OSI Layer

OSI MODEL

I. SEJARAH SINGKAT

Model referensi jaringan terbuka OSI atau OSI Reference Model for open networking adalah sebuah model arsitektural jaringan yang dikembangkan oleh badan International Organization for Standardization (ISO) di Eropa pada tahun 1977. OSI sendiri merupakan singkatan dari Open System Interconnection. Model ini disebut juga dengan model "Model tujuh lapis OSI" (OSI seven layer model).

Sebelum munculnya model referensi OSI, system jaringan komputer sangat tergantung kepada pemasok (vendor). OSI berupaya membentuk standar umum jaringan komputer untuk menunjang interoperatibilitas antar pemasok yang berbeda. Dalam suatu jaringan yang besar biasanya terdapat banyak protokol jaringan yang berbeda. Tidak adanya suatu protokol yang sama, membuat banyak perangkat tidak bias saling berkomunikasi.

Model referensi ini pada awalnya ditujukan sebagai basis untuk mengembangkan protokol-protokol jaringan, meski pada kenyataannya inisatif ini mengalami kegagalan. Kegagalan itu disebabkan oleh beberapa faktor berikut:

1. Standar model referensi ini, jika dibandingkan dengan model referensi DARPA (Model Internet) yang dikembangkan oleh Internet Engineering Task Force (IETF), sangat berdekatan.
Model DARPA adalah model basis protokol TCP/IP yang popular digunakan.
2. Model referensi ini dianggap sangat kompleks. Beberapa fungsi (seperti halnya metode komunikasi connectionless) dianggap kurang bagus, sementara fungsi lainnya (seperti flow control dan koreksi kesalahan) diulang-ulang pada beberapa lapisan.
3. Pertumbuhan Internet dan protokol TCP/IP (sebuah protocol jaringan dunia nyata) membuat OSI Reference Model menjadi kurang diminati.

Pemerintah Amerika Serikat mencoba untuk mendukung protokol OSI Reference Model dalam solusi jaringan pemerintah pada tahun 1980-an, dengan mengimplementasikan beberapa standar yang disebut dengan Government Open Systems Interconnection Profile (GOSIP). Meski luar Eropa.

OSI Reference Model pun akhirnya dilihat sebagai sebuah model ideal dari koneksi logis yang harus terjadi agar demikian. usaha ini akhirnya ditinggalkan pada tahun 1995, dan implementasi jaringan yang menggunakan OSI Reference model jarang dijumpai di komunikasi data dalam jaringan dapat berlangsung. Beberapa protokol yang digunakan dalam dunia nyata, semacam TCP/IP, DECnet dan IBM Systems Network Architecture (SNA) memetakan tumpukan protokol (protocol stack) mereka ke OSI Reference Model. OSI Reference Model pun digunakan sebagai titik awal untuk mempelajari bagaimana beberapa protokol jaringan di dalam sebuah kumpulan protokol dapat berfungsi dan berinteraksi.

II. OSI MODEL
Keuntungan OSI Reference Model adalah
1. Membagi jaringan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil sehingga dapat lebih mudah diatur dan dipelajari
2. Standarisasi Interfaces yang digunakan, sehingga membantu vendor-vendor perangkat jaringan yang berbeda dalam membangun dan mendukung pengembangan setiap perangkat.
3. Menjembatani perbedaan teknologi jaringan yang digunakan dalam berkomunikasi.
4. Mempercepat perkembangan teknologi jaringan.

Terdapat 7 layer pada model OSI. Setiap layer bertanggungjawab secara khusus pada proses komunikasi data. Misal, satu layer bertanggungjawab untuk membentuk koneksi antar perangkat, sementara layer lainnya bertanggungjawab untuk mengoreksi terjadinya “error” selama proses transfer data berlangsung.


Model Layer OSI dibagi dalam dua group, yaitu “upper layer” dan “lower layer”. “
1. Upper layer” fokus pada aplikasi pengguna dan bagaimana file direpresentasikan di komputer.
2. Lower layer adalah intisari komunikasi data melalui jaringan aktual.

Untuk Network Engineer, bagian utama yang menjadi perhatiannya adalah pada “lower layer”.



Tujuan utama penggunaan model OSI adalah untuk membantu desainer jaringan memahami fungsi dari tiap-tiap layer yang berhubungan dengan aliran komunikasi data. Termasuk jenis-jenis protoklol jaringan dan metode transmisi.

Model dibagi menjadi 7 layer, dengan karakteristik dan fungsinya masing-masing. Tiap layer harus dapat berkomunikasi dengan layer di atasnya maupun dibawahnya secara langsung melalui serentetan protokol dan standard.

III. PROTOKOL
Protokol merupakan konsep atau aturan yang mendefinisikan beberapa fungsi yang ada dalam sebuah jaringan komputer yang harus dipenuhi oleh pengirim dan penerima agar komunikasi dapat berlangsung dengan benar.

Pada protokol terdapat hal-hal yang perlu diperhatikan, yaitu;
a. Syntax merupakan format data, besaran sinyal yang merambat
b. Semantix merupakan kontrol informasi dan kesalahan data yang terjadi
c. Timing merupakan penguasaan kecepatan transmisi data dan urutannya

IV. LAYER OSI REFERENCE MODEL
1. Physical Layer
• Physical layer mendefinisikan media fisik dari transmisi paket data dimana protocol digunakan seperti Ethernet pinout, Kabel UTP (RJ45, RJ48 dsb) kita bisa perkirakan layer ini tentang kabel dan konektornya.
• Physical layer berfungsi untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.
2. Data Link Layer
• Data link layer lebih menspesifikan pada bagaimana paket data didistribusikan / ditransfer data melalui media particular, atau lebih yang kita kenal seperti Ethernet, hub dan switches.
• Protokol
Protokol pada data link layer mengantur secara langsung transfer antara node-node dari data antara dua komputer.

Fungsi-fungsi yang mendukung protokol ini antara lain:
a. Deteksi dan koreksi kesalahan transmisi
b. Framing dan link akses
c. Reliable delivery
d. Flow control

Flow control merupakan teknik yang digunakan untuk mengontrol proses pengiriman frame dari pengirim ke penerima agar tidak terjadi penumpukan frame yang menyebabkan hilangnya frame sebelumnya, hal ini terjadi karena buffer penerima belum mengambil frame yang harus diterimanya.

Teknik error control pada data link pada umumnya ada dua, yaitu:
a. Error detection ada tiga jenis, yaitu Parity, BCC dan CRC yang dilakukan pada hardware, jika ada error maka flag ketiga detection itu akan on. Jika on maka penerima akan meminta ulang pengiriman data.
b. Error correction
Frame yang ada pada data link harus mencakup syncronisasi, format yang sesuai dengan control frame, agar physical layer dapat menerima format data link layer dan menjadi streaming bit.

Contoh-contoh protokol pada data link layer
a. HDLC (High Level Data Link Control)
b. Data Link layer pada intenet terdiri dari
• SLIP (Serial Line IP)
• PPP (Point to Point Protocol)
c. Data Link layer pada ATM

• Data link layer berfungsi untuk :
a. Menyediakan link untuk data, memaketkannya menjadi frame yang berhubungan dengan “hardware” kemudian dibawa melalui media.
b. Komunikasinya dengan kartu jaringan, mengatur komunikasi layer physical antara sistem koneksi dan penanganan error.

3. Network Layer
• Network layer mendefinisikan akhir pengiriman paket data dimana computer mengidentifikasi logical address sepert IP Adreses bagaimana menuruskan / routing (oleh router) untuk siapa pengiriman paket data.Layer ini juga mendefinisikan fragmentasi dari sebuah paket dengan ukuran unit yang lebih kecil. Router adalah contoh yang tepat dari definisi layer ini.

• Protokol
Internet protocol memiliki dua arsitektur, yaitu :
1. Connectionless Internetworking Protocol
Keuntungan dari connectionless internetworking adalah :
a. Flexibel dapat dipakai dengan berbagai type network yang connectionless dengan sedikit modifikasi
b. Highly Roubus, jika ada node data paket hilang dapat diperoleh lewat node yang lain
c. Sangat tepat jika connection yang diminta transport layer adalah connectionless
2. Connection Internetworking Protocol
Contoh dari Connection Internetworking Protocol adalah :
a. ICMP (Internet Control Message Protocol) bertugas mengirimkan pesan-pesan kesalahan dan kondisi lain yang memperhatikan perhatian khusus
b. ARP (Address Resolution Protocol) bertugas menemukan hardware address suatu host dengan alamat IP tertentu
c. RARP (Reverse Address Resolution Protocol) bertugas menerjemahkan hardware address menjadi IP address suatu host.
d. IP (Internet Protocol) bertugas untuk menyediakan cara terbaik untuk membawa datagram dari sumber ketujuan, tanpa memperdulikan apakah mesin yang bersangkutan berada pada jaringan yang sama atau tidak, atau apakah terdapat jaringan-jaringan lainnya antara sumber dengan tujuan atau tidak.

• Network layer berfungsi untuk :
a. Menentukan alamat jaringan.
b. Menentukan rute yang harus diambil selama perjalanan
c. Menjaga antrian trafik di jaringan. Data pada layer ini berbentuk paket.

4. Transport Layer
• Transport layer mendefinisikan managemen dari virtual circuit antar host dalam jaringan yang mengandung rangkain protocol dan permasalahan transprotasi data. Dilayer ini mengatur arus koneksi dan pengendalian error dalam proses pengiriman paket data seperti TCP, UDP dan SPX.
• Protokol
Layanan transport di implementasikan oleh protokol transport yang dipakai antara dua buah entity, protokol ini menyerupai protokol pada data link dalam hal kontrol error, pengurutan, dan mengontrol aliran data.
Selain persamaan tersebut protokol transport dan protokol data link juga memiliki perbedaan.

Perbedaan protokol transport dengan protokol data link ada pada:
a. Lingkungan tempat protokol-protokol itu beroperasi.
Pada data link dua buah router
berkomunikasi secara langsung melalui saluran fisik dan tidak perlu dilakukan pengalamatan untuk menetukan router yang diajak berkomunikasi, sedangkan pada pada transport layer saluran fisik tersebut digantikan oleh subnet dan diperlukan pengalamatan untuk menetukan dengan router yang diajak berkomunikasi.
b. Pengalokasian buffer.
Pada data link buffer dialokasikan tetap di setiap saluran sehingga frame baru akan selalu mendapatkan buffer yang bisa digunakan. Pada transport layer tidak menarik jaka dilakukan hal yang sama dengan data link, karena pada transport layer terjadi koneksi dengan jumlah yang besar.

Pada transport layer, internet memiliki dua buah protokol utama, yaitu:
 TCP (Transmition Control Protocol) merupakan protokol yang bersifat connection oriented. Setiap byte pada koneksi TCP memiliki no urut 32 bitnya sendiri. Entity TCP pengirim dan penerima saling bertukar data dalam bentuk segmen, setiap segmen header memiliki ukuran tetap 20 byte yang diikuti oleh nol atau lebih byte-byte data. Software TCP memutuskan besarnya segmen, dan dapt mengakumulasikan data dari beberapa penulisan menjadi sebuah segmen, atau memotong-motong data dari sebuah penulisan menjadi beberapa segmen.

Terdapat dua hal yang membatasi ukurun segmen
i. Setiap segmen, termasuk header TCP, harus pas playload IP 65.535 byte
ii. Setiap jaringan memiliki MTU (Maximum Transfer Unit) yang umumnya beberapa ribu byte yang menentukan ukuran maksimum segmen.

Jika segmen lebih besar dari jaringan yang dilewatinya, maka segmen dapat dipecah menjadi bebrapa segmen oleh router.

Koneksi dalam TCP menggunakan headshake tiga arah. Untuk membentuk sebuah koneksi, pada server, secara pasif menunggu koneksi yang masuk dengan mengeksekusi primitive primitive listen dan accept, baik dengan menspesifikasikan sumber yang spesifik ataupun tidak menspesifikasikan apapun sama sekali. Pada client mengeksekusi primitive connect, yang menspesifikasikan alamat IP dan port tempat koneksi akan dibuat, ukuran segmen TCP maksimum yang akan diterima, dan secara optional beberapa data pengguna seperti password. Primitive connect mengirimkan segmen TCP dengan bit SYN dalam keadaan aktif dan bit ACK dalam keadaan pasif dan menunggu respons.

Manjemen window pada TCP tidak secara langsung terkait dengan acknowledgment seperti pada sebagian besar protokol-protokol data link. Misalnya pada penerima yang memiliki buffer 4096 byte, bila pengirim mentransmisikan segmen 2048 byte yang diterima secara benar, maka penerima akan mengacknowladge segmen ini. Akan tetapi, karena sekarang penerima hanya memiliki 2048 ruang buffer, maka penerima akan menawarkan jendela 2048 byte yang diawali pada byte berikutnya yang diharapkan.

 UDP merupakan protokol yang bersifat connectionless.

• Transport layer berfungsi untuk :
a. Menentukan metode dan kehandalan pengirim (transfort) data antar hosts,misal: metode TCP atau UDP
b. Membangun (establish), mengatur (manage), dan menghentikan (terminate) virtual circuits antar hosts atau jaringan.
c. Data Fault Detection dan mengatur perbaikan informasi data yang dikirimkan, dengan meminta kembali kepada hosts pengirim, data yang rusak atau error.

5. Session Layer
• Session layer mendefinisikan bagaimana memulai mengontrol dan menghentikan sebuah conversation/komunikasi antar mesin, contohnya kalo kita ambil uang di mesin ATM dari memasukan pin sampai dengan mengambil uang yang sebelumnya mesin berkomunikasi dengan server dahulu tentang saldo rekening anda dan jumlah yang anda minta. Dalam Session kita bisa menjumpai SQL, NFS, RPC dan lain-lainnya.
• Protokol
Protokol Data unit (SPDU) melalui hubungan logika, bahwa mereka saling berkaitan terutama ubntuk mendukung hubungan antara dua session service user.
Pertukaran ini dapat terjadi bila keduanya mengikuti tata cara sintak dan sematik dari session protokol. Protokol juga mengkhususkan kepada kejadian-kejadian yang menyebabkan SPDU dikirim, atau aktifitas-aktifitas yang dilakukan oleh ssession entity ketika menerima SPDU.

Parameter SPDU terdiri dari :
a. Parameter group unit dimiliki oleh encode group parameter
Parameter group unit terdiri dari tiga field, yaitu :
• Field group indicator yang mengindentifikasi parameter group yang telah diencode.
• Field length indicator yang mengindentifikasikan panjang dari parameter group yang telah diencode.
• Satu atau lebih parameter unit jika ada.
b. Parameter unit dimiliki encode single parameter
Parameter unit terdiri dari tiga field sebagai berikut:
• Field parameter indicator yang mengindentifikasikan parameter yang telah diencode.
• Field parameter indicator yang mengindentifikasikan panjang dari nilai parameter.
• Isi dari parameter itu sendiri jika ada.

Field-field yang biasanya digunakan dalam hubungan komunikasi field, yang menjadi parameter SPDU terdiri dari:
a. SPDU indicator field menerapkan tipe SPDU
b. Length indicator field menerapkan panjang parameter
c. SPDU parameter field menerapkan encode parameter satu atau lebih
d. User information field menerapkan SPDU dan jika memang ada

• Session layer berfungsi untuk :
a. Menentukan bagaimana dua terminal menjaga, memelihara dan mengatur koneksi, bagaimana mereka saling berhubungan satu sama lain.
b. Membangun (establish), mengatur (manage), dan menghentikan (terminate) sesi antar aplikasi.

6. Presentation Layer:
• Presentation layer mendefinisikan format data seperti ASCII, HTML, JPG dan lainnya yang dikirimkan ke jaringan yang dapat dimanipulasi sehingga bisa di mengerti oleh penerima / kita contohnya anda menerima email tapi tidak bisa tertampil secara sempurna karena ada format yang tidak dikenali. Hal ini merupakan kegagalan dari layer presentasi.
• Protokol
Protokol yang berada dalam level ini adalah perangkat lunak redirektor (redirector software), seperti layanan Workstation (dalam Windows NT) dan juga Network shell (semacam Virtual Network Computing (VNC) atau Remote Desktop Protocol (RDP)). Virtual Terminal Protokol (VTP) merupakan contoh dari protokol pada Presentation layer. Fungsi dari VTP adalah suatu paket program dimana terminal khusus diubah fungsinya menjadi yang umum sehingga dapat dipakai oleh sembarang vendor.
Paket software bagian ini adalah X28/X29/X.3 yang disebut sebagai PAD (Packet Assambly Deassambly)
X.3 : mengontrol operasi
X.28 : terminal emulator
X.29 : Host emulator

Fungsi dari VTP untuk presentation layer adalah :
a. Membuat dan memelihara struktur data
b. Translating karakteristik terminal ke bentuk standard

• Presentation layer berfungsi untuk :
a. Menjamin data dapat dibaca oleh sistem yang menerima data
b. Menentukan format data yang dikirimkan ataupun diterima
c. Menentukan struktur data
d. Mengatur sintax data transfer bagi Application layer.

7. Application Layer:
• Application layer mendefinisikan pelayanan komunikasi jaringan dalam bentuk aplikasi seperti : Telnet, FTP, HTTP, SMTP, SNMP, SSH.
• Protokol
Pada layer ini ada dua jenis protokol yang sering dipakai, yaitu:
1. SNMP (Simple Network Management Protocol)
Protokol ini berfungsi menyederhanakan sistem network yang kompleks menjadi sederhana. Semua informasi tentang network akan ada di masing-masing kelompok yang ditaruh pada Management Information Base (MIB).

Secara umum protokol ini melakukan:
• Restruktur network ke arah yang mudah dikontrol dengan membagi atas bagian bagian
• Semua informasi disimpan pada MIB
• Memiliki security
• Memiliki privacy di masing-masing kelompok maupun antar kelompok
• Clock synchronization
• Mempunyai access control

SNMP merupakan suatu komponen yang memegang peranan penting di dalam Sistem Management Network yang merupakan suatu kumpulan tool untuk memonitori dan mengontrol network yang memiliki sifat :
• Seorang operator interface mampu memberikan perintah-perintah untuk melengkapi sebagian atau seluruh kerja management network.
• Sebagaian hardware dan software yang dibutuhkan untuk management dapat digabung ke dalam peralatan yang ada.

Komponen dari Sistem Management Network adalah:
• Manajement terminal kerja atau manager merupakan peralatan yang berdiri sendiri namun memiliki kemampuan untuk diterapkan pada sistem distribusi, manajemen terminal kerja menjadi penghubung antara seorang manager network dengan system management network.
• Agent, yaitu platform-platform kunci seperti host, bridge, router, dan hub yang mungkin disertakan bersama software agent, sehingga dapat dikelola dari sebuah manajemen terminal kerja.
• Management Information Base
• Protokol manajement network
• Manajemen terminal kerja dan agent dihubungkan oleh sebuah Network Management Protocol. SNMP dipakai untuk manajemen network TCP/IP, sedangkan untuk network berbasis OSI digunakan CMIP (Common Management Information Protocol), SNMPv2 yaitu versi SNMP yang telah disempurnakan, telah bisa digunakan pada network berbasis TCP/IP dan OSI.

2. FTP (File Transfer Protocol)
Protokol ini bertujuan untuk transfer suatu file atau bagian dari file dengan menggunakan FTP command yang dilakukan dengan menambah driver pada system operasi sehingga sistem operasi dapat digunakan secara interaktif oleh user saat online.
Protokol ini sering kali mencakup layer 5,6, dan 7 bersama-sama sehingga berfungsi sebagai user application untuk langsung mengakses transport layer agar file terkirim.

ISO menggunakan standar FTP yaitu FTAM (File Transfer, Access and management) dalam mengirim, mengakses maupun memanajemen file. Standar ini memiliki tiga ciri, yaitu:
a. Virtual Filestore Definition, yaitu struktur file, atribut yang menunjukkan suatu file, tindakan-tindakan penanganan suatu file dan elemen file.
b. File Service Definition, yaitu mendefinisikan pelayanan-pelayanan yang ada kepada user untuk mengakses dan memanipulasi file virtual.
c. File Protocol Spesification, yaitu berfungsi untuk menyediakan sebuah dukungan langsung pelayanan FTAM. Terdapat sebuah mapping satu-satu dari pelayanan sederhana sampai protocol unit data. bagian ini akan melakukan setup pada bagian koneksi dan menyisipkan checkpoint pada aliran data.

Ada tiga kemungkinan proses file transfer, yaitu
a. User akan mentransfer file dari dirinya ke orang lain yang ada dalam network
b. User akan mentransfer file dari user lain ke dirinya
c. User pertama akan mentransfer file dari dirinya ke user lain, atau dari user kedua ke user ketiga atas komando user pertama.

File yang ditranfer oleh user dapat berupa :
a. Data di dalam file tersebut
b. Data dan struktur file
c. Data dan struktur file dan atribut lainnya, seperti access control list, index, update, dan yang lainnya

Service yang dapat dihasilkan oleh FTP adalah:
a. Access control
b. Processing mode
c. File Name Fasilities
d. Alternating Operation
e. File Management Fasilities
f. Error Recovery
g. Flow Control
h. File Structur
i. Status Report

• Application layer berfungsi untuk :
a. Aplikasi atau layanan (service) yang melakukan proses komunikasi data.
b. Layer ini Bertanggungjawab atas informasi antara program komputer, seperti E-mail, File transfer, browser dan service lain yang jalan dijaringan, seperti server printer atau aplikasi komputer lainnya.

V. DATA ENCAPSULATION
Data Encapsulation adalah proses pemberian informasi (berupa header atau trailer) data
menjadi paket data (PDU=Protocol Data Unit) sebelum dikirimkan ke layer selanjutnya.

Tahapan-tahapannya :
1. Tahap 1 (PDU=data)
Proses perubahan format aplikasi menjadi PDU yang disebut sebagai DATA, yang dapat
dikirimkan melalui media jaringan.
2. Tahap 2 (PDU=Segments)
Proses pengumpulan data yang akan dikirimkan menjadi paket data yang disebut dengan SEGMENT.
3. Tahap 3 (PDU=Packets)
Pemberian Informasi (Network Header) alamat logical (IP Address) asal dan tujuan paket data
4. Tahap 4 (PDU=Frames)
Pemberian informasi (Frames header and Trailer) paket data mengenai perangkat jaringan yang terhubung langsung.
5. Tahap 5 (PDU=Bits)
Proses konversi paket digital menjadi signal-signal listrik agar paket dapat dikirimkan melalui media.
Proses Penambahan header pada sisi pengirim dan penghilangan header pada sisi penerima.

Sebagai contoh sehari-hari kita menerima email :

Layer 7, Anda memakai Microsof Outlook yang mempunyay fungsi SMTP dan POP3
Layer 6, anda mengirim email dengan format ASCII atau HTML
Layer 5, anda menggunakan email anda harus menginstal OS dahulu untuk membuka sesi komunikas jaringan.
Layer 4, OS membuka SMTP dengan sebuah TCP socket kemudian protocol terbuka untuk menerima data dari server email
Layer 3, computer mencari IP addres dari SMTP Server dengan melihat routing table yang diberikan OS Router jika tidak ditemukan akan memberikan pesan.
Layer 2, Paket Data dari IP addres di kirimkan oleh Ethernet
Layer 1, mengubah paket data menjadi signal elektrik yang ditransformasilkan pada kabel UTP Cat5






REFERENCY
• http://id.wikipedia.org/wiki/OSI_Reference_Model
• http://zulidamel.wordpress.com/2007/10/09/model-osi/
• http://mudji.net/press/?p=61
• Muhamad Taufiq, ST, CCNA,CCAI Regional Academy CNAP Pasundan Bandung