INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

1.0 Pengenalan

Suis rangkaian  mengikut wikipedia.org ialah sejenis peranti yang

menghubungkan beberapa segmen rangkaian komputer. Fungsinya hampir sama

dengan hab tetapi ia lebih bijak dari segi penghantaran data ke stesen. Suis tidak

menghantar data ke semua stesen, tetapi hanya menghantar data ke port atau stesen

destinasi sahaja. Pada masa yang sama, lebih banyak stesen dapat menghantar dan

menerima data serentak. Setiap port dalam suis juga boleh beroperasi dengan kelajuan

berbeza.

Kebanyakan suis beroperasi pada lapisan kedua model OSI, iaitu lapisan pautan

data. Bagaimanapun, kini terdapat suis lapisan ketiga dan keempat, iaitu suis lapisan

rangkaian dan suis lapisan pengangkutan.

Model OSI adalah satu model bagi singkatan nama (Open Systems

Interconnection Reference Model) ialah penerangan berlapis abstrak untuk reka bentuk

komunikasi dan protokol rangkaian komputer, yang dibangunkan sebagai sebahagian

dari inisiatif Open Systems Interconnection. Ia juga dipanggil model tujuh lapis OSI.

Model OSI ini membincangkan secara jelas cara kerja lapisan OSI serta

memberikan konsep untuk menentukan proses apa yang perlu berlaku dan protokol-

protokol yang boleh digunakan kepada lapisan tersebut. Model OSI ini menjadi terkenal

kerana mempunyai banyak kebaikan dalam rangkaian komputer. Sila rujuk jadual 1a

untuk mengetahui lapisan-lapisan OSI berserta fungsi dan protokolnya.

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

Lapis

anNama Lapisan Fungsi Protokol  

7 Aplikasi (Application)

Menyediakan

pelayan yang

menyokong

aplikasi

pengguna.

Transaksi

Fail (File

Transfer),

email,

akses ke

pangkalan

data

(database

access)

Application

Lapisan

Protocol

6

Persembahan/

Penyampaian

(Presentation)

Menterjemah

kan,

memampatka

n (compress),

enkripsi data

(data

encryption).

ASCII,

EBCDIC,

MIDI,

MPEG,

TIFF,

JPEG,

PICT,

Quicktime

5 Sesi (Session)

Mengkoordin

at komunikasi

diantara

sistem

SQL,

NETBEUI,

RPC,

Xwindows

4 Transport Membolehka

n pakej data

dihantar

tanpa

kesilapan dan

tanpa

ulangan

(without

TCP,

UDP, SPX

Communica

tion Lapisan

Protocol

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

duplicate).

3 Network

Menentukan

laluan

penghantaran

dan

melanjutkan

pekej ke

alamat

peralatan lain

yang

berjauhan.

IP, IPX,

ARP,

RARP,

ICMP,

RIP,

OSFT,

BOP

2 Data Link

Mengatur

data binari (0

dan 1)

menjadi

kumpulan

logikal

(logical

group).

SUP,

PPP, MTU

Physical

Topology

1 Physical

Penghantara

n data  binari

melalui laluan

komunikasi

10BaseT,

100BaseT

X,

1000Base

TX, HSSI,

V3.5, X2.1

Jadual 1a Model OSI, Fungsi dan Protokol

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

i. Lapisan 3: Rangkaian

Lapisan rangkaian memberikan fungsi-fungsi dan prosedur untuk menghantar pelbagai

jenis aturan data daripada punca kepada destinasi melalui satu atau lebih rangkaian

sambil mengekalkan kualiti perkhidmatan lapisan penghantar.

ii. Lapisan 2: Sambungan Data

Lapisan ini memberikan fungsi dan tatacara yang berkemampuan untuk menghantar

data diantara entiti-entiti yang berada di dalam rangkaian, dan ia juga adalah untuk

mengesan dan memungkinkan membetulkan kesilapan yang mungkin berlaku di dalam

lapisan fisikal. Contoh paling baik ialah ethernet dan contoh yang lain pula ialah seperti

HDLC dan ADCCP untuk point to point atau packet switched networks dan Aloha untuk

rangkaian kawasan setempat (LAN). IEEE 802 Rangkaian Kawasan Setempat(Local

Area Network) dan sebahagian dari rangkaian bukan-IEEE 802 seperti FDDI, lapisan ini

mungkin akan dibahagikan kepada lapisan Media Acces Control (MAC)dan lapisan IEEE

802.2 Logical Link Control (LCC). Ia menyusun bit-bit dari lapisan fisikal kepada data

yang bahagian-bahagian logikal yang besar yang dikenali sebagai Frames. Di lapisan

inilah dimana bridges dan switches beroperasi.

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

2.0 Proses evolusi suis Lapisan 2 ke suis Lapisan 3.

Proses evolusi suis Lapisan 2 ke suis Lapisan 3 telah berkembang mengikut arus

teknologi komputer sejak tahun 1980-an (dan bahkan mungkin sebelumnya) mengikut

laman web cisco.com.

Mengikut wikipedia.org pada peringkat awal perkembangan komputer iaitu pada tahun

1950-an, komputer berfungsi secara sendirian (standalone) tanpa dapat berhubung

antara satu dengan yang lain. Hanya pada akhir tahun 1960-an, Jabatan Pertahanan

Amerika Syarikat (Department of Defenceatau DoD) telah menjalankan kajian

mengenai rangkaian komputer. Rangkaian ini menggunakan kaedah telefon yang

membolehkan komputer-komputer berhubung antara satu dengan yang lain walaupun

berada di suatu tempat yang berlainan atau negara yang jauh.

DoD melihat kemampuan rangkaian komputer ini dapat digunakan sebagai satu alat

untuk pertahanan Amerika Syarikat pada masa itu, di mana maklumat dapat dihantar

dengan cepat ke tempat-tempat yang memerlukan. Untuk itu, Advanced Research

Project Agency (ARPA), telah ditubuhkan dan kemudianya bertukar nama

menjadi Defence Advanced Research Project Agency (DARPA) yang telah

menghasilkan ARPAnet yang menyokong perkembangan protokol TCP/IP. ARPAnet

seterusnya telah berkembang menjadi Internet yang dimulakan dengan menghubungkan

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

badan-badan pemerintah dan universiti-universiti dan kemudiannya berkembang ke

dalam dunia perniagaan.

Rangkaian kawasan setempat atau Local Area Network (LAN) mula mendapat perhatian

masyarakat dunia di sekitar tahun 1980-an. Ia berkemampuan untuk menghubungkan

satu komputer dengan yang lain melalui penggunaan cakera keras (Disk Sharing) dan

mesin pencetak (Printer Sharing). Ia kemudiannya dihubungkan dengan rangkaian

kawasan setempat yang lain yang berjauhan di antara satu sama lain dan dikenali

sebagai Rangkaian Kawasan Luas atau Wide Area Network (WAN).

Suatu maklumat yang dihasilkan oleh seseorang dari sesebuah komputer dapat

disampaikan ke komputer lain melalui rangkaian komputer. Maklumat tersebut akan

melalui proses yang panjang dan melalui berbagai lapisan dan rangkaian komputer.

Pertama, maklumat yang dihantar akan diproses menjadi data-data yang kemudiannya

dproses menjadi segmen-segmen. Seterusnya ia diproses menjadi paket-paket,

kemudian kepada frame dan terakhir sekali menjadi bit. Bit-bit maklumat ini akan dapat

dihantar melalui kabel rangkaian ke komputer lain dan diproses semula bagi

mendapatkan maklumat yang asal.

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

Proses evolusi suis Lapisan 2 ke suis Lapisan 3 telah berkembang mengikut

arus teknologi komputer ia melibatkan segmentasi rangkaian kawasan tempatan (LAN)

di peringkat lapisan ke 2, sebuah jambatan multiport telah disambungkan ke Media

Access Control (MAC) ke alamat pada setiap port dan dimana frame MAC ditempatkan

pada port tersebut. Jambatan ini juga memastikan bahawa frame telah ditetapkan untuk

alamat MAC yang terletak pada port yang sama sebagai stesen asal dan tidak

diteruskan ke port lain.

Pada lapisan ke 2 ini ia melibatkan perbezaan utama diantara peranti keras yang

memastikan bahawa beberapa switching path di dalam switch boleh aktif pada masa

yang sama. Sebagai contoh, perhatikan gambar 1a dibawah, dengan butiran switch

empat-port dengan stesen A pada port 1, B pada port 2, C pada port 3 dan D pada port

4. Dengan mengandaikan bahawa A keinginan untuk berkomunikasi dengan B, dan C

keinginan untuk berkomunikasi dengan D. Di sebuah jambatan CPU tunggal, penerusan

ini biasanya akan dilakukan oleh perisian, di mana CPU akan mengambil frame dari port

masing-masing secara berturut-turut dan ke depan untuk menyesuaikan output

port. Proses ini sangat efisien dalam senario seperti yang ditunjukkan sebelum ini, di

mana lalu lintas antara A dan B tidak ada hubungannya dengan lalu lintas antara C dan

D.

Gambar 1a: Lapisan 2 switch dengan Router Luaran untuk lalu lintas Inter-VLAN dan

terus menyambung ke Internet.

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

Ciri-ciri switch pada lapisan ke 2, ia sendiri bertindak sebagai pengakhir node IP untuk

Simple Network Management Protocol (SNMP), Telnet, dan pengurusan berasaskan

Web. Fungsi pengurusan tersebut melibatkan kehadiran IP stack pada router bersama-

sama dengan UDP (UDP), Transmission Control Protocol (TCP), Telnet, dan fungsi

SNMP. Switch sendiri mempunyai alamat MAC sehingga mereka dapat diatasi sebagai

node 2 akhir Lapisan sementara juga menyediakan fungsi switch telus. Lapisan 2

switching tidak, pada umumnya, melibatkan menukar rangka MAC. Namun, ada situasi

ketika switch menukar rangka MAC. IEEE 802.1Q, ia bekerja pada standard VLAN yang

melibatkan? Penandaan? rangka MAC dengan VLAN, proses penandaan melibatkan

menukar rangka MAC. Teknologi jambatan (bridging) juga melibatkan Protokol

Spanning-Tree. Ini diperlukan dalam rangkaian multibridge untuk mengelakkan ia

berulang. Prinsip yang sama juga berlaku terhadap Lapisan 2 switch, dan yang paling

komersil ialah lapisan 2 switch menyokong Protokol Spanning-Tree. Oleh kerana switch

beroperasi pada Lapisan 2, ia merupakan protokol bebas. Namun begitu, Lapisan 2

switching tidak begitu baik untuk siaran dan liputan. Walaupun VLAN mengatasi

masalah ini sampai batas dan had yang tertentu, pasti ada keperluan untuk mesin pada

VLAN yang berlainan untuk berkomunikasi. Salah satu contoh adalah situasi di mana

sebuah Pertubuhan mempunyai beberapa intranet server pada subnet yang berasingan

(dan kerananya VLAN), menyebabkan banyak lalu lintas intersubnet. Dalam kes

tersebut, penggunaan router tidak dapat dielakkan, lapisan 3 switch masukkan pada

saat ini.

Pada lapisan ke 3 Switch adalah istilah yang relatif baru, yang telah

dipanjangkan oleh pelbagai pengeluar “vendor” untuk menggambarkan produk

mereka. Misalnya, satu Universiti telah menggunakan istilah ini untuk menggambarkan

ketangkasan IP routing melalui peranti keras, sedangkan Universiti lain

menggunakannya untuk menggambarkan Multi Protokol Over ATM (Mpoa).  Evolusi

Pertimbangkan konteks Lapisan 2 switching ditunjukkan pada Gambar 1a diatas.

Pada lapisan 2, switch beroperasi pada saat ada sangat sedikit lalu lintas antara

VLAN. VLAN lalu lintas seperti itu akan memerlukan router baik?? Bergantung

mati? salah satu pelabuhan sebagai router atau hadir secara dalaman di dalam

sesebuah suis “switch”. Untuk meningkatkan fungsi pada lapisan 2, ia memerlukan

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

sebuah router? Yang menyebabkan kehilangan prestasi kerana router biasanya lebih

lambat dari switch. Senario ini mengarah kepada soalan, mengapa tidak menerapkan

router di dalam suis itu sendiri, seperti yang diterangkan dalam bahagian sebelum ini,

dan melakukan forwarding di hardware?. Walaupun tatacara ini mungkin, ia mempunyai

satu keterbatasan. Lapisan 2 switch perlu untuk beroperasi hanya pada frame MAC

Ethernet. Senario ini dalam gilirannya menyebabkan algoritma forwarding yang

terdefinisi dengan baik yang dapat dilaksanakan dalam bentuk hardware. Algoritma ini

tidak dapat diperpanjang dengan mudah ke Lapisan 3 protokol kerana ada beberapa

Lapisan 3 routable protokol seperti IP, IPX, AppleTalk, dan sebagainya. Seterusnya,

keputusan forwarding protokol seperti biasanya lebih rumit daripada Lapisan 2

keputusan forwarding.

Oleh itu diringkaskan bahawa lapisan 3 switch router dengan forwarding berjalan

pantas melalui peranti keras. IP forwarding biasanya melibatkan laluan lookup,

decrementing Time To Live (TTL) menghitung dan penghitung ulangan checksum, dan

forwarding frame dengan header MAC sesuai dengan output port yang benar. Carian

boleh dilakukan di peranti keras, demikian juga pengurangan dari TTL dan pengiraan

ulang checksum. Router menjalankan protokol routing seperti Open Shortest Path First

(OSPF) atau Routing Information Protocol (RIP) untuk berkomunikasi dengan yang lain

Lapisan 3 switch atau router dan membina jadual routing mereka. Ini jadual routing

dicari untuk menentukan laluan untuk pakej masuk.

Gabungan diantara lapisan 2 dengan lapisan 3 Switch

telah terbina di dalam switch rangkaian masa kini. Lapisan 3 switch boleh bertindak

seperti router tradisional dan ia bergantung dari beberapa Lapisan 2 switch dan

menyediakan sambungan VLAN. 

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

Gambar 2a: Kombinasi Lapisan 2 dan Lapisan 3 Beralih terhubung langsung ke

Internet.

Gambar 2a menjelaskan lapisan 2 dan lapisan gabungan 3 beralih

fungsi. Lapisan 3 switch gabungan 2 lapisan menggantikan router tradisional juga. A dan

B milik subnet IP 1, sedangkan C dan D milik subnet IP 2. Ini kerana switch

perbandingan adalah Lapisan 2 switch juga, ia berganti lalu lintas antara A dan B pada

Lapisan 2. Sekarang perhatikan situasi bila A ingin berkomunikasi dengan C. A

menghantar pakej IP yang ditujukan ke alamat MAC dari mesin 3 Lapisan, tetapi dengan

alamat tujuan IP sama dengan C alamat IP. Jalur switch Lapisan 3 out header MAC dan

switch frame ke C setelah melakukan carian, decrementing TTL, menghitung semula

checksum dan memasukkan alamat MAC C di bidang alamat tujuan MAC. Semua

langkah-langkah ini dilakukan di hardware dengan kelajuan yang sangat tinggi.

Pengurusan lapisan 3 switch biasanya dilakukan melalui SNMP. Lapisan 3 switch juga

mempunyai alamat MAC untuk pelabuhan mereka. Lapisan 3 switch biasanya

menggunakan alamat MAC untuk SNMP, Telnet, dan komunikasi Web pengurusan.

INTRODUCTION TO NETWORK PROTOCOLS

3.0 Kesimpulan

Secara konsepnya, Forum, ATM, LAN Emulation (JALUR, LANE) spesifikasi

lebih dekat dengan model lapisan 2 switching, sedangkan Mpoa lebih dekat dengan

model Lapisan 3 switching. Banyak Lapisan 2 switch dilengkapi dengan antara muka

ATM dan menyediakan fungsi JALUR pelanggan pada antara muka ATM.  Senario ini

membolehkan jambatan “bridging” frame MAC di seluruh jaringan ATM dari switch ke

switch. Mpoa ini berhampiran dengan gabungan lapisan 3 switching dengan lapisan 2,

walaupun pelanggan Mpoa tidak memiliki routing protokol yang berjalan di atasnya.

(Routing yang tersedia untuk pelayan Mpoa dengan model Router Virtual.) Switch akan

sangat berkesan pada workgroup dan tulang belakang dalam suatu syarikat, tetapi

kemungkinan besar tidak akan menggantikan router. Router melakukan pelbagai fungsi

lain seperti penapisan dengan senarai akses, antara Autonomous System (AS) routing

dengan protokol seperti Border Gateway Protocol (BGP), dan seterusnya.