Model OSI: Gambaran Umum
Model OSI (Open Systems Interconnection) adalah model standar yang digunakan pada jaringan komputer. Dalam praktiknya, sebenarnya model TCP/IP yang lebih ringkas adalah model yang menjadi dasar jaringan dunia nyata; namun model OSI, dalam banyak hal, lebih mudah untuk mendapatkan pemahaman awal untuk belajar jaringan.
Model OSI terdiri dari tujuh lapisan:
Ada banyak sekali artikel yang beredar untuk membantu Anda mempelajari lapisan-lapisan model OSI - cari saja sampai Anda menemukan yang Anda sukai.
Mari kita lihat secara singkat masing-masing OSI Layer secara berurut:
Lapisan 7 - Application:
Lapisan Application model OSI pada dasarnya menyediakan opsi jaringan untuk program yang berjalan pada komputer. Lapisan ini bekerja hampir secara eksklusif dengan aplikasi, menyediakan antarmuka untuk digunakan untuk mengirimkan data. Ketika data diberikan ke lapisan aplikasi, data tersebut diteruskan ke lapisan presentasi.
Lapisan 6 - Presentation:
Lapisan Presentation menerima data dari lapisan application. Data ini cenderung dalam format yang dimengerti oleh aplikasi, tetapi belum tentu dalam format standar yang dapat dimengerti oleh lapisan application di komputer penerima. Lapisan persentation menerjemahkan data ke dalam format standar, serta menangani encryption, compression, atau transformations lain pada data. Setelah selesai, data diteruskan ke lapisan session.
Lapisan 5 - Session:
Ketika lapisan session menerima data yang diformat dengan benar dari lapisan presentation, lapisan ini akan melihat apakah ia dapat membuat koneksi dengan komputer lain di seluruh jaringan. Jika tidak bisa, maka lapisan ini akan mengirimkan kembali sebuah kesalahan dan prosesnya tidak berlanjut.
Jika session dapat dibuat, maka tugas lapisan session adalah mempertahankannya, serta bekerja sama dengan lapisan session komputer jarak jauh untuk menyinkronkan komunikasi. Lapisan session sangat penting karena session yang dibuatnya unik untuk komunikasi yang dimaksud.
Inilah yang memungkinkan Anda untuk membuat beberapa permintaan ke titik akhir yang berbeda secara bersamaan tanpa semua data tercampur (bayangkan membuka dua tab di browser web pada saat yang sama)! Ketika lapisan session telah berhasil mencatat koneksi antara host dan komputer jarak jauh, data akan diteruskan ke Lapisan 4: Lapisan transport.
Lapisan 4 - Transport:
Lapisan transport adalah lapisan yang sangat menarik yang memiliki banyak fungsi penting. Tujuan pertamanya adalah untuk memilih protokol yang digunakan untuk mengirimkan data.
Dua protokol yang paling umum di lapisan transport adalah TCP (Transmission Control Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol); dengan TCP, transmisi berbasis koneksi(Connection-Based)) yang berarti bahwa koneksi antara komputer dibuat dan dipertahankan selama durasi permintaan.
Hal ini memungkinkan transmisi yang handal, karena koneksi dapat digunakan untuk memastikan bahwa semua paket sampai ke tempat yang tepat. Koneksi TCP memungkinkan dua komputer untuk tetap berkomunikasi secara konstan untuk memastikan bahwa data dikirim pada kecepatan yang dapat diterima, dan bahwa setiap data yang hilang akan dikirim ulang.
Dengan UDP, yang terjadi adalah sebaliknya; paket data pada dasarnya dilemparkan ke komputer penerima - jika komputer tidak dapat mengimbangi maka itulah masalahnya (inilah mengapa transmisi video melalui sesuatu seperti Skype bisa menjadi pixelated jika koneksinya buruk).
Artinya, TCP biasanya dipilih untuk situasi di mana akurasi lebih diutamakan dari pada kecepatan (misalnya transfer file, atau memuat halaman web), dan UDP akan digunakan dalam situasi di mana kecepatan lebih penting (misalnya streaming video, dns).
Dengan protokol yang dipilih, lapisan transport kemudian membagi transmisi menjadi beberapa bagian kecil (pada TCP disebut segmen, pada UDP disebut datagram), yang membuatnya lebih mudah untuk mengirimkan pesan dengan sukses.
Lapisan 3 - Network:
Lapisan Network bertanggung jawab untuk menemukan tujuan permintaan Anda. Sebagai contoh, Internet adalah jaringan yang sangat besar; ketika Anda ingin meminta informasi dari sebuah halaman web, lapisan Network yang mengambil alamat IP untuk halaman tersebut dan mencari rute terbaik untuk diambil.
Pada tahap ini kita bekerja dengan apa yang disebut sebagai pengalamatan Logis (yaitu alamat IP) yang masih dikontrol oleh perangkat lunak. Logical Addressing digunakan untuk memberikan urutan pada Network, mengkategorikannya dan memungkinkan kita untuk mengurutkannya dengan benar.
Saat ini bentuk yang paling umum dari Logical Addressing adalah format IPV4, yang mungkin sudah Anda kenal (misalnya 192.168.1.1 adalah alamat umum untuk router rumah).
Lapisan 2 - Data Link:
Lapisan data link berfokus pada pengalamatan transmision physical. Lapisan ini menerima paket dari lapisan jaringan (yang mencakup alamat IP untuk komputer jarak jauh) dan menambahkan physical addressing (MAC) dari titik akhir penerima. Di dalam setiap komputer yang terhubung ke jaringan terdapat Network Interface Card (NIC) yang dilengkapi dengan alamat MAC (Media Access Control) yang unik untuk mengidentifikasinya.
Alamat MAC ditetapkan oleh produsen dan secara harfiah dimasukan permanen ke dalam kartu; alamat ini tidak dapat diubah - meskipun dapat dipalsukan/spoofed. Ketika informasi dikirim melalui jaringan, sebenarnya physical addressing yang digunakan untuk mengidentifikasi ke mana tepatnya informasi tersebut dikirim.
Selain itu, lapisan data link juga bertugas menyajikan data dalam format yang sesuai untuk transmisi.
Lapisan data link juga memiliki fungsi penting saat menerima data, karena lapisan ini memeriksa informasi yang diterima untuk memastikan bahwa informasi tersebut tidak rusak selama transmisi, yang dapat terjadi ketika data ditransmisikan oleh lapisan 1: lapisan Physical.
Lapisan 1 - Physical:
Lapisan Physical berada di bawah perangkat keras komputer. Di sinilah pulsa listrik yang membentuk transfer data melalui jaringan dikirim dan diterima. Tugas lapisan fisik adalah mengubah data biner dari transmisi menjadi sinyal dan mengirimkannya ke seluruh jaringan, serta menerima sinyal yang masuk dan mengubahnya kembali menjadi data biner.
Encapsulation
Ketika data diteruskan ke setiap lapisan model, lebih banyak informasi yang berisi detail khusus untuk lapisan yang bersangkutan ditambahkan pada awal transmisi. Sebagai contoh, header yang ditambahkan oleh Network Layer akan menyertakan hal-hal seperti alamat IP sumber dan tujuan, dan header yang ditambahkan oleh Transport Layer akan menyertakan (di antara hal-hal lain) informasi khusus untuk protokol yang digunakan.
Lapisan data link juga menambahkan bagian pada akhir transmisi, yang digunakan untuk memverifikasi bahwa data belum rusak pada saat transmisi; ini juga memiliki bonus tambahan berupa peningkatan keamanan, karena data tidak dapat dicegat dan dirusak tanpa merusak trailer. Seluruh proses ini disebut sebagai encapsulation; proses dimana data dapat dikirim dari satu komputer ke komputer lain.
Perhatikan bahwa data yang dienkapsulasi diberi nama yang berbeda pada langkah yang berbeda dalam prosesnya. Pada lapisan 7,6 dan 5, data hanya disebut sebagai data. Pada lapisan transport, data yang dienkapsulasi disebut sebagai segmen atau datagram (tergantung pada apakah TCP atau UDP yang dipilih sebagai protokol transmisi).
Pada Lapisan Jaringan, data disebut sebagai paket. Ketika paket diteruskan ke lapisan Data Link, paket tersebut menjadi sebuah frame, dan pada saat ditransmisikan melalui jaringan, frame tersebut telah dipecah menjadi beberapa bit.
Ketika pesan diterima oleh komputer kedua, komputer kedua akan membalikkan prosesnya - mulai dari lapisan fisik dan bekerja hingga mencapai lapisan aplikasi, menanggalkan informasi yang ditambahkan ketika pesan tersebut berjalan. Hal ini disebut sebagai de-enkapsulasi. Dengan demikian, Anda dapat menganggap lapisan-lapisan model OSI ada di dalam setiap komputer yang memiliki kemampuan jaringan. Meskipun sebenarnya tidak sejelas itu dalam praktiknya, semua komputer mengikuti proses enkapsulasi yang sama untuk mengirim data dan melakukan de-enkapsulasi setelah menerimanya.
Proses enkapsulasi dan de-enkapsulasi sangat penting - tidak hanya karena penggunaannya yang praktis, tetapi juga karena proses ini memberikan metode standar untuk mengirim data.
Ini berarti bahwa semua transmisi akan secara konsisten mengikuti metodologi yang sama, sehingga memungkinkan setiap perangkat yang terhubung ke jaringan untuk mengirim permintaan ke perangkat lain yang dapat dijangkau dan yakin bahwa permintaan tersebut akan dimengerti - terlepas dari apakah mereka berasal dari produsen yang sama; menggunakan sistem operasi yang sama; atau faktor lainnya.
Model TCP/IP
Model TCP/IP, dalam banyak hal, sangat mirip dengan model OSI. Model ini lebih tua beberapa tahun, dan berfungsi sebagai dasar untuk jaringan dunia nyata. Model TCP/IP terdiri dari empat lapisan: Application, Transport, Internet dan Network Interface.
Di antara keempat lapisan tersebut, mencakup berbagai fungsi yang sama dengan tujuh lapisan Model OSI.
Catatan: Beberapa sumber terbaru membagi model TCP/IP menjadi lima lapisan - memecah lapisan Antarmuka Jaringan menjadi lapisan Data Link dan Fisik (seperti pada model OSI). Hal ini diterima dan terkenal; namun, ini tidak didefinisikan secara resmi (tidak seperti empat lapisan asli yang didefinisikan dalam RFC1122). Terserah Anda versi mana yang Anda gunakan - keduanya secara umum dianggap valid.
Anda mungkin akan bertanya mengapa kita repot-repot dengan model OSI jika model ini tidak digunakan untuk apa pun di dunia nyata. Jawaban dari pertanyaan tersebut cukup sederhana, yaitu model OSI (karena kurang padat dan lebih kaku daripada model TCP/IP) cenderung lebih mudah untuk mempelajari teori awal jaringan.
Kedua model tersebut cocok dengan hal seperti ini:
Proses enkapsulasi dan de-enkapsulasi bekerja dengan cara yang sama persis dengan model TCP/IP seperti halnya dengan model OSI. Pada setiap lapisan model TCP/IP, sebuah header ditambahkan selama enkapsulasi, dan dihilangkan selama de-enkapsulasi.
Sekarang mari kita masuk ke sisi praktisnya.
Model berlapis sangat bagus sebagai alat bantu visual - model ini menunjukkan kepada kita proses umum bagaimana data dapat dienkapsulasi dan dikirim melalui jaringan, tetapi bagaimana hal itu sebenarnya terjadi?
Ketika kita berbicara tentang TCP/IP, kita bisa saja membayangkan sebuah tabel dengan empat lapisan di dalamnya, tetapi sebenarnya kita berbicara tentang serangkaian protokol - seperangkat aturan yang mendefinisikan bagaimana sebuah tindakan dilakukan. TCP/IP mengambil namanya dari dua protokol yang paling penting: Transmission Control Protocol (yang telah kita bahas sebelumnya dalam model OSI) yang mengontrol aliran data antara dua titik akhir, dan Internet Protocol, yang mengontrol bagaimana paket-paket dialamatkan dan dikirim. Masih banyak lagi protokol yang membentuk rangkaian TCP/IP; kita akan membahas beberapa di antaranya di tugas selanjutnya. Untuk saat ini, mari kita bahas tentang TCP.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, TCP adalah protokol berbasis koneksi. Dengan kata lain, sebelum Anda mengirim data apa pun melalui TCP, Anda harus terlebih dahulu membentuk koneksi yang stabil di antara kedua komputer. Proses pembentukan koneksi ini disebut handshake three-way (tiga arah).
Ketika Anda mencoba membuat sambungan, komputer Anda pertama-tama mengirimkan permintaan khusus ke server jarak jauh yang menunjukkan bahwa ia ingin menginisialisasi sambungan. Permintaan ini berisi sesuatu yang disebut bit SYN (kependekan dari synchronise), yang pada dasarnya membuat kontak pertama dalam memulai proses koneksi. Server kemudian akan merespons dengan paket yang berisi bit SYN, serta bit "acknowledgement" (pengakuan) lainnya, yang disebut ACK.
Terakhir, komputer Anda akan mengirimkan paket yang berisi bit ACK dengan sendirinya, yang mengonfirmasi bahwa koneksi telah berhasil dibuat. Dengan handshake three-way (tiga arah) yang berhasil diselesaikan, data dapat dikirim dengan andal antara dua komputer. Setiap data yang hilang atau rusak pada saat transmisi akan dikirim ulang, sehingga menghasilkan koneksi yang tampaknya lossless.
(Kredit Kieran Smith, Universitas Abertay)
Kami tidak akan membahas bagaimana cara kerjanya pada tingkat langkah demi langkah. Cukup diketahui bahwa handshake three-way (tiga arah) harus dilakukan sebelum koneksi dapat dibuat menggunakan TCP.
Sejarah:
Sangat penting untuk memahami dengan tepat mengapa model TCP/IP dan OSI pada awalnya dibuat.
Pada awalnya, tidak ada standarisasi - produsen yang berbeda mengikuti metodologi mereka sendiri, dan akibatnya sistem yang dibuat oleh produsen yang berbeda sama sekali tidak kompatibel dalam hal jaringan. Model TCP/IP diperkenalkan oleh Departemen Pertahanan Amerika pada tahun 1982 untuk menyediakan standar - sesuatu yang dapat diikuti oleh semua produsen yang berbeda.
Hal ini menyelesaikan masalah inkonsistensi. Kemudian model OSI juga diperkenalkan oleh Organisasi
International Organisation for Standardisation (
ISO); namun, model ini terutama digunakan sebagai panduan yang lebih komprehensif untuk pembelajaran, karena model TCP/IP masih merupakan standar yang menjadi dasar jaringan modern.
