network layer

Dalam fondasi struktur jaringan komputer, terdapat lapisan-lapisan yang memainkan peran penting dalam mengatur dan mengelola arus informasi. Salah satu lapisan yang menjadi tulang punggung komunikasi di internet adalah yang dikenal sebagai Layer Jaringan. Dalam ranah TCP/IP, model yang paling umum digunakan untuk mendesain dan mengimplementasikan jaringan komputer, Layer Jaringan menempati posisi strategis sebagai mediator antara alamat-alamat IP dan perjalanan data dari satu node ke node lainnya. Dalam tulisan ini, kita akan mengupas lebih dalam tentang Layer Jaringan, mengetahui apa itu IP dan mempelajari cara kerjanya.

Fungsi

setiap lapisan dalam TCP/IP memiliki fungsinya masing-masing dan unutk fungsi network layer adalah sebagai berikut :

Pengaturan Alamat IP: Layer Jaringan bertanggung jawab untuk memberikan identitas unik kepada setiap perangkat dalam jaringan dengan menggunakan alamat IP (Internet Protocol). Alamat IP memungkinkan perangkat untuk dikenali dan berkomunikasi satu sama lain di jaringan.
Routing: Layer Jaringan menentukan jalur terbaik untuk mengirim paket data dari satu node ke node lain dalam jaringan. Ini melibatkan proses routing di mana setiap paket data diberi informasi tentang jalur yang harus diambil melalui jaringan untuk mencapai tujuan yang tepat.
Fragmentasi dan Reassembling: Layer Jaringan dapat membagi paket data yang besar menjadi paket yang lebih kecil saat mengirim melalui jaringan yang memiliki batasan ukuran paket. Ini disebut fragmentasi. Setelah sampai di tujuan, paket-paket tersebut kemudian di-reassemble (dirakit kembali) menjadi data lengkap oleh Layer Jaringan di perangkat penerima.

IP

dalam menjalankan tugasnya network layer di bantu oleh beberpa protokol yang memiliki tugasnya masing-masing dan protokol yang paling dominan adalah protokol IP. Protokol inilah yang menjalankan fungsi utama dari network layer dari mulai pengalamatan,routing dan Fragmantasi dan reassembling.

addresing

IP addres memiliki 32 bit angka yang digunakan dalam IPv4. IP address ini bersifat unique, artinya tidak ada komputer yang memiliki IP yang sama. Tapi, setiap komputer bisa memiliki lebih dari 1 IP address. Setiap alamat IP memiliki makna netID dan hostID. Netid adalah pada bit-bit terkiri dan hostid adalah bit-bit netid (terkanan). Untuk pengalamatanya logical address ini dibuat dalam bentuk desimal dimana setiap 8 bit diwakili satu bilangan desimal. Masing-masing angka desimal ini dipisahkan oleh tanda titik.

Dalam IP address adal 5 peng-kelas-an yakni kelas A, kelas B, kelas C, kelas D dan kelas E. Semua itu didisain untuk kebutuhan jenis-jenis organisasi.

A, Netid pada 8 bit pertama 24 bit sisanya merupakan hostid Jadi secara teori pula setiap netid memiliki 224 host atau 16.777.216 host/router. Kelas A cocok untuk mendisain organisasi komputer yang jumlahnya sangat besar dalam jaringannya.

B, Netid pada 16 bit pertama 16 bit sisanya merupakan hostid. Dikarenakan ada 2 alamat yang akan digunakan untuk tujuan khusus, maka hostid yang tersedia efektif adalah sebanyak 65.534. Kelas B ini cocok untuk mendisain organisasi komputer dalam jumlah menengah.

C, Netid pada 24 bit pertama dan 8 sisanya merupakan hostid. jaringan yang bisa dibentuk oleh kelas C ini adalah 221 atau terdapat 2.097.152 jaringan. Juga dikarenakan penggunaan 2 hostid untuk tujuan khusus maka hostid yang tersedia efektif adalah sebanyak 254 host atau router.

D, Multicasting. tidak lagi membahas mengenai netid dan hostid

E, biasanya untuk kepentingan riset. Juga tidak ada dikenal netid dan hostid di sini.

fragmentasi

internet Protocol (IP) adalah mekanisme transmisi yang digunakan oleh TCP/IP yang sifatnya unreliable dan connectionless. Banyak yang mengistilahkan dengan best effort delivery, artinya: bahwa IP menyediakan no error checking atau tracking. Jika diperlukan reliabilitas maka IP mesti dipasangkan dengan protokol yang reliabel misalnya TCP. Contoh alama dari IP adalah, kantor pos mengirimkan surat tapi tidak selalu sukse dikirimkan. Jika surat tersebut tidak lengkap maka terserah pengirim ingin mengantarkannya atau tidak. Juga kantor pos tidak pernah menjejaki ke mana surat-surat yang jumlahnya jutaan itu terkirim.

sama halnya dengan kantor pos IP juga mengirimkan paket-paket ke alamat tujuan. Paket yang dikirim oleh IP disebut datagram. Datagram IP panjangnya variabel yang terdiri dari data dan header . Panjang header bisa antara 20 sampai 60 byte. Header ini memuat informasi yang penting sekali untuk keperluan ruting dan pengiriman.

Maximum Transfer Unit (MTU)

Setiap tingkatan dalam protokol data link memiliki struktur frame yang unik. Salah satu aspek penting dalam frame tersebut adalah penentuan ukuran maksimum untuk field data. Saat sebuah datagram dimasukkan ke dalam frame, ukuran total datagram haruslah lebih kecil dari ukuran maksimum yang ditentukan. Hal ini disesuaikan dengan persyaratan perangkat keras dan lunak yang ada di dalam jaringan.Setiap tingkatan dalam protokol data link memiliki struktur frame yang unik. Salah satu aspek penting dalam frame tersebut adalah penentuan ukuran maksimum untuk field data. Saat sebuah datagram dimasukkan ke dalam frame, ukuran total datagram haruslah lebih kecil dari ukuran maksimum yang ditentukan. Hal ini disesuaikan dengan persyaratan perangkat keras dan lunak yang ada di dalam jaringan.

Setiap datagram yang difragmentasi akan memiliki header tersendiri. Datagram tersebut bisa difragmentasi berulang kali sebelum sampai ke tujuan akhir jika melintasi berbagai jenis jaringan fisik. Fragmen-fragmen ini bisa mengambil rute yang berbeda-beda. Oleh karena itu, perakitan kembali terjadi di alamat tujuan akhir.

Option

Option dalam TCP (Transmission Control Protocol) merupakan bagian opsional dari header TCP yang memungkinkan pengguna untuk menyertakan informasi tambahan yang diperlukan untuk pengaturan koneksi atau pengiriman data yang lebih khusus. Option-option ini dapat dikategorikan menjadi dua kategori: byte tunggal (single byte) dan multi-byte.

Berikut adalah penjelasan tentang enam jenis option yang dikategorikan dalam dua kategori tersebut:

Kategori Byte Tunggal:

No Operation (No-Op): Option ini adalah byte tunggal (1-byte) yang digunakan sebagai pengisi antara option lainnya. No-Op tidak menyertakan informasi tambahan apa pun, tetapi hanya digunakan untuk mengisi ruang kosong jika diperlukan.
End of Option (End-Of-Option): Option ini juga merupakan byte tunggal yang menandai akhir dari daftar option. Ini digunakan untuk padding (penambahan karakter pengisi) pada akhir field option jika diperlukan.

Kategori Multi-Byte:

Record Route: Option ini digunakan untuk mencatat alamat router internet yang menangani datagram. Record route dapat mencatat hingga 9 alamat IP router yang dilalui oleh datagram.
Strict Source Route: Option ini digunakan oleh host pengirim untuk menentukan rute khusus yang harus diikuti oleh datagram di internet. Dalam strict source route, setiap router dalam daftar harus dikunjungi, dan pengirim dapat menentukan rute berdasarkan kriteria seperti waktu tunda minimum atau throughput maksimum.
Loose Source Route: Option ini mirip dengan strict source route, namun lebih fleksibel. Setiap router dalam daftar harus dikunjungi, tetapi datagram dapat juga mengunjungi router lain yang tidak terdaftar dalam daftar.
Timestamp: Option ini digunakan untuk mencatat waktu yang dilakukan oleh router dalam bentuk timestamp. Waktu ditampilkan dalam milidetik dari saat tengah malam, Universal Time (UTC). Timestamp ini bermanfaat untuk melacak perilaku router di internet.

Dengan menggunakan option-option ini, pengguna dapat mengatur pengiriman data atau mengumpulkan informasi tambahan yang diperlukan untuk keperluan khusus dalam komunikasi TCP. Namun, penggunaan option dapat meningkatkan overhead pada komunikasi jaringan, sehingga penggunaannya harus dipertimbangkan dengan cermat.

Checksum

dalam pengiriman paket ada masanya paket mengalami masalah seperti tidak data tidak sesuai dan data hilang. untuk menangani hal tersebut TCP/IP menggunakan deteksi error yang di sebut checksum. Berikut adalah langkah-langkah untuk menghitung checksum pada sisi pengirim dan penerima:

Kalkulasi Checksum pada Sisi Pengirim:

Bagi paket menjadi k bagian, masing-masing terdiri dari n bit.
Tambahkan setiap bagian bersama-sama menggunakan metode aritmatika one's complement.
Hasil penambahan adalah checksum.
Komplementasi hasil checksum untuk mendapatkan nilai akhir checksum.
Tempatkan nilai checksum dalam header paket sebelum dikirim.

Kalkulasi Checksum pada Sisi Penerima:

Bagi paket yang diterima menjadi k bagian, masing-masing terdiri dari n bit.
Tambahkan setiap bagian bersama-sama menggunakan metode aritmatika one's complement.
Hasil penambahan adalah checksum.
Komplementasi hasil checksum.
Jika nilai akhir checksum adalah 0, maka paket dianggap tidak rusak dan dapat diterima. Jika tidak, paket akan ditolak karena kemungkinan kerusakan data dalam transmisi.

Dengan menggunakan langkah-langkah ini, pengirim dan penerima dapat memverifikasi integritas data saat dikirimkan melalui jaringan. Proses checksum membantu dalam mendeteksi adanya kesalahan atau kerusakan data dalam paket selama transmisi dan memastikan pengiriman yang andal.