Download Materi 6. Konsep OSI dan TCP/IP

Bagaimana Jaringan Internet
bekerja?
Muhammad Nasar
[email protected]
Fokus
• Materi ini akan membahas (mengenalkan)
2 model referensi standar komunikasi data
berbasis layering
– Open System Interconnect model (OSI)
– Transport Control Protocol/Internet Protocol model
(TCP/IP)
• Yang belum tercakup (tapi sangat relevan)
– Routing
– Media akses dan Topologi (hanya dibahas sekilas)
– Net tools : dhcp, ping, traceroute, snmp, DNS, dan
protokol lainnya pada layer aplikasi
– Sistem operasi
Data Communication vs Networking
• Communication : Two Nodes. Mostly EE issues
• Networking : more than two Nodes. More issued, e.g. :
Protocols, Routing, etc
Data communication - example
Networking - example
What is Protocol ?
• Setiap komunikasi perlu bahasa
– Jawa
– Indonesia
– China
– dll
vs
vs
vs
Sumatera ?
Amerika ?
Arab
?
OSI Reference Model - sekilas sejarah
• OSI = Open System Interconnection; Model Referensi Jaringan
Terbuka, atau Reference Model for Open networking adalah
sebuah model arsitektural jaringan yang dikembangkan International
Organization for Standardization (ISO), Eropa, 1977.
• Model ini menetapkan tujuh lapisan standar (OSI seven layer
model).
• Sebelum munculnya OSI, sistem jaringan komputer sangat
tergantung kepada pemasok (vendor). OSI berupaya membentuk
standar umum jaringan komputer untuk menunjang
interoperatibilitas antar pemasok yang berbeda.
• Dalam suatu jaringan yang besar biasanya terdapat banyak protokol
jaringan yang berbeda. Tidak adanya suatu protokol yang sama,
membuat banyak perangkat tidak bisa saling berkomunikasi.
The 7 layers of OSI
How to interaction : machine - human
How to presentation (ASCII text, sound, etc)
How to eslablish/manage connection
How to transmission of data
How to addressing, routing
How to make communication, framing
How to transmit signal, coding, decoding
The 7 layers of OSI
Application
Data
Application
Presentation
Data
Presentation
Session
Session
Transport
Data
Segments
Transport
Network
Packets
Network
Data-Link
Frames
Data-Link
Physical
Bits
Physical
Encapsulation - Decapsulation
Encapsulation - Decapsulation
Physical Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Pertukaran data secara fisik
• Deretan bit pembentuk data
di ubah menjadi sinyal-sinyal
listrik yang akan melewati
media transmisi,
• Diperlukan sinyal yang
cocok untuk lewat di media
transmisi tertentu.
• Dikenal tiga jenis media
transmisi yaitu :
– kabel logam,
– serat optik, dan
– gelombang radio
Physical Layer : example
Physical Layer : example
Physical Layer : example
Data-link Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Fungsi utama :
menyajikan format data
untuk lapis fisik
(pembentukan frame)
• Pengendalian kesalahan
(Error control)
• Pengendalian arus data
(Flow control)
Network Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Meneruskan paket-paket
dari satu node ke node
yang lain dalam jaringan
komputer
• Fungsi utama :
– Pengalamatan
– Memilih jalur (routing)
Transport Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Berfungsi untuk transfer data
yang handal, bertanggung jawab
atas keutuhan data dalam
transmisi data antara kedua
belah fihak
• Paketisasi :
– panjang paket
– banyaknya paket,
– urutan paket
– kapan paket-paket tersebut
dikirimkan
Sessin Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Mengontrol komunikasi antar
aplikasi, membangun,
memelihara dan mengakhiri sesi
antar aplikasi.
• Penggunaan lapis sesi akan
menyebabkan proses pertukaran
data dilakukan secara bertahap
tidak sekaligus
Presentation Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Mengemas data dari sisi
aplikasi sehingga mudah untuk
lapisan sesi mengirimkannya
atau sebaliknya,
• Berfungsi untuk mengatasi
perbedaan format data,
kompresi, dan enkripsi data
• Contoh : ASCII, JPEG, MPEG,
MPEG, TIFF, PICT, MIDI, dll
Aplication Layer
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data-Link
Physical
• Sebagai interface user ke
lingkungan OSI.
• User biasa berinteraksi
melalui suatu program
aplikasi (software)
• Contoh pelayanan atau
protokolnya:
– e-mail (pop3, smtp)
– file transfer (ftp)
– browsing (http)
Host Layers vs. Media Layers
Application
Host Layers
Presentation
Transport
Menjamin pengiriman data
secara akurat antar
perangkat
Network
Media Layers
Data-Link
Mengontrol pengiriman
pesan secara fisik melalui
jaringan
Session
Physical
• Pertanyaan ?
• Now, talk about TCP/IP…
TCP/IP – sekilas sejarah
• Diteliti,dikembangkan, diuji tahun 1970-1980-an oleh
Lembaga Riset Departemen Pertahanan Amerika serikat
• TCP/IP ≠ OSI, tapi merefer ke DARPA
• Bertujuan mengembangkan protokol komunikasi yang :
bekerja secara transparan, melalui berbagai-macam
jaringan komunikasi data yang terhubung satu dengan
yang lain, dan tahan terhadap berbagai ganguan
(bencana alam, serangan nuklir dan lain-lain).
• 1983 TCP/IP menjadi protokol resmi ARPANET, 
diadopsi banyak vendor  mendominasi jaringan
komputer dunia  lahirlah internet.
TCP/IP – sekilas sejarah
• Pelaku pengembangan saat itu : Internet Society (ISOC),
Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering
Task Force (IETF).
• Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema
pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam
dokumen yang disebut Request for Comment (RFC), dirilis
oleh IETF.
• TCP/IP sebagai protokol suite (disertai protokol lainnya, tidak
bisa berdiri sendiri)
OSI vs TCP/IP Layering
Protocolt Data Unit (PDU) and Service Data Unit (SDU)
TCP/IP Encapsulation - Decapsulation
Network Interface Layer
• Protokol lapisan antarmuka jaringan: bertanggung jawab
untuk meletakkan frame-frame jaringan di atas media
jaringan yang digunakan.
• TCP/IP dapat bekerja dengan banyak teknologi
transport,
– Ethernet
– Token Ring
– WiFi
– Dial-up modem
– ADSL modem, dll
Internetwork Layer
• Protokol lapisan internetwork: bertanggung
jawab untuk melakukan pemetaan (routing) dan
enkapsulasi paket-paket data jaringan menjadi
paket-paket IP. Protokol yang bekerja dalam
lapisan ini adalah
–
–
–
–
Internet Protocol (IP),
Address Resolution Protocol (ARP),
Internet Control Message Protocol (ICMP), dan
Internet Group Management Protocol (IGMP).
Host-to-host Layer
• Protokol lapisan antar-host: berguna untuk
membuat komunikasi menggunakan sesi
koneksi yang bersifat connection-oriented atau
broadcast yang bersifat connectionless.
• Protokol dalam lapisan ini adalah
– Transmission Control Protocol (TCP) dan
– User Datagram Protocol (UDP).
Application Layer
• Protokol lapisan aplikasi: bertanggung jawab untuk
menyediakan akses kepada aplikasi terhadap layanan
jaringan TCP/IP.
• Protokol ini mencakup protokol turunannya
–
–
–
–
–
–
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP),
Domain Name System (DNS),
Hypertext Transfer Protocol (HTTP),
File Transfer Protocol (FTP),
Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP),
Simple Network Management Protocol (SNMP), dll.
• Connection oriented
• Reliable
• Byte stream service
Detail paket TCP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
PSH
RST
SEQ
FIN
Source port
Destination port
Sequence number
Acknowledge number
Header length
Reserved
UR
G
AC
K
Windows
Checksum
Urgent pointer
Options
Padding
User data = besarnya tidak ditentukan
• Connectionless
Detail paket IP
1
2
3
Version
4
5
6
7
8
Header length
9
10
11
12
13
14
Priority (0-7)
low
high
high
 “1”
Precedence
D
T
R
unused
Total length
Identification
D
M
Fragment offset
Time to live (seconds)
Protocol
Header checksum
Source IP address (4 Byte)
Destination IP address (4 Byte)
Option (0 word atau lebih)
Data
 64 kB
15
16
Lalu, beda OSI dg TCP/IP?
Lalu, beda OSI dg TCP/IP?
Prinsip addressing IPv4
• 32 bit (empat oktet berukuran 8-bit) tiap
oktet dipisahkan tanda “.”
• 2³² = 4Giga alamat
• Ilustrasi : xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
X adalah 0 atau 1 (biner)
• Contoh IP
– Biner : 11000000.10101000.00000010.00000001
dapat ditulis 11000000.10101000.10.1
– Decimal : 192.168.2.1
Prinsip addressing IPv4
3 parameter :
• IP address atau host ID : jumlah IP yang bisa digunakan
sebagai host
– 192.168.2.1
• Netmask atau subnetmask : segmentasi network
– 255.255.255.0
• Broadcast : alamat yg digunakan bersama dalam satu
segmen jaringan tsb
– 192.168.2.255
Contoh
• IP : 192.168.2.1
• Netmask : 255.255.255.0
• Broadcast : 192.168.2.255
• Netmask 255.255.255.0 biasa juga ditulis
[alamat/panjang prefix] : 192.168.2.0/24
“24” berasal dari jumlah bit netmask :
11111111.11111111.11111111.00000000
Latihan..
• Diketahui subnet : 192.168.2.0/29
• Tentukan :
– Jumlah IP address yang bisa digunakan ?
– Netmask dalam angka desimal ?
– Broadcast address ?
Klasifikasi Network Address (1)
Karakteristik
Kelas A
Kelas B
Kelas C
Bit pertama
0
10
110
Panjang NetID
8 bit
16 bit
24 bit
Panjang HostID
24 bit
16 bit
8 bit
Byte pertama
0 – 127
128 – 191
192 – 223
Jumlah network
126 kelas A (0 dan 127 16.384 kelas B
dicadangkan)
Jumlah host IP
16.777.214 IP address 65.532
IP address 254 IP address pada
pada tiap kelas A
pada tiap kelas B
tiap kelas C
2.097.152 kelas C
Klasifikasi Network Address (2)
Karakteristik
Kelas D
Kelas E
4 Bit pertama
1110
1111
Bit multicast
28 bit
-
Byte Inisial
224 – 247
248 – 255
Bit cadangan
-
28 bit
Jumlah
268.435.455 kelas D
268.435.455 kelas E
Deskripsi
Digunakan untuk multicast
dicadangkan utk keperluan
eksperimental
Gateway
• a network node equipped for interfacing
with another network that uses different
protocols.
• Gateway adalah remote host address
interface yang digunakan sebagai penerus
paket dari/ke network lainnya
IP Private dan IP Public
• Saat ini ada tiga blok alamat IP private
yang dialokasikan oleh IANA (Internet
Assigned Numbers Authority), yaitu:
– 10.0.0.0/8
– 172.16.0.0/12
– 192.168.0.0/16
• IP Public
– Selain tersebut diatas dan loopback
Sekilas IPv6
• Alamat IP versi 6 (IPv6) adalah lanjutan
pengembangan IPv4.
• Panjang alamat adalah 128-bit
• Secara teoritis dapat mengalamati hingga
2128=3,4 x 1038 = 4+ milyar host komputer di
seluruh dunia.
• Contoh alamat IP versi 6 adalah
Refer to
• http://en.wikipedia.org/wiki/Tcp/ip
• http://en.wikipedia.org/wiki/IPv4
• http://id.wikipedia.org/wiki/IPv6