Kategori
Networking

Lapis Data Link

Data Link Layer

Data link layer jaringan komputer merupakan salah satu dari ketujuh macam layer atau lapisan yang terdapat pada OSI Reference Model For Open Networking. Dalam proses transmisi data yang terjadi, data link layer merupakan layer ke – 6 bagi transmitter atau pengirim data, dan merupakan layer kedua bagi receiver, atau mereka yang menerima data.

Data link layer sendiri pada dasarnya merupakan sebuah lapisan atau layer pada OSI Reference Model for Open Networking yang memiliki tugas utama untuk menyediakan sebuah prosedur pengiriman data antar jaringan. Jadi, dengan adanya data link layer ini, setiap paket data yang akan ditransmisikan ataupun akan diterima oleh user, akan diproses, sehingga memungkinkan untuk dilanjutkan ke layer berikutnya, yaitu layer network layer ataupun physical layer.

Ciri Utama dari Data Link Layer

Satu ciri utama yang terpeting ada pada data link layer ini adalah bahwa data link layer merupakan salah satu lapisan yang secara fisik memiliki alamat tersendiri atau address yang sudah dikodekan secara langsung ke dalam sebuah network card atau kartu jaringan ketika kartu jaringan tersebut pertama kali dibuat.

Inilah yang kita kenal dengan istilah MAC address. Jadi, apabila kita mendengar sebuah istilah bernama MAC Address di dalam jaringan komputer, maka hal ini sudah pasti mengacu kepada lapisan atau data link layer ini.

Fungsi Data Link Layer

Tentu saja, data link layer pastinya memiliki fungsi tersendiri dalam keseluruhan jaringan komputer. Berikut ini adalah beberapa fungsi dari lapisan atau data link layer :

  1. Melakukan proses grouping secara logic Fungsi pertama dari data link layer adalah melakukan proses grouping secara logic, atau secara tidak terlihat. Proses grouping merupakan proses penyatuan dari beberapa paket data ke dalam satu kesatuan paket data yang utuh. Perlu diketahui, ketika paket data mulai berjalan melewati lapisan – lapisan OSI layer, maka paket data tersebut akan terpecah – pecah menjadi beberapa bagian kecil. Tugas dari data link layer inilah yang dapat melakukan proses groping atau penggabungan kembali pecahan paket – paket data tersebut menjadi utuh kembali.
  2. Menyediakan akses ke dalam media menggunakan MAC Address Seperti sudah disinggung sebelumnya, dalam lapisan data link layer ini, terdapat sebuah alamat fisik yan gkita kenal dengan nama MAC Address. MAC Address merupakan sebuah kode alamat yang dicetak secara fisik, dana dibutuhkan untuk melakukan prose pengiriman dan juga proses penerimaan data di dalam sebuah siklus transmisi jaringan komputer. Dengan adanya data link layer, maka setiap proses transmisi yang ada bisa memiliki akses terhadap MAC Address yang sudah ada secara fisik.
  3. Mendeteksi kesalahan pengiriman dan penerimaan paket data dan melakukan proses pengkoreksian Bukan tidak mungkin ketika proses transmisi data terjadi, terdapat beberapa kesalahan, seperti kesalahan pemecahan data menjadi paket data, ataupun kesalahan dalam pengiriman data dan proses penerimaan data. Nah, sudah merupakan fungsi dari data link layer untuk melakukan proses pendeteksian dan juga proses pengkoreksian kesalahan yang terjadi pada proses transmisi data tersebut. Data link layer akan mendeteksi apabila terjadi kesalahan pengiriman data yang melalui lapisannya, dan kemudian melakukan koreksi secara otomatis, sehingga paket data tetap akan ditransmisikan tanpa kesalahan sedikitpun.
  4. Menggabngkan paket data ke dalam byte, dan menggabungkan byte ke dalam frame Seperti yang sudah disinggung sebelumnya, ini merupakan kelanjutan dari fungsi grouping yang dilakukan oleh data link layer. Fungsi berikutnya dari data link layer adalah untuk mengabungkan bentuk – bentuk paket data menjadi kesatuan yang utuh, mulai dari paket data menjadi bentuk byte, hngga menggabungkan byte – byte yang ada menjadi sebuah bentuk frame.

Fungsi Spesifik Data Link Layer

Secara umum layer ini mengonversikan data dalam bentuk data frame dan bit. Secara spesifik layer ini memiliki beberapa fungsi, yakni:
  • Mengubah paket ke dalam bit 1 atau 0 (biner) pada mesin pengirim dan mengembalikan bit-bit ke dalam paket pada mesin penerima.
  • Menangani frame data di antara Network layer dan Physical layer.
  • Menerima paket data dari Physical Layer (ke dalam frame data) kemudian dihantarkan ke Network layer.
  • Bertanggung jawab atas keutuhan frame yang ditransfer ke komputer lain dengan melintasi Physical layer.
  • Menetapkan metode yang diperlukan untuk mentransmisikan dan menerima data dalam jaringan; bisa terdiri atas kabel, device yang digunakan untuk menghubungkan NIC ke kabel, signaling yang menghantarkan dan menerima data, serta kemampuan mendeteksi sinyal eror dalam media jaringan.

Layanan Data Link Layer

Fungsi data link layer adalah menyediakan layanan bagi network layer, yaitu pemindahan data dari network layer di mesin sumber ke network layer di mesin yang dituju. Tugas data link adalah mentransmisikan bit-bit ke mesin yang dituju, sehingga bit-bit tersebut dapat diserahkan ke network layer.
  • Layanan Unacknowledged Connectionless
Yaitu dimana mesin sumber mengirimkan sejumlah frame ke mesin yang dituju dengan tidak memberikan acknowledgment bagi diterimanya frame-frame tersebut. Tidak ada koneksi yang dibuat baik sebelum atau sesudah dikirimkannya frame. Bila sebuah frame hilang sehubungan dengan adanya noise, maka tidak ada usaha untuk memperbaiki masalah tersebu di data link layer. Jenis layanan ini cocok bila laju error sangat rendah, sehingga recovery bisa dilakukan oleh layer yang lebih tinggi. Layanan ini sesuai untuk lalu lintas real time, seperti percakapan, dimana data yang terlambat dianggap lebih buruk dibanding data yang buruk. Sebagian besar LAN menggunakan layanan unacknowledgment connectionless pada data link layer.
  • Layanan Acknowledged Connectionless
Layanan inipun tidak menggunakan koneksi, akan tetapi setiap frame dikirimkan secara independent dan secara acknowledgment. Dalam hal ini, si pengirim akan mengetahui apakah frame yang dikirimkan ke mesin tujuan telah diterima dengan baik atau tidak. Bila ternyata belum tiba pada interval waktu yang telah ditentukan, maka frame akan dikirimkan kembali, mungkin saja hilangnya acknowledgment akan menyebabkan sebuah frame perlu dikirimkan beberapa kali dan akan diterima beberapa kali juga. Layanan ini akan bermanfaat untuk saluran unreliablem, seperti sistem tanpa kabel.
  • Layanan Acknowledged Connection Oriented
Dengan layanan ini, mesin sumber dan tujuan membuat koneksi sebelum memindahkan datanya. Setiap frame yang dikirim tentu saja diterima. Selain itu, layanan ini menjamin bahwa setiap frame yang diterima benar-benar hanya sekali dan semua frame diterima dalam urutan yang benar. Layanan ini juga menyediakan proses-proses network layer dengan ekivalen aliran bit reliabel. Pada layanan connection-oriented dipakai, pemindahan data mengalami tiga fase (tahap) :
  1. Fase I koneksi ditentukan dengan membuat kedua mesin menginisialisasi variabel-variabel dan counter yang diperlukan untuk mengawasi frame yang mana yang telah diterima dan mana yang belum.
  2. Fase II satu frame atau lebih mulai ditransmisikan.
  3. Fase III koneksi dilepaskna, pembebasan variabel, buffer, dan resource lainnya yang dipakai untuk menjaga berlangsungnya koneksi.
Karena jarak dan peralatan, pengiriman informasi, dapat mengalami perubahan atau melemah. Umumnya interferensi listrik. Kesalahan timbul dalam bentuk burst yaitu lebih dari satu bit terganggu dalam satu satuan waktu.

Pengertian Flow Control

Flow Control adalah proses mengelola laju transmisi data antara dua node untuk mencegah pengirim terlalu cepat kehabisan data dan penerima lambat dalam menerima data. Ini adalah mekanisme untuk pengirim dan penerima untuk mengontrol kecepatan transmisi, sehingga node penerima tidak kewalahan dengan data dari transmisi node. Flow control harus dibedakan dari kontrol kongesti, yang fungsinya digunakan untuk mengendalikan aliran data ketika kemacetan telah benar-benar terjadi.

Pengertian Error Control

Error Control adalah mekanisme untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan yang terjadi pada pentransmisian frame. Model yang akan digunakan, yang juga mencakup kasus khusus, diilistrasikan pada gambar di samping ini sebagaimana sebelumnya, data dikirim sebagai deretan frame, frame tiba sesuai perintah yang sama saast dikirim, dan masing-masing frame yang ditransmisikan mengalami perubahan dan sejumlah variabel penundaan sebelum mencapai penerima. Selain itu, diakui kemungkinan adanya dua jenis kesalahan, yaitu:
  • Hilangnya frame : frame gagal mencapai sisi lain. Sebagai contoh, derau yang kuat bisa merusak frame sampai pada tingkat dimana receiver menyadari bahwa frame sudah ditransmisikan.
  • Kerusakan frame : frame diakui telah tiba, namun beberapa bit mengalami kesalahan (sesudah berubah selama transmisi).

Layanan Link Layer pada Data Link 

Berikut layanan link layernya
1.Framing
Framing merupakan cara pembungkusan datagram ke bentuk frame sebelum ditransmisikan.
2. Physical Address
Apabila frame ini didistribusikan ke sistem lainnya pada jaringan, maka data link tersebut akan menambahkan sebuah header dimuka frame untuk mendefinisikan pengirim dan penerima.
3. Flow Control
Setiap node memiliki keterbatasan Buffer sehingga layer link memastikan pengiriman frame tidak lebih cepat dari pada pemrosesan frame pada receiver. Apabila bit rate berlebihan atau juga menurun maka flow control akan melakukan tindakan yang menstabilkan bit rate.
4. Access Control
Apabila perangkat terhubung dengan link yang sama lapisan data link perlu menentukan perangkat mana yang akan di kontrol pada saat tertentu.
5. Link Accsess
Link akses ini berhubungan dengan protokol kontrol akses media yang mengatur bagaimana frame dikirimkan ke tautan.
6. Reliable Delivery
Reliable Delivery ini merupakan pengiriman yang handal menjamin pengiriman datagram melalui link tanpa error.
7. Error Control
Error control ini apabila data link menambahkan physical layer reliability dengan penambahan mekanisme deteksi dan transmisi ulang frame yang gagal.
8. Error Detection
Error Detection ini merupakan bit error karena atenuasi sinyal pada link, namun hal ini tidak meminta frame reset dan frame yang salah akan dibuang.
9. Error Corection
Error Corection ini memberikan layanan tidak hanya mendeteksi tetapi juga mengoreksi kesalahan dan juga tidak semua protokol bisa berfungsi dan semua itu tergantung protokol yang digunakan.
Itulah layanan atau prosedur pengiriman data dari data link layer ke layer selanjutnya.
Layer ini sangat berperan penting dalam proses pengiriman data yang menjadikan beberapa data yang sudah dipisahkan menjadi dikelompokan ulang menjadi satu kesatuan yang utuh untuk diproses pengiriman ke layer selanjutnya.

Perangkat pada Data Link 

Meskipun data link layer sendiri merupakan sebuah lapisan yang sifatnya logic, alias tidak dapat dilihat dan juga digunakan secara fisik, namun demikian data link layer memiliki hubungan yang erat dengan beberapa perangkat keras jaringan yang tentu saja dapat kita lihat dan kita gunakan secara fisik. Yang pertama, sudah disinggung sebelumnya, yaitu network Card, yang merupakan bagian penting dari sebuah data link layer, terutama dalam menyediakan MAC address yang digunakan untuk proses pengalamatan secara fisik.

Selain itu, ada beberapa perangkat keras jaringan komputer lainnya yang bekerja sama dengan lapisan data link layer ini. Bridge dan juga switch merupakan perangkat keras jaringan komputer yang bekerja secara fisik dan memiliki kaitan yang erat dengan data link layer. Hal ini sesuai dengan fungsi dari bridge dan juga switch itu sendiri yang berfungsi untuk :

  • Memecah – mecah jaringan yang terdiri dari satu server ke dalam beberapa user (merupakan proses transmisi data, dimana data link layer merupakan layer atau lapisan ke – 6, kemudian
  • Menggabungkan sebuah jaringan menjadi satu kesatuan jaringan yang besar (merupakan proses penerimaan data, dimana data link layer dapatberperan menjadi layer atau lapisan kedua).
Pada layer Data Link dapat digunakan bridge atau switch layer 2 pada segment LAN. Dengan segmentasi, switch dan bridge membuat sebuah collision domain terpisah untuk setiap node (mesin), sehingga jumlah collision yang terjadi pada network dapat dikurangi dengan effektif. Collision domain adalah sekelompok node yang berbagi media yang sama dan dipisahkan oleh switch atau bridge. Collision dapat terjadi jika 2 node berusaha melakukan transmisi bersamaan dalam satu collision domain. Karena itu diperlukan untuk menambah jumlah collision domain.

Bridges

Karena network yang terus berkembang dan menjadi semakin komplex, hub dan repeater tidak lagi cocok digunakan. Karena keduanya tidak men-segmentasi network, semua mesin yang terhubung pada hub atau repeater harus berbagi bandwidth yang sama. Juga, jika sangat mungkin terjadi jumlah collision yang banyak. Transparent bridge dibuat untuk membantu mengatasi problem pada hub dan repeater. Transparent disini digunakan untuk menunjukkan bahwa mesin-mesin yang berada pada network tidak menyadari adanya perangkat ini. Bridge menggunakan sebuah software untuk mem-forward frame.
 
Berikut adalah tugas utama yang dilakukan oleh bridge dan juga switch :
  • Source MAC address dari setiap frame yang datang akan diperiksa dan dicatat.
  • Frame-frame dapat diforward atau difilter tergantung dari MAC address destination. (dapat juga di flood/dikirim kesemua port, jika destination MAC address belum dikenali)
  • Menghilangkan loops yang disebabkan adanya koneksi redundant dengan menggunakan Spanning Tree Protocols (STP).
Saat frame diterima dari setiap mesin, bridge dan switch mengupdate table bridge dengan MAC address dan interface dimana frame tersebut datang.
 
Jika destination address dari frame yang datang adalah..
  • Unicast : bridge akan mengecek tabel bridge terlebih dulu. Jika address destination tidak terdapat pada tabel, maka bridge akan mem-forward frame pada semua interface kecuali interface dimana frame tersebut datang. Jika address destination ada pada tabel bridge dan berada pada interface yang berbeda dengan interface ketika frame datang, maka bridge akan mem-forward frame pada interface yang sesuai dalam tabel bridge. Jika address destination ada pada tabel bridge dan berada pada interface yang sama dengan pengirim, maka frame akan di filter.
  • Multicast : bridge akan mem-forward frame ke semua interface kecuali interface dimana frame tersebut datang.
  • Broadcast: bridge akan mem-forward frame kesemua interface kecuali interface dimana frame tersebut datang.

Switches

Switch layer 2 sebenarnya adalah bridge multi-port; karena itu, switch layer 2 memiliki fungsi-fungsi yang sama dengan bridge. Meski begitu ada beberapa hal yang membedakan switch dari bridge, misalnya, switch menggunakan hardware atau chip Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) untuk mem-forward frame, dan tidak menggunakan software. Juga, setiap port switch memiliki bandwidth sendiri-sendiri, bandwidth yang disediakan pada port switch adalah 10 Mbps, maka segment LAN yang terhubung pada port memiliki bandwidth sebesar 10 Mbps juga.
 
 
Data frame
Layer data link melakukan format pada pesan atau data menjadi pecahan-pecahan, yang disebut sebagai Data Frame dan menambahkan sebuah header yang terdiri dari alamat perangkat keras tujuan dan asalnya.Memecah-mecah aliran bit menjadi frame-frame lebih sulit dibandingkan dengan apa yang kita kira. Untuk memecah-mecah aliran bit ini, digunakanlah metode-metode khusus.
Ada empat buah metode yang dipakai dalam pemecahan bit menjadi frame, yaitu :
  1. Karakter penghitung
  2. Pemberian karakter awal dan akhir, dengan pengisian karakter
  3. Pemberian flag awal dan akhir, dengan pengisian bit
  4. Pelanggaran pengkodean Physical layer
contoh data frame yakni MAC Address pada switch ataupun bridge
 
pengiriman sebuah paket dengan informasi hanya mengenai sebuah Desa (IP Address) saja, dari alamat yang dicari, namun tidak memberikan informasi yang spesifik seperti informasi mengenai nomer alamat (MAC Address) sebuah rumah.Ketika paket data keluar dari sebuah Router, paket tersebut akan dibungkus dengan informasi kontrol di layer Data Link, tetapi informasi tersebut akan di lepas di router penerima dan yang tertinggal adalah paket aslinya.
 
MAC Address
Mac address adalah sebuah alamat jaringan yang diimplementasikan pada lapisan data-link dalam tujuh lapisan model OSI, yang merepresentasikan sebuah node tertentu dalam jaringan. Dalam sebuah jaringan berbasis Ethernet, MAC address merupakan alamat yang unik yang memiliki panjang 48-bit (6 byte) yang mengidentifikasikan sebuah komputer, interface dalam sebuah router, atau node lainnya dalam jaringan.
 
Ethernet mentransmisikan data melalui kabel jaringan dalam bentuk paket-paket data yang disebut dengan Ethernet Frame. Sebuah Ethernet frame memiliki ukuran minimum 64 byte, dan maksimum 1518 byte dengan 18 byte di antaranya digunakan sebagai informasi mengenai alamat sumber, alamat tujuan, protokol jaringan yang digunakan, dan beberapa informasi lainnya yang disimpan dalam header serta trailer (footer). Dengan kata lain, maksimum jumlah data yang dapat ditransmisikan (payload) dalam satu buah frame adalah 1500 byte.

Jenis-jenis frame Ethernet :

1. Ethernet II (yang digunakan untuk TCP/IP)
2. Ethernet 802.3 (atau dikenal sebagai Raw 802.3 dalam sistem jaringan Novell, dan digunakan untuk berkomunikasi dengan Novell NetWare versi 3.11 atau yang sebelumnya)
3. Ethernet 802.2 (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 without Subnetwork Access Protocol, dan digunakan untuk konektivitas dengan Novell NetWare 3.12 dan selanjutnya)
4. Ethernet SNAP (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 with SNAP, dan dibuat sebagai kompatibilitas dengan sistem Macintosh yang menjalankan TCP/IP)
5. IEEE 802.11
* 802.11 a
* 802.11 b
* 802.11 a/b
* 802.11 g
* 802.11 a/b/g
 
Setiap format frame Ethernet di atas tidak saling cocok/kompatibel satu dengan lainnya, sehingga menyulitkan instalasi jaringan yang bersifat heterogen. Untuk mengatasinya, lakukan konfigurasi terhadap protokol yang digunakan via sistem operasi.
 
Proses pengiriman data Antar Ethernet
  • Ada proses negosiasi, ketika terjadi hubungan antar node-node.
  • Bila sebuah perangkat mempunyai kemampuan full duplex, namun bagian yang lain tidak mempunyai kemampuan full duplex (mekanisme ini disebut auto-deteksi) maka Ethernet pengirim akan menggunakan metode half duplex dalam pengiriman datanya, atau terjadi proses pemilihan akan bekerja di 10 atau 100 Mbps.
  • Kompleks

 

Baca juga : Network Layer

Ref : [1][2][3][4][5]