DATA LINK LAYER

Data Link Layer

Data link layer adalah lapisan kedua dari bawah dalam model OSI, yang dapat melakukan konversi frame-frame jaringan yang berisi data yang dikirimkan menjadi bit-bit mentah agar dapat diproses oleh lapisan fisik.Lapisan ini merupakan lapisan yang akan melakukan transmisi data antara perangkat-perangkat jaringan yang saling berdekatan di dalam sebuah wide area network (WAN), atau antara node di dalam sebuah segmen local area network (LAN) yang sama. Lapisan ini bertanggungjawab dalam membuat frame, flow control, koreksi kesalahan dan pentransmisian ulang terhadap frame yang dianggap gagal. MAC address juga diimplementasikan di dalam lapisan ini. Selain itu, beberapa perangkat seperti Network Interface Card (NIC), switch layer 2 serta bridge jaringan juga beroperasi di sini.

Lapisan data-link menawarkan layanan pentransferan data melalui saluran fisik. Pentransferan data tersebut mungkin dapat diandalkan atau tidak: beberapa protokol lapisan data-link tidak mengimplementasikan fungsi Acknowledgment untuk sebuah frame yang sukses diterima, dan beberapa protokol bahkan tidak memiliki fitur pengecekan kesalahan transmisi (dengan menggunakan checksumming). Pada kasus-kasus tersebut, fitur-fitur acknowledgment dan pendeteksian kesalahan harus diimplementasikan pada lapisan yang lebih tinggi, seperti halnya protokol Transmission Control Protocol (TCP) (lapisan transport). 

PENGERTIAN DATA LINK

Data Link adalah medium transmisi antara stasiun-stasiun ketika suatu prosedur data link control dipakai

Tugas Link Layer :

1. Memindahkan datagram dari satu node ke node berikutnya melalui individual link dalam bentuk frame.
2. individual link : link antar node mungkin berbeda protokol, misalnya link pertama adalah ethernet, berikutnya frame relay.

FUNGSI DATA LAYER

·         Penyediaan interface layanan yang baik bagi network layer

·         Penentuan pengelompokkan bit dari phisichal layer ke dalam frame

·         Mengurusi masalah error transmisi

·         Pengaturan aliran frame pada penerima yang lambat dan pengirim yang cepat

FUNGSI SPESIFIK LAYER

Secara umum layer ini mengonversikan data dalam bentuk data frame dan bit. Secara spesifik layer ini memiliki beberapa fungsi, yakni:

1.        Mengubah paket ke dalam bit 1 atau 0 (biner) pada mesin pengirim dan mengembalikan bit-bit ke dalam paket pada mesin penerima.

2.        Menangani frame data di antara Network layer dan Physical layer.

3.        Menerima paket data dari Physical Layer (ke dalam frame data) kemudian dihantarkan ke Network layer.

4.        Bertanggung jawab atas keutuhan frame yang ditransfer ke komputer lain dengan melintasi Physical layer.

5.        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.

Lapisan data link terdiri dari dua sub Layer, yaitu Logical Link Control (LLC) dan Medium Access Control (MAC). Fungsi dari Logical Link Control (LLC) adalah memeriksa kesalahan dan menangani transmisi frame. Sedangkan fungsi Medium Access Control (MAC) adalah mengambil dan melepaskan data dari dank e kabel, menentukan protokol untuk akses ke kabel yang di share di dalam LAN.

Layanan Link layer :

1. Framing : membungkus (encapsulate) datagram ke bentuk frame sebelum ditransmisi
2. Physical addressing : Jika frame-frame didistribusikan ke sistem lainpada jaringan, maka data link akan menambahkan sebuah header di muka frame untuk mendefinisikan pengirim dan/atau penerima.
3. Flow control : Setiap node memiliki keterbatasan buffer, link layer menjamin pengiriman frame tidak lebih cepat dari pemrosesan frame pada penerima. Jika rate atau laju bit stream berlebih atau berkurang maka flow control akan melakukan tindakan yang menstabilkan laju bit.
4. Access control : Jika 2 atau lebih device dikoneksi dalam link yang sama, lapisan data link perlu menentukan device yang mana yang harus dikendalikan pada saat tertentu.
5. Link Access : protokol Media Access Control (MAC) mengatur bagaimana frame ditransmisikan ke dalam link, seperti point-to-point atau broadcast
6. Reliable Delivery; menjamin pengiriman datagram melalui link tanpa error
7. Error control : Data link menambah reliabilitas lapisan fisik dengan penambahan mekanisme deteksi dan retransmisi frame-frame yang gagal terkirim.
8. Error Detection : kesalahan bit akibat atenuasi sinyal atau noise dalam link, tetapi tidak meminta pengiriman ulang frame, dan frame yg salah akan dibuang
9. Error Correction : link layer tidak hanya mendeteksi, tetapi juga mengkoreksi kesalahan, tidak semua protokol mampu melayani, tergantung protokol yang digunakan.

TIGA LAYANAN DARI DATA LINK LAYER

1.        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.

2.        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.

3.        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) :

-              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.

-              Fase II, satu frame atau lebih mulai ditransmisikan.

-              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.

Penyediaan interface layanan yang baik bagi network layer

• Penentuan pengelompokkan bit dari phisichal layer ke dalam frame
• Mengurusi masalah error transmisi
• Pengaturan aliran frame pada penerima yang lambat dan pengirim yang cepat

Perangkat Data Link
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


1. 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.

2. 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 10Mbps, maka segment LAN yang terhubung pada port memiliki bandwidth sebesar 10Mbps juga.

3. 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 :

• Karakter penghitung
• Pemberian karakter awal dan akhir, dengan pengisian karakter
• Pemberian flag awal dan akhir, dengan pengisian bit
• 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.

4. 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 :

• Ethernet II (yang digunakan untuk TCP/IP)
• 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)
• 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)
• Ethernet SNAP (juga dikenal sebagai Ethernet 802.3/802.2 with SNAP, dan dibuat sebagai kompatibilitas dengan sistem Macintosh yang menjalankan TCP/IP)

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

BEBERAPA PROTOKOL YANG MENGGUNAKAN LAYER

Protokol ini adalah :

1. Logical Link Control: koreksi eror dan flow control, mengelola link control dan menetapkan SAP-SAP

2. 802.1 OSI Model

3. 802.2 Logical Link Control

4. Media Access Control: berkomunikasi dengna card adapter, mengontrol tipe media yang digunakan

5. 802.3 CSMA/CD (Ethernet)

6. 802.4 Token Bus (ARCnet)

7. 802.5 Token Ring

8. 802.12 Deman Priority

9.  IEEE 802

10. IEEE 802.2

11. ISO 2110

12. ISDN

PAKET DATA

Paket dari lapisan jaringan akan ditransportasikan dari host sumber ke host tujuan melewati jaringan fisik yang berbeda.

Bentuk media dari jaringan fisik tersebut adalah :

Ø copper wires

Ø Microwaves

Ø optical fibers

Ø satellite links.

1.    Sebelum ditransmisikan data dibagi menjadi paket yang kecil-kecil, karena

-   Jaringan tertentu hanya dapat menerima paket dengan panjang tertentu

-   Jenis flow control tertentu akan efisien jika berita di bagi dalam paket-paket kecil

-   Agar pengiriman jaringan tidak didominasi oleh user tertentu. Dengan paket data user di berikan batas jumlah paket yang dikirimkan

-   Paket data yang kecil hanya perlu buffer kecil pada bagian penerima

2.   Data juga tidak boleh di potong terlalu kecil, karena :

-   Setiap data memerlukan bit overhead (address, control field, flag, dll)

-   Waktu pengiriman > pemrosesan sebuah paket yang besar

Lapisan Data link melaksanakan 2 layanan dasar :

-   Membiarkan lapisan diatasnya untuk mengakses media dengan menggunakan teknik seperti framing.

-   Mengendalikan bagaimana data tersebut diletakkan pada media dan dapat menerima dari media menggunakan teknik seperti pengendali akses media dan deteksi kesalahan.