Oleh Faisal Akib

Transmisi data dapat dibedakan menjadi dua macam, transmisi serial dan transmisi paralel. Transmisi serial adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu hanya satu bit yang disalurkan, dengan demikian data yang terdiri atas banyak bit, dikirim secara ber-urutan, satu persatu. Setiap komputer diperlengkapi dengan saluran serial atau serial-port (RS-232C), yaitu saluran yang bisa menerima / mengirim data secara serial. Transmisi paralel adalah transmisi data dimana dalam satu satuan waktu beberapa bit (biasanya 8-bit) bisa disalurkan bersamaan. Pada komputer tersedia juga saluran paralel atau paralel-port misalnya saluran yang dihubungkan dengan printer ketika akan mencetak data.

Pada kenyataan, komunikasi jarak jauh melalui kabel banyak dilakukan secara serial, misalnya saluran telepon, karena untuk transmisi paralel diperlukan kabel 8-kali lipat kebutuhan kabel pada transmisi serial.

Konfigurasi Jalur Komunikasi

Konfigurasi jalur komunikasi adalah cara meng-hubungkan perangkat perangkat yang akan melakukan komunikasi, dapat dibedakan menjadi : konfigurasi titik-ke-titik (point-to-point) dan konfigurasi multi-titik (multipoint).

Titik-ke-titik (point-to-point) menghubungkan secara khusus dua piranti yang hendak berkomunikasi. Konfigurasi ini banyak ditemukan pada transmisi paralel, misalnya komunikasi antara dua komputer secara paralel untuk melakukan penyalinan file-file data, walaupun transmisi serial dimungkinkan pula apabila jarak antara dua piranti jauh.

GAMBAR: Koneksi Point-to-Point

Multi-titik (multipoint) menyatakan hubungan yang memungkinkan sebuah jalur digunakan oleh banyak piranti yang berkomunikasi. Sebagai contoh adalah konfigurasi pada jaringan bertopologi bus, dimana satu saluran data (backbone) terhubung ke beberapa komputer.

GAMBAR: Koneksi Multipoint

Mode Transmisi

Mode transmisi adalah cara pengiriman data dari satu piranti ke piranti lain, yaitu secara sinkron (synchronous transmission) dan tak-sinkron (asynchronous transmission).

Transmisi sinkron adalah transmisi data dimana kedua pihak, pengirim dan penerima, berada pada waktu yang sinkron, biasanya dimulai dengan sinyal SYN untuk melakukan sinkronisasi antara dua piranti yang berkomunikasi, kemudian menyusul sinyal STX (start-of-text) yang menyatakan awal dari transmisi data, kemudian sejumlah (blok) data dikirim, dan ditutup dengan ETX (end-of-text), terakhir ada sinyal BCC (block-check-character) yang digunakan untuk mengecek kesalahan dalam penerimaan data.

Transmisi tak-sinkron adalah transmisi data dimana kedua pihak, pengirim dan penerima tidak perlu berada pada waktu yang sinkron. Mode transmisi ini diterapkan pada komunikasi data dimana kecepatan piranti pengirim dan piranti penerima jauh berbeda. Sebagai contoh transmisi data dari keyboard ke memory dilakukan tak-sinkron karena kecepatan keyboard ditentukan oleh kecepatan user dalam menekan tombol (faktor manusia), kecepatan memory ditentukan oleh transfer-rate dari memory, namun bagaimanapun cepatnya manusia dalam mengetik masih lambat dibanding kecepatan prosessor dalam mentransfer data. Apabila dilakukan secara sinkron maka memory / prosessor banyak kehilangan waktu percuma, menanti tombol ditekan. Biasanya transmisi tak-sinkron dilakukan karakter-per-karakter, dimana setiap karakter diawal oleh start-of-bit (SOB) dan ditutup dengan parity-bit (untuk memeriksa kesalahan) dan end-of-bit (EOB).

Arah Transmisi

Arah transmisi dari dua piranti yang berkomunikasi dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : Simplex, Half-duplex, dan Full-duplex.

Simplex menyatakan komunikasi antara dua piranti hanya bisa dilakukan satu arah saja, dari sumber/pengirim ke tujuan/penerima. Sebagai contoh komunikasi antara pemancar TV dengan pesawat TV, komunikasi antara amplifier dengan speaker, komunikasi antara perangkat barcode dengan komputer.

Half-duplex menyatakan komunikasi antara dua piranti yang bisa dilakukan dua arah namun tidak serentak (tidak bersamaan) tetapi bergantian, bila satu piranti sedang mengirim yang lain hanya menerima, dan sebaliknya.  Sebagai contoh komunikasi yang menggunakan Handy-Talkie atau Walki-Talkie dilakukan secara half-duplex.

Full-duplex menyatakan komunikasi antara dua piranti yang bisa dilakukan dua arah dan bisa serentak (bersamaan). Sebagai contoh komunikasi melalui pesawat telepon adalah komunikasi full-duplex.

Komunikasi antara dua komputer bisa saja menggunakan salah satu dari ketiga arah transmisi tersebut, bergantung pada protokol komunikasi yang digunakannya.

Multiplexing

Multiplexing berkaitan dengan effektivitas penggunaan media komunikasi, dimana satu media akan lebih effektif apabila bisa digunakan oleh lebih dari satu transmisi data. Sebagai contoh, suatu media yang memiliki kapasitas besar (misalnya serat-optik dengan 384 Kbps) tentu tidak effisien apabila hanya digunakan oleh satu transmisi  berkecepatan rendah (misalnya koneksi dua komputer dengan 64 Kbps).  Perangkat yang diperlukan untuk melakukan multiplexing adalah multiplexer (MUX) dan demultiplexer (DEMUX).

GAMBAR: Multiplexing

Pada dasarnya ada tiga macam bentuk multiplexing, yaitu: Time Division Multiplexing (TDM), Frequency Division Multiplexing, dan Code Division Multiplexing (CDM).

TDM (Time Division Multiplexing) adalah teknik multiplexing dengan cara memberi alokasi waktu pada masing-masing transmisi secara bergiliran. Teknik TDM biasa digunakan apabila total kapasitas transmisi melebihi kapasitas medium, yang biasa disebut baseband medium (jalur sempit). Karena kapasitas medium terbatas maka setiap piranti yang berkomunikasi mendapat slot-waktu untuk mengirim data.

GAMBAR: Time Division Multiplexing, Tiap Channel Mendapat Alokasi Waktu

FDM  (Frequency Division Multiplexing) adalah teknik multiplexing dimana setiap piranti diberi frekuensi modulasi yang berbeda sehingga bisa bersamaan melakukan transmisi melalui satu media. Teknik FDM banyak digunakan pada komunikasi data dengan medium berkapasitas besar, biasa disebut sebagai broadband (jalur lebar) medium. Melalui teknik ini berbagai siaran TV dapat disalurkan dalam satu kabel (cable TV), atau Video, Suara, dan Data bisa disalurkan bersama dalam satu kabel.

GAMBAR: Frequency Division Multiplexing, tiap channel memakai frekuensi berbeda

CDM adalah teknik multiplexing dimana setiap channel atau piranti yang berkomunikasi menggunakan kode data yang berbeda sehingga bisa bersamaan (seperti pada FDM) pada satu saat, dan sekaligus bisa menggunakan slot waktu berbeda (seperti pada TDM). Teknik CDM memungkinkan bandwidth saluran komunikasi suara bisa digunakan bersama oleh banyak telepon selular.

GAMBAR: Code Division Multiplexing, dua naskah dengan kode berbeda

Baca Artikel Lain: Perangkat Input

Oleh Faisal Akib

Teknologi telekomunikasi (tele = jauh) adalah teknologi yang mendukung komunikasi jarak jauh. Jaringan telekomunikasi adalah jaringan yang menghubungkan peralatan-peralatan komunikasi yang lokasi-nya berjauhan. Teknologi inilah yang memungkinkan seseorang dapat mengirimkan informasi ke tempat jauh, atau menerima informasi dari tempat jauh, sehingga jarak geografis menjadi tidak berarti. Menggunakan jaringan  telekomunikasi untuk mengirim data (komunikasi data) adalah suatu effisiensi baik dari segi waktu, biaya, dan energi. Sejauh ini teknologi telekomunikasi telah melahirkan banyak sekali aplikasi yang kita temui dalam kehidupan se-hari-hari, antara lain:

• Telekonferensi (bertemu, berkonferensi, walaupun tidak pada satu lokasi)
• Jaringan mesin ATM (Automatic Teller Machine)
• Telecommuting (bekerja dari lokasi yang jauh)
• Electronic Data Interchange (EDI) / transfer data dan dokumen dari jarak jauh
• Internet access
• e-Commerce
• dsb

Jenis Isyarat

Sistem telekomunikasi dimungkinkan karena transformasi data menjadi sinyal (isyarat listrik) yang kemudian ditransmisikan kedalam medium baik medium fisik seperti kabel maupun medium udara (nirkabel). Ada dua jenis isyarat listrik yang digunakan yaitu isyarat analog dan isyarat digital. Dewasa ini sistem telekomunikasi secara perlahan tapi pasti beralih ke digital.

Gambar: Sinyal Analog - Sinusioda

Gambar: Sinyal Digital - Diskrit

Sinyal analog sering juga disebut sebagai isyarat kontinyu, karena bentuknya berupa gelombang yang malar. Informasi dibawa oleh isyarat dalam bentuk perubahan karakteristik gelombang. Ada dua besaran penting pada gelombang kontinyu, yaitu amplitudo (tinggi gelombang dinyatakan dalam volt) dan frekuensi (kerapatan gelombang dinyatakan dalam hertz/Hz). Sebagai contoh suara adalah gelombang analog, dimana kekuatan (volume) suara ditentukan oleh tinggi amplitudo, sedang warna (nada) suara ditentukan oleh frekuensi.

Sinyal digital sering disebut sebagai isyarat diskret, tercatu, atau memiliki nilai tertentu. Pada pulsa elektronik, sinyal digital dibedakan atas dua nilai saja (binary) yaitu nilai 1 dan nilai 0. Angka 1 dan 0 biasa disebut “bit” (binary digit) merupakan representasi dari sinyal digital, misalnya 1 apabila sinyal tersebut memiliki tinggi amplitudo lebih dari tegangan tertentu (misalnya > 0.2 volt), dan diwakili dengan bit 0 bila lebih kecil dari nilai tersebut.

Komunikasi antar komputer pada hakekatnya dilakukan dengan mengirimkan sinyal dari satu peralatan ke peralatan lainnya, melalui suatu jaringan transmisi.

GAMBAR: Model Komunikasi Sederhana

GAMBAR: Model komunikasi antar terminal via jaringan telepon

Sering dijumpai dalam komunikasi jarak jauh terjadinya peralihan sinyal dari digital ke analog, dan dari analog ke digital, sesuai dengan kebutuhan peralatan yang mengirim, menyalurkan, dan menerima data. Sebagai contoh bila sebuah “remote terminal” ingin berkomunikasi dengan server yang jaraknya sangat jauh, misalnya media transmisi yang tersedia adalah jaringan telepon, maka terjadi peralihan sinyal sebagai berikut:

• Saluran telepon yang tersedia adalah telepon analog, maka data yang berbentuk digital sebagai output dari workstation harus di-konversi ke digital
• Peralatan konversi adalah “modem” (modulator-demodulator), menerima data digital diolah menjadi analog, kemudian disalurkan ke jaringan telepon
• Jaringan telepon meneruskan data yang terbungkus oleh gelombang analog ke tempat tujuan
• Penerima (server) juga peralatan digital, sehingga sinyal analog dari saluran telepon tidak bisa diterima langsung, tetapi melalui perangkat modem lagi, yang berfungsi mengembalikan sinyal analog ke sinyal digital

Besaran lain yang perlu menjadi perhatian dalam komunikasi data adalah “laju data”, atau kecepatan data dalam saluran komunikasi. Ada dua ukuran kecepatan transmisi data, yaitu:

• bit-rate (laju bit) : menyatakan berapa jumlah bit yang disalurkan dalam satu detik
• baud-rate (laju baud) : menyatakan jumlah isyarat yang bisa disalurkan dalam satu detik.

Laju bit biasa digunakan dalam komunikasi data digital, sedang baud-rate digunakan dalam komunikasi data analog, dengan demikian kedua satuan tersebut bisa tidak sama. Satu isyarat bisa terdiri atas 1 bit saja, dalam hal ini baud-rate sama dengan bit-rate, tetapi bisa saja satu isyarat terdiri atas lebih dari satu bit, misalnya 2 bit per isyarat, sehingga baud-rate adalah 2 kali bit-rate. Berikut ini adalah tabel dari satuan kecepatan bit dalam saluran transmisi.

Baca Artikel lain: Cache Memory

Oleh Faisal Akib

I/O Interrupt

Untuk memulai mengoperasikan I/O,  CPU memanggil register-register yang cocok untuk device controller. Kemudian device controller menjawab dengan mengisi register-register berupa tanggapan yang akan diberikan. Sebagai contoh, jika ada permintaan transfer data dari suatu device ke local buffer, dan transfer telah selesai didlakukan, maka device controller menginformasikan ke CPU bahwa pekerjaan tersebut telah selesai. Komunikasi ini akan menyebabkan terjadinya interrupt

Struktur DMA

Transfer data dari buffer ke memori atau sebaliknya dilakukan per-karakter, dimana setiap kali transfer selalu ada interrupt dari CPU sebelum dan sesudah transfer. Jika waktu untuk mentransfer satu karakter sebesar 2 µs dan sekali interrupt butuh 1 ms, maka untuk mentransfer data dari memori ke buffer butuh 4 µs per karakter. Untuk mempersingkat waktu, digunakan DMA (Direct Memory Access). Dengan menggunakanDMA transfer data dapat dilakukan secara langsung oleh device controller per-blok tanpa ada campur tangan dari CPU. CPU hanya memberikan interrupt sebelum dan sesudah transfer setiap blok.
Keuntungan menggunakan mode DMA amat terasa pada sistem operasi multitasking seperti UNIX, karena transfer data dengan mode DMA akan menghemat resource CPU sehingga CPU dapat mengerjakan pekerjaan lain. Pada sistem operasi singletasking, seperti DOS, CPU harus menunggu sehingga transfer data selesai terlebih dahulu baru bisa melanjutkan pekerjaan yang lainnya.

Ada dua jenis DMA, yaitu:

1. Third-party DMA, menggunakan DMA controller yang ada pada motherboard untuk melakukan operasi transfer data.
2. First-party DMA (busmastering DMA), untuk melakukan operasi transfer data dikerjakan oleh bagian logic di interface card.

Oleh Faisal Akib

Sistem komputer serbaguna berisi satu CPU dan sejumlah device controller yang dihubungkan melalui bus yang menyediakan adanya pemakaian memori secara bersama-sama seperti yang terlihat pada gambar berikut. CPU dan device controller tersebut dapat bekerja secara bersama-sama dan saling berkompetisi untuk menggunakan memori.

GAMBAR: Sistem Komputer

Siklus Instruksi

Untuk memproses suatu instruksi dilakukan melalui 2 tahapan: (1) mengambil instruksi (instruction fetch) dari memori, dan (2) mengeksekusi instruksi tersebut (instruction execution). Siklus instruksi dimulai dengan pengambilan instruksi di memori utama oleh prosesor (gambar berikut). program counter (PC) menyimpan alamat instruksi yang akan diambil tersebut. Pada kebanyakan komputer, setelah instruksi tersebut diambil, nilai PC akan berubah ke instruksi berikutnya yang akan diambil (biasanya bertambah naik).

GAMBAR: Siklus Instruksi

Sebagai contoh andaikan suatu komputer mengandung 16-bit word memory, dan PC pertama kali bernilai 300. Prosesor akan mengambil instruksi di memori pada alamat 300, yang kemudian dilanjutkan dengan 301, 302, 303, dan seterusnya. Instruksi yang diambil akan diletakkan pada Instruction Register (IR).

Interrupt

Interrupt merupakan sinyal dari peralatan luar atau permintaan dari program untuk melaksanakan suatu tugas khusus. Jika interrupt terjadi, maka program dihentikan terlebih dahulu untuk menjalankan rutin interrupt. Ketika program yang sedang berjalan tadi dihentikan, prosesor menyimpan nilai register yang berisi alamat program (CS dan IP) ke stack, dan mulai menjalankan rutin interrupt. Alamat setiap rutin interrupt disimpan dalam sebuah tabel yang disebut dengan interrupt services table. Sesudah rutin tersebut selesai dijalankan, program akan mengambil kembali nilai register (CS dan IP) dari stack dan program dijalankan (CS dan IP) dari stack dan program dijalankan kembali. Dua Gambar berikut menunjukkan proses interrupt.

GAMBAR: Proses Interrupt

Jenis-jenis interrupt:

1. Software, Interrupt yang disebabkan oleh software sering disebut dengan nama System Call. Misalnya suatu program ingin mencetak hasil dengan printer.
2. Hardware, Terjadi karena adanya aksi pada perangkat keras, seperti penekanan tombol keyboard atau menggerakkan mouse. Interrupt ini terbagi menjadi dua, yaitu: Maskable Interrupt (terjadi karena aksi dari luar, seperti: timer, keyboard, serial port, fixed disk, diskette drive); dan Non Maskable Interrupt (terjadi karena memori atau kesalahan parity pada I/O).

Penyebab terjadinya interrupt:

1. Program, terjadi sebagai akibat dari eksekusi suatu instruksi, Contoh: arithmatic overflow, devision by zero, dll.
2. Timer, disebabkan oleh timer prosesor.
3. I/O, disebabkan oleh I/O controller baik sebagai tanda bahwa suatu operasi telah selesai, maupun memberi tanda adanya error.
4. Kegagalan hardware, disebabkan oleh kesalahan hardware, seperti power failure atau memory parity error

GAMBAR: Siklus Proses dengan Interrupt

Pada saat komputer dijalankan (powered up atau rebooted), komputer membutuhkan suatu program inisial untuk dijalankan, program ini sering disebut dengan bootstrap program. Program tersebut menginisialisasikan semua aspek sistem, dari CPU register ke device controller ke isi memory. Program bootstrap harus tahu bagaimana program harus dapat mengalokasikan sistem operasi dan meletakkannya di memori. Kemudian sistem operasi mulai mengeksekusi proses pertama dan menunggu beberapa event yang akan terjadi. Event tersebut ditandai dengan adanya interrupt baik datang dari software maupun hardware.

Pada kebanyakan sistem operasi menggunakan interrupt driven, jika tidak ada proses yang akan dieksekusi, tidak ada I/O device yang melayani sesuatu, dan tidak ada tanggapan dari user, maka sistem operasi akan tetap diam menunggu sesuatu terjadi. Suatu event yang akan terjadi selalu ditandai dengan adanya iterrupt atau trap. Trap adalah suatu software yang memberikan interrupt yang disebabkan oleh suatu error (misalnya devide by zero atau invalid memory access) atau permintaan khusus dari user program yang menyebabkan dibutuhkannya sistem operasi.

Oleh Faisal Akib

Perkembangan sistem operasi dipengaruhi oleh perkembangan hardware.  Sistem operasi mulai dikembangkan sejak ±40 tahun lalu, yaitu:

1. Generasi ke-nol (1940).
   • Komponen utama tabung hampa udara;
   • Sistem komputer belum menggunakan sistem operasi;
   • Sistem operasi komputer dilakukan secara manual melalui plugboard, dan hanya bisa digunakan untuk menghitung (+,-, dan *).
2. Generasi pertama (1950).
   • Komponen utama transistor;
   • Sistem operasi berfungsi terutama sebagai pengatur pergantian antar job agar waktu instalasi job berikutnya lebih efisien. Dalam masa ini muncul konsep batch system (semua job sejenis dikumpulkan jadi satu);
   • Input pemakai punch card.
3. Generasi kedua (1960).
   • Komponen utama IC;
   • Berkembang konsep-konsep:

   • Multiprogramming, satu prosesor mengerjakan banyak program yang ada di memori utama;
   • Multiprosesing, satu job dikerjakan oleh banyak prosesor berguna untuk meningkatkan utilitas;
   • Spooling Simultaneous Peripheral Operation On Line, bertindak sebagai buffer (penyangga) saja, dan mampu menerima pesanan meskipun belum akan dikerjakan;
   • Device Indipendence, masing-masing komponen memiliki sifat yang saling berbeda (misal: tiap-tiap printer memiliki driver);
   • Time Sharing atau Multitasking, sistem bagi waktu yang diberikan oleh CPU terhadap berbagai job yang sedang dijalankan.
   • Real-time system, berguna sebagai kontrol bagi mesin-mesin.

4. Generasi ketiga (1970)
   • Komponen utama VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit);
   • Ditandai dengan berkembangnya konsep general purpose system, sehingga sistem operasi menjadi sangat kompleks, mahal dan sulit untuk dipelajari;
5. Generasi keempat (pertengahan 1970-an hingga sekarang).
   • PC makin populer;
   • Ditandai dengan berkembangnya sistem operasi untuk jaringan komputer dengan tujuan: data sharing, hardware sharing, dan program sharing;
   • User interface semakin user friendly tanpa harus mengorbankan unjuk kerja.

Baca Artikel Lain: Sistem Operasi

<< Index Sistem Operasi >>

Oleh Faisal Akib

Multicasting

Beberapa proses kadang kala perlu mengirim pesan kepada sejumlah tujuan secara bersamaan. Ini yang disebut multicasting. Aplikasi pada multicasting ini misalnya pembatalan rencana perjalanan, informasi saham yang selalu berganti, belajar jarak jauh dan lain sebagainya.

Alamat Multicast

Seperti pada pembahasan-pembahasa terdahulu, alamat IP untuk keperluan multicast berada di kelas D. Dan alamat multicast dapat digunakan hanya sebagai alamat tujuan saja. Banyak kalangan yang menyebut alamat multicast sebagai groupid.

IGMP didisain untuk membantu router mengidentifikasi host-host yang berada dalam LAN yang merupakan anggota kelompok multicast. IGMP juga merupakan protokol yang mendukung ikut bersama protokol IP serta sama-sama berada di lapisan network/network layer.

Jenis Message/Pesan

Internet Group Message Protocol (IGMP) hanya mempunyai 2 jenis pesan yakni report dan query. Di mana pesan report dikirim dari host ke router sedangkan pesan query dikirim dari router ke host. Lihat Gambar berikut.

GAMBAR: Message IGMP

Baca Artikel Lain: Standarisasi Protokol

<< Index Jaringan Komputer >>

Oleh Faisal Akib

Protokol IP merupakan datagram yang tidak reliable dan connectionless. Karena didisain sedemikian adalah untuk membuat sumber daya jaringan lebih efisien. Walaupun demikian IP memiliki 2 defisiensi yaitu : lack of error control dan lack of assistance mechanism.

Protokol IP tidak memiliki no error-reporting atau error-corecting mechanism. Lalu apa yang terjadi terjadi suatu masalah?

ICMP didisain untuk mengkompensasi 2 defisiensi tersebut. ICMP sebenarnya adalah protokol yang mendukung dan mendampingi protokol IP. Jadi ICMP itu sendiri adalah network layer. Gambar berikut memperlihatkan bagaiman ICMP dienkapsulasi.

GAMBAR: Enkapsulasi ICMP

Jenis-jenis message/pesan

Pesan ICMP dibagi dalam 2 jenis : error-reporting message dan query message. Lihat Tabel berikut.

TABEL: Pesan-Pesan ICMP

Format Message/pesan

Pesan ICMP memiliki 8 byte untuk header dan untuk data besarnya variabel. Format umum pesan ICMP dapat dilihat pada gambar berikut.

GAMBAR: Format Message ICMP

Error reporting

Tanggung jawab utama ICM adalah melaporkan terjadinya error. Namun ICMP tidak memperbaiki error. Perbaikan error hanya dilakukan pada lapisan protokol yang lebih tinggi. Pesan error selalu di kirim ke alamat asal. Ada 5 jenis error yang ditangani oleh ICMP, yakni :

• Destination unreachable
• Source Quence
• Time exeeded
• Parameter Problem
• Redirection

Query

Jenis pesan yang lain untuk ICMP adalah query. Dalam pesan jenis ini, node mengirim pesan yang dijawab dalam format spesifik oleh node tujuan. Jenis-jenis query pada ICMP adalah :

• Echo request and reply
• Timestamp request and reply
• Address mask request and reply
• Router solicitation and advertisement.

Untuk melihat disain dan komponen ICMP dapat dilihat pada Gambar berikut.

GAMBAR: Desain ICMP

Baca Artikel Lain: Standarisasi Protokol

<< Index Jaringan Komputer >>

Oleh Faisal Akib

Address Resolution Protocol (ARP) dan Reverse Address Resolution Protocol (RARP) menggunakan alamat fisik unicast dan broadcast. Sebagai contoh Ethernet akan menggunakan alamat FFFFFFFFFFFF16 sebagai alamat broadcast. Sesungguhnya ARP dan RARP adalah proses pemetaan alamat fisik (Physical Address) seperti alamat NIC yang berasosiasi kepada logical address (alamat IP) atau sebaliknya.

GAMBAR: ARP dan RARP

Address Resolution Protocol (ARP)

ARP berasosiasi antara alamat fisik dan alamat IP. Pada LAN, setiap device, host, station dll diidentifikasi dalam bentuk alamat fisik yang didapat dari NIC.

Setiap host atau router yang ingin mengetahui alamat fisik daripada host atau router yang terletak dalam jaringan lokal yang sama akan mengirim paket query ARP secara broadcast, sehingga seluruh host atau router yang berada pada jaringan lokal akan menerima paket query tersebut. Kemudain setiap router atau host yang menerima paket query dari salah satu host atau router yang mengirim maka akan diproses hanya oleh host atau router yang memiliki IP yang terdapat dalam paket query ARP. Host yang menerima respons akan mengirm balik kepada pengirim query yang berisi paket berupa informasi alamat IP dan alamat fisik. Paket ini balik (reply ini sifatnya unicast. Lihat Gambar berikut).

GAMBAR: Operasi ARP (a) ARP request dilakukan dengan broadcast, (b) ARP reply dilakukan dengan unicast

Format Paket

Pada gambar dibawah memperlihatkan format paket ARP.

• Hardware Type : adalah tipe hardware/perangkat keras. Banyak bit dalam field ini adlah 16 bit. Sebagai contoh untuk Ethernet mempunyai tipe 1.

• Protocol Type : adalah tipe protokol di mana banyaknya bit dalam field ini 16 bit. Contohnya, untuk protokol IPv4 adalah 080016.

• Hardware Length : field berisi 8 bit yang mendefinisikan panjang alamat fisik. Contohnya, untuk Ethernet, panjang alamat fisik adalah 6 byte.

• Protocol Length : field berisi 8 bit yang mendefinisikan panjang alamat logika dalam satuan byte. Contoh : untuk protokol IPv4 panjangnya adalah 4 byte.

• Operation Request & Reply: field berisi 16 bit ini mendefinisikan jenis paket untuk ARP apakah itu berjenis ARP request atau ARP reply.

• Sender Hardware Address : banyaknya field adalah variabel yang mendefinisikan alamat fisik dari pengirim. Untuk Ethernet panjang nya 6 byte.

• Sender Protocol Address : field ini panjangnya juga variabel dan untuk mendefiniskan alamat logika (alamat IP) dari pengirim.

• Target Hardware Address : field ini panjangnya juga variabel yang mendefiniskan alamat fisik daripada target. Pada paket ARP request, field ini isinya 0 semua.

• Target Protocol Address : field ini panjangnya juga variabel dan mendefinisikan alamat logika (IP) dari target.

GAMBAR: Paket ARP

Enkapsulasi (pembungkusan)

Sebuah paket ARP dienkapsulasi langsung ke frame data link. Lihat Gambar berikut.

GAMBAR: Enkapsulasi Pada Paket ARP

Reverse Address Resolution Protocol (RARP)

Sesungguhnya RARP didisain untuk memecahkan masalah mapping alamat dalam sebuah mesin/komputer di mana mesin/komputer mengetahui alamat fisiknya namun tidak mengetahui alamat logikanya. Cara kerja RARP ini terjadi pada saat mesin seperti komputer atau router yang baru bergabung dalam jaringan lokal, kebanyakan tipe mesin yang menerapkan RARP adalah mesin yang diskless, atau tidak mempunyai aplikasi program dalam disk. RARP kemudian memberikan request secara broadcast di jaringan lokal. Mesin yang lain pada jaringan lokal yang mengetahui semua seluruh alamat IP akan akan meresponsnya dengan RARP reply secara unicast. Sebagai catatan, mesin yang merequest harus menjalankan program klien RARP, sedangkan mesin yang merespons harus menjalankan program server RARP. Lihat Gambar berikut.

GAMBAR: Operasi ARP & RARP (a) RARP request dilakukan dengan broadcast, (b) RARP reply dilakukan dengan unicast

Format Paket

Format Paket RARP persis sama dengan format paket ARP.

Enkapsulasi (pembungkusan)

Paket RARP dibungkus secara langsung ke dalam frame data link, formatnya sama dengan enkapsulasi pada paket ARP, lihat gambar 5.15.

Baca Artikel Lain: Protokol Jaringan

<< Index Jaringan Komputer >>

Oleh Faisal Akib

Dalam IP address dikenal 5 kelas yakni kelas A, kelas B, kelas C, kelas D dan kelas E. Semua itu didesain untuk kebutuhan jenis-jenis organisasi.

GAMBAR: Class IP Address

Kelas A

Jika bit pertama dari IP Address adalah 0, address merupakan network kelas A. Bit ini dan 7 bit berikutnya (8 bit pertama) merupakan bit network sedangkan 24 bit terakhir merupakan bit host. Dengan demikian hanya ada 128 network kelas A, yakni dari nomor 0.xxx.xxx.xxx sampai 127.xxx.xxx.xxx, tetapi setiap network dapat menampung lebih dari 16 juta (256^3) host (xxx adalah variabel, nilainya dari 0 s/d 255). Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar berikut.

GAMBAR: Struktur IP Class A

Kelas B

Jika 2 bit pertama dari IP Address adalah 10, address merupakan network kelas B. Dua bit ini dan 14 bit berikutnya (16 bit pertama) merupakan bit network sedangkan 16 bit terakhir merupakan bit host. Dengan demikian terdapat lebih dari 16 ribu network kelas B (64 x 256), yakni dari network 128.0.xxx.xxx – 191.255.xxx.xxx. Setiap network kelas B mampu menampung lebih dari 65 ribu host (256^2). Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar berikut.

GAMBAR: Struktur IP Address Class B

Kelas C

Jika 3 bit pertama dari IP Address adalah 110, address merupakan network kelas C. Tiga bit ini dan 21 bit berikutnya (24 bit pertama) merupakan bit network sedangkan 8 bit terakhir merupakan bit host. Dengan demikian terdapat lebih dari 2 juta network kelas C (32 x 256 x 256), yakni dari nomor 192.0.0.xxx sampai 223.255.255.xxx. Setiap network kelas C hanya mampu menampung sekitar 256 host. Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar berikut.

GAMBAR: Struktur IP Address Class C

Selain ke tiga kelas di atas, ada 2 kelas lagi yang ditujukan untuk pemakaian khusus, yakni kelas D dan kelas E.

Kelas D

Khusus kelas D ini digunakan untuk tujuan multicasting. Dalam kelas ini tidak lagi dibahas mengenai netid dan hostid. Jika 4 bit pertama adalah 1110, IP Address merupakan kelas D yang digunakan untuk multicast address, yakni sejumlah komputer yang memakai bersama suatu aplikasi (bedakan dengan pengertian network address yang mengacu kepada sejumlah komputer yang memakai bersama suatu network). Salah satu penggunaan multicast address yang sedang berkembang saat ini di Internet adalah untuk aplikasi real-time video conference yang melibatkan lebih dari dua host (multipoint), menggunakan Multicast Backbone (MBone).

Kelas E

Kelas terakhir adalah kelas E (4 bit pertama adalah 1111 atau sisa dari seluruh kelas). Pemakaiannya dicadangkan untuk kegiatan eksperimental. Juga tidak ada dikenal netid dan hostid di sini.

Secara keseluruhan penentuan kelas dapat dilihat di Gambar berikut.

GAMBAR: Kelas-Kelas Dengan Menggunakan Notasi Desimal

Address Khusus

Selain address yang dipergunakan untuk pengenal host, ada beberapa jenis address yang digunakan untuk keperluan khusus dan tidak boleh digunakan untuk pengenal host. Address tersebut adalah :

• Network Address. Address ini digunakan untuk mengenali suatu network pada jaringan Internet. Misalkan untuk host dengan IP Address kelas B 167.205.9.35. Tanpa memakai subnet, network address dari host ini adalah 167.205.0.0. Address ini didapat dengan membuat seluruh bit host pada 2 segmen terakhir menjadi 0. Tujuannya adalah untuk menyederhanakan informasi routing pada Internet. Router cukup melihat network address (167.205) untuk menentukan kemana paket tersebut harus dikirimkan. Contoh untuk kelas C, network address untuk IP address 202.152.1.250 adalah 202.152.1.0. Analogi yang baik untuk menjelaskan fungsi network address ini adalah dalam pengolahan surat pada kantor pos. Petugas penyortir surat pada kantor pos cukup melihat kota tujuan pada alamat surat (tidak perlu membaca seluruh alamat) untuk menentukan jalur mana yang harus ditempuh surat tersebut. Pekerjaan “routing” surat-surat menjadi lebih cepat. Demikian juga halnya dengan router di Internet pada saat melakukan routing atas paket-paket data.

• Broadcast Address. Address ini digunakan untuk mengirim/menerima informasi yang harus diketahui oleh seluruh host yang ada pada suatu network. Seperti diketahui, setiap paket IP memiliki header alamat tujuan berupa IP Address dari host yang akan dituju oleh paket tersebut. Dengan adanya alamat ini, maka hanya host tujuan saja yang memproses paket tersebut, sedangkan host lain akan mengabaikannya. Bagaimana jika suatu host ingin mengirim paket kepada seluruh host yang ada pada networknya? Tidak efisien jika ia harus membuat replikasi paket sebanyak jumlah host tujuan. Pemakaian bandwidth akan meningkat dan beban kerja host pengirim bertambah, padahal isi paket-paket tersebut sama. Oleh karena itu, dibuat konsep broadcast address. Host cukup mengirim ke alamat broadcast, maka seluruh host yang ada pada network akan menerima paket tersebut. Konsekuensinya, seluruh host pada network yang sama harus memiliki address broadcast yang sama dan address tersebut tidak boleh digunakan sebagai IP Address untuk host tertentu. Jadi, sebenarnya setiap host memiliki 2 address untuk menerima paket : pertama adalah IP Addressnya yang bersifat unik dan kedua adalah broadcast address pada network tempat host tersebut berada. Address broadcast diperoleh dengan membuat seluruh bit host pada IP Address menjadi 1. Jadi, untuk host dengan IP address 167.205.9.35 atau 167.205.240.2, broadcast addressnya adalah 167.205.255.255 (2 segmen terakhir dari IP Address tersebut dibuat berharga 11111111.11111111, sehingga secara desimal terbaca 255.255). Jenis informasi yang dibroadcast biasanya adalah informasi routing.

• Netmask. adalah address yang digunakan untuk melakukan masking/filter pada proses pembentukan routing supaya kita cukup memperhatikan beberapa bit saja dari total 32 bit IP Address. Artinya dengan menggunakan netmask tidak perlu kita memperhatikan seluruh (32 bit) IP address untuk menentukan routing, akan tetapi cukup beberapa buah saja dari IP address yg kita perlu perhatikan untuk menentukan kemana packet tersebut dikirim.

Beberapa bagian alamat dalam kelas A, B dan C digunakan untuk alamat khusus (lihat tabel berikut).

TABEL: Alamat Khusus

Catatan:

Kaitan antara host address, network address, broadcast address & network mask sangat erat sekali – semua dapat dihitung dengan mudah jika kita cukup paham mengenai bilangan Biner. Jika kita ingin secara serius mengoperasikan sebuah jaringan komputer menggunakan teknologi TCP/IP & Internet, adalah mutlak bagi kita untuk menguasai konsep IP address tersebut. Konsep IP address sangat penting artinya bagi routing jaringan Internet. Kemampuan untuk membagi jaringan dalam subnet IP address penting artinya untuk memperoleh routing yang sangat effisien & tidak membebani router-router yang ada di Internet. Mudah-mudahan tulisan awal ini dapat membuka sedikit tentang teknologi / konsep yang ada di dalam Internet

Baca Artikel Lain: Protokol Jaringan

<< Index Jaringan Komputer >>

Oleh Faisal Akib

IP Address terdiri dari bilangan biner sepanjang 32 bit yang dibagi atas 4 segmen. Tiap segmen terdiri atas 8 bit yang berarti memiliki nilai desimal dari 0 – 255. Range address yang bisa digunakan adalah dari

00000000.00000000.00000000.00000000

sampai dengan

11111111.11111111.11111111.11111111

Jadi, ada sebanyak 2³² kombinasi address yang bisa dipakai diseluruh dunia (walaupun pada kenyataannya ada sejumlah IP Address yang digunakan untuk keperluan khusus). Jadi, jaringan TCP/IP dengan 32 bit address ini mampu menampung sebanyak 2³² atau 4.294.967.296 host.

Untuk memudahkan pembacaan dan penulisan, IP Address biasanya direpresentasikan dalam bilangan desimal. Jadi, range address di atas dapat diubah menjadi address 0.0.0.0 sampai address 255.255.255.255. Nilai desimal dari IP Address inilah yang dikenal dalam pemakaian sehari-hari. Beberapa contoh IP Address adalah :

44.132.1.20
167.205.9.35
202.152.1.250

Gambar di bawah ini mengilustrasikan IP Address dalam desimal dan biner.

GAMBAR: IP Address Dalam Bilangan Desimal dan Biner

IP address memiliki 32 bit angka yang merupakan logical address. IP address bersifat unique, artinya tidak ada device, station, host atau router yang memiliki IP address yang sama. Tapi setiap host, komputer atau router dapat memiliki lebih dari IP address. Setiap alamat IP memiliki makna netID dan hostID. Netid adalah pada bit-bit terkiri dan hostid adalah bit-bit selain netid (terkanan).

Setiap alamat yang ada terdiri dari sepasang netid & hostid. Netid mengidentifikasikan jaringan yang dipakai dan hostid mengidentifikasikan host yang terhubung ke jaringan tersebut. Ada beberapa macam alamat berdasarkan kelas yang ada (gambar struktur alamat IP)

GAMBAR: Struktur Alamat IP

Notasi Desimal

Untuk membuat pembacaan lebih mudah alamat internet yang merupakan logical address ini maka dibuatlah dalam bentuk desimal di mana setiap 8 bit diwakili satu bilangan desimal. Masing-masing angka desimal ini dipisahkan oleh tanda titik (gambar “Notasi Desimal”). Untuk mempermudah pembacaan, 32 bit alamat internet direpresentasikan dengan notasi desimal.

GAMBAR: Notasi Biner-Desimal

Baca Artikel Lain: Protokol Jaringan

<< Index Jaringan Komputer >>