CCNA 1 Chapter 3 | Network Protocols and Communications

    Semakin banyak, jaringanlah yang menghubungkan kita. Orang berkomunikasi secara online dari mana saja. Percakapan di ruang kelas meluas ke sesi obrolan pesan instan, dan debat online berlanjut di sekolah. Layanan baru sedang dikembangkan setiap hari untuk memanfaatkan jaringan. Bab ini, mempelajari model-model ini, serta standar yang membuat jaringan berfungsi, dan bagaimana komunikasi terjadi melalui jaringan.

...

Aturan Komunikasi

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Aturan

1. Dasar-dasar Komunikasi

   Hanya memiliki koneksi fisik berkabel atau nirkabel antara perangkat akhir tidak cukup untuk mengaktifkan komunikasi. Agar komunikasi terjadi, perangkat harus tahu "bagaimana" berkomunikasi. Metode komunikasi memiliki tiga elemen. Elemen pertama adalah sumber pesan, atau pengirim. Elemen komunikasi kedua adalah tujuan, atau penerima pesan. Elemen ketiga, disebut saluran, terdiri dari media yang menyediakan jalur perjalanan pesan dari sumber ke tujuan.
    Pengiriman pesan ini, baik dengan komunikasi tatap muka atau melalui jaringan, diatur oleh aturan yang disebut protokol.

2. Pembentukan Aturan

   Sebelum berkomunikasi satu sama lain, individu harus menggunakan aturan atau kesepakatan yang ditetapkan untuk mengatur percakapan. 
    Protokol harus memperhitungkan persyaratan berikut :

• Pengirim dan penerima yang teridentifikasi
• Bahasa dan tata bahasa umum
• Kecepatan dan waktu pengiriman
• Persyaratan konfirmasi atau pengakuan

3. Pengkodean Pesan

   Salah satu langkah pertama untuk mengirim pesan adalah pengkodean. Pengkodean adalah proses mengubah informasi menjadi bentuk lain yang dapat diterima, untuk transmisi. Decoding membalikkan proses ini untuk menafsirkan informasi.
  Tidak hanya saat berkomunikasi secara langsung, pengkodean juga terjadi dalam komunikasi komputer. Pengkodean antar host harus dalam format yang sesuai untuk medianya. Pesan yang dikirim melalui jaringan pertama-tama diubah menjadi bit oleh host pengirim. Setiap bit dikodekan menjadi pola suara, gelombang cahaya, atau impuls listrik tergantung pada media jaringan tempat bit tersebut ditransmisikan. Host tujuan menerima dan menerjemahkan sinyal untuk menafsirkan pesan.

4. Pemformatan dan Enkapsulasi Pesan

    Ketika pesan dikirim dari sumber ke tujuan, itu harus menggunakan format atau struktur tertentu. Format pesan tergantung pada jenis pesan dan saluran yang digunakan untuk menyampaikan pesan tersebut. 
    Pesan yang dikirim melalui jaringan komputer mengikuti aturan format tertentu untuk dikirim dan diproses. Setiap pesan komputer dienkapsulasi dalam format tertentu, yang disebut bingkai, sebelum dikirim melalui jaringan. Format dan konten bingkai ditentukan oleh jenis pesan yang dikirim dan saluran yang dikomunikasikan. Pesan yang tidak diformat dengan benar tidak berhasil dikirim ke atau diproses oleh host tujuan.

5. Ukuran Pesan

   Saat orang berkomunikasi satu sama lain, pesan yang mereka kirim biasanya dipecah menjadi beberapa bagian atau kalimat yang lebih kecil. Kalimat-kalimat ini dibatasi ukurannya pada apa yang orang penerima dapat proses pada satu waktu. ketika pesan panjang dikirim dari satu host ke host lain melalui jaringan, pesan harus dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
    Batasan ukuran frame mengharuskan host sumber untuk memecah pesan panjang menjadi beberapa bagian yang memenuhi persyaratan ukuran minimum dan maksimum.

6. Pengaturan Waktu Pesan

    Ini adalah aturan keterlibatan untuk pengaturan waktu pesan :

• Metode Akses : Metode akses menentukan kapan seseorang dapat mengirim pesan.
• Alur kontrol : Pengaturan waktu juga memengaruhi seberapa banyak informasi dapat dikirim dan kecepatan pengirimannya.
• Batas Waktu Respons : Jika seseorang mengajukan pertanyaan dan tidak mendengar jawaban dalam jangka waktu yang dapat diterima, orang tersebut berasumsi bahwa tidak ada jawaban yang akan datang dan bereaksi sesuai dengan itu.

7. Opsi Pengiriman Pesan

Opsi pengiriman satu-ke-satu disebut sebagai unicast, artinya hanya ada satu tujuan untuk pesan tersebut.

Ketika sebuah host perlu mengirim pesan menggunakan opsi pengiriman satu-ke-banyak, ini disebut sebagai multicast. Multicasting adalah pengiriman pesan yang sama ke sekelompok tujuan host secara bersamaan.

Jika semua host di jaringan perlu menerima pesan pada saat yang sama, Broadcast dapat digunakan. Broadcast mewakili opsi pengiriman pesan satu-ke-semua.

...

Protokol dan Standar Jaringan

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Protokol

1. Aturan yang Mengatur Komunikasi

   Sekelompok protokol yang saling terkait yang diperlukan untuk melakukan fungsi komunikasi disebut rangkaian protokol. Rangkaian protokol diimplementasikan oleh host dan perangkat jaringan dalam perangkat lunak, perangkat keras, atau keduanya.

    Di bagian bawah, lapisan fisik, kami memiliki dua orang, masing-masing dengan suara yang dapat mengucapkan kata-kata dengan lantang. Di tengah, lapisan aturan, kami memiliki kesepakatan untuk berbicara dalam bahasa yang sama. Di bagian atas, lapisan konten, ada kata-kata yang diucapkan. Inilah isi komunikasi.

2. Protokol Jaringan

    Protokol jaringan menentukan format umum dan seperangkat aturan untuk bertukar pesan antar perangkat. Beberapa protokol jaringan yang umum adalah Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Transmission Control Protocol (TCP), dan Internet Protocol (IP).

Bagaimana pesan diformat atau disusun. 

Proses di mana perangkat jaringan berbagi informasi tentang jalur dengan jaringan lain.

Bagaimana dan kapan pesan kesalahan dan sistem dilewatkan antar perangkat.

Setup dan penghentian sesi transfer data.

3. Interaksi Protokol

    Komunikasi antara server web dan klien web adalah contoh interaksi antara beberapa protokol.

• HTTP : adalah protokol aplikasi yang mengatur cara server web dan klien web berinteraksi.
• TCP : adalah protokol transport yang mengatur percakapan individu.
• IP : bertanggung jawab untuk mengambil segmen yang diformat dari TCP, merangkumnya ke dalam paket, memberikan alamat yang sesuai, dan mengirimkannya ke host tujuan.
• Ethernet : adalah protokol akses jaringan yang menjelaskan dua fungsi utama, komunikasi melalui data link dan transmisi fisik data pada media jaringan. Protokol akses jaringan bertanggung jawab untuk mengambil paket dari IP dan memformatnya untuk dikirim melalui media.

...

Protokol Suites

1. Protokol Suite dan Standar Industri

  Protokol suite adalah seperangkat protokol yang bekerja sama untuk menyediakan layanan komunikasi jaringan yang komprehensif. Sebuah protokol suite dapat ditentukan oleh organisasi standar atau dikembangkan oleh vendor.
    yang akan dibahas kali ini hanya mencakup protokol dari rangkaian protokol TCP / IP. Paket protokol TCP / IP adalah standar terbuka, yang berarti protokol ini tersedia secara bebas untuk umum, dan vendor mana pun dapat menerapkan protokol ini pada perangkat keras atau perangkat lunak mereka.
    Protokol berbasis standar adalah proses yang telah didukung oleh industri jaringan dan disetujui oleh organisasi standar. Penggunaan standar dalam mengembangkan dan menerapkan protokol memastikan bahwa produk dari produsen yang berbeda dapat beroperasi dengan sukses.

2. Pengembangan TCP / IP

    Jaringan packet switching pertama dan pendahulu ke Internet saat ini adalah Jaringan Agensi Proyek Penelitian Lanjutan (ARPANET), yang muncul pada tahun 1969 dengan menghubungkan komputer mainframe di empat lokasi. ARPANET didanai oleh Departemen Pertahanan AS untuk digunakan oleh universitas dan laboratorium penelitian.

3. Paket Protokol TCP / IP

    Saat ini, rangkaian protokol TCP / IP mencakup banyak protokol. Protokol individual diatur dalam lapisan menggunakan model protokol TCP / IP: Lapisan Aplikasi, Transportasi, Internet, dan Akses Jaringan. Protokol TCP / IP dikhususkan untuk lapisan Aplikasi, Transportasi, dan Internet. Protokol lapisan akses jaringan bertanggung jawab untuk mengirimkan paket IP melalui media fisik. Protokol lapisan bawah ini dikembangkan oleh berbagai organisasi standar.
    Paket protokol TCP / IP diimplementasikan sebagai tumpukan TCP / IP pada host pengirim dan penerima untuk menyediakan pengiriman aplikasi secara end-to-end melalui jaringan. Protokol Ethernet digunakan untuk mengirimkan paket IP melalui media fisik yang digunakan oleh LAN.

4. Proses Komunikasi TCP / IP

• Web server menyiapkan halaman Hypertext Markup Language (HTML) sebagai data yang akan dikirim.
• Header HTTP protokol aplikasi ditambahkan ke bagian depan data HTML. Header berisi berbagai informasi, termasuk versi HTTP yang digunakan server dan kode status yang menunjukkan informasi untuk klien web.
• Protokol lapisan aplikasi HTTP mengirimkan data halaman web berformat HTML ke lapisan transport. Protokol lapisan transport TCP digunakan untuk mengelola percakapan individu, dalam contoh ini antara server web dan klien web.
• Selanjutnya, informasi IP ditambahkan ke bagian depan informasi TCP. IP memberikan alamat IP sumber dan tujuan yang sesuai. Informasi ini dikenal sebagai paket IP.
• Protokol Ethernet menambahkan informasi ke kedua ujung paket IP, yang dikenal sebagai bingkai data link. Bingkai ini dikirim ke router terdekat di sepanjang jalur menuju klien web. Router ini menghapus informasi Ethernet, menganalisis paket IP, menentukan jalur terbaik untuk paket tersebut, memasukkan paket tersebut ke dalam bingkai baru, dan mengirimkannya ke router tetangga berikutnya menuju tujuan. Setiap router menghapus dan menambahkan informasi data link baru sebelum meneruskan paket.
• Data ini sekarang diangkut melalui internetwork, yang terdiri dari media dan perangkat perantara.
• Animasi dimulai dengan klien menerima frame data link yang berisi data tersebut. Setiap tajuk protokol diproses dan kemudian dihapus dengan urutan yang berlawanan saat ditambahkan. Informasi Ethernet diproses dan dihapus, diikuti oleh informasi protokol IP, informasi TCP, dan terakhir informasi HTTP.
• Informasi halaman web kemudian diteruskan ke perangkat lunak browser web klien.

...

Organisasi Standar

1. Open Standards

    Open standards mendorong interoperabilitas, persaingan, dan inovasi. Organisasi standar penting dalam memelihara Internet terbuka dengan spesifikasi dan protokol yang dapat diakses secara bebas yang dapat diterapkan oleh vendor mana pun.
   Organisasi standar penting dalam memelihara Internet terbuka dengan spesifikasi dan protokol yang dapat diakses secara bebas yang dapat diterapkan oleh vendor mana pun.Organisasi standar biasanya adalah organisasi nirlaba yang netral vendor, didirikan untuk mengembangkan dan mempromosikan konsep standar terbuka.

2. Standar Internet

   Berbagai organisasi memiliki tanggung jawab yang berbeda untuk mempromosikan dan membuat standar untuk protokol TCP / IP.

• Internet Society (ISOC) : Bertanggung jawab untuk mempromosikan perkembangan terbuka dan evolusi penggunaan Internet di seluruh dunia.
• Internet Architecture Board (IAB) : Bertanggung jawab atas keseluruhan pengelolaan dan pengembangan standar Internet.
• Internet Engineering Task Force (IETF) : Mengembangkan, memperbarui, dan memelihara teknologi Internet dan TCP / IP. Ini termasuk proses dan dokumen untuk mengembangkan protokol baru dan memperbarui protokol yang ada yang dikenal sebagai dokumen Request for Comments (RFC).
• Internet Research Task Force (IRTF) : Berfokus pada penelitian jangka panjang terkait Internet dan protokol TCP / IP seperti Anti-Spam Research Group (ASRG), Crypto Forum Research Group (CFRG), dan Peer-to-Peer Research Group ( P2PRG).
• Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) : Berbasis di Amerika Serikat, mengoordinasikan alokasi alamat IP, pengelolaan nama domain, dan penetapan informasi lain yang menggunakan protokol TCP / IP.
• Internet Assigned Numbers Authority (IANA) : Bertanggung jawab untuk mengawasi dan mengelola alokasi alamat IP, manajemen nama domain, dan pengidentifikasi protokol untuk ICANN.

3. Organisasi Standar Elektronik dan Komunikasi

   Organisasi standar lainnya memiliki tanggung jawab untuk mempromosikan dan menciptakan standar elektronik dan komunikasi yang digunakan untuk mengirimkan paket IP sebagai sinyal elektronik melalui media kabel atau nirkabel.

• Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
• Electronic Industries Alliance (EIA)
• Telecommunications Industry Association (TIA)
• International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector (ITU-T)

...

Model Referensi

1. Manfaat Menggunakan Model Berlapis

• Membantu dalam desain protokol karena protokol yang beroperasi pada lapisan tertentu telah menetapkan informasi yang mereka tindak dan antarmuka yang ditentukan ke lapisan di atas dan di bawah.
• Memupuk persaingan karena produk dari vendor yang berbeda dapat bekerja sama.
• Mencegah perubahan teknologi atau kemampuan dalam satu lapisan agar tidak memengaruhi lapisan lain di atas dan di bawah.
• Menyediakan bahasa umum untuk mendeskripsikan fungsi dan kapabilitas jaringan.

2. Model Referensi OSI

    Model OSI menyediakan daftar lengkap fungsi dan layanan yang dapat terjadi di setiap lapisan. Ini juga menjelaskan interaksi setiap lapisan dengan lapisan langsung di atas dan di bawah. Protokol TCP / IP yang dibahas ini disusun berdasarkan model OSI dan TCP / IP.

3. Model Protokol TCP / IP

    Arsitektur suite protokol TCP / IP mengikuti struktur model ini. Oleh karena itu, model Internet biasanya disebut sebagai model TCP / IP.

4. Model OSI dan Perbandingan Model TCP / IP

    Baik model TCP / IP dan OSI biasanya digunakan saat mengacu pada protokol di berbagai lapisan. Karena model OSI memisahkan lapisan data link dari lapisan fisik, ini biasanya digunakan saat mengacu pada lapisan bawah ini.

...

Transfer Data di Jaringan

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Enkapsulasi Data

1. Segmentasi Pesan

    Jika pesan-pesan benar-benar ditransmisikan dengan cara ini, itu berarti bahwa tidak ada perangkat lain yang akan dapat mengirim atau menerima pesan pada jaringan yang sama sementara transfer data sedang berlangsung. Segmentasi dapat meningkatkan komunikasi komunikasi jaringan. Jika bagian dari pesan gagal untuk mencapai tujuan, karena kegagalan dalam jaringan atau kemacetan jaringan, hanya bagian yang hilang yang perlu dipulihkan.

2. Unit Data Protokol

   Bentuk yang diambil sepotong data pada setiap lapisan disebut unit data protokol (PDU). Selama enkapsulasi, setiap lapisan yang berhasil mengenkapsulasi PDU yang diterimanya dari lapisan di atas sesuai dengan protokol yang digunakan. Pada setiap tahapan proses, PDU memiliki nama yang berbeda untuk mencerminkan fungsi barunya.

3. Contoh Enkapsulasi

    Saat mengirim pesan di jaringan, proses enkapsulasi bekerja dari atas ke bawah. Pada setiap lapisan, informasi lapisan atas dianggap data dalam protokol yang dienkapsulasi. Misalnya, segmen TCP dianggap sebagai data dalam paket IP.

4. De-encapsulation

   Proses ini dibalik pada host penerima, dan dikenal sebagai de-encapsulation. De-encapsulation adalah proses yang digunakan oleh perangkat penerima untuk menghapus satu atau lebih header protokol. Data di de-encapsulated saat bergerak naik tumpukan menuju aplikasi pengguna akhir.

...

Akses data

1. Alamat Jaringan

    

   Lapisan jaringan dan data link bertanggung jawab untuk mengirimkan data dari perangkat sumber ke perangkat tujuan. 

    Alamat IP adalah lapisan jaringan, atau Lapisan 3, alamat logis yang digunakan untuk mengirimkan paket IP dari sumber asli ke tujuan akhir,

2. Alamat Data Link

   Data link, atau Lapisan 2, alamat fisik memiliki peran yang berbeda. Tujuan dari alamat data link adalah untuk mengirimkan bingkai data link dari satu antarmuka jaringan ke antarmuka jaringan lain di jaringan yang sama.

3. Perangkat di Jaringan yang Sama

     Peran alamat lapisan jaringan, atau alamat IP, menunjukkan sumber asli dan tujuan akhir.
   Dalam contoh ini kita memiliki komputer klien, PC1, yang berkomunikasi dengan server FTP di jaringan IP yang sama.

• Alamat IP sumber - Alamat IP perangkat pengirim, komputer klien PC1: 192.168.1.110.
• Alamat IP tujuan - Alamat IP perangkat penerima, server FTP: 192.168.1.9.

    Peran Alamat Lapisan Data Link Ketika pengirim dan penerima paket IP berada di jaringan yang sama, bingkai tautan data dikirim langsung ke perangkat penerima. Di jaringan Ethernet, alamat tautan data dikenal sebagai alamat Ethernet (Kontrol Akses Media). Alamat MAC secara fisik tertanam di Ethernet NIC.

4. Perangkat di Jaringan Jarak Jauh

    Peran Alamat Lapisan Jaringan ketika pengirim paket berada di jaringan yang berbeda dari penerima, alamat IP sumber dan tujuan akan mewakili host di jaringan yang berbeda. Ini akan ditunjukkan oleh porsi jaringan dari alamat IP dari host tujuan.

• Alamat IP sumber : Alamat IP perangkat pengirim, komputer klien PC1: 192.168.1.110.
• Alamat IP tujuan : Alamat IP perangkat penerima, server, Server Web: 172.16.1.99.

   Peran Alamat Lapisan Data Link ketika pengirim dan penerima paket IP berada di jaringan yang berbeda, bingkai tautan data Ethernet tidak dapat dikirim langsung ke host tujuan karena host tidak dapat dijangkau secara langsung di jaringan pengirim. Bingkai Ethernet harus dikirim ke perangkat lain yang dikenal sebagai router atau gateway default. Dalam contoh kami, gateway default adalah R1. R1 memiliki alamat tautan data Ethernet yang berada di jaringan yang sama dengan PC1. Ini memungkinkan PC1 mencapai router secara langsung.