OSI Model: Memahami Tujuh Macam Lapisan pada Jaringan Komputer
From Sony AK Knowledge Center
Pengenalan
Open Systems Interconnection (OSI) model adalah suatu referensi untuk memahami komunikasi data antara dua buah sistem yang saling terhubung. OSI layer membagi proses komunikasi menjadi tujuh lapisan. Setiap lapisan berfungsi untuk melakukan fungsi-fungsi spesifik untuk mendukung lapisan diatasnya dan sekaligus juga menawarkan layanan untuk lapisan yang ada di bawahnya. Tiga lapisan terbawah akan fokus pada melewatkan trafik melalui jaringan kepada suatu sistem yang terakhir. Empat lapisan teratas akan bermain pada sistem terakhir untuk menyelesaikan proses komunikasinya.
Melalui tulisan ini kita akan memahami setiap lapisan pada tujuh lapisan OSI tersebut, termasuk fungsi-fungsi dan hubungan antar lapisan tersebut. Hal ini akan memberikan Anda gambaran umum mengenai proses jaringan, yang mana berikutnya bisa menjadi semacam framework untuk memahami lebih detail mengenai jaringan komputer.
Selain itu, artikel ini juga akan membahas mengenai perbandingan antara OSI model yang sifatnya teoritis dengan model TCP/IP yang sifatnya fungsional. Meskipun TCP/IP sudah digunakan pada jaringan komunikasi sebelum adopsi dari OSI model, akan tetapi TCP/OP juga mendukung fungsi-fungsi dan fitur yang sama pada susunan lapisan yang berbeda.
Gambaran Umum dari OSI Model
Suatu model jaringan menawarkan sebuah arti umum untuk memisahkan fungsi-fungsi jaringan komputer ke dalam beberapa lapisan. Setiap lapisan ini akan bergantung pada lapisan dibawahnya untuk memberikan kemampuan dan melakukan dukungan pula bagi lapisan yang ada di atasnya. Model fungsional yang berlapis seperti itu biasanya disebut juga suatu 'protocol stack' atau 'protocol suite'.
Protokol atau aturan dapat melakukan pekerjaan mereka bisa dalam bentuk software maupun hardware atau, dalam protocol stack pada umumnya, merupakan suatu kombinasi dari keduanya. Biasanya stack atau lapisan-lapisan yang terbawah akan melakukan pekerjaannya dalam bentuk hardware atau firmware (atau software yang jalan pada chip hardware yang khusus) sedangkan stack atau lapisan-lapisan yang lebih tinggi akan bekerja dalam bentuk software.
OSI model adalah suatu struktur tujuh lapis yang mendefinisikan kebutuhan untuk komunikasi antara dua buah komputer. Standar ISO (badan internasional untuk urusan standarisasi) nomor 7498-1 telah mendefinisikan OSI model ini. Model ini mengijinkan semua elemen jaringan untuk bekerja bersama, tidak peduli siapa yang membuat protokol dan tidak peduli pula vendor komputer yang membuatnya.
Keuntungan utama dari OSI model adalah sebagai berikut:
- Membantu pengguna untuk memahami big-picture dari jaringan.
- Membantu pengguna untuk memahami bagaimana elemen hardware dan software bisa bekerja bersama.
- Menjadikan troubleshooting lebih mudah dengan membedakan atau memisahkan jaringan menjadi bagian-bagian yang lebih terstruktur.
- Mendefinisikan suatu terminologi yang mana dapat digunakan oleh para profesional di bidang jaringan komputer untuk membandingkan hubungan fungsi dasar pada jaringan yang berbeda.
- Membantu pengguna untuk memahami teknologi baru ketika teknologi tersebut sedang dikembangkan.
- Membantu dalam menjelaskan produk dari suatu vendor mengenai fungsi yang ada pada produknya.
Layer 1 - Physical Layer
Physical layer pada OSI model mendefinisikan spesifikasi konektor dan antarmuka, dan juga kebutuhan mediumnya (kabel). Spesifikasi elektrik, mekanik, fungsi dan prosedur diberikan untuk proses pengiriman suatu bit stream pada suatu jaringan komputer.
Komponen dari physical layer diantaranya adalah:
- Komponen sistem pengkabelan
- Adapter yang menghubungkan media ke antarmuka fisik
- Desain konektor dan fungsi-fungsi dari setiap pin
- Hub, repeater dan spesifikasi patch panel
- Komponen sistem wireless
- Parallel SCSI (Small Computer System Interface)
- Network Interface Card (NIC)
Pada lingkungan LAN, kabel category 5e UTP (Unshielded Twisted Pair) biasanya digunakan pada physical layer untuk koneksi peranti yang individual. Pengkabelan dengan fiber optic biasanya sering digunakan pada physical layer di hubungan vertikal atau riser backbone. Badan-badan seperti IEEE, EIA/TIA/ ANSI dan badan standar lainnya juga membuat standar untuk layer ini.
Catatan: Physical layer pada OSI model hanyalah bagian dari LAN (Local Area Network).
Layer 2 - Data Link Layer
Layer 2 dari OSI model berfungsi untuk memberikan dukungan sebagai berikut:
- Mengijinkan suatu peranti untuk melakukan akses jaringan untuk mengirim dan menerima pesan
- Menawarkan alamat fisik sehingga suatu data dari suatu perantii dapat dikirimkan dalam jaringan
- Bekerja dengan software jaringan suatu peranti ketika mengirim dan menerima pesan
- Memberikan kemampuan error-detection
Komponen jaringan yang unum yang berfungsi pada layer 2 termasuk berikut ini:
- Network interface card (NIC)
- Ethernet dan Token Ring switch
- Bridge
NIC memiliki alamat layer 2 atau biasa dikenal dengan MAC address. Suatu switch akan menggunakan alamat ini untuk melakukan filter dan forward trafik, membantu untuk memperbaiki congestion dan collision dalam suatu segmen jaringan.
Bridge dan switch juga berfungsi sama, akan tetapi bridging biasanya adalah suatu software di dalam suatu CPU, sementara switch menggunakan Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) untuk melakukan pekerjaannya pada suatu hardward, yang mana hal itu akan menjamin proses yang lebih cepat.
Layer 3 - Network Layer
Layer 3, bernama network layer dari OSI model, memberikan sistem pengalamatan logis end-to-end sehingga suatu paket data dapat dirutekan (routed) melewati beberapa jaringan pada layer 2 (Ethernet, Token Ring, Frame Relay dll). Perlu dicatat bahwa alamat network layer dapat diasosiasikan sebagai suatu logical address.
Pada awalnya, para pembuat software, seperti Novell, membangun model pengalamatan layer 3 yang sifatnya masih proprietary. Namun demikian, industri jaringan telah berkembang sampai pada suatu titik yang mana membutuhkan metode pengalamatan layer 3 yang umum dan standar. Internet Protocol atau IP address membuat jaringan lebih mudah, baik secara setup maupun secara interkonektivitasnya dengan yang lain. Internet menggunakan sistem IP address untuk memberikan konektivitas kepada jutaan jaringan yang tersebar di seluruh dunia.
Untuk membuatnya lebih mudah mengatur jaringan dan mengatur aliran dari paket data, banyak organisasi yang kemudian memisahkan sistem pengalamatan network layer mereka menjadi bagian yang lebih kecil, yang mana disebut dengan subnet. Router menggunakan jaringan atau bagian subnet dari pengalamatan IP untuk meroute trafik ke dalam jaringan yang berbeda. Setiap router harus dikonfigurasi secara khusus untuk network atau subnet yang akan terhubung pada antarmukanya.
Router berkomunikasi dengan yang lainnya menggunakan routing protocol, seperti Routing Information Protocol (RIP) dan Open version of Shortest Path First (OSPF), untuk belajar terhadap jaringan lain yang ada dan untuk menghitung jalan yang terbaik untuk mencapai tiap jaringan yang berdasarkan dari beragam kriteria (seperti jalur dengan jumlah router yang palin sedikit). Router dan sistem jaringan lainnya membuat keputusan routing pada network layer.
Ketika melewatkan paket data ke dalam jaringan yang berbeda, adalah menjadi suatu kebutuhan untuk mengatur outbound size kepada suatu nilai yang kompatibel dengan protokol layer 2 yang sedang digunakan saat ini. Network layer mencapainya melalui suatu proses yang dinamakan fragmentasi. Network layer pada suatu router biasanya bertanggung jawab untuk melakukan fragmentasi ini. Seluruh penggabungan kembali dari paket-paket yang sudah terfragmentasi terjadi pada network layer di sistem akhir.
Dua dari fungsi tambahan dari network layer adalah untuk melakukan diagnosa dan melakukan reporting dari variasi logis pada operasi jaringan yang normal. Ketika proses diagnosa bisa diinisiasi oleh sistem jaringan manapun, sistem juga akan melakukan pencarian terhadap variasi dan melaporkannya kepada pengirim dari paket data yang diketahui berada diluar kondisi normal dari operasi jaringan.
Pengecualian dari pelaporan variasi adalah pada kalkulasi validasi konten. Jika kalkulasi yang dilakukan oleh sistem penerima tidak sama dengan nilai yang dikirim dari sistem asalnya, maka si penerima akan mengabaikan paket yang berhubungan tanpa mengirimkan laporan kepada pengirimnya. Proses pengiriman kembali atau retransmission akan berada pada layer protokol yang lebih tinggi.
Beberapa fungsi keamanan dasar juga dapat diatur dengan cara melakukan filter menggunakan sistem pengalamatan layer 3 pada router atau peranti yang sejenis lainnya.
Layer 4 - Transport Layer
Layer 4, bernama transport layer pada OSI model, menawarkan komunikasi end-to-end antara peranti terakhir melalui sebuah jaringan. Tergantung dari aplikasinya, transport layer juga menawarkan connection-oriented atau connectionless, best-effor communication dan juga komunikasi yang sifatnya reliable atau bisa diandalkan.
Beberapa fungsi-fungsi yang ditawarkan pada transport layer termasuk:
- Identifikasi aplikasi
- Identifikasi entitas client-side
- Konfirmasi yang menyatakan bahwa seluruh pesan yang datang lengkap
- Segmentasi dari data bagi transport jaringan
- Kontrol terhadap aliran data untuk mencegah memory overrun
- Membangun dan memelihara kedua belah pihak virtual circuit
- Deteksi terhadap kesalahan transmisi
- Realignment terhadap data yang tersegmentasi pada urutan yang benar di sisi penerima
- Multiplexing atau saling berbagi multiple session pada satu koneksi fisik
Protokol transport layer yang paling umum adalah TCP (Transmission Control Protocol) yang bersifat connection-oriented dan UDP (User Datagram Protocol) yang sifatnya connectionless.
Layer 5 - Session Layer
Layer 5, yang bernama session layer, memberikan beragam layanan, termasuk untuk melacak jumlah byte yang masing-masing akhir dari session-nya sudah menerima kode acknowledge dari akhir session lainnya. Session layer ini mengijinkan fungsi aplikasi pada peranti untuk membangun, mengatur dan menghentikan suatu dialog dalam suatu jaringan. Fungsi session layer diantaranya adalah sebagai berikut:
- Koneksi virtual antara entitas aplikasi
- Sinkronisasi dari aliran data
- Pembuatan unit-unit dialog
- Negosiasi parameter koneksi
- Mempartisi layanan menjadi kelompok-kelompok fungsional
- Acknowledgement dari data yang diterima selama suatu session terjadi
- Pengiriman ulang (retransmission) dari data jika data tersebut tidak diterima oleh peranti (device)
Layer 6 - Presentation Layer
Layer 6, yang bernama presentation layer, bertanggungjawab untuk bagaimana suatu data format aplikasi ingin dikirimkan ke jaringan. Presentation layer pada dasarnya mengijinkan aplikasi untuk membaca (atau mengerti) pesan yang dikirimkan.
Contoh dari fungsi presentation layer adalah sebagai berikut:
- Enkripsi dan dekripsi dari suatu pesan untuk alasan keamanan
- Kompresi dan dekrompresi suatu pesan sehingga dapat dikirimkan pada jaringan secara efisien
- Memformat grafis
- Melakukan translasi konten
- Melakukan translasi yang sifatnya spesifik terhadap suatu sistem tertentu
Layer 7 - Application Layer
Layer 7, yang bernama application layer, memberikan suatu antarmuka bagi end-user yang mengoperasikan peranti yang terhubung ke jaringan. Layer ini merupakan "apa yang user lihat", dalam konteks loading aplikasi (seperti web browser atau email); yang mana, application layer ini merupakan data yang user lihat selama menggunakan aplikasi dalam jaringan.
Contoh dari fungsi application layer adalah sebagai berikut:
- Mendukung file transfer
- Kemampuan untuk melakukan pencetakan (print) pada jaringan
- Surat elektronik (email)
- Pengiriman pesan elektronik (electronic messaging)
- Melakukan browsing pada World Wide Web
Layer 8, 9 dan 10
Selain layer di atas, ada juga layer 8, 9 dan 10, yang mana layer-layer tersebut tidak secara official merupakan bagian dari OSI model. Layer-layer tersebut merujuk pada aspek non-teknis dari jaringan komputer yang mana seringkali bersinggungan dengan desain dan operasional dari suatu jaringan komputer.
Layer 8 biasanya merujuk pada "office politics" layer. Pada kebanyakan organisasi, ada sedikitnya satu kelompok yang oleh manajemen menerima perlakukan 'spesial'. Ketika sampai pada konteks jaringan, ini berarti kelompok ini akan selalu mendapat peralatan mutakhir dan kecepatan tertinggi pada jaringan komputer di organisasi tersebut.
Layer 9 umumnya disebut sebagai "blinder" layer. Layer ini berlaku pada manajer organisasi yang sudah memutuskan, biasanya dengan sedikit informasi, untuk menggunakan rencana jaringan yang sudah terbukti sukses digunakan sebelumnya. Mereka biasanya akan mengatakan seperti berikut ini:
"Jaringan ini sudah terbukti bekerja pada perusahaan saya yang lama, jadi kita akan menggunakannya di organisasi kita sekarang."
"Semua orang mengatakan ini adalah solusi yang terbaik."
"Saya baca di majalah penerbangan bahwa itu adalah solusi terbaik untuk melakukannya, jadi kita akan melakukannya juga."
Apa yang para manajer ini lupa adalah mereka telah membayar orang-orang yang berkompeten dan berkualifikasi tinggi untuk memberikan informasi bagi mereka. Para manajer ini melakukan bypass dalam hal perencanaan dalam rangka untuk membuat keputusan yang cepat.
Layer 10, adalah "user" layer, yang mana ini ada di setiap organisasi. Akan tetapi user di sini berarti lebih daripada hanya sebuah layer. Karena merekalah maka ada jaringan komputer, dan user juga menjadi bagian yang besar dalam hal troubleshooting. Ini menjadi kenyataan ketika suatu user yang memiliki komputer di rumah dan mereka memutuskan untuk "membantu" administrator jaringan atau manajer dengan cara melakukan perubahan pada jaringan tanpa berkonsultasi dahulu dengan staf jaringan. Tantangan yang sama juga terjadi pada user yang "didn't do anything" ketika segmen jaringannya tiba-tiba menjadi tidak bekerja. Pada kasus-kasus ini, layer 10 sering pula disebut dengan layer 10 trouble atau diberi label "ID10T" oleh beberapa teknisi.
TCP/IP Model Overview
OSI model mendefinisikan jaringan komputer dalam tujuh lapisan (layer). Sementara banyak implementasi dari jaringan komputer yang menggunakan tujuh layer tersebut, kebanyakan jaringan saat ini menggunakan TCP/IP model. Tapi, para profesional jaringan terus-menerus mendefinisikan fungsi-fungsi jaringan yang berhubungan dengan OSI layer.
TCP/IP model menggunakan empat layer untuk melakukan fungsi-fungsi pada seven-layer OSI model.
Network access layer berfungsi sama seperti kombinasi physical dan data link layer (1 dan 2) pada OSI model. Internet layer melakukan fungsi yang sama seperti network layer (3) pada OSI model.
Segala sesuatunya mulai nampak rumit pada host-to-host layer pada TCP/IP model. Jika host-to-host protocol adalah TCP, maka persamaannya pada OSI model adalah pada transport dan session layer (4 dan 5). Sementara jika kitra bicara UDP, maka hal tersebut akan sama fungsinya seperti pada transport layer pada OSI model.
TCP/IP process layer, ketika digunakan dengan TCP, memberikan fungsi-fungsi seperti presentation dan application layer pada OSI model (6 dan 7). Ketika TCP/IP transport layer adalah UDP, maka fungsi process layer yang ekuivalen adalah dengan session, presentation dan application layer pada OSI model (5, 6 dan 7).
Peralatan pada Layer
Beberapa layer menggunakan peralatan untuk mendukung fungsi-fungsinya. Hub berhubungan dengan aktivitas pada "Layer One". Penamaan pada masing-masing peranti menandakan fungsional layernya, seperti "Layer Two Switch" atau "Layer Three Switch". Fungsi-fungsi router berfokus pada "Layer Three". User workstation dan server biasanya diidentifikasikan dengan "Layer Seven".
Kesimpulan
Keuntungan yang paling terlihat dari OSI model adalah membantu kita untuk berpikir secara terstruktur mengenai jaringan dan ini merupakan bahasa yang universal bagi para pemula, profesional jaringan dan para praktisi ketika berbicara seputar fungsi-fungsi pada jaringan komputer.
Referensi
