data link protocol - week 5 1 of 12 week #5 protokol data ... link protocol - week 5 3 of 12...

Data Link Protocol - Week 5 1 of 12

Week #5Protokol Data Link Control

Pengantar● Pada pembahasan Komunikasi Data, Topologi dan Medium

Transmisi kita sudah membahas tentang pengiriman sinyal melaluimedia transmisi.

● Pada pembahasan Data Link kita akan memfokuskan padapengiriman data pada suatu hubungan komunikasi.

● Oleh karena adanya kesalahan transmisi dan kebutuhan penerimauntuk mengatur kecepatan terhadap data yang diterima, makadibutuhkan lapisan tambahan yang disebut data link controlprotocol.

● Beberapa fungsi yang harus dilakukan oleh Data Link Controlantara lain :

– Sinkronisasi Frame

– Flow Control

– Error Control

– Pengalamatan

– Data dan kontrol pada jalur yang sama

– Manajemen sambungan

TerminologiFrame

kumpulan bit yang membentuk paket data. Ini adalah unittransmisi dan error control.

Transmission Time

waktu yang dibutuhkan pengirim untuk mengirimkan semua bitsebuah frame ke medium transmisi

Propagation Time

waktu yang dibutuhkan oleh sebuah bit untuk melintas sepanjangmedium transmisi dari pengirim ke penerima

Bit Length of a link

jumlah bit maksimum yang dapat berada sepanjang sebuahsambungan


B = panjang frame (bit)R = data rate pengirim (bps)d = jarak sambungan (antara pengirim dan penerima = m)V = kecepatan perambatan (m/s)

● Jika L adalah jumlah bit per frame, maka a = B/L adalah jumlahframe maksimum yang dapat tetap “sehat” pada medium antarapengirim dan penerima.

● Sehingga a adalah jumlah frame maksimal yang dapat terkirimkanpada satu waktu.

● Jika d konstan, maka a bertambah sebagaimana R bertambah

● Jika R konstan, maka a bertambah sebagaimana d bertambah

● a merupakan parameter penting untuk unjuk kerja protokol.

● Untuk meningkatkan utilization sambungan komunikasi, makadibutuhkan L lebih besar. Namun kemungkinan adanya kesalahanlebih besar ketika L besar.

FLOW CONTROL● Flow control mencegah pengirim terhadap kondisi penerima yang

memiliki keterbatasan kapasitas. Contoh : komunikasi antara PDAdengan PC melalui infrared.

Pengurangan Rs

Rs > Rr

Pengurangan d


● Penerima harus memproses setiap frame yang datang sebelummengirimkannya ke lapisan lebih atas, dan proses ini membutuhkanwaktu. Delay ini mungkin menyebabkan penampung penerima terusterisi (Rr < Rs)

● Ada dua cara bagi penerima agar dapat mengontrol aliran framedari pengirim :

• Stop and Wait Flow Control

• Sliding Window Flow Control

Stop and Wait

Mendukung acknowledged connectionless LLC. Mekanisme :

Penerima setelah menerima PDU dari pengirim, akan mengirimkanACK

Pengirim harus menunggu sampai menerima ACK. Setelahmenerima, baru mengirim PDU berikutnya

Stasiun tujuan harus berada pada kondisi stop, yaitudengan withholding acknowledgment.


Berikut gambaran algoritma untuk simplex Stop-and-Wait :

typedef enum {frame_arrival} event_type;#include "protocol.h"void sender2(void){

frame s; /* buffer for an outbound frame */packet buffer; /* buffer for an outbound packet */event_type event; /* frame arrival is the only possibility */while (true) {

from_network_layer(&buffer); /* go get something to send */s.info = buffer; /* copy it into s for transmission */to_physical_layer(&s); /* bye bye little frame *//* do not proceed until given the go ahead */wait_for_event(&event);

}}void receiver2(void){

frame r, s; /* buffers for frames */event_type event; /* framearrival is the only possibility */while (true) {

wait_for_event(&event); /* only possibility is frame arrival */from_physical_layer(&r); /* go get the inbound frame */to_network_layer(&r.info); /* pass the data to the network layer*/to_physical_layer(&s); /* send a dummy frame to awaken sender */

}}Untuk suatu blok data yang besar akan dipecah menjadi PDU yanglebih kecil, dengan alasan :

ukuran buffer penerima terbatas

untuk transmisi jarak jauh, kemungkinan terjadi error atau datahilang besar, sehingga akan lebih baik jika dikirim dalam PDUukuran kecil, sehingga jika dibutuhkan untuk pengiriman ulang,akan dikirim ulang dalam ukuran kecil.

Pada shared medium seperti LAN, biasanya satu station yangmengirim akan diberi jatah waktu pemakaian bandwidth. Sehinggajika paket data yang dikirimkan besar dan membutuhkan waktuyang lebih lama daripada jatah waktu yang diberikan, maka tentuakan terjadi kesalahan. Untuk itu paket data perlu di pecah.

Contoh berikut memperlihatkan perhitungan sederhana yangmenunjukkan tidak efisiennya teknik ini :


Dua titik stasiun berkomunikasi dengan menggunakan satelit. Jaraksatelit dengan permukaan bumi adalah 36.000 km. Sehingga jarakantara stasiun bumi adalah 72.000 km. Data rate ( R ) pengirimadalah 1 Mbps. Sehingga

B = (106 x 72,000,000)/3 x 108 = 240,000 bit

Jika panjang frame adalah 8000 bit, maka

a = 240000/8000 = 30

Sehingga bit pertama akan sampai pada tujuan membutuhkan waktu

72000000/(3 x 108) = 240 ms

Bit terakhir akan membutuhkan tambahan waktu 8 ms (8000/106 =0,008 sec = 8 ms). Sehingga waktu yang dibutuhkan untukpengiriman 1 frame + ACK adalah

Tp + Tt + Tp = 240 + 8 + 240 = 488 ms!!

Sliding Window

Untuk efisiensi, tentunya dapat dikirimkan pada saat yang sama lebihdari 1 PDU. Bagaimana itu terjadi?

Pada gambar Contoh Sliding Window Protocol, Station Bmengalokasikan buffer untuk menerima n PDU, dan station Adiijinkan untuk mengirimkan n PDU juga tanpa harus menungguACK untuk tiap PDUnya.

Untuk tetap menjaga PDU mana yang telah di terima (ACK), tiapPDU diberi nomor urut. Daftar nomor urutan setiap windowditentukan dari jumlah bit pada sequence bounded sizenya (K).Misal 3 bit, berarti sequence number dari 0 - 7.

Station B akan mengirim ACK yang berisi juga nomor PDU berikutyang siap diterima station B.

Station A memelihara daftar urutan paket yang dapat dikirim,sedangkan station B memelihara daftar urutan paket yang dapatditerima. Daftar urutan paket ini disebut sebagai window.

Jumlah maksimal urutan paket tidak menentukan jumlah paketPDU yang dapat dikirimkan pada saat yang sama.

Berikut adalah beberapa terminologi tentang teknik Sliding Window:


Berikut adalah contoh mekanisme pengiriman dan penerimaandengan teknik Sliding Window :

ERROR CONTROL- Error control merupakan suatu mekanisme untuk mendeteksi dan

membetulkan kesalahan yang terjadi dalam transmisi PDU. Adadua tipe kesalahan :


Lost PDU. PDU gagal untuk tiba di tujuan.

Damaged PDU. Reorganized PDU tiba, tapi ada beberapa bitinformasi dalam kondisi error.

- Teknik error control sebagian besar di dasarkan pada beberapaunsur berikut :

Error detection, penerima mendeteksi error dan membuang PDUyang error. Ada beberapa metode error detection, seperti ParityCheck dan CRC (Cyclic Redundancy Check). Error detectiondilakukan pada layer MAC.

Positive acknowledgment, tujuan mengembalikan positiveacknowledgment untuk menunjukkan bahwa PDU diterimadengan baik tanpa error.

Retransmission after timeout, sumber mengirim ulang PDU yangbelum diacknowledged setelah kurun waktu tertentu.

Negative acknowledgment and retransmission, tujuanmengembalikan negative acknowledgment terhadap PDU yangterdapat kesalahan. Sumber mengirim ulang PDU tersebut.

- Mekanisme-mekanisme tersebut bertindak sebagai automaticrepeat request (ARQ), dimana efek dari ARQ adalahmengembalikan data link unreliable ke reliable.

- Ada 3 teknik Error Control :

1.Stop and Wait ARQ

2.Go-Back-N ARQ

3.Selective-Reject ARQ

Stop and Wait ARQ

di dasarkan pada stop-and-wait flow control, dimana stasiunsumber mengirim sebuah PDU tunggal dan menunggu sebuahACK dari tujuan untuk dapat mengirimkan PDU tunggal berikutnya.

Ada dua error yang mungkin terjadi :

a. Damaged PDU. Penerima mendeteksi ini dengan menggunakanteknik error detection. Bagi si pengirim, ada definisi batasanwaktu untuk menerima ACK. Jika sampai pada batas waktu,tidak ada ACK, PDU yang sama akan dikirim ulang.

b. ACK yang rusak. Kemungkinan yang terjadi adalah stasiun


tujuan ketika mengirimkan ACK ke pengirim rusak, sehinggastasiun pengirim mengirim ulang PDU yang sama. Akibatnyapada stasiun penerima akan menerima 2 PDU yang sama.Untuk itu, setiap ACK yang dikirim akan diberi label ACK0 untukPDU1, ACK2 untuk PDU1, dst.

Go-Back-N ARQ

Go-back-N ARQ membenarkan beberapa kemungkinan berikut:

1. Damaged frame (PDU), jika PDU yang diterima invalid, Bmembuang frame dan tidak melakukan aksi. Ada dua kondisi :

a. A mengirimkan secara berurutan PDU (i + 1). B menerimaframe (i + 1) diluar order dan mengirimkan REJ i. A harusmengirim ulang PDU i dan PDU berikutnya yang dikirimkansebelumnya.

Damaged PDU

Damaged ACK


b. A tidak segera mengirimkan PDU tambahan, B tidakmenerima apapun dan tidak mengembalikan baik RR (ReadyReceive) atau REJ. Ketika waktu pada A habis, A akanmengirim RR dengan P bit=1. B akan menterjemahkan RR (Pbit =1) sebagai perintah untuk mengirimkan ACK terhadap RRtersebut, yang mengindikasikan PDU berikutnya, PDU i siapditerima. A menerima ACK tersebut, dan mengirim PDU i.

2. Damaged RR. Terdapat dua kondisi :

a. B Menerima PDU i dan mengirimkan RR (i + 1), namun hilangdalam pengiriman. Bagi A akan menunggu sampai timeout,RR (i + 1) tersebut, dan selama belum timeout A juga telahmengirim urutan PDU berikutnya.

b. Jika timer A habis, maka akan dikirim RR (P bit = 1), danmelakukan setting timer lain, disebut P-bit timer. Jika B gagalmeresponse terhadap RR, RR (P bit=1) akan expire dan Aakan mengirim ulang kembali RR (P bit=1) dan restarting P-bittimer. Prosedur ini diulang terus sampai B memberikan RRACK positif. Jika sampai pada batas pengulangan tertentutetap gagal, maka A akan melakukan prosedur reset.

3. Damaged REJ. Sama dengan kasus 1b.

Damaged Frame

Damaged RR


Selective-Reject ARQ

Ide dasarnya adalah pengirim akanmengirim ulang frame berdasar informasiSREJ atau time expire.

Pada sisi penerima harus menyediakanbuffer. Penerima harus memelihara urutanframe yang diterima, walaupun ada frameyang hilang dan dimintakan ulang kepengirim.

PENDETEKSIAN ERROR

● Prinsip dasarnya adalah sebagai berikut :


● Ada dua teknik umum :

• Parity Check

✔ 1 bit “parity” ditambahkan untuk tiap word

✗ Odd Parity : menjadikan jumlah bit 1 ganjil

✗ Event Parity : menjadikan jumlah bit 1 genap

✔ Tambahan 1 blok karakter check ditambahkan (longitudinalredudancy check)

• Cyclic Redundancy Check (CRC)

✔ Sebuah frame (M) ditambahkan sebuah checksum (F),sehingga pola bit (T) yang dikirimkan adalah sempurna sampaitujuannya jika habis dibagi dengan pola pembaginya (P).

✔ Contoh :

✗ M = 110011, P = 11001, R = 4

• Tambahkan 4 bit 0 di akhir frame M, di dapat 1100110000


• Sehingga T = 1100111001

• Latihan : M = 1101011011, P = 10011, tentukan T?

IEEE 802 Oleh Standarisasi IEEE 802, Data Link Layer terdiri dari 2 sub

layer, LLC (Logical Link Control : 802.2) dan MAC (Medium AccessCotrol)

Layer Data Link dan Layer Fisik adalah dua layer yang bersifatdependent.

data link protocol - week 5 1 of 12 week #5 protokol data ... link protocol - week 5 3 of 12...

Documents