Pada bagian ini akan diberikan pengantar tentang konsep dasar dan cara kerja
Protokol TCP/IP yang menjadi dasar bagi terbentuknya jaringan internet Melalui pengantar ini pembaca diharapkan akan memperoleh dasar yang kuat untuk memahami konsep & teknologi yang lebih tinggi.
TCP/IP biasanya ada di
sistem operasi Unix atau turunannya. Walaupun sebetulnya pengembangannya terpisah tapi sejarah keduanya saling terikat erat, terutama sejak 4.2BSD
Unix mulai memasukan protokol
TCP/IP ke dalamnya. Pada hari ini, protokol
TCP/IP tersedia di banyak
sistem operasi dan termasuk bagian integral dari
sistem operasi OS/2, OS/400, dan Windows 9x/NT/2000/XP, maupun berbagai varian
Unix.
Dasar Arsitektur TCP/IP
Komunikasi data merupakan proses mengirimkan data dari satu
komputer ke
komputer yang lain. Melalui peralatan Network Interface Card (
NIC) atau
LAN card, komunikasi data antar
komputer biasanya dilakukan.
NIC /
LAN card yang digunakan sangat bervarisasi tergantung jenis saluran fisik yang digunakan.
Ada beberapa masalah yang harus dipecahkan dalam mengiriman data. Pertama, data harus dapat dikirimkan ke
komputer yang tepat, sesuai tujuannya. Hal ini akan menjadi rumit jika komputer tujuan transfer data ini tidak berada pada jaringan lokal, melainkan di tempat yang jauh. Jika lokasi komputer yang saling berkomunikasi "jauh" (secara jaringan) maka terdapat kemungkinan data rusak atau hilang. Karenanya, perlu ada mekanisme yang mencegah rusaknya data ini.
Hal lain yang perlu diperhatikan ialah, pada
komputer tujuan transfer data mungkin terdapat lebih dari satu aplikasi yang menunggu datangnya data. Data yang dikirim harus sampai ke aplikasi yang tepat, pada
komputer yang tepat, tanpa kesalahan.
Cara alamiah untuk menghadapi setiap masalah yang rumit ialah memecah masalah tersebut menjadi bagian yang lebih kecil. Dalam memecahkan masalah transfer data diatas, para ahli jaringan
komputer pun melakukan hal yang sama. Untuk setiap problem
komunikasi data, diciptakan solusi khusus berupa aturan-aturan untuk menangani problem tersebut. Untuk menangani semua masalah
komunikasi data, keseluruhan aturan ini harus bekerja sama satu dengan lainnya. Sekumpulan aturan untuk mengatur proses pengiriman data ini disebut sebagai
protokol komunikasi data.
Protokol ini diimplementasikan dalam bentuk
program komputer (
software) yang terdapat pada komputer dan peralatan komunikasi data lainnya.
TCP/IP adalah sekumpulan
protokol yang didesain untuk melakukan fungsi-fungi
komunikasi data pada
Wide Area Network (
WAN).
TCP/IP terdiri dari sekumpulan protokol yang masing-masing bertanggung jawab atas bagian-bagian tertentu dari
komunikasi data. Dalam bahasa yang lebih formal-nya, disain protokol
TCP/IP sifatnya modular. Berkat prinsip ini, tugas masing-masing protokol menjadi jelas dan sederhana.
Protokol yang satu tidak perlu mengetahui cara kerja
protokol yang lain, sepanjang ia masih bisa saling mengirim dan menerima data.
Berkat penggunaan prinsip modular ini,
TCP/IP menjadi
protokol komunikasi data yang fleksibel.
Protokol TCP/IP dapat diterapkan dengan mudah di setiap jenis
komputer dan interface jaringan, karena sebagian besar isi kumpulan
protokol ini tidak spesifik terhadap satu
komputer atau peralatan jaringan tertentu. Agar
TCP/IP dapat berjalan diatas
interface jaringan tertentu, hanya perlu dilakukan perubahan pada
protokol yang berhubungan dengan
interface jaringan saja.
Sekumpulan
protokol TCP/IP ini dimodelkan dengan empat (4) lapisan
TCP/IP
Arsitektur jaringan menggunakan
protokol TCP/IP pada dasarnya terdiri dari 4 lapis kumpulan
protokol yang bertingkat. Peralatan fisik,
radio, kabel,
modem,
card LAN seringkali disebut sebagai lapisan terakhir, lapisan ke lima (5). Jadi ke lima (5) lapis/layer tersebut adalah:
- Application Layer
- Transport Layer
- Network Layer
- Link Layer
- Physical Layer
Di bawah dari ke empat lapisan
protokol yang ke semuanya di implementasikan dalam bentuk
software adalah
lapisan fisik (
physical layer) yang dapat berupa
modem,
kabel LAN,
radio,
antenna yang sifatnya fisik untuk menyambungkan jaringan. Karena tugasnya ini,
protokol pada
layer fisik harus mampu menerjemahkan sinyal listrik menjadi data digital yang dimengerti
komputer, yang berasal dari peralatan lain yang sejenis.
Kadang kala, kita menyebut arsitektur jaringan
TCP/IP sebagai arsitektur dengan lima (5) lapisan, jika physical layer dimasukan. Pada kenyataan di lapangan, jumlah lapisan protokol dapat bervarisasi / berbeda-beda tergantung kepentingan transaksi yang dilakukan. Hal ini akan lebih jelas pada saat kita melakukan sniffing paket data menggunakan
Wireshark /
Ethereal di
komputer.
Proses enkapsulasi data antar lapisan
protokol Proses enkapsulasi data antar lapisan
protokol di perlihatkan pada gambar.
Data yang akan dikirim akan di enkapsulasi oleh setiap lapisan, mulai dari lapisan aplikasi hingga yang terakhir
lapisan fisik. Pada saat data di terima oleh setiap lapisan, lapisan akan membuang
header data tersebut. Jika data dianggap valid,
protokol akan melepas informasi tambahan tersebut, untuk kemudian meneruskan data itu ke
protokol lain di lapisan selanjutnya.
Lapisan Network akan mengatur supaya alamat mesin sumber dan yang dituju benar. Lapisan network ini yang akan mengidentifikasi supaya datagram mencapai komputer yang benar. Tapi
lapisan network sama sekali tidak menjamin bahwa datagram yang dikirim akan diterima sampai di tujuan dengan selamat.
Lapisan transport mengontrol port sumber dan port tujuan paket, termasuk nomor urut paket yang dikirim. Oleh karenanya, menggunakan mekanisme lapisan protokol transport file yang besar dapat dikirim dalam potongan paket kecil, yang kemudian digabungkan kembali di bagian penerima. Lapisan transport juga berusaha menjamin supaya paket yang diterima sampai ditujuan dengan selamat, jika ada kesalahan / kerusakan paket di jalan, maka lapisan transport ini yang akan berusaha memperbaikinya.
Lapisan Link biasanya di implementasikan di dalam
firmware di
LAN card, akan menentukan bagaimana frame data dikirim. Termasuk bagaimana pemotongan / fragmentasi paket di kabel dengan
Maximum Transmission Unit (
MTU) yang lebih kecil, atau menggabungkan beberapa potongan (fragmen) frame menjadi sebuah frame dengan
MTU yang lebih besar. Lapisan link juga menentukan komputer mana yang harus menerima frame di jaringan
LAN untuk meneruskan frame ke tujuan yang benar.
Lapisan link akan memberikan enkapsulasi datagram dari
lapisan network ke dalam frame yang akan di kirim melalui jaringan. Dalam frame akan dimasuk alamat
Ethernet, atau
MAC address, dari
komputer sumber dan komputer selanjutnya (next hop) untuk mencapai tujuan. Alamat-alamat ini akan ditulis ulang untuk setiap hop yang dilewati.
Ada banyak protokol yang saling berinteraksi dalam jaringan
komputer berbasis
TCP/IP. Sebagian besar protokol yang saling berinteraksi ini diperlihatkan pada tabel. Masing-masing protokol mempunyai kemampuan yang unik dan spesial, oleh karena itu biasanya masing-masing protokol akan menggunakan keluarga protokol yang spesifik.
Untuk mencek apakah sambungan antar
komputer terhubung dengan baik, biasanya kita menggunakan aplikasi ping, yang berjalan di atas
protokol transport
ICMP yang di tumpangkan di atas
protokol network
IP.
Aplikasi
Web dengan
protokol HTTP akan membutuhkan sambungan yang reliable menggunakan
TCP yang ditumpangkan di atas
IP untuk mencapai tujuan.
Jadi,
TCP/IP bukan hanya sepasang
protokol komunikasi, tapi merupakan sekumpulan protokol, aplikasi dan utiliti. Semakin hari, protokol ini lebih di kenal sebagai keluarga
protokol Internet, tapi nama yang lama keluarga protokol
TCP/IP tidak akan hilang dalam waktu dekat.
Hubungan End-To-End Pada jaringan
TCP/IP Pada gambar di perlihatkan hubungan berbagai lapisan
protokol TCP/IP. Program aplikasi dan utiliti berada di mesin host. TCP memberikan sambungan
virtual circuit yang reliable / andal antara dua host.
Terkadang ada aplikasi yang tidak membutuhkan keandalan & keamanan data seketat
TCP, tetapi harus cepat / real-time, seperti pengiriman video atau suara di Telepon melalui Internet. Untuk aplikasi jenis ini dapat digunakan
UDP sebagai pengganti
TCP karena lebih effisien.
UDP memberikan sambungan
connectionless /
datagram end-to-end pada
lapisan transport.
IP memberikan dukungan transportasi datagram pada jaringan / subnetwork di bawah termasuk jaringan lokal atau jaringan wide area network. Jaringan paling bawah menggunakan berbagai teknologi jaringan lokal maupun jaringan wide area network. Perhatikan bahwa IP memungkinkan translasi datagram dari subnetwork satu (1) ke subnetwork lainnya (2). Yang berubah terutama hanya header
Ethernet-nya saja.
Perlu dicatat bahwa istilah
gateway atau
router digunakan untuk alat yang menyambungkan dua subnetwork. Di jaringan
LAN biasanya digunakan istilah router dalam
OSI di kenal sebagai intermediate system. Dalam terminologi
OSI,
gateway digunakan untuk melakukan konversi protokol antara dua jaringan / aplikasi.
Referensi
Banyak sekali buku dan paper yang telah ditulis untuk menjelaskan berbagai aspek tentang
TCP/IP, termasuk informasi detail tentang cara pembuatan dan implementasi
TCP/IP. Beberapa diantara-nya bahkan dapat di ambil secara gratis di
Internet. Beberapa referensi yang baik tentang
TCP/IP, antara lain adalah:
- TCP/IP Illustrated, Volume I: The Protocols oleh W.R. Stevens (Addison-Wesley, 1994)
- Troubleshooting TCP/IP oleh Mark Miller (John Wiley & Sons, 1999)
- Guide to TCP/IP, 2/e oleh Laura A. Cappell and Ed Tittel (Thomson Course Technology, 2004)
- TCP/IP: Architecture, Protocols, and Implementation with IPv6 and IP Security oleh S. Feit (McGraw-Hill, 2000)
- Internetworking with TCP/IP, Vol. I: Principles, Protocols, and Architecture, 2/e, oleh D. Comer (Prentice-Hall, 1991)
- "TCP/IP Tutorial" oleh J. Socolofsky and C.J. Kale (RFC 1180, Jan. 1991) (http://www.isi.edu/in-notes/rfc1180.txt)
- "TCP/IP and tcpdump Pocket Reference Guide", (http://networking.champlain.edu/download/tcpip/tcpip_prg.pdf) oleh The SANS Institute.
Di kutip dari http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Konsep_Dasar_TCP/IP