 1972. Ethernet merupakan sebuah teknologi yang sudah dikenal oleh masyarakat luas sebagai interface yang digunakan untuk konektivitas perangkat komputer maupun laptop, hampir di setiap jaringan LAN (Local Area Network) di seluruh dunia.

Selain karena harganya terjangkau, teknologi Ethernet sangat mudah diadaptasi oleh perangkat seperti modem, printer, scanner, faksimile, VoIP phone, serta perangkat teknologi informasi lainnya. Sejalan dengan perkembangan teknologi dan semakin meningkatnya kebutuhan masyarakat akan layanan komunikasi data, teknologi Ethernet juga digunakan sebagai interface dari layanan broadband data comunication, yang lebih dikenal dengan nama Metro Ethernet.

· Modem

  Istilah Modem merupakan singkatan dari dua kata yaitu Modulator dan             Demodulato. Pengertian Modulator adalah suatu rangkaian yang berfungsi melakukan      proses modulasi, yaitu proses “menumpangkan” data pada frekuensi gelombang      pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar bisa dikirim ke penerima melalui       media tertentu ( seperti media kabel atau udara), biasanya berupa gelombang sinus.        Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi. Data dari komputer yang            berbentuk sinyal digital dirubah menjadi sinyal Analog.
                        Demodulator mempunyai fungsi kebalikan dari modulator (demodulasi), yaitu    proses mendapatkan kembali data atau proses membaca data dari sinyal yang diterima dari pengirim. Dalam demodulasi, sinyal pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi    tinggi. Data yang berupa sinyal Analog diberubah kembali menjadi sinyal digital agar       bisa terbaca di komputer penerima. Dan Modem merupakan penggabungan dari kedua       sistem tersebut diatas, sehingga modem merupakan alat komunikasi dua arah.
·       Access Point
                        Wireless access point adalah perangkat jaringan wireless yang menghubungkan client wireless (seperti komputer yang dilengkapi dengan adapter USB wireless atau      laptop yang dilengkapi dengan adapter ExpressCard wireless) dengan jaringan yang menggunakan kabel – yang biasanya juga bisa koneksi terhadap internet melaluinya.     Seperti halnya dengan sebuah bridge, wireless access point mempunyai sedikitnya dua            koneksi jaringan dan sebagai jembatan agar bisa saling bertukar traffic antar keduanya.                                   Koneksi pertama adalah interface wireless yang umumnya berupa on-board radio          atau wireless card didalamnya. Interface jaringan kedua bisa berupa Ethernet, modem           dial-up, atau bahkan bisa berupa adapter wireless lainnya. Bahkan sekarang ini sudah            banyak wireless access point mempunyai lebih dari satu Ethernet port yang mana bisa    menyederhanakan pembuatan segment jaringan.
                        Hardware access point mengendalikan akses menuju dan dari kedua jaringan             (kabel dan wireless). Pada sisi wireless, kebanyakan vendor menggunakan /             mengimplementasikan metoda pengendalian akses keamanan dari standard keamanan        sederhana inkripsi WEP untuk kebanyakan 802.11b/g standard, dan untuk yang 802.11n standard menggunakan inkripsi terkini yaitu WPA (Wi-fi Protected Access) baik yang        Personal atau yang Enterprise, disamping juga mendukung WEP. Yang Enterprise bisa            mendukung infrastructure RADIUS server.

3. Flow Control

adalah suatu teknik untuk menjamin bahwa entitas pengirim tidak akan membanjiri data kepada entitas penerima. Entitas penerima secara khusus mengalokasikan buffer dengan beberapa kali panjangnya tansfer. Ketika data diterima receiver harus mengerjakan sejumlah proses tertentu sebelum mengalirkan data ke software dengan level yang lebih tinggi. Dengan tidak adanya flow-control maka buffer pada penerima dapat terisi penuh dan melebihi kapasitas, bersamaan pada saat penerima masih memproses data sebelumnya.

Tipe Flow Control :

· Network congestion

· Windowing Flow control

· Data Buffer

4. Pendekteksian dan Koreksi Kesalahan

Ada dua pendekatan untuk deteksi kesalahan :

1. Forward Error Control

Dimana setiap karakter yang ditransmisikan atau frame berisi informasi tambahan(redundant) sehingga bila penerima tidak hanya dapat mendeteksi dimana error terjadi,tetapi juga menjelaskan dimana aliran bit yang diterima error.

2. Feedback (backward) Error Control

Dimana setiap karakter atau frame memilki informasi yang cukup untukmemperbolehkan penerima mendeteksi bila menemukan kesalahan tetapi tidaklokasinya. Sebuah transmisi kontrol digunakan untuk meminta pengiriman ulang,menyalin informasi yang dikirimkan.

Feedback error control dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

1. Teknik yang digunakan untuk deteksi kesalahan

2. Kontrol algoritma yang telah disediakan untuk mengontrol transmisi ulang.

Metode Deteksi Kesalahan :

1. Echo

Metode sederhana dengan sistem interaktif .Operator memasukkan data melaluiterminal dan mengirimkan ke komputer. Komputer akan menampilkan kembali keterminal, sehingga dapat memeriksa apakah data yang dikirimkan dengan benar.

2. Error Otomatis

Metode dengan tambahan bit pariti.

Terdapat 2 cara :

a. Pariti Ganjil (Odd Parity)

Yaitu bit pariti yang ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau dataganjil.

b. Pariti Genap (Even Parity)

Yaitu bit pariti yang ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau datagenap.

Deteksi dan Koreksi Kesalahan Data Link Layer

Bahasan ini berhubungan dengan algoritma bagi komunikasi yang reliabel dan efisien
antara dua mesin yang berdekatan, yaitu dua mesin yang secara fisik terhubung oleh
sebuah saluran komunikasi yang secara konseptual bekerja seperti halnya kabel. Sifat
penting sebuah saluran yang membuatnya menyerupai kabel adalah bit-bit diteruskan
dalam urutan yang sama dengan sewaktu bit-bit itu dikirimkan.Rangkaian komunikasi sering membuat kesalahan, memiliki laju data yang terbatas, dan terdapat delay propagasi yang tidak nol antara saat bit dikirimkan dengan saat bit diterima. Keterbatasn ini mempunyai implikasi penting bagi efisiensi pemindahan data.

5.1. MASALAH-MASALAH RANCANGAN DATA LINK LAYER
Data link layer memiliki beberapa fungsi spesifik. Fungsi-fungsi ini meliputi
penyediaan interface layanan-layanan baik bagi network layer, penentuan cara
pengelompokan bit dari physical layer ke dalam frame, hal-hal yang berkaitan dengan
error transmisi, dan pengaturan aliran frame sehingga receiver yang lambat tidak akan
terbanjiri oleh pengirim yang cepat.

5.2. LAYANAN YANG DISEDIAKAN BAGI NETWORK LAYER
Fungsi data link layer adalah menyediakan layanan bagi network layer. layanannya
yang penting adalah pemindahan data dari network layer di mesin sumber ke network
layer di mesin yang dituju. Tugas data link adalah mentransmisikan bit-bit ke mesin yang
dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke network layer.

Tiga layanan dari Data Link Layer :
1. Layanan Unacknowledged Connec-tion Less
2. Layanan Acknowledged Connection-Less
3. Layanan Acknowledged Connection-Oriented

1. Layanan Unacknowledged Connectionless
Yaitu dimana mesin sumber mengirimkan sejumlah frame ke mesin yang dituju
dengan tidak memberikan acknowledgment bagi diterimanya frame-frame tersebut.
Tidak ada koneksi yang dibuat baik sebelum atau sesudah dikirimkannya frame. Bila
sebuah frame hilang sehubungan dengan adanya noise, maka tidak ada usaha untuk
memperbaiki masalah tersebu di data link layer. Jenis layanan ini cocok bila laju error
sangat rendah, sehingga recovery bisa dilakukan oleh layer yang lebih tinggi. Layanan
ini sesuai untuk lalu lintas real time, seperti percakapan, dimana data yang terlambat
dianggap lebih buruk dibanding data yang buruk. Sebagian besar LAN menggunakan
layanan unacknowledgment connectionless pada data link layer.

2. Layanan Acknowledged Connectionless
Layanan inipun tidak menggunakan koneksi, akan tetapi setiap frame dikirimkan
secara independent dan secara acknowledgment. Dalam hal ini, si pengirim akan
mengetahui apakah frame yang dikirimkan ke mesin tujuan telah diterima dengan baik
atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interval waktu yang telah ditentukan, maka
frame akan dikirimkan kembali, mungkin saja hilangnya acknowledgment akan menyebabkan sebuah frame perlu dikirimkan beberapa kali dan akan diterima beberapa kali juga. Layanan ini akan bermanfaat untuk saluran unreliablem, seperti sistem tanpa kabel.

3. Layanan Acknowledged Connection Oriented
Dengan layanan ini, mesin sumber dan tujuan membuat koneksi sebelum
memindahkan datanya. Setiap frame yang dikirim tentu saja diterima. Selain itu, layanan
ini menjamin bahwa setiap frame yang diterima benar-benar hanya sekali dan semua
frame diterima dalam urutan yang benar.Layanan ini juga menyediakan proses-proses
network layer dengan ekivalen aliran bit reliabel.Pada layanan connection-oriented
dipakai, pemindahan data mengalami tiga fase (tahap). Fase I koneksi ditentukan
dengan membuat kedua mesin menginisialisasi variabel-variabel dan counter yang
diperlukan untuk mengawasi frame yang mana yang telah diterima dan mana yang
belum. Fase II, satu frame atau lebih mulai ditransmisikan. Fase III koneksi dilepaskna,
pembebasan variabel, buffer, dan resource lainnya yang dipakai untuk menjaga
berlangsungnya koneksi.
Karena jarak dan peralatan, pengiriman informasi, dapat mengalami perubahan atau
melemah. Umumnya interferensi listrik. Kesalahan timbul dalam bentuk burst yaitu lebih
dari satu bit terganggu dalam satu satuan waktu.Deteksi error dengan Redundansi,
yaitu data tambahan yang tidak ada hubungannya dengan isi informasi yang dikirimkan,
berupa bit pariti.Berfungsi menunjukkan ada tidaknya kesalahan data. Yaitu dengan
mendeteksi dan mengoreksi kesalahan yang terjadi. Makin banyak redundansi makin
baik deteksi errornya. Akibatnya makin rendah troughput dari data yang berguna.
Troughput adalah perbandingan antara data yang berguna dengan data
keseluruhan. Banyaknya tambahan pada redundansi sampai 100% dari jumlah
bit data.

5.3. Ada dua pendekatan untuk deteksi kesalahan :
1. Forward Error Control
Dimana setiap karakter yang ditransmisikan atau frame berisi informasi tambahan
(redundant) sehingga bila penerima tidak hanya dapat mendeteksi dimana error terjadi,
tetapi juga menjelaskan dimana aliran bit yang diterima error.

2. Feedback (backward) Error Control
Dimana setiap karakter atau frame memilki informasi yang cukup untuk
memperbolehkan penerima mendeteksi bila menemukan kesalahan tetapi tidak
lokasinya. Sebuah transmisi kontro digunakan untuk meminta pengiriman ulang,
menyalin informasi yang dikirimkan.
Feedback error control dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :
1. Teknik yang digunakan untuk deteksi kesalahan
2. Kontrol algoritma yang telah disediakan untuk mengontrol transmisi ulang.

Metode Deteksi Kesalahan :
1. Echo
Metode sederhana dengan sistem interaktif .Operator memasukkan data melalui
terminal dan mengirimkan ke komputer. Komputer akan menampilkan kembali ke
terminal, sehingga dapat memeriksa apakah data yang dikirimkan dengan benar.

2. Error Otomatis
Metode dengan tambahan bit pariti. Terdapat 2 cara :
a. Pariti Ganjil (Odd Parity)
Yaitu bit pariti yang ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau data
ganjil.
b. Pariti Genap (Even Parity)
Yaitu bit pariti yang ditambahkan supaya banyaknya bit "1" tiap karakter atau data
genap.
Tanpa memperhatikan desain dari sistem transmisi maka, maka akan terdapat error
yang menghasilkan perubahan terhapat satu atau lebih dari bit didalam frame yang
ditransmisikan. Beberapa kemungkinan adanya error pada pengiriman frame meliputi :
Pb = propabilitas error bit tunggal, biasanya disebut bit-error-rate
P1 = probabilitas frame yang diterima tanpa adanya error
P2 = probabilitas frame yang diterima dengan error tidak terdeteksi
P3 = probabilitas frame yang diterima dengan error terdeteksi
Jika tidak ada suatu alat yang dapat dipergunakan untuk mendeteksi error, maka
probabilitas error yang terderteksi (P3) sama dengan 0, Untuk mempercepat
menetapkan probabilitas, diasumsikan bahwa probabilitas nenerapa bit yang mengalami
error (Pb) adalah tetap, dan tidak tergantung masing-masing bit., sehingga didapatkan
hubungan :

dimana F adalah jumlah bit per frame.

Probabilitas frame yang diterima tanpa error akan berkurang apabila probabilitas dari

error bit tunggal bertambah. demikian juga probabilitas frame yang diterima dengan

tanpa error bit berkurang dengan bertambahnya panjang frame. maka lebih banyak bit

dengan probabilitas yang tinggi dari pada yang terkena error. Tidak ada sistem

telekomunikasi data yang bebas dari kesalahan transmisi data, kesalahan ini sering kali

disebabkan oleh gangguan pada saluran, sistem switching, radiasi gelombang, crosstalk, dll.

Metode deteksi kesalahan yang dikenal adalah :

· Vertical-redundancy-checking

· Longitudinal-redundancy-checking

· Cyclic-redundancy-checking

VERTICAL-REDUNDANCY-CHECKING

Metode ini lebih umum disebut parity-checking karena menggunakan sistem

pengecekan paritas dan merupakan sistem untuk mencari kesalahan data yang paling

sederhana. Dalam satu byte terdapat satu bit parity, bit ini nilainya tergantung kepada

ganjil atau genapnya jumlah bit satu dalam tiap byte. Parity-checking dibagi menjadi dua

yaitu odd-parity ( paritas ganjil) dan even-parity (paritas genap). Aturan pada odd-parity

yaitu jumlah bit satu dalam setiap byte harus ganjil. Komputer selalu mengecek parity-bit

setiap karakter yang akan dikirim, bila jumlah bit satu dalam 7 bit pertama adalah genap,

maka parity-bit diubah jadi 1, sebaliknya jika jumlah bit satu dalam 7 bit pertama adalah

ganjil, maka parity-bit diubah menjadi 0. Dalam even-parity, jumlah bit satu dalam setiap

byte garus genap. Sebagai contoh, didalam komunikasi data digunakan sistem oddparity, maka jika huruf A disusun dalam kombinasi data biner berupa “1000001, dimana

jumlah bit satu dalam 7 bit pertama adalah genap, maka parity-bit biubah menjadi 1.

Sedangkan dalam sistem even-parity jika huruf M disusun dalam kode biner adalah

“1001101”, dimana didalam 7 bit pertama jumlah bit satu adalah genap, maka paritybit

ini diubah menjadi 0, atau dapat dilihat pada gambar 5.1 dibawah

Sebenarnya sistem komputer mampu untuk menjalankan parity-checking ini, maka bila

didalam saluran terjadi gangguan, maka jumlah bit satu dalam karakter yang diterima

tidak sesuai, misalnya tadinya berjumlah ganjil kemudian berubah menjadi genap.

Tetapi parity-checking ini masih mempunyai kelemahan, terutama bila jumlah bit yang

rusak jumlahnya genap, maka kerusakan ini menjadi tidak dapat dideteksi. Karakter

yang mengandung kesalahan 2 atau 5 bit bila hanya dilihat dari sisi genap ganjilnya

jumlah bit satu, maka tidak akan kelihatan kesalahannya.

LONGITUDINAL-REDUNDANCY-CHECKING

Sistem ini sebenarnya digunakan untuk memperbaiki kelemahan yang ada pada VRC

(parity-checking). Pada sistem LRC data dikirim secara per blok (frame) berisi 8 byte

dan setiap frame terdapat satu parity-bit, fungsi dari bit ini sebagai kontrol seperti pada

parity-checking. Parity-bit ini memuat 7 parity-bit dari byte sebelumnya, sedangkan cara

untuk mengubah nilai ketujuh bit ini yaitu dengan melihat jumlah bit satu dari seluruh

byte secara vertikal atau dapat dilihat pada gambar 5.2 dibawah :

Walaupun masih memiliki beberapa kelemahan namun sistem LRC lebih baik dari VRC,

sebab bila ada kesalahan yang tidak terlihat oleh parity-bit, maka akan diketahui oleh

parity-byte. Dalam sistem transmisi data LRC membutuhkan banyak tambahan bit pada

setiap data dikirim, misalkan untuk mengirimkan 7 karakter (59 bit) diperlukan tambahan

15 bit sebagai parity-bit, sehingga sistem LRC ini tidak banyak dipakai walaupun dapat

bermanfaat.

CYCLIC-REDUNDANCY-CHECKING

Sistem ini banyak diterapkan dalam komunikasi data karena prosesnya cukup

sederhana dan tidak banyak membutuhkan tambahan bit yang berupa parity-bit. Pada

sistem CRC data dikirim per frame, dan setiap frame terdiri dari deretan bit yang

panjang. Pada akhir blok ditambahkan beberapa control-bit untuk menjamin kebenaran

data. Control-bit dibentuk oleh komputer pengirim berdasarkan perhitungan atas data

yang dikirim. Setelah data sampai pada komputer penerima selanjutnya dilakukan

perhitungan seperti perhitungan pada komputer pengirim. Hasil perhitungan yang

didapatkan dibandingkan dengan control-bit, bila sama berarti data dikirim tanpa

mengalami kesalahan.

Agar dapat mengerti lebih mendetail prosedur pada sistem CRC, maka perlu pula

mengetaui proses arithmatik modulo 2 serta konsep untuk menjabarkan deretan bit

sebagai polinomial aljabar. Proses arithmatika yang dilakukan pada sistem CRC seperti

sistem penjumlahan bilangan tetapi tanpa menyisakan (without-carries) yang dapat

dilakukan menggunakan gerbang logika exclusive-OR, seperti terlihat pada tabel

kebenaran berikut ini :

Tabel Ekslusive OR

Pada proses arithmatik modulo 2 ini, hanya memperbolehkan menghasilkan 0 atau 1

dan tidak ada hasil negatif, pada proses pengurangan sama seperti proses

penjumlahan. Selanjutnya bit-bit dari kode biner dapat diinterprestasikan sebagai

polinomial koefisien. Sebagai contoh deretan biner 110101 menjadi :

Dengan catatan bahwa untuk kode dengan n-bit maka pangkat tertinggi dari polinomial

tersebut adalah n-1. Untuk melakukan proses perhitungan CRC diassumsikan memiliki

sebuah pesan M(x) yang berisi deretan bit yang akan ditransmisikan, pesan tersebut

berupa deretan bit 110101, sehingga M(x) = (1)x

+ (1)x

+ (0)x

+ (1)x

+ (0)x1 + (1)x

Selanjutnya ditentukan panjang kode error-checking G(x) yang akan dipergunakan

pada protokol, misalkan kode CRC ditentukan sebagai c-bits. Sebagai contoh c = 3,

berarti dihasilkan polinomial G(x) = x

+ 1. Kemudian M(x) dikalikan dengan x

menjadi :

Secara analogi, hal ini sama saja dengan menggeser urutan bit pesan G(x) ke kiri

sepanjang c-bits, yang menghasilkan urutan biner 110101000. Kemudian membagi x

M(x) dengan G(x) menggunakan arithmatika modulo 2, dimana akan

mengasilkan hasil bagi/quotient Q(x) dan sisa pembagian/remainder R(x).

Download Full Materi PPT

::-Anjar Priatna Blog-::

DATA LINK LAYER

Deteksi dan Koreksi Kesalahan Data Link Layer

Posting Komentar untuk "DATA LINK LAYER"

Menu Halaman Statis