Protokol jaringan adalah aturan-aturan atau tatacara yang digunakan dalam
melaksanakan pertukaran data dalam sebuah jaringan. Protokol
mengurusi segala hal dalam komunikasi data,
mulai dari kemungkinan perbedaan format data yang dipertukarkan hingga ke
masalah koneksi listrik dalam jaringan. Dalam suatu jaringan komputer,
terjadi sebuah proses komunikasi antar entiti atau perangkat yang berlainan
sistemnya. Entiti atau perangkat ini adalah segala sesuatu yang mampu menerima
dan mengirim. Untuk berkomunikasi mengirim dan menerima antara dua entiti dibutuhkan saling-pengertian di antara
kedua belah pihak. Pengertian inilah yang dikatakan sebagai protokol. Jadi
protokol adalah himpunan aturan-aturan main yang mengatur komunikasi data.
Protokol mendefinisikan apa yang
dikomunikasikan bagaimana dan kapan terjadinya komunikasi. Elemen-elemen
penting daripada protokol adalah : syntax, semantics dan timing.
- Syntax
mengacu pada struktur atau format data, yang mana dalam urutan tampilannya
memiliki makna tersendiri. Sebagai contoh, sebuah protokol sederhana akan
memiliki urutan pada delapan bit pertama adalah alamat pengirim, delapan
bit kedua adalah alamat penerima dan bit stream sisanya merupakan
informasinya sendiri.
- Semantics
mengacu pada maksud setiap section bit. Dengan kata lain adalah bagaimana
bit-bit tersebut terpola untuk dapat diterjemahkan.
- Timing
mengacu pada 2 karakteristik yakni kapan data harus dikirim dan seberapa
cepat data tersebut dikirim. Sebagai contoh, jika pengirim memproduksi
data sebesar 100 Megabits per detik (Mbps) namun penerima hanya mampu
mengolah data pada kecepatan 1 Mbps, maka transmisi data akan menjadi
overload pada sisi penerima dan akibatnya banyak data yang akan hilang
atau musnah.
Setiap jenis topologi jaringan
memiliki protokol tertentu, misalnya pada topologi Bus dikenal protokol Ethernet,
dan pada topologi Cincin dikenal protokol Token-Ring.
Protokol standard komunikasi data
yang menjadi acuan dalam perancangan hardware maupun software jaringan adalah Model Referensi OSI
(Open System Interconnection) yang ditetapkan oleh organisasi acuan sedunia ISO
(International Standard Organization). Menurut OSI komunikasi antara dua
komponen dalam jaringan memerlukan 7 lapisan,
mulai dari lapisan Aplikasi, dimana pengguna memulai pengiriman datanya, hingga
ke lapisan Fisik, dimana data dalam bentuk sinyal listrik di-transmisikan
melalui media komunikasi.
Protokol jaringan praktis yang
digunakan dewasa ini pada jaringan Internet maupun Intranet adalah protokol Model Referensi TCP/IP
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Protokol TCP/IP ini
merupakan penyederhanaan dari OSI dengan menggabungkan lapisan-lapisannya
sehingga tersisa hanya 5 lapisan.
Fungsi utama masing-masing lapisan
OSI disajikan dalam tabel berikut ini:
Lapisan
|
Fungsi
Lapisan
|
Application (Aplikasi)
|
Lapisan yang menangani program
aplikasi yang digunakan oleh user dalam mengirim/menerima data, misalnya
program e-mail, Messenger, Browser, dsb
|
Presentation (Presentasi)
|
Lapisan ini melakukan presentasi
data, perubahan format agar terjadi kesesuaian antara pengirim dan penerima
|
Session (Sessi)
|
Lapisan ini yang membuka koneksi
antara dua komponen yang berkomunikasi, menjaga koneksi selama komunikasi
berlangsung dan memutuskan-nya ketika selesai
|
Transport (Transport)
|
Lapisan ini yang menjamin
pengiriman data dari satu komponen ke komponen lainnya yang berkomunikasi
|
Network (Jaringan)
|
Lapisan yang mengatur rute dari
paket data melalui jaringan, sehingga paket ini bisa sampai ke tujuan
|
Data Link (Sambung Data)
|
Lapisan yang menjamin paket-paket
data terbebas dari kesalahan ketika disampaikan ke penerima
|
Physical (Fisik)
|
Lapisan yang menangani medium
fisik / koneksi listrik yang menghubungkan dua komponen yang berkomunikasi.
|
Fungsi utama masing-masing lapisan
TCP/IP disajikan dalam tabel berikut ini:
Lapisan
|
Fungsi
Lapisan
|
Physical (Fisik)
|
Lapisan yang menangani antarmuka
antara medium transmisi dengan peralatan. Karakteristik fisik, seperti
medium, bentuk signal, kecepatan signal, ditentukan pada lapisan ini.
|
Network Access (Jaringan)
|
Lapisan ini menangani rute data
dan akses antara dua komputer yang saling berkomunikasi dalam jaringan yang
sama. Lapisan ini juga memeriksa alamat penerima data, menetapkan prioritas
pengiriman.
|
Internet
|
Lapisan ini menangani rute data
dan akses antara dua komputer yang berkomunikasi dalam jaringan yang berbeda.
Lapisan ini menggunakan protokol Internet untuk memilih rute data dalam
jaringan yang beragam.
|
Transport
|
Lapisan yang menjamin reliabilitas
pengiriman paket-paket data, serta mengatur urutan paket tersebut. Protokol
TCP digunakan pada lapisan ini.
|
Application (Aplikasi)
|
Lapisan ini menangani berbagai
aplikasi yang akan menggunakan jaringan.
|
Protokol TCP/IP mengenali tiap
terminal dalam jaringan melalui nomer IP (IP number),
setiap komputer harus memiliki nomer IP yang berbeda. Nomer IP dewasa ini
menggunakan bilangan biner 32 bit yang dibagi menjadi 4 bagian masing-masing 8
bit, sebagai contoh dalam jaringan intranet biasa digunakan nomer IP untuk satu
komputer sebagai berikut : 192.168.1.10, dan pada jaringan yang sama nomer IP
komputer lainnya adalah : 192.168.1.15, dan sebagainya.
Selain kedua protokol diatas dikenal
pula protokol akses media, protokol antar jaringan, dan protokol transport data. Protokol akses media adalah protokol pada lapisan fisik
dan lapisan data-link, mengatur bagaimana data disalurkan pada media fisik dan
bagaimana data diakses dari media fisik.
Protokol akses media yang terkenal adalah protokol ethernet
yang biasa disebut sebagai CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision
Detection) dan Token-Ring.
CSMA/CD mengatur data pada topologi bus dan topologi star. Token-Ring mengatur data pada topologi ring yang
menggunakan media kabel koaksial,
pada topologi ring dengan kabel serat optik digunakan protokol FDDI (Fiber Distributed
Data Interface).
CSMA/CD yang di-standarisasi sebagai
IEEE 802.3 memiliki prinsip kerja sebagai berikut:
- Terminal yang akan mengirim data melalui media harus
memeriksa media apakah dalam keadaan sibuk (ada yang pakai) atau tidak
(carrier sense).
- Bila tidak sibuk maka segera kirim data melalui media
- Bila sibuk maka terminal harus terus mendengarkan
(memeriksa) berulang-kali hingga tidak sibuk.
- Bila karena suatu hal terjadi tabrakan (dua terminal
secara bersamaan mendeteksi media pada keadaan tidak sibuk, keduanya
mengirim data pada saat yang sama), maka sinyal gangguan akan dikirim ke
semua terminal (collision detection), dan kedua terminal yang bertabrakan
akan di-stop untuk mengirim data sementara waktu.
- Setelah sinyal gangguan berlalu beberapa saat maka
terminal dapat mulai berlomba untuk mendapatkan media.
Token-Ring adalah protokol akses media pada topologi cincin yang
distandarisasi sebagai IEEE 802.5. Token adalah sebuah frame data kecil yang
dialirkan (sirkulasi) satu-arah ke semua terminal dalam jaringan cincin.
Prinsip kerjanya sebagai berikut:
- Terminal yang akan mengirim data harus menunggu untuk
mendeteksi adanya token yang melintas pada koneksi-nya.
- Ketika ada token, dan token ini bebas, maka terminal
ini akan mengubah bit token menjadi terpakai kemudian menyertakan frame
data untuk di-sirkulasi dalam jaringan.
- Setiap terminal akan memeriksa: apakah data yang dibawa
token ini adalah untuknya atau bukan. Apabila frame data ini bukan
untuknya maka frame diteruskan ke terminal berikutnya.
- Apabila frame data ini untuknya maka data akan diambil
kemudian bit token diubah menjadi bebas (kosong).
- Apabila token dan frame data tidak ada yang mengambil-nya maka token akan dibebaskan pada saat melintas kembali ke terminal pengirim.