Masalah-masalah Rancangan Data Link Layer

Masalah-masalah Rancangan Data Link Layer - Bila secara insidental pola-pola bit ini bisa ditemui pada data, maka diperlukan perhatian khusus untuk menyakinkan bahwa pola tersebut tidak secara salah dianggap sebagai batas-batas frame. Terjadinya noise pada saluran data merusak frame. Dalam hal ini, perangkat lunak data link layer pada mesin sumber dapat mengirim kembali frame yang rusak tersebut. Akan tetapi transmisi frame yang sama secara berulang-ulang bisa menimbulkan duplikasi frame.

Duplikat frame perlu dikirim apabila acknowledgement frame dari penerima yangdikembalikan ke pengirim telah hilang. Tergantung pada layer inilah untuk mengatasi masalah-masalah yang disebabkan rusaknya, hilangnya dan duplikasi frame. Data link layer menyediakan beberapa kelas layanan bagi network layer. Kelas layanan ini dapat dibedakan dalam hal kualitas dan harganya.Masalah-masalah lainya yang timbul pada data link layer (dan juga sebagian besar layer –layer di atasnya) adalah mengusahakan kelancaran proses pengiriman data dari pengirim yang cepat ke penerima yang lambat. Mekanime pengaturan lalu-lintas data yang harus memungkinkan pengirim mengetahui jumlah ruang buffer yang dimiliki penerima pada suatu saat tertentu. Seringkali pengaturan aliran dan penanganan error ini dilakukan secara terintegrasi.

Masalah-masalah Rancangan Data Link Layer

Saluran yang dapat mengirim data pada kedua arahnya juga bisa menimbulkan masalah. Sehingga dengan demikian perlu dijadikan bahan pertimbangan bagi software data link layer. Masalah yang dapat timbul disini adalah bahwa frame-frame acknowledgement yang mengalir dari A ke B bersaing saling mendahului dengan aliran dari B ke A. Lapisan data link ini terdiri dari dua sub layer, yaitu Logical Link Control (LLC) Dan Medium Access Control (MAC). Fungsi dari LLC adalah melakukan pemeriksaan kesalahan dan menangani transmisi frame. Setiap frame merupakan sebuah paket data dan nomor urut yang di gunakan untuk memastikan pengiriman dan sebuah checksum untuk melacak data yang hilang. Sedangkan fungsi dari MAC adalah berurusan dengan mengambil dan melepaskan data dari dan ke kabel, menentukan protokol untuk akses ke kabel yang di-share di dalam sebuah LAN.

Sesuai dengan keterangan yang telah disebutkan di atas, bahwa data link layer memiliki beberapa fungsi spesifik, diantaranya penyediaan interface layanan yang baik bagi network layer (mengenai network layer akan dibahas pada bab selanjutnya), 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.

1. Layanan yang Disediakan Bagi Network Layer

Fungsi dari data link layer adalah menyediakan layanan bagi network layer. Layanannya yang penting adalah pemindahan data dari network layer di komputer sumber ke network layer di komputer yang dituju. Tugas data link layer adalah mentrasmisikan bit-bit ke komputer yang dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke network layer.

Komunikasi Virtual

Transmisi aktual yang mengikuti lintasan akan lebih mudah lagi jika dianggap sebagai proses dua kata link layer yang berkomunikasi menggunakan data link protokol.

Komunikasi Virtual

Data link layer dapat dirancang sehingga mampu bermacam-macam layanan. Layanan aktual yang ditawarkan suatu sistem akan berbeda dengan layanan sistem yang lainnya. Tiga layanan yang disediakan adalah sebagai berikut:

Layanan unacknowledged connectionsless
Layanan acknowledged connectionsless
Layanan acknowledged connection-oriented

Setiap layanan yang diberikan data link layer akan dibahas satu persatu.

a. Layanan Unacknowledged Connectionsless

Layanan jenis ini mempunyai arti dimana komputer sumber mengirimkan sejumlah frame ke komputer lain 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 tersebut di data link layer. Jenis layanan ini cocok bila laju error sangat rendah, sehingga recovery bisa dilakukan oleh layer yang lebih tinggi sebagian besar LAN menggunakan layanan unacknowledgement connectionless pada data link layer.

b. Layanan Acknowledged Connectionless

Pada layanan jenis ini berkaitan dengan masalah rehabilitas. Layanan ini juga tidak menggunakan koneksi, akan tetapi setiapframe dikirim secara independen dan secara acknowledged. Dalam hal ini, si pengirim akan mengetahui apakah frame yang dikirim ke komputer tujuan telah diterima dengan baik atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interfal waktu yang telah ditentukan maka frame akan dikirimkan kembali layannan ini akan berguna untuk saluran unreliable, seperti sistem tanpa kabel.

c. Layanan Acknowledged Connection-oriented

Layanan jenis ini merupakan layanan yang paling canggih dari semua layanan yang di sediakan data link layer bagi network layer. Dengan layanan ini, komputer sumber dan komputer 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. Sebaliknya dengan layanan connectionsless, mungkin saja hilangnya acknowledgement akan menyebabkan sebuah frame perlu dikirimkan beberapa kali juga. Sedangkan layanan connections-oriented menyediakan proses-proses network layer dengan aliran bit yang bisa diandalkan.

Pada saat layanan connection oriented dipakai, pemindahan data mengalami tiga fase. Pada fase pertama koneksi ditentukan dengan membuat kedua komputer menginisiasi variabel-variabel dan countercounter yang diperlukan untuk mengawasi frame yang mana telah diterima dan yang mana yang belum. Dlam fase kedua, satu frame atau lebih mulai ditransmisikan. Pada fase ketiga, koneksi dilepaskan, pembebasan variabel, buffer dan resource yang lain yang dipakai untuk menjaga berlangsungnya koneksi.

2. Framming

Untuk melayani network layer, data link layer harus menggunakan layanan yang disediakan oleh physical layer. Apa yang dilakukan phisical layer adalah menerima aliran raw bit dan berusaha mengirimkannya ke tujuan. Aliran bit ini tidak di jamin bebas dari error. Jumlah bit yang diterima mungkin bisa lebih sedikit, sama atau lebih banyak dari jumlah bit yang di transmisikan dan juga bit-bit itu memiliki nilai yang berbeda-beda. Bila diperlukan, data link layer bertanggung jawab untuk mendeteksi dan mengoreksi error.

Pendekatan yang umum dipakai adalah data link layer memecahkan aliran bit menjadi frame-frame dan menghitung checksum setiap frame-nya. Memecahkan-mecahkan aliran bit menjadi frame-frame lebih sulit dibanding dengan apa yang di bayangkan. Untuk memecah-mecahkan aliran bit ini, digunakan metode-metode khusus. Ada empat buah metode yang dipakai dalam pemecahan bit menjadi frame, yaitu :

a. Karakter penghitung

Metode ini menggunakan sebuah field pada header untuk menspesifikasikan jumlah karakter di dalam frame. ketika data link layer pada komputer yang dituju melihat karakter penghitung, maka data link layer akan mengetahui jumlah karakter yang mengikutinya dan kemudian juga akan mengetahui posisi ujung frame-nya. Teknik ini bisa dilihat pada Gambar di bawah ini, dimana ada empat buah frame yang masing-masing berukuran 5,5,8 dan 8 karakter.

sebuah aliran karakter tanpa error

Masalah yang akan timbul pada aliran karakter ini apabila terjadi error transmisi. Misalnya, bila hitungan karakter 5 pada frame kedua menjadi 7, maka tempat yang dituju tidak sinkron dan tidak akan dapat mengetahui awal frame berikutnya. Oleh karena permasalahan ini, metode hitungan karakter sudah jarang dilakukan.

sebuah aliran karakter dengan sebuah

b. Pemberian karakter awal dan akhir

Metode yang kedua ini mengatasi masalah resinkronisasi setelah terjadi suatu error dengan membuat masing-masing frame diawali dengan deretan karakter DLE, STX, ASCII, dan ETX. Masalah yang akan terjadi pada metode ini adalah ketika data biner ditransmisikan. Karakter-karakter DLE, STK, DLE dan ETX yang terdapat pada data akan mudah sekali mengganggu framming. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan membuat data link layer, yaitu pengirim menyisipkan sebuah karakter DLE ASCII tepat.

karakter DLE ASCII

sebelum karakter DLE pada data. Teknik ini disebut character stuffing (pengisian karakter) dan cara pengisiannya dapat dilihat pada gambar.

pengisian karakter

Pemberian flag awal dan akhir

Teknik baru memungkinkan frame data berisi sejumlah bit dan mengijinkan kode karakter dengan sejumlah bit per karakter. Setiap frame diawali dan diakhiri oleh pola bit khusus, 01111110, yang disebut byte flag. Kapanpun data link layer pada pengirim menemukan lima buah flag yang berurutan pada data, maka data link layer secara otomatis mengisikan sebuah bit 0 ke aliran bit keluar. Pengisian bit ini analog dengan pengisian karakter, dimana sebuah DLE diisikan ke aliran karakter keluar sebelum DLE pada data Ketika penerima melihat lima buah bit 1 masuk yang berurutan, yang diikuti oleh sebuah bit 0, maka penerima secara otomatis menghapus bit 0 tersebut. Bila data pengguna berisi pola flag, 01111110, maka flag ini akan ditransmisikan kembali sebagai 0111111010 tapi akan disimpan di memori penerima sebagai 01111110.

pengisian bit

Pelanggaran pengkodean physical layer

Metode yang terakhir hanya bisa digunakan bagi jaringan yang encoding pada medium fisiknya mengandung pengulangan. Misalnya, sebagian LAN melakukan encode bit 1 data dengan menggunakan 2 bit fisik. Umumnya, bit 1 merupakan pasangan tinggi rendah dan bit 0 adalah pasangan rendah-tinggi. Kombinasi pasangan tinggi-tinggi dan rendah-rendah tidak digunakan bagi data.

3. Paket data

Pada saat data akan ditransmisikan, maka data akan dibagi menjadi paket yang kecil-kecil. Hal ini dilakukan karena:

Jaringan tertentu hanya dapat menerima paket dengan panjang tertentu (misal ARPANET hanya mampu mengirim paket sebanyak 8063).
Jenis flow control tertentu akan efisien jika berita yang dikirim dibagi dalam paket-paket yang kecil (misal pada select repeat ARQ bila terjadi kerusakan data pada saat transmisi, maka transmitter hanya perlu mengirim kembali paket data tersebut)
Agar pengiriman jaringan tidak didominasi oleh user tertentu, karena dengan paket data maka setiap user dapat di batasi jumlah paket data yang akan dikirimkan sehingga dapat bergantian dengan user lainnya dalam memanfaatkan jaringan tersebut.
Paket data yang kecil hanya memerlukan buffer yang kecil pada bagian receiver.

Akan tetapi dalam melakukan pemotongan data menjadi paket data menjadi paket data, harus memperhatikan bahwa data tidak boleh dipotong terlalu kecil, karena :

Setiap data memerlukan bit overhead (tiap paket harus disertai dengan SYN, ADDRESS, CONTROL FIELD, CRC, FLAG, dan lain-lain). Pengiriman paketakan efisien jika bagian data lebih besar dari bit overhead.
Bila paket data terlalu kecil maka waktu pemrosesan yang di perlukan untuk pemrosesan sebuah paket yang besar.

Berikut ini beberapa contoh paket (frame) data dari standart IEEE 802 yang secara umum telah banyak digunakan sebagai standart paket data.

Format frame data standart IEEE 802.3

Format frame data standart IEEE 802.4

Format frame data standart IEEE 802.5

Sistem penyandian bit data Penyandian adalah proses penggambaran dari satu set simbol menjadi set simbol yang lain. Sandi yang digunakan tergantung dari interface atau hubungan yang dikehendaki. Sistem penyandian yang utama dan banyak dipakai adalah:

American standart code for information interchange (ASCII)
Sandi baudot code (CCITT Alfabet no 2/Telex code)
Sandi 4 atau 8
Binary code decimal
EBCDIC

Pada umumnya sistem sandi ASCII merupakan standart umum yang sering dipergunakan. Pemilihan sandi tergantung pada kecepatan dan kehandalah yang di miliki.

American standart code for information tnterchange (ASCII)

hampir sama dengan CCITT alfabeth no 5, ASCII merupakan sandi 7 bit, sehingga terdapat 2 pangkat 7 yang berarti ada 128 macam simbol yang dapat disandikan dengan sistem sandi ini, sedangkan bit ke 8 merupakan bit paritas. Sandi ini dapat dikatakan yang paling banyak dipakai sebagai standart pensiyalan pada peralatan komunikasi data. Untuk transmisi asinkron tiap karakter disandikan dalam 10 atau 11 bit yang terdiri dari 1 bit awal, 7 bit data, 1 bit paritas, 1 atau 2 bit akhir.

sandi ASCII

Karakter data

Pada komunikasi data diadakan pertukaran informasi antara si pengirim dan penerima. Informasi yang dipertukaran terdiri atas dua grup baik untuk ASCII maupun EBCDIC yaitu karakter data dan karakter kendali. Untuk melakukan encoding dari berita yang dikirimkan, ada terminal yang hanya mengenal huruf besar saja, sehingga set untuk huruf kecil tidak di pakai. Tiap karakter mempunyai kombinasi yang unik, sehingga tidak akan terdapat salah penafsiran.

Karakter kendali

karakter kendali digunakan untuk mengendalikan transmisi data, bentuk atau format data, hubungan data dan fungsi fisik terminal. Karakter kendali dibedakan atas:

1. transmission control berfungsi untuk membentuk paket data yang mudah di kenal dan menggendalikan transmisi data dalam media transmisi.
2. Format effectors berfungsi untuk mengendalikan tata letak fisik informasi pada print out atau tampilan layar.
3. Device control berfungsi untuk mengendalikan peralatan tambahan pada terminal.
4. Information separators berfungsi untuk mengelompokan data secara logis. Dibawah ini akan diuraikan masing-masing karakter yang telah disebutkan di atas.

Location: Indonesia