Arsitektur Protokol, TCP/IP, dan Aplikasi Berbasis Internet

Arsitektur Protokol adalah layer struktur dari sebuah hardware dan software yang support untuk pertukaran data antara sistem dan aplikasi distribusi pendukung seperti electronic mail dan file transfer. Setiap layer arsistektur protokol, satu atau lebih protokol yang umum sudah diimplementasikan di dalam sistem komunikasi. Setiap protokol menyediakan satu set aturan untuk pertukaran data antar sistem. Arsitektur protokol yang paling banyak digunakan adalah TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol) Protocol suite, yang terdiri dari beberapa layer: physical, network access, internet, transport, and application. Arsitektur protokol lain yang umum adalah tujuh lapis model layer OSI.

Beberapa Tugas yang dilakukan oleh Arsitektur Protokol untuk menghubungkan dua host.

• Kedua sistem harus aktif dan terhubung ke jaringan komunikasi data dan mengidentifikasikan sistem yang dituju.
• Sistem sumber harus dapat memastikan bahwa sistem tujuan sudah siap untuk menerima data.
• Aplikasi transfer di sistem sumber harus dipastikan bahwa program managemen file di sistem tujuan sudah siap dan mengijinkan untuk menerima file user yang dituju.
• Apabila  format file yang digunakan kedua sistem berbeda, sistem sumber atau sistem  tujuan salah satunya harus memiliki fungsi untuk meneterjemahkan format.

Fitur utama dari protokol adalah:

• Syntax: menangani format blok data
• Semantics: terdiri dari informasi kontrol untuk koordinasi dan penanganan error
• Timing:  terdiri dari pencocokan kecepatan dan pengurutan

Tugas Komunikasi dikelompokkan menjadi 5 lapisan:

• Phisical layer, meliputi antar muka fisik antar perangkat transmisi data (misalnya workstation, komputer) dan media transmisi atau jaringan. Layer ini berhubungan dengan spesifikasi dan karakteristik media transmisi, sifat sinyal, data rate dan hal lain yang berhubungan.
• Network Access Layer, berkaitan dengan pertukaran data antar sistem akhir (server, workstation, dll) dan jaringan yang terpasang.
• Internet layer, adalah prosedur untuk menghubungkan dua perangkat pada kelas jaringan yang berbeda (routing accross multiple network).
• Host-to-host, or transport layer, mekasnisme untuk memastikan bahwa pertukaran data yang terjadi adalah realibel, artinya dapat diyakinkan bahwa data tiba di aplikasi tujuan yang tepat dan pada urutan yang tepat pula. Transmission Control Protocol (TCP) adalah protokol yang paling umum digunakan untuk menyediakan fungsi ini.
• Aplication Layer,  terdiri dari logika yang dibutuhkan untuk mendukung berbagai aplikasi pengguna. Untuk setiap aplikasi yang berbeda, seperti file transfer, terdiri dari beberapa modul yang dibutuhkan bagi aplikasi tersebut.

Konsep TCP/IP dalam Arsitektur Protokol

Pada gambar menunjukkan bagaimana protokol-protokol berkomunikasi. Untuk memperjelas bahwa keseluruhan fasilitas komunikasi dapat terdiri dari beberapa jaringan, jaringan penyusunnya biasanya disebut sebagai subnetwork. Agar komunikasi berhasil, setiap entitas dalam keseluruhan sistem harus memiliki alamat unik. Sebenarnya, dibutuhkan dua tingkat pengalamatan. Setiap host di subnetwork harus memiliki alamat internet global yang unik; ini memungkinkan data dikirim ke host yang tepat. Setiap proses dengan host harus memiliki alamat yang unik di dalam host; ini memungkinkan protokol host-to-host (TCP) mengirimkan data ke proses yang tepat. Alamat terakhir ini dikenal sebagai port.

Untuk mengontrol operasi ini, informasi kontrol serta data pengguna harus dikirimkan, seperti yang disarankan pada Gambar. Katakanlah proses pengiriman menghasilkan blok data dan meneruskannya ke TCP. TCP dapat memecah blok ini menjadi bagian-bagian yang lebih kecil agar lebih mudah dikelola. Pada masing-masing bagian ini, TCP menambahkan informasi kontrol yang dikenal sebagai TCP header, sehingga membentuk TCP segment. Informasi kontrol akan digunakan oleh entitas TCP protocol di host B. Contoh item dalam header ini meliputi:

• Destination Port : Ketika entitas TCP di B menerima segmen tersebut, ia harus mengetahui kepada siapa data tersebut akan dikirimkan.
• Sequence Number : TCP memberi nomor pada segmen yang dikirim ke port tujuan tertentu secara berurutan, sehingga jika segmen tersebut tiba dalam urutan yang tidak sesuai, entitas TCP di B dapat menyusun ulang segmen tersebut.
• Checksum: TCP pengirim menyertakan kode yang merupakan fungsi dari konten sisa segmen. TCP penerima melakukan perhitungan yang sama dan membandingkan hasilnya dengan kode yang masuk. Perbedaan terjadi jika ada kesalahan dalam transmisi.

TCP dan UDP

Gambar a. Menunjukkan format header dari TCP,  yang terdiri dari minimal 20 oktet, atau 160 bit.  Source Port dan Destination Port fields menggambarkan source dan destination systems yang mengunakan koneksi ini.  Sequence Number, Acknowledgment Number, and Window fields menyediakan flow control dan error control.  checksum  adalah 16-bit frame check sequence yang digunakan untuk mendeteksi error.

Selain TCP,  ada satu lagi transport-level protocol yang umum digunakan sebagai bagian dari  TCP/IP protocol suite:  User Datagram Protocol (UDP). UDP tidak menjamin pengiriman, menjaga urutan, atau perlindungan terhadap duplikasi. UDP memungkinkan prosedur untuk mengirimkan ke prosedur lain dengan mekanisme protokol yang minimal. Beberapa aplikasi berorientasi transaksi memanfaatkan UDP; salah satu contoh SNMP (Simple Network Management Protocol), standar network management protocol untuk TCP/IP networks. Karena ini koneksi yang minimal, UDP hanya bisa melakukan sedikit pekerjaan. Pada dasarnya, untuk menambah kemampuan port addressing untuk IP. UDP juga terdiri dari  checksum untuk memverifikasi tidak ada error pada data; penggunaan  checksum adalah optional.

IP (Internet Protocol)

•Gambar a memperlihatkan format IP header, berupa minimal 20 oktet, atau 160 bit. Header bersama dengan segment dari transport layer, dari sebuah IP-level PDU disebut  IP datagram atau IP packet. Header terdiri dari 32-bit source dan destination addresses. Header Checksum field digunakan untuk mendeteksi error di dalam header untuk menghindari misdelevery. Protocol field menunjukkan lapisan yang lebih tinggi dari protocol menggunakan IP. ID, Flags, dan Fragment Offset fields digunakan dalam pemecahan dan proses perakitan kembali.

IPv6

Di tahun 1995, Internet Engineering Task Force (IETF), yang membangun protocol standard  untuk Internet, mengeluarkan spesifikasi untuk generasi selanjutnya IP, yang kemudian dikenal sebagai IPng. Spesifikasi ini berubah menjadi standar pada tahun 1996 yang dikenal sebagai IPv6. Pv6 menyediakan sejumlah perangkat tambahan fungsional atas IP yang ada, didesain untuk mengakomodasi kecepatan tinggi jaringan dan data stream yang beragam, terdiri dari gambar dan video, yang menjadi lebih umum, tetapi kekuatan pendorong di belakang pengembangan protokol yang baru adalah kebutuhan yang lebih dari sekedar pengalamatan. Sekarang IP menggunakan 32-bit alamat untuk menspesifikasi source dan destination. Dengan pesatnya perkembangan Internet dan privat network  yang menumpang di jaringan Internet, panjang pengalamatan ini menjadi tidak mencukupi untuk mengakomodasi untuk kebutuhan pengalamatan. Seperti yang tampak pada gambar b, IPv6 terdiri dari 128-bit source dan destination address fields.

Model OSI

Model referensi Open Sistems Interconnection (OSI) telah dikembangkan oleh International Organization for Standardization (ISO) sebagai model arsitektur protokol komputer dan framework untuk pengembangan protokol standar. Model OSI terdiri dari tujuh layer.

• Application
• Presentation
• Session
• Transport
• Network
• Data link
• Physical

Materi Komunikasi Data dan Jaringan Komputer:

1. Pengantar Komunikasi Data
2. Arsitektur Protokol, TCP/IP, dan Aplikasi Berbasis Internet
3. Transmisi Data

My Youtube Channel: https://www.youtube.com/@ekomartantoh