Bagaimana cara kita berkomunikasi dengan keluarga atau sahabat ketika sedang tidak berada disekitar mereka? Jaringan lah yang akan menghubungkan kita. Orang berkomunikasi secara online dari mana saja. Percakapan ruang kelas meluas ke sesi obrolan pesan instan, dan debat online berlanjut di sekolah. Layanan baru sedang dikembangkan setiap hari untuk memanfaatkan jaringan.

Dalam bab ini, anda akan mempelajari model-model serta standar yang membuat jaringan berfungsi, dan bagaimana komunikasi melalui jaringan.

A. Rules of Communication

The Rules

1) Communication Fundamentals

Komunikasi dimulai dengan pesan, atau informasi yang harus dikirim dari sumber ke tujuan. Pengiriman pesan ini, baik dengan komunikasi tatap muka atau melalui jaringan, diatur oleh aturan yang disebut protokol. Protokol ini khusus untuk jenis metode komunikasi yang terjadi.

Sebelum berkomunikasi, mereka harus menyepakati cara berkomunikasi. Jika komunikasi menggunakan suara, mereka harus menyetujui bahasanya terlebih dahulu. Selanjutnya ketika mereka memiliki pesan untuk dibagikan mereka harus dapat memformat pesan itu dengan cara yang dapat dimengerti. Banyak protokol yang berbeda untuk mengatur semua metode komunikasi yang ada di dunia saat ini.

2) Rule Establishment

Sebelum berkomunikasi satu sama lain, Individu harus menggunakan aturan atau kesepakatan yang ditetapkan untuk mengatur percakapan. Protokol harus memperhitungkan persyaratan berikut.

- Pengirim dan penerima yang teridentifikasi

- Bahasa dan tata bahasa umum

- Kecepatan dan waktu pengiriman

- Persyaratan konfirmasi

3) Message Encoding

Pengkodean adalah proses mengubah informasi menjadi bentuk lain yang dapat diterima, untuk transmisi. Decoding membalikkan proses ini untuk menafsirkan informasi.

Pengkodean antar host harus dalam format yang sesuai untuk medianya. Pesan yang dikirim melalui jaringan pertama-tama diubah menjadi bit olej host pengirim. Setiap bit dikodekan menjadi pola suara, gelombang cahaya, atau impuls listrik tergantung pada media jaringan tempat bit tersebut di transmisikan. Host tujuan menerima dan menerjemahkan sinyal untuk menafsirkan pesan.

4) Message Formatting and Encapsulation

Menulis surat adalah salah satu bentuk komunikasi tertulis manusia yang yang paling umum. Selama berabad-abad, format yang disepakati untuk surat pribadi tidak berubah, surat pribadi mengandung unsur-unsur :

- Pengenal penerima

- Salam

- Isi pesan

- Frase penutup

- Pengenal pengirim

Jika alamat tujuan dan format tidak benar maka surat tidak akan terkirim. Proses menempatkan satu format surat di dalam format pesan lain di sebut enkapsulasi. De-enkapsulasi terjadi ketika proses dibalik oleh penerima dan surat dikeluarkan dari amplop.

Pesan yang dikirim melalui jaringan komputer mengikuti aturan format tertentu untuk di kirim dan diproses. Seperti surat yang dikemas dalam amplop untuk dikirimkan. Setiap pesan komputer di enkapsulasi dalam format tertentu yang disebut frame, sebelum dikirim melalui jaringan. Frame bertindak seperti amplop yang memberikan alamat tujuan dan alamat host.

5) Message Size

Aturan komunikasi yang lain adalah ukuran. Saat orang berkomunikasi satu-sama lain, pesan yang mereka kirim biasanya dipecah menjadi beberapa bagian atau kalimat yang lebih kecil. Ketika pesan panjang dikirim dari satu host ke host yang lain melalui jaringan, pesan harus dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Batasan ukuran frame mengharuskan host sumber untuk memecah pesan panjang menjadi beberapa bagian yang memenuhi pesyaratan ukuran minimum dan maksimum. Pesan panjang akan dikirim dalam bingkai terpisah, dengan setiap bingkai berisi sebagian dari pesan asli. Setiap frame juga akan memiliki informasi pengelamatannya sendiri. Di host penerima, potongan individu dari pesan dari pesan tersebut direkontruksi menjadi pesan asli.

6) Message Time

Berikut adalah aturan keterlibatan untuk pengaturan waktu pesan :

a. Metode akses, Host di jaringan memerlukan metode akses untuk mengetahui kapan harus mulai mengirim pesan dan bagaimakan merespon jika tabrakan terjadi.

b. Alur kontrol, Dalam komunikasi jaringan, host sumber dan tujuan menggunakan metode kontrol aliran untuk menegosiasi waktu yang tepat agar komunikasi berhasil.

c. Batas waktu respon, Host di jaringan memiliki aturan waktu tunggu respons terjadi.

7) Message Delivery Options

Opsi pengiriman satu-ke-satu disebut sebagai unicast, artinya hanya ada satu tujuan untuk pesan tersebut. Ketika host perlu mengirim pesan menggunakan opsi satu-ke-banyak, ini disebut sebagai multicast. Multicasting adalah pengiriman pesan yang sama ke sekelompok tujuan host secara bersamaan. Jika semua host perlu menerima pesan pada saat yang sama, Broadcast dapat digunakan. Broadcast mewakili opsi pengiriman pesan satu-ke-semua.

B. Network Protocols and Standards

Protocols

1) Rules That Govern Communication

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar, kita dapat menggunakan lapisan untuk mendeskripsikan aktivitas yang terjadi dalam contoh komunikasi tatap muka kita. Di bagian bawah, lapisan fisik, kami memiliki dua orang, masing-masing dengan suara yang dapat mengucapkan kata-kata lantang. Di tengah, lapisan aturan, kami memiliki kesepakatan untuk berbicara dalam bahasa yang sama. Dibagian atas, lapisan konten, ada kata-kata yang diucapkan.

2) Network Protocols

Beberapa aturan komunikasi bersifat formal dan lainnya hanya dipahai berdasarkan kebiasaan dan praktik. Agar perangkat berhasil berkomunikasi, rangkaian protokol jaringan harus menjelaskan persyaratan dan interaksi yang tepat. Protokol jaringan menentukan format umum dan seperangkat aturan untuk bertukar pesan antar perangkat.

Gambar 1 mengenai bagaimana pesan diformat atau disusun

Gambar 2 mengenai proses dimana perangkat jaringan berbagi informasi tentang jalur dengan jaringan lain.

Gambar 3 mengenai bagaimana dan kapan pesan melakukan kesalahan dan sistem dilewatkan antar perangkat.

Gambar 4 menunjukkan setup dan penghentian sesi transfer data.

3) Protocols Interaction

Komunikasi antar server web dan klien web adalah contoh interaksi antara beberapa protokol. Protokol yang ditunjukkan oleh gambar meliputi :

-- HTP adalah protokol aplikasi yang mengatur cara server web dan klien web berinteraksi. HTTP mendefinisikan konten dan pemformatan permintaan dan tanggapan yang dipertukarkan antara klien dan server. Klien dan perangkat lunak server web meneraokan HTTP sebagai aplikasi.

--TCP adalah protokol transport yang mengatur percakapan individu. TCP membagi pesan HTTP menjadi bagian yang lebih kecil, yang disebut segmen. Segmen ini dikirim antara server web dan proses klien yang berjalan di host tujuan. TCP juga bertanggung jawab untuk mengontrol ukuran dan kecepatan pertukaran pesan antar server dan klien.

--IP bertanggung jawab untuk mengambil semen yang diformat dari TCP, merangkumnya ke dalam paket, memberikan alamat yang sesuai, dan mengirimkan ke host tujuan.

-- Ethernet adalah protokol akses jaringan yang menjelaskan dua fungsi utama : komunikasi melalui tautan data dan transmisi fisik data pada media jaringan.

Protocols Suites

1) Protocol Suites and Industry Standards

Protokol suite adalah seperangkat protokol yang bekerja sama untuk menyediakan layanan komunikasi jaringan yang komprehensif. Sebuah protokol suite dapat ditentukan oleh organisasi standar atau dikembangkan oleh vendor.

Paket protokol TCP/IP adalah standar terbuka, yang berarti protokol ini tersedia secara bebas untuk umum, vendor mana pun dapat menerapkan protokol ini pada perangkat keras atau perangkat lunak mereka.

Protokol berbasis standar adalah proses yang telah didukung oleh industri jaringan dan disetujui oleh organisasi standar. Penggunaan standar dalam mengembangkan dan menerapkan protokol memastikan bahwa produk dari produsen yang berbeda dapat beroperasi dengan sukses.

2) Development of TCP/IP

Jaringan pengalih paket pertama dan pendahulu ke internet saat ini adalah jaringan Agensi Proyek Penelitian Lanjutan (ARPANET), yang muncul pada tahun 1969 dengan menghubungkan komputer mainframe di empat lokasi. ARPANET mulai didanai oleh Departemen pertahanan AS untuk digunakan oleh universitas dan laboratorium penelitian.

3) TCP/IP Protocol Suite

- DNS : Terjemahkan nama domain, seperti cisco.com menjadi alamat IP

- BOOTP : Memungkinkan workstation tanpa disk untuk menemukan alamat IP-nya sendiri, alamat IP dari BOOTP, BOOTP digantikan oleh DHCP.

- DHCP : Secara dinamis menetapkan alamat IP ke stasiun klien saat start-up, Memungkinkan alamat untuk digunakan kembali saat tidak lagi diperlukan.

- SMTP : Memungkinkan klien untuk mengirim email ke server email, memungkinkan server untuk mengirim email ke server lain.

- POP : Memungkinkan klien untuk mengambil email dari server email, Mengunduh email dari server email ke desktop

- IMAP : Memungkinkan klien untuk mengakses email yang disimpan di server email, Menjaga email di server

- FTP : Menetapkan aturan yang memungkinkan pengguna di satu host untuk mengakses dan mentransfer file ke dan dari host lain melalui jaringan. Protokol pengiriman file yang andal, berorientasi koneksi, dan mengakui

- TFTP : Protokol transfer file yang sederhana dan tanpa koneksi, Protokol pengiriman file dengan upaya terbaik dan tidak diakui, Menggunakan overhead yang lebih sedikit daripada FTP

- HTTP : Serangkaian aturan untuk bertukar teks, gambar grafik, suara, video, dan file multimedia lainnya di World Wide Web

- UDP : Memungkinkan proses yang berjalan pada satu host untuk mengirim paket ke proses yang berjalan pada host lain. Tidak mengkonfirmasi transmisi datagram yang berhasil.

- TCP : Memungkinkan komunikasi yang andal antara proses yang berjalan pada hots terpisah. Andal, Akui transmisi yang memastikan pengiriman berhasil.

- IP : Menerima segmen pesan dari lapisan transport. Paket pesan ke dalam paket. Mengalamatkan paket untuk pengiriman end-to-end melalui internetwork.

- NAT : Terjemahkan alamat IP dari jaringan pribadi menjadi alamat IP publik yang unik secara global.

- ICMP : Memberikan umpan balik dari host tujuan ke host sumber tentang kesalahan dalam pengiriman paket.

- OSPF :Protokol perutean status tautan. Desain hierarki berdasarkan area. Buka protokol perutean interior standar.

- EIGRP : Protokol perutean milik Cisco. Menggunakan metrik komposit berdasarkan bandwidth, penundaan, beban, dan keandalan.

- ARP : Menyediakan pemetaan alamat dinamis antara alamat IP dan alamat perangkat keras.

- PPP :Menyediakan sarana paket enkapsulasi untuk transmisi melalui link serial.

- Ethernet : Mendefinisikan aturan untuk kabel dan standar pensinyalan dari lapisan akses jaringan.

- Interface Drivers : Memberikan instruksi ke mesin untuk mengontrol antarmuka tertentu pada perangkat jaringan.

Standard Organizations

1) Open standards

Organisasi standar penting dalam memelihara internet terbuka dengan spesifikasi dan protokol yang dapat diakses secara bebas yang dapat diterapkan oleh vendor manapun. Organisasi standar biasanya adalah organisasi nirlaba yang netral vendor, didirikan untuk mengembangkan dan mempromosikan konsep standar terbuka.

2) Internet standards

Organisasi standar biasanya merupakan lembaga nirlaba yang netral vendor, didirikan untuk mengembangkan dan mempromosikan konsep standar terbuka. Berbagai organisasi memiliki tanggung jawab yang berbeda untuk mempromosikan dan membuat standar untuk protokol TCP/IP,

Berikut adalah beberapa organisasi standar :

- Internet Society (ISOC): Bertanggung jawab untuk mempromosikan perkembangan terbuka dan evolusi penggunaan internet di seluruh dunia.

- Internet Architecture Board (IAB) : Bertanggung jawab atas keseluruhan pengelolaan dan pengembangan standar internet.

- Internet Engineering Task Force (IETF) : Mengembangkan, memperbarui, dan memelihara teknologi internet dan TCP/IP. ini termsuk proses dan dokumen untuk mengembangkan protokol baru dan memperbarui protokol yang ada yang dikenal sebagai dokumen Request for Comments (RFC).

- Internet Research Task Force (IRTF) : Berfokus pada penelitian jangka panjang terkait internet dan protokol TCP/IP seperti Anti-Spam Research Group (ASRG), Crypto Forum Research Group (CFRG), dan Peer-to-Peer Group (P2PRG).

- Internet Corporation for Assingned Names and Numbers (ICANN) : Mengoordinasikan alokasi alamat IP, pengelolaan nama domain, dan penetapan informasi lain yang menggunakan protokol TCP/IP.

- Internet Assigned Numbers Authority (IANA) : Bertanggung jawab untuk mengawasi dan mengelola alokasi alamat IP, manajemen nama domain, dan pengidentifikasi protokol untuk ICANN.

3) Electronics and Communication Standards Organizations

Organisasi standar lainnya memiliki tanggung jawab untuk mempromosikan dan menciptakan standar elektronik dan komunikasi yang digunakan untuk mengirimkan paket IP sebagai sinyal elektronik melalui media kabel atau nirkabel.

- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) : organisasi yang di dedikasikan untuk memajukan inovasi teknologi dan menciptakan standar di berbagai bidang industri termasuk tenaga dan energi, perawatan kesehatan, telekomunikasi, dan jaringan.

- Electronic Industries Alliance (EIA) : Terkenal karena standarnya yang terkait dengan kabel listrik, konektor, dan rak 19 inci yang digunakan untuk memasang peralatan jaringan.

- Telecommunications Industry Association (TIA) : Bertanggung jawab untuk mengembangkan standar komunikasi di berbagai bidang termasuk peralatan radio, menara seluler, perangkat, Voice over IP (VoIP), komunikasi satelit dan banyak lagi.

- International Telecommunications Union-Telecommunication Standarization Sector (ITU-T) : Organisasi terbesar dan tertua. Menetapkan standar untuk komprehesi video, Internet Protocol Television (IPTV), dan komunikasi broadband seperti digital subcriber line (DSL).

Reference Models

1) The Benefit of Using a Layered Model

Manfaat menggunakan model berlapis untuk medeskripsikan protokol dan operasikan jaringan meliputi :

1. Membantu dalam desain protokol karena protokol yang beroperasi pada lapisan tertentu telah menetapkan informasi yang mereka tindak antar muka yang ditentukan ke lapisan atas dan di bawah.

2. Memupuk persaingan karena produk dari vendor yang berbeda dapat bekerja sama.

3. Mencegah perubahan teknologi atau kemampuan dalam satu lapisan agar tidak memengaruhi lapisan lain di atas dan di bawah.

4. Menyediakan bahasa umum untuk mendeskripsikan fungsi dan kapabilitas jaringan.

2) The OSI Reference Model

Model OSI menyediakan daftar lengkap fungsi dan layanan yang dapat terjadi di setiap lapisan. Ini juga menjelaskan interaksi setiap lapisan dengan langsung di atas dan di bawah.

3)The TCP/IP Protocol Model

Model ini untuk komunikasi internetwork, model internet biasanya disebut model internet. Sebagian besar model protokol menjelaskan tumpukan protokol khusus vendor. Karena TCP/IP adalah standar terbuka satu perusahaan tidak mengontrol definisi model. Definisi standar protokol TCP/IP didiskusikan dalam forum publik dan didefinisikan dalam rangkaian RFC yang tersedia untuk umum.

4) OSI Model and TCP/IP Model Comparison

- Lapisan OSI layer 1 dan 2 membahas prosedur yang di perlukan untuk mengakses media dan sarana fisik untuk mengirim data melalui jaringan.

- Lapisan OSI layer 3 lapisan jaringan yang digunakan untuk mendeskripsikan protokol yang menangani dan merutekan pesan melalui sebuah internetwork.

-Lapisan OSI layer 4 lapisan transport untuk menjelaskan layanan dan fungsi umum yang menyediakan pengiriman data yang teratur dan andal antara host sumber dan tujuan.

- Lapisan OSI layer 5,6,7 digunakan sebagai acuan bagi pengembang dan vendor untuk menghasilkan produk yang beroperasi di jaringan.

C. Data Transfer in The Network

Data Encapsulation

1) Message Segmentation

Dengan mengirimkan potongan individu yang lebih kecil dari sumber ke tujuan, banyak percakapan berbeda dapat disisipkan di jaringan yang disebut multiplexing. Segmentasi dapat meningkatkan efisiensi komunikasi jaringan. Jika bagian dari pesan gagal mencapai tujuannya, karena kegagalan jaringan atau kemacetan jaringan, hanya bagian yang hilang yang perlu dikirim ulang.Dalam komunikasi jaringan, setiap segmen pesan harus melalui proses yang sama untuk memastikan bahwa pesan tersebut mencapai tujuan yang benar.

2) Encapsulation Example

Saat mengirim pesan melalui jaringan, proses enkapsulasi bekerja dari atas ke bawah. Pada setiap lapisan, informasi lapisan atas dianggap data dalam protokol yang dienkapsulasi. Misalnya, segmen TCP dianggap sebagai data dalam paket IP.

3) De-Encasulaption

De-enkapsulasi adalah proses yang digunakan oleh perangkat penerima untuk menghapus satu atau lebih header protokol. Data de-enkapsulasi saat bergerak naik tumpukan menuju aplikasi pengguna akhir.

Data Access

1) Network Addresses

- Network layer source and destination addresses: Bertanggung jawab untuk mengirimkan paket IP dari sumber asli ke tujuan akhir.

- Data link layer source and destination addresses : Bertanggung jawab untuk mengirimkan frame data link dari satu NIC ke NIC lain di jaringan yang sama.

Paket alamat IP berisi dua alamat IP :

- Alamat IP sumber : perangkat pengirim, sumber asli paket

- Alamat IP tujuan : perangkat penerima, tujuan akhir paket

2) Data Link Addresses

Link data atau lapisan 2, alamat fisik memiliki peran yang berbeda. Tujuan dari alamat link data adalah mengirimkan frame link data dari satu interface jaringan ke interface jaringan yang lain di jaringan yang sama.

Layer 2, protokol data link hanya digunakan untuk mengirimkan paket ke NIC di jaringan yang sama. Router menghapus informasi layer 2 seperti yang diterima pada satu NIC dan menambahkan informasi link data baru sebelum meneruskan keluar NIC dalam perjalanan menuju tujuan akhir.

Paket IP dikemas dalam bingkai tautan data yang berisi informasi tautan data, termasuk:

a. Alamat tautan data sumber : Alamat fisik NIC perangkat yang mengirimkan bingkai tautan data.

b. Alamat tautan data tujuan : Alamat fisik NIC yang menerima bingkai tautan data. Alamat ini bisa jadi router hop berikutnya atau perangkat tujuan akhir.

3) Device On the Same Network

Alamat IP berisi dua bagian:

a. Bagian jaringan : bagian paling kiri dari alamat yang menunjukkan jaringan mana alamat IP adalah anggota. Semua perangkat di jaringan yang sama akan memiliki porsi jaringan yang sama dari alamat tersebut.

b. Bagian host : bagian alamat yang tersisa yang mengidentifikasi perangkat tertentu di jaringan. Porsi host unik untuk setiap perangkat di jaringan.

Peran alamat lapisan data link :

a. Alamat MAC sumber : Ini adalah alamat tautan data, atau alamat MAC Ethernet, perangkat yang mengirim bingkai tautan data dengan paket IP yang dienkapsulasi. Alamat MAC dari Ethernet NIC PC1 adalah AA-AA-AA-AA-AA-AA, ditulis dalam notasi heksadesimal.

b. Alamat MAC tujuan : Jika perangkat penerima berada di jaringan yang sama dengan perangkat pengirim, ini adalah alamat tautan data dari perangkat penerima. Dalam contoh ini, alamat MAC tujuan adalah alamat MAC dari server FTP: CC-CC-CC-CC-CC-CC, ditulis dalam notasi heksadesimal.

c. Bingkai dengan paket IP yang dienkapsulasi sekarang dapat dikirim dari PC1 langsung ke server FTP.

4) Device on a Remote Network

Peran alamat lapisan jaringan

Dalam contoh kami, gateway default adalah R1. R1 memiliki alamat tautan data Ethernet yang berada di jaringan yang sama dengan PC1. Ini memungkinkan PC1 mencapai router secara langsung.

Alamat MAC sumber - Alamat MAC Ethernet perangkat pengirim, PC1. Alamat MAC dari antarmuka Ethernet PC1 adalah AA-AA-AA-AA-AA-AA.

Alamat MAC tujuan - Jika perangkat penerima, alamat IP tujuan, berada di jaringan yang berbeda dari perangkat pengirim, perangkat pengirim menggunakan alamat MAC Ethernet dari gateway atau router default. Dalam contoh ini, alamat MAC tujuan adalah alamat MAC dari antarmuka Ethernet R1, 11-11-11-11-11-11. Ini adalah antarmuka yang terpasang ke jaringan yang sama dengan PC1.

Frame Ethernet dengan paket IP yang dienkapsulasi sekarang dapat dikirim ke R1. R1 meneruskan paket ke tujuan, Server Web. Ini mungkin berarti bahwa R1 meneruskan paket ke router lain atau langsung ke Server Web jika tujuannya ada di jaringan yang terhubung ke R1.

CCNA CHAPTER 3-NETWORK PROTOCOLS AND COMMUNICATION