Troubleshooting Lapisan Data Link Layer LAN

KD 3.2 : Troubleshooting Lapisan Data Link Layer LAN

1. Deteksi kesalahan

Strategi pertama menggunakan kode-kode pengkoreksian error (error-correcting codes) dan strategi kedua menggunakan kode-kode pendeteksian error (error-detecting codes). Ketika penerima melihat codeword yang tidak valid, maka penerima dapat berkata bahwa telah terjadi error pada tranmisi (Codeword Hamming). Salah satu kode pendeteksian yang digunakan adalah kode polynomial/cyclic redundancy code (CRC).
Probabilitas dari koreksi kesalahan (P3) adalah 0, diasumsikan bahwa probabilitas dari error bit (Pb) adalah konstan untuk setiap bit yang dapat dinyatakan dalam :
Gambar prinsip deteksi error (kesalahan)          

Contoh-contoh protokol data link
• HDLC (High Level Data Link Control) Digunakan dalam jaringan X.25

Dengan bit pariti dikenal 3 deteksi kesalahan, yaitu :

a.    Vertical Redundancy Check / VRC
Setiap karakter yang dikirimkan (7 bit) diberi 1 bit pariti. Bit pariti ini diperiksa oleh penerima untuk mengetahui apakah karakter yang dikirim benar atau salah. Cara ini hanya dapat melacak 1 bit dan berguna melacak kesalahan yang terjadi pada pengiriman berkecepatan menengah, karena kecepatan tinggi lebih besar kemungkinan terjadi kesalahan banyak bit.
Kekurangan : bila ada 2 bit yang terganggu ia tidak dapat melacaknya karena paritinya akan benar.

Contoh :
ASCII huruf "A" adalah 41h
100 0001 ASCII 7 bit
1100 0001 ASCII dengan pariti ganjil
0100 0001 ASCII dengan pariti genap

b.     Longitudinal Redundancy Check / LRC
LRC untuk data dikirim secara blok. Cara ini seperti VRC hanya saja penambahan bit pariti tidak saja pada akhir karakter tetapi juga pada akhir setiap blok karakter yang dikirimkan. Untuk setiap bit dari seluruh blok karakter ditambahkan 1 bit pariti termasuk juga bit pariti dari masing-masing karakter.

DATA FLOW
longitudinal check

V C 1 0 1 0 0 1 1 0 1 LRC
E H 1 0 0 1 0 1 0 0 0 Horizontal
R E 0 1 1 0 0 0 0 0 1 Parity
T C 0 0 0 1 1 1 0 1 1 Bits
I K 1 0 0 0 1 0 0 1 0
C 0 0 0 1 1 0 1 0 0
A 1 1 1 0 0 1 1 0 0
L
1 1 0 0 0 1 0 1 0

Gambar Longitudinal Redundancy Check

Tiap blok mempunyai satu karakter khusus yang disebut Block Check Character (BCC) yang dibentuk dari bit uji. dan dibangkitkan dengan cara sebagai berikut : " Tiap bit BCC merupakan pariti dari semua bit dari blok yang mempunyai nomor bit yang sama. Jadi bit 1 dari BCC merupakan pariti genap dari semua bit 1 karakter yang ada pada blok tersebut, dan seterusnya".

Contoh :

Bit 0 : 1 1 1 1 0
Bit 1 : 1 0 0 0 1 B
Bit 2 : 0 0 0 0 0 C
Bit 3 : 0 0 0 0 0 C
Bit 4 : 0 0 0 0 0
Bit 5 : 0 0 0 0 0
Bit 6 : 1 1 1 1 0

Parity : 0 1 1 1 0

Kerugian : terjadi overhead akibat penambahan bit pariti per 7 bit untuk karakter.

Cyclic Redundancy Check / CRC
Digunakan pengiriman berkecepatan tinggi, sehingga perlu rangkaian elektronik yang sukar. CRC dapat dijelaskan dengan memberikan sebuah blok k bit dari sejumlah bit atau pesan yang ditransmisikan secara umum pada urutan n bit yang dikenal sebagai sebuah Frame check sequence (FCS). Jadi hasil dari frame adalah k+n bit. Pada penerima membagi frame yang masuk dengan jumlah n jika tidak ada sisa berarti tidak ada error (kesalahan).
Cara CRC mengatasi masalah overhead dan disebut pengujian berorientasi bit, karena dasar pemeriksaan kemungkinan kesalahan adalah bit atau karakter dan menggunakan rumus matematika yang khusus.
Modulo 2 Aritmetic
Modulo 2 Aritmetic menggunakan penambahan biner dengan tidak ada carrier yang hanya operasi Exlucive Or (XOR). Pengurangan biner dengan tidak ada carri juga diinterpretasikan operasi Exlucive Or (XOR).

2. IEEE lapisan MAC48-bit addressing

MAC Address terdiri dari 48 bit tetapi biasanya ditulis dalam 12 bit Heksadesimal dengan ketentuan 6 bit sebagai kode pabrik yang ditentukan oleh IEEE dan 6 bit berikunya adalah nomor serial peralatan yang dikeluarkan oleh pabrik.

Untuk melakukan pengiriman data diperlukan kombinasi antara pengalamatan secara fisik dan pengalamatan secara logik pengalamatan secara logik biasa disebut dengan IP Address (nomor IP), berada pada layer network nomor IP diperlukan oleh perangkat lunak untuk mengidentifikasi komputer pada jaringan namun nomor identitas yang sebenarnya diatur oleh NIC  (Network Interface Card) atau kartu Jaringan yang juga mempunyai nomor unik.

3. Switch sebagai multi port jembatan

            Pengalih jaringan (atau switch) adalah sebuah alat jaringan yang melakukan penjembatan taktampak (penghubung penyekatan (segmentation) banyak jaringan dengan pengalihan berdasarkan alama

            Switch jaringan dapat digunakan sebagai penghubung komputer atau penghala pada satu area yang terbatas, pengalih juga bekerja pada lapisan taut data (data link), cara kerja pengalih hampir sama seperti jembatan (bridge), tetapi switch memiliki sejumlah porta sehingga sering dinamakan jembatan pancaporta (multi-port bridge).

·         Fungsi Switch
Biasanya switch banyak digunakan untuk jaringan LAN token star.Dan switch ini digunakan sebagai repeater/penguat. Berfungsi untukmenghubungkan kabel-kabel UTP ( Kategori 5/5e ) komputer yang satudengan komputer yang lain. Dalam switch biasanya terdapat routing,routing sendiri berfungsi untuk batu loncat untuk melakukankoneksi dengan komputer lain dalam LAN.
Switch adalah hub pintar yang mempunyai kemampuan untuk menentukantujuan MAC address dari packet. Daripada melewatkan packet ke semua port, switch meneruskannya ke port dimana ia dialamatkan. Jadi, switchdapat secara drastis mengurangi traffic network.Switch memelihara daftar MAC address yang dihubungkan ke port-portnyayang ia gunakan untuk menentukan kemana harus mengirimkan paketnya. Karena ia beroperasi pada MAC address bukan pada IP address,switch secara umum lebih cepat daripada sebuah router.

·         Simbol Switch
Pada diagram atau bagan jaringan, sebuah Switch seringkali dinyatakan dengan simbol khusus. Berikut ini di sajikan simbol yang digunakan untuk menggambarkan Switch. 

·         Cara Kerja Switch

a.          Menggunakan Power Cycle

1. PC0 bersiap untuk mengirim data ke PC2 melalui switch.

Sinyal dari data tersebut merupakan ARP dan ICMP. ARP berfungsi untuk mengenali MAC address dari penerima karena kondisi semua komputer pada awalnya adalah mati, sedangkan ICMP adalah paket data yang dibawa oleh sinyal tersebut.

2. Lalu oleh switch sinyal tersebut disebar kepada semua komputer yang terhubung untuk mengetahui siapa penerima sinyal tersebut. Sinyal tersebut masih berupa ARP. Karena yang dituju oleh sinyal dari PC0 adalah PC2 , maka PC1 dan PC3 menolak dan PC2 menerima sinyal tersebut.

3. PC2 mengirim balik sinyal berupa ARP tersebut kepada switch yang berisi informasi MAC Address PC2 sebagai balasan sekaligus untuk melaporkan bahwa PC2 sudah menerima sinyal tersebut.

4. Oleh switch, sinyal ARP balasan tersebut langsung dikirim kembali ke komputer asal tanpa menyebar sinyal ke seluruh komputer. Hal ini terjadi karena switch lebih cerdas dibanding HUB yang langsung mengetahui siapa pengirim asal sinyal.

5. Pada kondisi ini tugas ARP sebagai pencatat MAC Address dari penerima selesai. Sekarang adalah tugas ICMP untuk pengiriman paket. Dapat dilihat amplop bewarna ungu adalah paket ICMP.

6. Oleh PC0 paket tersebut dikirim ke switch untuk dikirim kepada penerima ,yaitu PC2 Oleh switch , ICMP langsung dikirim ke PC2, tanpa disebar ke seluruh komputer terlebuh dahulu.

7. Oleh PC2 paket dikirim kembali ke switch sebagai balasan untuk melapor bahwa PC2 telah menerima paket ICMP dari PC0.

8. Switch mengirim paket ICMP balasan dari PC2 langsung ke PC0

9. Dengan demikian selesai lah simulasi step by step pengiriman paket dari PC0 ke PC2 menggunakan switch.

b.  Tanpa Power Cycle

Pada kondisi ini, pengiriman paket dimulai dari awal tanpa kondisi dimana status komputer mati. Oleh karena itu, kita hanya perlu menekan tombol “Reset Simulation”. Sehingga pada simulasi ini hanya diperlukan paket ICMP tanpa sinyal ARP, dikarenakan MAC Address yang dibawa oleh sinyal ARP tadi sudah terdeteksi pada kasus sebelumnya.

1.    Mula-mula PC0 bersiap untuk mengirim paket ICMP ke tujuan yaitu PC2.

2.    Lalu oleh PC0 paket ICMP dikirim ke switch untuk diteruskan kepada penerima.

3.    Lalu oleh switch, paket ICMP langsung diberikan kepada tujuan yaitu PC2. Kondisi ini terjadi karena PC0 sudah mengenal MAC Address dari PC2, sehingga switch pun bisa langsung mengenali komputer mana yang dituju oleh PC0.

4.    Oleh PC2 paket ICMP dikembalikan ke switch sebagai balasan bahwa PC2 telah menerima paket dari PC0.

5.     Oleh HUB paket ICMP balasan tersebut diteruskan ke penerima yaitu PC0 sebagai pengirim awal.
6. Dengan begitu komunikasi antara PC0 dan PC2 menggunakan ICMP telah berakhir dan status ICMP adalah Successful.

·         Type Switch
Ada beberapa jenis Switch yang beredar di pasaran, yang bekerja di Layer 2 dan Layer 3 pada lapisan OSI.

a.    ATM Switch : Asynchronous Transfer Mode adalah mode transfer yang disusun dalam bentuk sel-sel. Maksud asinkronus adalah pengulangan sel yang mengandung informasi dari pengguna tidak perlu periodik.

b.    ISDN Switch : ISDN (Integrated Services Digital Network) Switch atau yang dikenal sebagai istilah Frame relay switch over ISDN yang biasanya terdapat pada Service Provider bekerja seperti halnya switch, tapi memiliki perbedaan yaitu interface yang digunakan berupa ISDN card atau ISDN router.

c.    DSLAM Switch: A Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM, sering diucapkan dee-lam) memungkinkan telepon garis untuk membuat koneksi cepat ke Internet. Ini adalah perangkat jaringan, yang terletak di bursa telepon dari penyedia layanan, yang menghubungkan beberapa pelanggan Digital Subscriber Lines (DSLs) dengan kecepatan tinggi backbone Internet line menggunakan multiplexing teknik. Dengan menempatkan DSLAMs terpencil di lokasi terpencil dengan sentral telepon , perusahaa telepon menyediakan layanan DSL ke lokasi sebelumnya di luar jangkauan efektif.

·         Ethernet Switch
Sebuah Switch Ethernet adalah LAN interkoneksi perangkat yang beroperasi pada lapisan data-link (lapisan 2) dari model referensi OSI . saklar pada dasarnya mirip dengan jembatan, tetapi biasanya mendukung jumlah yang lebih besar dari segmen LAN terhubung dan memiliki kemampuan manajemen yang lebih kaya. LAN modern semakin diganti media bersama media diaktifkan, dengan menginstal switch Ethernet dan jembatan di tempat hub dan repeater. Partisi logis ini lalu lintas ke perjalanan hanya selama segmen jaringan di jalur antara sumber dan tujuan. Hal ini mengurangi bandwidth yang terbuang dari hasil dari mengirim paket ke bagian jaringan yang tidak perlu menerima data. Ada juga manfaat dari pengamanan ditingkatkan (pengguna kurang mampu tap-in ke's data pengguna lain), manajemen yang lebih baik (kemampuan untuk mengontrol siapa yang menerima informasi apa (yaitu Virtual LAN) dan untuk membatasi dampak dari masalah jaringan), dan kemampuan untuk mengoperasikan beberapa link di full duplex (duplex lebih dari setengah diperlukan untuk mengakses bersama-sama).

·         Port uplink
Port uplink adalah sebuah port dalam sebuah hub atau [[switch jaringan]|switch]] yang dapat digunakan untuk menghubungkan hub/switch tersebut dengan hub lainnya di dalam sebuah jaringan berbasis teknologi Ethernet. Dengan menggunakan uplink port, hub-hub pun dapat disusun secara bertumpuk untuk membentuk jaringan yang lebih besar dengan menggunakan kabel Unshielded Twisted Pair yang murah. Jika memang hub yang digunakan tidak memiliki port uplink, maka kita dapat menggunakan kabel UTP yang disusun secara crossover.