Transport Layer Characteristics
Role of the Transport Layer
Program lapisan aplikasi menghasilkan data yang harus dipertukarkan antara host sumber dan tujuan. Lapisan transport bertanggung jawab untuk komunikasi logis antara aplikasi yang berjalan pada host yang berbeda. Ini mungkin termasuk layanan seperti membangun sesi sementara antara dua host dan transmisi informasi yang andal untuk suatu aplikasi.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, lapisan transport adalah penghubung antara lapisan aplikasi dan lapisan bawah yang bertanggung jawab untuk transmisi jaringan.
Lapisan transport tidak memiliki pengetahuan tentang jenis host tujuan, jenis media yang harus dilalui data, jalur yang diambil oleh data, kemacetan pada tautan, atau ukuran jaringan.
Lapisan transport mencakup dua protokol:
- Transmission Control Protocol (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
Transport Layer Responsibilities
Tracking Individual Conversations
Pada lapisan transport, setiap kumpulan data yang mengalir antara aplikasi sumber dan aplikasi tujuan dikenal sebagai percakapan dan dilacak secara terpisah. Ini adalah tanggung jawab lapisan transport untuk memelihara dan melacak beberapa percakapan ini.
Seperti yang diilustrasikan pada gambar, sebuah host mungkin memiliki beberapa aplikasi yang berkomunikasi melalui jaringan secara bersamaan.
Sebagian besar jaringan memiliki batasan jumlah data yang dapat dimasukkan dalam satu paket. Oleh karena itu, data harus dibagi menjadi bagian-bagian yang dapat dikelola.
Segmenting Data and Reassembling Segments
Ini adalah tanggung jawab lapisan transport untuk membagi data aplikasi ke dalam blok berukuran tepat. Tergantung pada protokol lapisan transport yang digunakan, blok lapisan transport disebut segmen atau datagram. Gambar tersebut mengilustrasikan lapisan transport menggunakan blok yang berbeda untuk setiap percakapan.
Lapisan transport membagi data menjadi blok-blok yang lebih kecil (yaitu, segmen atau datagram) yang lebih mudah untuk dikelola dan dipindahkan.
Add Header Information
Protokol lapisan transport juga menambahkan informasi header yang berisi data biner yang diatur ke dalam beberapa bidang ke setiap blok data. Nilai-nilai di bidang inilah yang memungkinkan berbagai protokol lapisan transport untuk melakukan fungsi yang berbeda dalam mengelola komunikasi data.
Misalnya, informasi header digunakan oleh host penerima untuk menyusun kembali blok data menjadi aliran data lengkap untuk program lapisan aplikasi penerima.
Lapisan transport memastikan bahwa bahkan dengan beberapa aplikasi yang berjalan pada perangkat, semua aplikasi menerima data yang benar.
Identifying the Applications
Lapisan transport harus dapat memisahkan dan mengelola beberapa komunikasi dengan kebutuhan kebutuhan transportasi yang berbeda. Untuk melewatkan aliran data ke aplikasi yang tepat, lapisan transport mengidentifikasi aplikasi target menggunakan pengenal yang disebut nomor port. Seperti yang diilustrasikan pada gambar, setiap proses perangkat lunak yang perlu mengakses jaringan diberi nomor port yang unik untuk host tersebut.
Conversation Multiplexing
Mengirim beberapa jenis data (misalnya, video streaming) melalui jaringan, sebagai satu aliran komunikasi yang lengkap, dapat menghabiskan semua bandwidth yang tersedia. Ini akan mencegah percakapan komunikasi lain terjadi pada saat yang bersamaan. Itu juga akan membuat pemulihan kesalahan dan transmisi ulang data yang rusak menjadi sulit.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, lapisan transport menggunakan segmentasi dan multiplexing untuk memungkinkan percakapan komunikasi yang berbeda untuk disisipkan pada jaringan yang sama.
Pemeriksaan kesalahan dapat dilakukan pada data dalam segmen, untuk menentukan apakah segmen diubah selama transmisi.
Transport Layer Protocols
IP hanya berkaitan dengan struktur, pengalamatan, dan perutean paket. IP tidak menentukan bagaimana pengiriman atau pengangkutan paket terjadi.
Protokol lapisan transport menentukan cara mentransfer pesan antar host, dan bertanggung jawab untuk mengelola persyaratan keandalan percakapan. Lapisan transport termasuk protokol TCP dan UDP.
Aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan keandalan transportasi yang berbeda. Oleh karena itu, TCP/IP menyediakan dua protokol lapisan transport, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Transmission Control Protocol (TCP)
IP hanya berkaitan dengan struktur, pengalamatan, dan perutean paket, dari pengirim asli ke tujuan akhir. IP tidak bertanggung jawab untuk menjamin pengiriman atau menentukan apakah koneksi antara pengirim dan penerima perlu dibuat.
TCP dianggap sebagai protokol lapisan transport berfitur lengkap yang andal, yang memastikan bahwa semua data tiba di tujuan. TCP mencakup bidang yang memastikan pengiriman data aplikasi. Bidang ini memerlukan pemrosesan tambahan oleh host pengirim dan penerima.
Catatan: TCP membagi data menjadi segmen-segmen.
Transport TCP analog dengan pengiriman paket yang dilacak dari sumber ke tujuan. Jika pesanan pengiriman dipecah menjadi beberapa paket, pelanggan dapat memeriksa secara online untuk melihat urutan pengiriman.
TCP menyediakan keandalan dan kontrol aliran menggunakan operasi dasar ini:
- Jumlah dan lacak segmen data yang dikirimkan ke host tertentu dari aplikasi tertentu
- Akui data yang diterima
- Mengirim ulang data yang tidak diketahui setelah jangka waktu tertentu
- Data urutan yang mungkin tiba dalam urutan yang salah
- Kirim data dengan kecepatan efisien yang dapat diterima oleh penerima
Untuk mempertahankan status percakapan dan melacak informasi, TCP pertama-tama harus membuat koneksi antara pengirim dan penerima. Inilah sebabnya mengapa TCP dikenal sebagai protokol berorientasi koneksi.
TCP Header
TCP adalah protokol stateful yang berarti melacak keadaan sesi komunikasi. Untuk melacak keadaan sesi, TCP mencatat informasi mana yang telah dikirim dan informasi mana yang telah diakui. Sesi stateful dimulai dengan pembentukan sesi dan diakhiri dengan penghentian sesi.
Segmen TCP menambahkan 20 byte (yaitu, 160 bit) overhead saat merangkum data lapisan aplikasi. Gambar menunjukkan bidang dalam header TCP.
TCP Header Fields
| TCP Header Field | Description |
|---|---|
| Source Port | A 16-bit field used to identify the source application by port number. |
| Destination Port | A 16-bit field used to identify the destination application by port number. |
| Sequence Number | A 32-bit field used for data reassembly purposes. |
| Acknowledgment Number | A 32-bit field used to indicate that data has been received and the next byte expected from the source. |
| Header Length | A 4-bit field known as ʺdata offsetʺ that indicates the length of the TCP segment header. |
| Reserved | A 6-bit field that is reserved for future use. |
| Control bits | A 6-bit field that includes bit codes, or flags, which indicate the purpose and function of the TCP segment. |
| Window size | A 16-bit field used to indicate the number of bytes that can be accepted at one time. |
| Checksum | A 16-bit field used for error checking of the segment header and data. |
| Urgent | A 16-bit field used to indicate if the contained data is urgent. |
User Datagram Protocol (UDP)
UDP adalah protokol lapisan transport yang lebih sederhana daripada TCP. Itu tidak memberikan keandalan dan kontrol aliran, yang berarti membutuhkan lebih sedikit bidang header. Karena proses UDP pengirim dan penerima tidak harus mengelola keandalan dan kontrol aliran, ini berarti datagram UDP dapat diproses lebih cepat daripada segmen TCP. UDP menyediakan fungsi dasar untuk mengirimkan datagram antara aplikasi yang sesuai, dengan sedikit overhead dan pengecekan data.
Catatan: UDP membagi data menjadi datagram yang juga disebut sebagai segmen.
UDP adalah protokol tanpa koneksi. Karena UDP tidak menyediakan keandalan atau kontrol aliran, itu tidak memerlukan koneksi yang dibuat. Karena UDP tidak melacak informasi yang dikirim atau diterima antara klien dan server, UDP juga dikenal sebagai protokol stateless.
UDP juga dikenal sebagai protokol pengiriman upaya terbaik karena tidak ada pengakuan bahwa data diterima di tempat tujuan. Dengan UDP, tidak ada proses lapisan transport yang menginformasikan pengirim tentang pengiriman yang berhasil.
UDP seperti menempatkan surat biasa, tidak terdaftar, melalui pos. Pengirim surat tidak mengetahui kesediaan penerima untuk menerima surat tersebut. Kantor pos juga tidak bertanggung jawab untuk melacak surat atau memberi tahu pengirim jika surat tidak sampai di tujuan akhir.
UDP Header
UDP adalah protokol stateless, yang berarti baik klien, maupun server, tidak melacak status sesi komunikasi. Jika keandalan diperlukan saat menggunakan UDP sebagai protokol transport, itu harus ditangani oleh aplikasi.
Salah satu persyaratan terpenting untuk mengirimkan video langsung dan suara melalui jaringan adalah bahwa data terus mengalir dengan cepat. Aplikasi video dan suara langsung dapat mentolerir beberapa kehilangan data dengan efek minimal atau tanpa efek nyata, dan sangat cocok untuk UDP.
Blok komunikasi dalam UDP disebut datagram, atau segmen. Datagram ini dikirim sebagai upaya terbaik oleh protokol lapisan transport.
Header UDP jauh lebih sederhana daripada header TCP karena hanya memiliki empat bidang dan membutuhkan 8 byte (yaitu, 64 bit). Gambar menunjukkan bidang dalam header UDP.
UDP Header Fields
| UDP Header Field | Description |
|---|---|
| Source Port | A 16-bit field used to identify the source application by port number. |
| Destination Port | A 16-bit field used to identify the destination application by port number. |
| Length | A 16-bit field that indicates the length of the UDP datagram header. |
| Checksum | A 16-bit field used for error checking of the datagram header and data. |
Socket Pairs
Port sumber dan tujuan ditempatkan di dalam segmen. Segmen tersebut kemudian dienkapsulasi dalam paket IP. Paket IP berisi alamat IP sumber dan tujuan. Kombinasi alamat IP sumber dan nomor port sumber, atau alamat IP tujuan dan nomor port tujuan dikenal sebagai soket.
Pada contoh pada gambar, PC secara bersamaan meminta layanan FTP dan web dari server tujuan.
Dalam contoh, permintaan FTP yang dihasilkan oleh PC mencakup alamat MAC Layer 2 dan alamat IP Layer 3. Permintaan juga mengidentifikasi nomor port sumber 1305 (yaitu, dihasilkan secara dinamis oleh host) dan port tujuan, mengidentifikasi layanan FTP pada port 21. Host juga telah meminta halaman web dari server menggunakan alamat Layer 2 dan Layer 3 yang sama . Namun, ia menggunakan nomor port sumber 1099 (yaitu, dihasilkan secara dinamis oleh host) dan port tujuan yang mengidentifikasi layanan web pada port 80.
Soket digunakan untuk mengidentifikasi server dan layanan yang diminta oleh klien. Soket klien mungkin terlihat seperti ini, dengan 1099 mewakili nomor port sumber: 192.168.1.5:1099
Soket pada server web mungkin 192.168.1.7:80
Bersama-sama, kedua soket ini bergabung untuk membentuk pasangan soket: 192.168.1.5:1099, 192.168.1.7:80
Soket memungkinkan beberapa proses, berjalan pada klien, untuk membedakan diri mereka satu sama lain, dan beberapa koneksi ke proses server untuk dibedakan satu sama lain.
Nomor port sumber bertindak sebagai alamat pengirim untuk aplikasi yang meminta. Lapisan transport melacak port ini dan aplikasi yang memulai permintaan sehingga ketika respons dikembalikan, itu dapat diteruskan ke aplikasi yang benar.