Lapisan TCP/IP

Arsitektur Protokol TCP/IP
Karena belum ada standarisasi model OSI, maka TCP/IP yang berkembang kemudian adalah berupa protokol dengan tiga sampai lima lapis fungsi saja. Berikut contoh arsitektur protokol TCP/IP empat lapis :
! 4. Lapisan aplikasi, terdiri dari aplikasi dan proses yang memakai jaringan
! 3. Lapisan transportasi data host ke host, membuat servis pengiriman data antar komputer (end-to
! end)
! 2. Lapisan Internet, menentukan datagram dan pengatur (handle) ruting data
! 1. Lapisan Akses Jaringan (network access layer), terdiri dari ruting untuk mengakses jaringan fisik

Seperti model OSI, pada proses pengiriman data, data dalam sebuah komputer akan didorong melalui lapisan-lapisan itu (stack) dari lapisan aplikasi sampai lapisan akses jaringan sehingga terkirim melalui sarana komunikasi data dan diterima oleh komputer yang jauh. Oleh komputer yang jauh, data diterima dan kemudian didorong dari lapisan akses jaringan ke lapisan aplikasi. Setelah diterima oleh lapisan aplikasi barulah data bisa ditampilkan di layar monitor untuk diakses oleh usernya.
Dalam setiap layer diatas, ditambahkan informasi kontrol untuk memastikan pengiriman/penerimaan data berjalan baik. Infomasi kontorl ini disebut sebuah header, sebab ini dtempatkan didepan data yang dikirimkan. Pada setiap lapisan itu, setiap header akan selalu ditempatkan dibagian depan data. Penambahan informasi terhadap data pada proses pengiriman/penerimaan data ini disebut encapsulasi (encapsulation).
TCP/IP memakai banyak cara ketika mengirimkan data ke tiap lapisan. Setiap cara juga akan memberikan nama data yang akan dikirim jadi berbeda. Banyak jaringan komputer yang mendasarkan pengiriman datanya kepada data sebagai packet atau frame. Dalam contoh diatas dipilih data yang dikirim adalah data frame.

Lapisan Akses Network
Lapisan ini merupakan lapisan terendah dalam protokol TCP/IP. Protokol dalam lapisan ini memungkin sistem untuk melakukan pengiriman/penerimaan (delivery) data ke atau dari perangkat lainnya yang tersambung ke jaringan komputer. Dengan adanya protokol dalam lapisan ini maka sebuah datagram IP bisa dikirimkan lewat jaringan komputer. Protokol di lapisan ini harus mengenali sekali jaringan komputernya (seperti struktur packet datanya, alamatnya dll) agar format data bisa terjaga dan disesuaikan dengan kondisi jaringan komputer. Lapisan Akses Network (netwok access layer) merupakan pengganti dari tiga lapisan dalam model OSI yaitu lapisan network, data link dan fisik.
Lapisan ini selalu dilupakan user. Desain TCP/IP menyembunyikan fungsi yang ada pada lapisan terbawah, dan protokol yang diketahui umumnya (IP, TCP, UDP dll) selalu berada pada level protokol yang lebih tinggi. Setiap ada produk perangkat jaringan yang baru dari pabrik, maka lapisan akses network (network access protokol) selalu diperbaharui / dikembangkan, sehingga jaringan komputer TCP/IP akan selalu memakai perangkat keras baru tersebut.

Pada lapisan akses network ini terjadi encapsulasi datagram IP menjadi sebuah frame yang akan dikirimkan ke jaringan komputer dan memetakan alamat IP ke alamat fisik yang dipakai dalam jaringan komputer.

Protokol pada lapisan akses network ini sudah didokumentasikan dalam RFC 826 ( Address Resolution Protocol/ARP) dan RFC 894 (A Standard for the Transmission of IP Datagram over Ethernet Network).
Dalam sistem operasi UNIX, protokol lapisan ini selalu dikombinasikan dengan perangkat lunak pengendali (driver) perangkat keras (device) dan program yang terkait. Modul yang mengidentifikasikan nama perangkat keras jaringan komputer biasanya diencapsulasi dan mengirimkan data ke jaringan, sedangkan program terpisah menjalankan fungsi fungsi seperti pemetaan alamat (mapping address).

Lapisan Internet
Lapisan ini berada diatas lapisan akses network dalam struktur hirarki protokol. Protokol Internet (dalam RFC 791) disebutkan sebagai jantung TCP/IP dan memiliki peran penting dalam lapisan Internet. IP membuat packet dasar untuk servis pengiriman data (delivery). Semua protokol pada lapisan diatas dan dibawah IP, memakai protokol Internet untuk pengiriman datanya. Semua data TCP/IP mengalir melalui IP, yang datang dan yang pergi, tergantung tujuannya masing masing.

Protokol Internet (Internet Protokol, IP)
IP adalah bangunan blok Internet. Fungsinya yaitu :
1. Menentukan datagram, yang merupakan unit dasar transmisi data di Internet
2. Menentukan skema pengalamatan Internet
3. Memindahkan data diantara lapisan akses network dan lapisan transpor host ke host.
4. Melalukan ruting datagram ke host jauh (remote host)
5. Membuat fragmentasi (pemecahan data menjadi serpihan data) dan menyatukan ulang
datagram

Karakteristik IP :
1. Merupakan protokol yang tidak harus tersambung (connectionless protocol). Artinya IP tidak mengontrol pertukaran informasi (biasa disebut sebagai handshake) dalam menyelenggarakan sambungan antar komputer sebelum ada komunikasi data. Sebaliknya pada protokol yang berorientasi pada sambungan (connection oriented protocol) akan mengontrol informasi pertukaran data dengan sistem yang berjauhan (remote system) untuk memverifikasi apakah itu sudah siap menerima data sebelum data dikirim kepadanya. Pada saat sambungan terhubung dengan baik, sistem akan memberi kabar bahwa sambungan sudah terjadi.
2. IP tidak memberikan pengecekan eror dan perbaikan eror ke lapisan lainnya, karena itu IP juga disebut sebagai protokol yang tidak baik (unreliable protocol). Tapi bukan berarti IP tidak bisa merupakan protokol seperti itu. IP dapat menyelenggarakan pengiriman data dengan akurat ke dalam jaringan, tetapi IP tidak dapat memastikan apakah data itu sudah diterima dengan baik atau tidak. Untuk keperluan ini dilakukan oleh protokol pada lapisan lainnya.
Format Protokol Internet
Sebuah alamat IP berisi satu bagian network dan satu bagian host, tetapi formatnya tidak sama pada setiao alamat IP. Sejumlah bit alamat dipakai disini untuk mengidentifikasi network, dan angka dipakai untuk mengidentifikasi host, dan beragam kelas alamat IP. Ada tiga kelas utama alamat IP yaitu kelas A, B dan C.

Ketentuan kelas alamat IP :
1. Jika bit pertama dari sebuah alamat IP adalah angka 0, ini menunjukan network kelas A. Tujuh bit berikutnya menunjukan identitas network, dan 24 bit terakhir menunjukan identitas host. Ada 128 buah network kelas , tapi didalam setiap kelas A bisa terdapat jutaan host.
2. Jika bit pertama dari dua angka alamat IP adalah 10, ini menunjukan alamat IP network kelas B. Angka Bit pertama kelas, kemudian 24 bit berikutnya menunjukan identitas alamat network, dan 10 bit berikutnya untuk host. Ada ribuan angka network kelas B dan setiap kelas B dapat berisi ribuan host.
3. Jika bit pertama dari tiga bit alamat IP adalah 110, ini merupakan alamat IP kelas C. Tiga bit pertama berupa alamat kelas. 21 bit berikutnya sebagai alamat network, dan 8 bit selanjutnya merupakan identitas host. Ada jutaan network kelas C, dan didalam tiap kelas C ada 254 host.
4. Jika tiga bit pertama dari alamat IP adalah 111, ini merupakan alamat reserved khhusus. Disebut juga sebagai alamat kelas D, namun itu tidak mewakili network tertentu. Angka alamat disini saat ini umumnya diperguhakan sebagai alamat IP multicast. Alamat multicast dipakai untuk alamat semua grup komputer pada satu waktu.Alamat multicast mengindentifikasikan sebuah grup komputer yang melakukan sharing protokol umum sebagai lawan dari grup komputer yang melakukan sharing nework.

Tampaknya seperti rumit, tetapi karena adanya penulisan alamat IP memakai bilangan desimal (0-255), maka keruwetan itu tidak terlihat. Secara sederhana bisa dilihat ketentuan pemisahan kelas network seperti berikut ini
1. Kurang dari 128 adalah alamat kelas , byte pertama adalah bilangan network, tiga byte berikutnya adalah alamat host.
2. Dari 128 sampai 191 adalah alamat kelas B, dua byte pertama sebagai alamat network, dan dua byte terakhir sebagai alamat host.
3. Dari 192 sampai 223 adalah alamat kelas C, tiga byte pertama sebagai alamat network, dan byte terakhir sebagai alamat host.
4. Lebih besar dari 223 adalah alamat reserved dan bisa kita abaikan (tidak dipergunakan).

Contoh :
1. Sebuah network memiliki alamat IP 026.104.0.19. Ini bisa ditulis juga dg 26.104.0.19. menjelaskan adanya host dengan alamat IP nomor 104.0.19 dalam network 26 yang termasuk kelas A.
2. Alamat IP 128.66.12.1. menunjukan alamat IP host 12.1 didalam network nomor 128.66 yang termasuk kelas B.
3. Alamat IP 167.205.23.14 menunjukan alamat IP host nomor 23.14 didalam network nomor 167.205 yang termasuk dalam kelas B.
Datagram
Protokol TCP/IP dibuat untuk mengirimkan data melalui ARPANET, yang merupakan sebuah saklar paket network. Sebuah packet adalah sebuah blok data yang didalamnya ada informasi yang harus dikirim atau diterima. Dalam kehidupan sehari hari, ini sama dengan sebuah surat yang dikirim via pos, dimana alamat harus dituliskan diatas amplop. Sebuah saklar paket network, memakai alamat informasi didalam paket itu untuk mengarahkan paket dari satu fisik jaringan komputer ke jaringan lainnya, memindahkan nya sesuai dengan tujuannya. Setiap paket melalui jaringan komputer secara independen, satu paket dan paket lainnya tidak berhubungan.

Datagram adalah format paket yang ditentukan oleh IP. Alamat tujuan merupakan alamat IP 32 bit standar yang mengidentifikasi network tujuan an host tertentu disana. Jika alamat tujuan adalah alamat sebuah host dalam jaringan komputer lokal, paket dikirim secara langsung ke tujuan. Jika alamat tujuan bukanlah host dalam jaringan komputer lokal, maka paket data akan dikirim melalui sebuah gateway. Gateway adalah perangkat keras yang mengarahkan paket data diantara fisik jaringan komputer yang berbeda. Langkah memilih gateway yang mana yang akan dipergunakan disebut membuat ruting. IP membuat ruting sendiri untuk setiap paket data.

Datagram Ruting
Sebuah gateway Internet umumnya berupa sebuah ruter IP sebab perangkat ini memakai Interent Protokol untuk melalukan paket data diantara jaringan komputer. Dulu dikenal dua jenis perangkat untuk jaringan komputer yaitu gateway dan host. gateway meneruskan paket data diantara jaringan komputer dan host tidak melakukannya. Namun, jika sebuah host tersambung ke lebih dari satu buah jaringan komputer (disebut multihomed host), itu dapat meneruskan paket data diantara jaringan komputer. Pada saat host seperti ini mulai meneruskan paket data, host itu berperan seperti sebuah gateway dan terlihat sebagai sebuah gateway. Terminologi komunikasi data saat ini kadang kadang membuat pembatasan antara gateway dan router, namun dalam uraian ini dipergunakan terminologi gateway dan pertukaran ruter IP.
Sebuah sistem jaringan komputer hanya akan mengirim dan menerima data dari perangkat keras yang tersambung didalamnya. Misalkan ada sebuah jaringan terdiri dari host A, gateway X, gateway Y dan host B. Host A dan gateway X membentuk network A, gateway X dan gateway Y membentuk network B, sedangkan gateway Y dan host B membentuk network C. Paket dari host A yang ditujukan ke host B, akan diteruskan melalui gateway X dan gateway Y. Host A pertama kali mengirim paket ke gateway X, disini gateway X dan host A merupakan sebuah network A. Gateway X meneruskan paket data ke gateway Y melalui network B. Kemudian gateway Y meneruskan paket data langsung ke host B melalui network C.

Host A tidak memiliki data gateway Y. Host A mengirim paket ke alamat tujuan melalui network B dan C. Alamat network ini tercatat dalam tabel ruting dalam gateway X. Sehngga walaupun host A tidak memiliki data tentang gateway Y, data masih bisa terkirim ke host B melalui network B dan C. Begitu pula yang dilakukan Host B akan mengirim paket ke gateway Y agar oleh gateway bisa mengarahkan pengiriman data ke alamat tujuan yang berada di network lain.