Protokol Komunikasi Komputer Terapan Jaringan
Pengertian Protokol
Protokol
adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya
hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik
komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau
kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan
koneksi perangkat keras.
Fungsi Protokol Jaringan
Secara
umum fungsi protokol adalah menghubungkan pengirim dan penerima dalam
berkomunikasi serta dalam bertukar informasi agar dapat berjalan dengan baik
dan akurat. Tidak semua protokol memiliki fungsi atau fitur yang sama, tetapi
ada juga beberapa protokol yang memiliki fungsi sama meski berada pada tingkat
berbeda. Beberapa protokol bergabung dengan protokol lainnya untuk membangun
sistem komunikasi yang utuh.
1. RS-232
Protokol
RS232 merupakan protokol serial yang digunakan untuk
berkomunikasi antara perangkat atau instrumen dengan komputer melalui Port
COMM. Untuk melakukan komunikasi melalui protokol ini, diperlukan sebuah serial
driver. Ketika menggunakan driver ini, ada beberapa informasi dari perangkat
yang harus diketahui oleh driver. Informasi itu adalah Nomor Port Comm, Baud
Rate, parity, data bits, dan stop bits.
Baud Rate merupakan laju pengiriman data antara perangkat dengan
komputer. 1 baud merupakan 1 buah karakter yang dikirim. Besaran baud rate ini
ada beberapa: !!0, 1200 2400, 9600 19200, 38400, 57600, 115200. Satuan bau rate
adalah bps, yang berarti baud per second. Sebagai contoh, jika baud rate yang
digunakan adalah 9600 bps, berarti data yang dikirim memiliki laju 9600
karakter per detik.
Data bits merupakan jumlah bit yang dikirim per 1 baud. Jumlah data bits
ini hanya dapat dipilih antara 7 atau 8 bits. Pada umumnya, perangkat/instrumen
menggunakan 8 bits data.
Parity merupakan metode sederhana untuk mengetahui ada tidaknya
kesalahan pengiriman data, yaitu dengan menghitung jumlah data “1” yang dikirim
oleh perangkat ataupun komputer.
Start dan Stop Bits, Komunikasi menggunakan protokol RS232 merupakan
komunikasi asinkron, dimana mana masing-masing komputer dan perangkat harus
mengetahui kapan data mulai dikirim, dan kapan data selesai dikirim.
RS232 adalah standard komunikasi serial yang digunakan untuk koneksi periperal
ke periperal. Biasa juga disebut dengan jalur I/O ( input / output ). Contoh
yang paling sering kita temui adalah koneksi antara komputer dengan modem, atau
komputer dengan mouse bahkan bisa juga antara komputer dengan komputer, semua
biasanya dihubungkan lewat jalur port serial RS232.
Standar ini menggunakan beberapa piranti dalam implementasinya. Paling umum
yang dipakai adalah plug / konektor DB9 atau DB25. Untuk RS232 dengan konektor
DB9, biasanya dipakai untuk mouse, modem, kasir register dan lain sebagainya,
sedang yang konektor DB25, biasanya dipakai untuk joystik game.
Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and
Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya adalah
EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data
Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange.
Fungsi RS232 adalah untuk menghubungkan / koneksi dari perangkat yang
satu dengan perangkat yang lain, atau peralatan standart yang menyangkut
komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Perangkat
lainnya itu seperti modem, mouse, cash register dan lain sebagainya. Serial
port RS232 pada konektor DB9 memiliki pin 9 buah dan pada konektor DB25
memiliki pin 25 buah. Fungsi dari
masing-masing piin antara lain :
Penjelasan
dari tabel diatas adalah sebagai berikut :
2. RS-485
RS485 /
EIA
(Electronic Industries Association) RS485 adalah jaringan balanced line dan
dengan sistem pengiriman data secara half-duplex. RS485 bisa digunakan sebagai
jaringan transfer data dengan jarak maksimal 1,2 km.
Sistem transmisi saluran ganda yang dipakai oleh RS485 ini juga memungkinkan
untuk digunakan sebagai saluran komunikasi multi-drop dan multipoint ( party
line ). Saluran komunikasi multipoint ini dapat dihubungkan sampai dengan 32
driver / generator dan 32 receiver pada single ( two wires ) bus. Dengan
perkenalan terhadap repeater "otomatis" dan driver / receiver high –
impedance, keterbatasan ini dapat diperluas sampai ratusan (bahkan ribuan)
titik pada jaringan.
Half duplex
adalah sistem dimana antara beberapa transmitter (pembicara) dapat
berkomunikasi dengan satu atau banyak receivers (pendengar) dengan hanya satu
transmitter yang aktif berkomunikasi dengan receiver dalam satu siklus waktu
(waktu komunikasi). Sebagai contoh, pembicaraan dimulai dengan sebuah
pertanyaan, orang yang bertanya tersebut kemudian akan mendengarkan jawaban
atau menunggu sampai dia mendapat jawaban atau sampai dia memutuskan bahwa
orang yang ditanya tidak menjawab pertanyaan tersebut.
Dalam jaringan RS485, “master” akan memulai “pembicaraan” dengan sebuah “Query”
(pertanyaan) yang dialamatkan pada salah satu “slave”, “master” kemudian akan
mendengarkan jawaban dari “slave”. Jika “slave” tidak merespon dalam waktu yang
ditentukan, (diseting oleh kontrol software dalam “master”), “master” akan
memutus pembicaraan.
3. USB
USB
merupakan port masukan/keluaran baru yang dibuat untuk mengatai kekurangan-
kekurangan port serial maupun paralel yang sudah ada.
USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua
transaksi. Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk
menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa
tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket berikutnya adalah data paket yang
diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah
diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik.
Setiap proses transaksi pada USB terdiri atas:
- Paket
token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)
- Pilihan
paket data (termasuk tingkat muatan)
- Status
paket (untuk acknowledge / pemberitahuan hasil transaksi dan untuk
koreksi kesalahan)
Perancangan
peralatan yang menggunakan USB
Untuk membuat suatu peralatan yang dapat berkomunikasi dengan protokol USB
tidak perlu harus mengetahui secara rinci protokol USB. Bahkan kadang tidak
perlu pengetahuan tentang USB protokol sama sekali. Pengetahuan tentang USB
protokol hanya diperlukan untuk mengetahui spesifikasi yang dibutuhkan untuk
alat kita. Pada kenyataannya untuk mengimplemetasikan USB protokol di FPGA
ataupun perangkat bantu lain sangat tidak efisien dan banyak waktu terbuang
untuk merancangnya. Menggunakan kontroler USB sangat lebih dianjurkan dalam
membuat alat yang dapat berkomunikasi melalui protokol ini. Kontroler USB
mempunyai banyak macam bentuk, dari microcontroller berbasis 8051 yang
mempunyai input output USB secara langsung sampai pengubah protocol dari serial
seperti I2C bus ke USB.
USB controller biasanya dijual dengan disertai berbagai fasilitas yang
mempermudah pengembangan alat, diantaranya manual yang lengkap, driver untuk
windows XP, contoh code aplikasi untuk mengakses USB, contoh code untuk USB
controller, dan skema rangkaian elektronikanya.
Dalam sisi pengembangan software aplikasi dalam personal computer, komunikasi
antar hardware di dalam perangkat keras USB tidak terlalu diperhatikan karena
Windows ataupun sistem operasi lain yang akan mengurusnya. Pengembang perangkat
lunak hanya memberikan data yang akan dikirim ke alat USB di buffer penyimpan
dan membaca data dari alat USB dari buffer pembaca. Untuk driver pun
kadang-kadang Windows sudah menyediakannya, kecuali untuk peralatan yang
mempunyai spesifikasi khusus kita harus membuatnya sendiri.
4. Ethernet
Ethernet
adalah
protokol LAN yang memungkinkan setiap PC berlomba untuk mengakses network.
Sekarang ia menjadi protokol LAN yang paling populer karena relatif murah dan
mudah diinstal serta ditangani. Ethernet dibuat oleh Xerox pada 1976, Ethernet
disetujui sebagai salah satu standar industri protokol LAN pada 1983. Sebuah
network yang menggunakan Ethernet sebagai protokol sering disebut Ethernet
network.
Fungsi Ethernet yaitu untuk mengkoneksikan komputer anda kedalam
jaringan melalui media kabel UTP.
Ethernet dirancang berdasarkan topologi bus, tetapi ia bisa dikoneksikan secara
star dengan memakai hub. Jika dua komputer dalam Ethernet network mengirim data
bersamaan, sebuah tabrakan (collision) akan terjadi, dan komputer yang
bersangkutan harus mengulang pengiriman datanya dari awal lagi. Untuk
menghindari ini, jaringan Ethernet menggunakan Carrier Sense.
Ethernet adalah teknologi jaringan yang terkenal dan banyak digunakan dengan
menggunakan topologi BUS. Ethernet ditemukan oleh Xerox Corporation di Palo
Alto Research Center di awal tahun 1970. Digital Equipment Corporation, Intel
Corporation, dan Xerox kemudian bekerja sama untuk merancang standar produksi
yang secara informal disebut DIX Ethernet untuk inisial dari tiga perusahaan.
IEEE sekarang mengontrol standar Ethernet.
Dalam versi aslinya, Ethernet LAN terdiri dari kabel koaksial tunggal yang
disebut eter, untuk beberapa komputer yang terhubung. Para pakar menggunakan
segmen istilah untuk merujuk ke kabel koaksial Ethernet. Sebuah segmen Ethernet
diberikan terbatas sampai 500 meter panjangnya, dan standar membutuhkan jarak
minimal 3 meter antara setiap pasangan koneksi.
Perangkat keras Ethernet asli dioperasikan pada bandwidth 10 Megabits per detik
(Mbps), sebuah versi yang lebih dikenal sebagai Fast Ethernet beroperasi pada
Mbps IUU. dan versi terbaru, yang dikenal sebagai Gigabit Ethernet beroperasi
pada 1000 Mbps atau 1 Gigabit per detik (Gbps).
Cara kerja Ethernet
Sebelum mengirimkan paket data, setiap node melihat juga apakah network juga
sedang mengirim paket data.jika network sibuk (busy), maka node akan menunggu
sampai tidak ada lagi yang akan dikirim oleh network.
Jika network sepi, barulah node itu mengirimkan paketnya. Jika pada saat yang
sama terdapat 2 node yang mengirimkan data, maka terjadi collision. Jika
terjadi collision ke 2 maka node akan mengirimkan sinyal jam ke network, dan
semua node akan berhenti mengirimkan paket data dan kembali menunggu. Kemudian
secara random node – node itu kembali menunggu dan mengirimkan data paket yang
mengalami collision dan akan dikirimkan kembali pada saat ada kesempatan.
Kecepatan 10 Mb/sec semakin banyak node yang terpasang demakin kemungkinan
banyak kemungkinan tabrakan.
Ethernet terbagi menjadi 4 jenis berdasarkan kecepatannya :
- 10
Mb/sec, yang sering disebut sebagai Ethernet saja (standar yang digunakan
10 base 2,10 base 5, 10 base T, 10 base F)
- 100
Mb/sec yang sering disebut sebagai fast Ethernet (Standar yang digunakan
100 base fx,100 base T, 100 base T4,100 base Tx)
- 1000
Mb/sec yang disebut sebagai gigabyte Ethernet (standar yang digunakan 1000
base x,1000 base Lx,1000 base Sx,1000 base T)
- 10000
Mb/sec atau 10 Gbyte/sec, (standar ini belum banyak di implementasikan).
5. TCP/IP
TCP/IP (Transmission
Control Protocol/Internet Protocol) merupakan sebuah protokol mengelola
transmisi data dengan memecah data tersebut menjadi sejumlah paket kecil.
TCP/IP dipergunakan secara luas di Internet. Protokol ini mengatur bagaimana
memecah data menjadi paket, menyediakan informasi pengiriman data, dan
menyatukan kembali paket-paket tersebut menjadi data lengkap begitu tiba di tujuannya.
TCP/IP juga mengatur koneksi antara dua PC sehingga mereka bisa saling berkirim
data bolak-balik dalam waktu tertentu.
TCP/IP adalah standar komunikasi data yang digunakan oleh komunitas internet
dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam
jaringan Internet. Protokol ini tidaklah dapat berdiri sendiri, karena memang
protokol ini berupa kumpulan protokol (protocol suite). Protokol ini juga
merupakan protokol yang paling banyak digunakan saat ini. Data tersebut diimplementasikan
dalam bentuk perangkat lunak (software) di sistem operasi. Istilah yang
diberikan kepada perangkat lunak ini adalah TCP/IP stack.
Sejarah TCP/IP
TCP/IP dibuat pada 1973 untuk ARPANET. Sejak itu ia dikembangkan menjadi
protokol bagi LAN dan WAN. Pada 1983 TCP/IP ditetapkan sebagai standar bagi
Internet, dan semua host pada internet diwajibkan menggunakan TCP/IP.
Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an
sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan
jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan
sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme
transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja.
Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai
alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer
untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga
bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan
sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk
membentuk jaringan yang heterogens.
Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin
banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini
dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet
Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF).
Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan
konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for
Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.
Protokol Komunikasi TCP/IP Pada TCP/IP terdapat beberapa protokol sub yang
menangani masalah komunikasi antar komputer. TCP/IP merngimplemenasikan
arsitektur berlapis yang terdiri atas 4 lapis, di antaranya adalah :
1.Protokol lapisan aplikasi
Bertanggung jawab untuk menyediakan akses kepada aplikasi terhadap layanan
jaringan TCP/IP. Protokol ini mencakup protokol Dynamic Host Configuration
Protocol (DHCP), Domain Name System (DNS), Hypertext Transfer Protocol (HTTP),
File Transfer Protocol (FTP), Telnet, Simple Mail Transfer Protocol (SMTP),
Simple Network Management Protocol (SNMP), dan masih banyak protokol lainnya.
Dalam beberapa implementasi stack protokol, seperti halnya Microsoft TCP/IP,
protokol-protokol lapisan aplikasi berinteraksi dengan menggunakan antarmuka
Windows Sockets (Winsock) atau NetBIOS over TCP/IP (NetBT).
2.Protokol lapisan antar-host
Berguna untuk membuat komunikasi menggunakan sesi koneksi yang bersifat
connection-oriented atau broadcast yang bersifat connectionless. Protokol dalam
lapisan ini adalah Transmission Control Protocol (TCP) dan User Datagram
Protocol (UDP).
3.Protokol lapisan internetwork
Bertanggung jawab untuk melakukan pemetaan (routing) dan enkapsulasi
paket-paket data jaringan menjadi paket-paket IP. Protokol yang bekerja dalam
lapisan ini adalah Internet Protocol (IP), Address Resolution Protocol (ARP),
Internet Control Message Protocol (ICMP), dan Internet Group Management
Protocol (IGMP).
4.Protokol lapisan antarmuka jaringan
Bertanggung jawab untuk meletakkan frame-frame jaringan di atas media jaringan
yang digunakan. TCP/IP dapat bekerja dengan banyak teknologi transport, mulai
dari teknologi transport dalam LAN (seperti halnya Ethernet dan Token Ring),
MAN dan WAN (seperti halnya dial-up modem yang berjalan di atas Public Switched
Telephone Network (PSTN), Integrated Services Digital Network (ISDN), serta
Asynchronous Transfer Mode (ATM))
6. IEEE 802.11
IEEE (Institute
of Electrical and Electronic Engineers) merupakan institusi yang melakukan
diskusi, riset dan pengembangan terhadap perangkat jaringan yang kemudian
menjadi standarisasi untuk digunakan sebagai perangkat jaringan.
Standar dari IEEE 802.11
- 802.1
> LAN/MAN Management and Media Access Control Bridges
- 802.2
> Logical Link Control (LLC)
- 802.3
> CSMA/CD (Standar untuk Ehernet Coaxial atau UTP)
- 802.4
> Token Bus
- 802.5
> Token Ring (bisa menggunakan kabel STP)
- 802.6
> Distributed Queue Dual Bus (DQDB) MAN
- 802.7
> Broadband LAN
- 802.8
> Fiber Optic LAN & MAN (Standar FDDI)
- 802.9
> Integrated Services LAN Interface (standar ISDN)
- 802.10
> LAN/MAN Security (untuk VPN)
- 802.11
> Wireless LAN (Wi-Fi)
- 802.12
> Demand Priority Access Method
- 802.15
> Wireless PAN (Personal Area Network) > IrDA dan Bluetooth
- 802.16
> Broadband Wireless Access (standar untuk WiMAX)
Dari
daftar di atas terlihat bahwa pemanfaatan teknologi tanpa kabel untuk jaringan
lokal, dapat mengikuti standarisasi IEEE 802.11x, dimana x adalah sub standar.
Perkembangan dari standar 802.11 diantaranya :
- 802.11
> Standar dasar WLAN à mendukung transmisi data 1 Mbps hingga 2 Mbps
- 802.11a
> Standar High Speed WLAN 5GHz band à transfer data up to 54 Mbps
- 802.11b
> Standar WLAN untuk 2.4GHz à transmisi data 5,4 hingga 11 Mbps
- 802.11e
> Perbaikan dari QoS (Quality of Service) pada semua interface radio IEEE
WLAN
- 802.11f
> Mendefinisikan komunikasi inter-access point untuk memfasilitasi
vendor yang mendistribusikan WLAN
- 802.11g
> Menetapkan teknik modulasi tambahan untuk 2,4 GHz band, untuk
kecepatan transfer data hingga 54 Mbps.
- 802.11h
> Mendefinisikan pengaturan spectrum 5 GHz band yang digunakan di Eropa
dan Asia Pasifik
- 802.11i
> Menyediakan keamanan yang lebih baik. Penentuan alamat untuk
mengantisipasi kelemahan keamanan pada protokol autentifikasi dan enkripsi
- 802.11j
> Penambahan pengalamatan pada channel 4,9 GHz hingga 5 GHz untuk
standar 802,11a di Jepang
Jadi,
IEEE 802.11
merupakan standarisasi dasar wirelles LAN yang mendukung transmisi data 1 Mbps
hingga 2 Mbps. Teknologi Wireless LAN distandarisasi oleh IEEE dengan kode
802.11, tujuannya agar semua produk yang menggunakan standar ini dapat bekerja
sama/kompatibel meskipun berasal dari vendor yang berbeda, 802.11b merupakan
salah satu varian dari 802.11 yang telah populer dan menjadi pelopor di bidang
jaringan komputer nirkabel menunjukkan bahwa 802.11b masih memiliki beberapa
kekurangan di bidang keamanan yang memungkinkan jaringan Wireless LAN disadap
dan diserang, serta kompatibilitas antar produk-produk Wi-Fi™.
Teknologi Wireless LAN masih akan terus berkembang, namun IEEE 802.11b akan
tetap diingat sebagai standar yang pertama kali digunakan komputer untuk
bertukar data tanpa menggunakan kabel. Untuk kelebihan dan kekurangan dari
standar 802.11 dapat dilihat sebagai berikut :
Kelebihan standar 802.11
- Mobilitas
- Sesuai
dengan jaringan IP
- Konektifitas
data dengan kecepatan tinggi
- Frekuensi
yang tidak terlisensi
- Aspek
keamanan yang tinggi
- Instalasi
mudah dan cepat
- Tidak
rumit
- Sangat
murah
Kelemahan
standar 802.11
- Bandwidth
yang terbatas karena dibagi-bagi berdasarkan spektrum RF untuk
teknologi-teknologi lain
- Kanal
non-overlap yang terbatas
- Efek
multipath
- Interferensi
dengan pita frekuensi 2.4 GHz dan 5 GHz
- QoS
yang terbatas
- Power
control
- Protokol
MAC high overhead