Model OSI dan TCP/IP

Apa Itu Model OSI dan TCP/IP?

Sesuai namanya, Model OSI dan TCP/IP adalah model atau arsitektur yang dijadikan acuan dasar dalam membuat dan mengembangkan jaringan (networking).

Definisi lain, Model OSI dan TCP/IP adalah suatu pola yang dijadikan standar dalam perangkat networking sehingga satu perangkat dapat compatible (cocok) dengan perangkat yang lain.

Bingung ya? Coba perhatikan sejarahnya berikut ini.

Jadi, ceritanya dahulu ketika masa-masa awal perkembangan komputer, ada persaingan dua vendor komputer yaitu International Business Machines Corporation (IBM) dan Digital Equipment Corporation (DEC). Masalahnya saat itu perangkat dari kedua vendor tersebut tidak saling compatible (cocok). Maksudnya begini, jika kita punya PC merk IBM, maka tidak bisa dipasangkan dengan perangkat (misal: monitor, printer) dari vendor DEC, demikian pula sebaliknya. Hal itulah yang membuat munculnya Model OSI yang dikembangkan oleh International Organization for Standardization (ISO) dan TCP/IP Model yang dikembangkan oleh Department of Defense (DoD).

Sudah ada gambaran? Jadi Model OSI dan Model TCP/IP hakekatnya berbeda tapi tujuannya sama yaitu sebagai sebuah standar yang memungkinkan semua perangkat saling compatible.

Dalam Model OSI terdapat 7 layer:
Physical, Data-link, Network, Transport, Session, Presentation, Application.

Pada Model TCP/IP (versi lama) memiliki 4 Layer:
Link, Internet, Transport, Application.

Sedangkan TCP/IP (versi baru) dibagi menjadi 5 layer:
Physical, Data-link, Network, Transport, Application.

Perbedaannya Apa?

Sebenarnya yang dipakai sebagai standar protokol dari dulu sampai saat ini adalah TCP/IP, sedangkan OSI hanya dijadikan sebagai teori untuk dipelajari. Oleh karena itu, kita akan lebih sering menggunakan Model OSI dalam praktiknya nanti. Termasuk dalam sertifikasi Cisco maupun mikrotik.

Mengenal dan Memahami Fungsi Setiap Layer

Sebelum melanjutkan ke pembhasan berikutnya, teman-teman perlu ketahui beberapa istilah berikut yang nantinya akan sering dipakai.

Protokol : adalah suatu aturan yang mengatur proses terjadi suatu hubungan, komunikasi atau perpindahan data pada jaringan komputer. Intinya setiap protokol dibedakan agar datanya diproses sesuai dengan jenisnya, tidak bercampur-baur.
PDU : Packet Data Unit, yaitu bentuk data yang sedang diproses, bisa berupa segment, packet, frame, ataupun bit,

Coba perhatikan Model OSI dan TCP/IP pada gambar thumbnail di atas. Kami sengaja memberikan perbedaan warna agar temen-temen bisa memahami fungsi setiap layer dan perbedaan antara OSI dan TCP/IP (versi baru) dengan mudah. Yaps, layernya sama, kecuali pada Application Layer (warna biru). TCP/IP meringkasnya dalam 1 layer sedangkan OSI menjabarkanya menjadi 3 layer. Prinsipnya, apa yang dilakukan pada layer 5-7 OSI yang warna biru, juga terjadi pada layer 4 TCP/IP. Demikian pula layer lainnya yang secara garis besar tugas dan cara kerjanya sama. Oleh karena itu Kami akan mennggunakan Model OSI untuk menjelaskan fungsi setiap layer OSI dan TCP/IP.

Application Layer.
Layer ini berfungsi sebagai perantara antara aplikasi (user interface) dan jaringan. Jadi saat aplikasi melakukan request ke jaringan (misal web browser request sebuah halaman web), layer ini lah yang menjadi perantaranya ke protokol terkait (dalam contoh kasus adalah web protocol yaitu HTTP).
Protokol : HTTP, SSH, POP3, SMTP, Telnet. Protokol ini digunakan sampai Session Layer sesuai jenis layanan, misalnya kita requet halaman web protokolnya HTTP/HTTPS, misal mengirim email protokolnya SMTP/POP3/IMAP. Sedangkan PDU (Protocol Data Unit)-nya berupa Data.
Presentation Layer.
Layer ini bertugas menentukan format dan melakukan enkripsi data. Contohnya saat teman-teman melakukan request halaman web, datanya akan dibentuk dalam format http-request dan dienkripsi misal supaya menjadi https menggunakan SSL/TLS.
Session Layer.
Session Layer mendefinisikan bagaimana komunikasi dimulai, dikontrol dan dihentikan. Contohnya begini, temen-teman pasti pernah buka beberapa tab dalam browser (misal satu ngakses google.com, satunya lagi mengakses webiptek.com). Nah session layer ini lah yang bertugas menjaga masing-masing koneksi supaya tetap terhubung dan data yang masuk tidak tertukar meskipun protokolnya sama dan masuknya juga bersamaan.
Transport Layer.
Layer ini bertugas untuk menyediakan koneksi reliable (TCP / Transmission Control Protocol) dan unreliable (UDP / User Datagram Protocol). Maksud reliable dan unreliable bukanlah terpercaya dan tidak terpercaya seperti kata google translate. Reliable di sini maksudnya koneksinya membutuhkan acknowledgement sedangkan Unreliable tidak memerlukan acknowledgement.
Apa itu acknowledgement? Sederhananya, acknowledgement adalah indikasi yang melaporkan data diterima dengan utuh, untuk lebih detailnya silakan baca Perbedaan TCP dan UDP. Di layer 4 ini juga terjadi yang namanya error-recovery, jadi semisal teman-teman request web dan datanya ada yang tertinggal, layer ini yang melakukan request lagi sampai datanya utuh kemudian diteruskan ke session layer. Di situlah gunanya acknowledgement, dia akan melakukan request lagi sampai datanya diterima dengan sempurna.
Perbedaan mendasar lainnya yaitu koneksi unreliable lebih cepat dibanding reliable karena si acknowledgement tadi. Contoh koneksi reliable: upload dan download file, contoh koneksi unreliable : DNS dan streaming.
Protokol : TCP dan UDP. Data Unit : Segment.
Network Layer.
Tugas layer ini yaitu melakukan pengalamatan dan melakukan routing. Bisa dianalogikan bahwa layer ini menentukan kemana data yang dibawa akan dikirim dengan proses yang namanya routing. Ada banyak routing protocol seperti RIP, OSPF, EIGRP, dll, yang masing-masing punya cara tersendiri dalam menentukan jalur mana yang akan dilewati. Contoh perangkat di layer 3 adalah router.
Protokol : IP. Data Unit : Packet.
Data-link Layer.
Data-link bertugas menentukan aturan ketika perangkat mengirim data melalui media, aturan tersebut biasanya berupa enkapsulasi. Kita akan belajar lebih jauh tentang enkapsulasi pada materi WAN. Perangkat Layer 2 adalah perangkat yang menghubungkan perangkat dengan media transmisi, conotohnya: switch, bridge, NIC.
Protokol : HDLC, PPP, Frame Relay. Data Unit : Frame.
Physical Layer.
Tugasnya mengconversi frame menjadi bits menentukan karakteristik fisik media transmisi. Di sini data ditransmisikan dalam bentuk bit.
Protokol : Ethernet, RJ-45, Fiber. Data Unit : Bit.

Bagaimana Cara Kerjanya?

Untuk lebih tahu tentang bagaimana networking model ini bekerja silakan perhatikan gambar di atas. Dalam kasus ini kita akan mencontohkan proses pengiriman data berupa file melalui FTP.

Proses pengiriman file dimulai dari aplikasi FTP, bisa berupa filezilla, dsb. Kemudian seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, layer pertama yang dilalui adalah Application Layer yang tugasnya menghubungkan aplikasi filezilla ke protocol jaringan yaitu FTP.
Kemudian masuk ke layer berikutnya, Presentation. Di layer ini dibuatlah data sesuai format file dan dilakukan enkripsi (misalnya FTPS).
Selanjutnya Session Layer membuat sebuah session untuk memulai koneksi dan menjaganya sampai proses selesai.
Karena ini adalah koneksi FTP maka dipilihlah jalur koneksi reliable pada Transport Layer. Pada layer ini data yang dikirim sudah dalam bentuk segments dan diberi tambahan Transport Header. Isi terpenting dalam header ini adalah informasi protokol yang digunakan (dalam kasus ini adalah TCP port 990).
Selanjutnya data menuju Network Layer kemudian diberi tambahan Network Header. Network header berisi diantaranya sebagai berikut:

• Version : Version merupakan penanda IP versi berapa
• Internet Header Lenght : Menampilkan seberapa besar ukuran IP Header Packet. Panjang/ukurannya minimal 20 bytes, dan maksimal 60 bytes.
• Type-of-Service : header berukuran 8 bit yang digunakan sebagai mekanisme Quality-of-Service (QoS) untuk menentukan prioritas setiap paket.
• Total Length : informasi panjang dari seluruh paket, jika Header Length mengidentifikasi besar ukuran IP Header Packet, jika Total Length akan mengidentifikasi besar ukuran seluruh paket termasuk data yang dikirim.
• Identifications, Flags, Fragment Offset : Ketiganya membahas tentang fragmentasi, Fragmentasi sendiri adalah saat IP Packet harus di pecah menjadi packet yang lebih kecil dengan tujuan agar dapat sukses terkirim melewati sebuah jaringan. Bagian ini juga memiliki kemampuan untuk merakit kembali paket yang telah dipecah belah menjadi utuh kembali.
• Time-to-Live(TTL) : angka berukuran 8 bit yang menunjukkan ‘sisa hidup’ sebuah paket. Nilai ini akan selalu dikurangi 1 satuan setiap kali paket melewati sebuah router (hop). Ketika nilai TTL mencapai angka = 0, maka paket akan di drop oleh router.
• Protocol, Menunjukkan tipe protokol apa yang ada pada segmen yang akan dienkapsulasi.
• Header Checksum : Memiliki panjang 16 bit yang digunakan untuk menyimpan checksum dari header.
• Source Address : Informasi IP address pengirim.
• Destination Address : Informasi IP address tujuan.
• IP Option : Parameter ini jarang digunakan. Parameter ini menyimpan sebuah nilai untuk opsi tertentu misalnya security, record route, time stamp, dll.

Di Network Layer juga terjadi yang namanya proses routing.
Setelah itu packets dari network layer masuk ke Data-Link layer, dan disini packet dienkapsulasi dalam sebuah frame dan ditambahkan data-link header.
Selanjutnya frame diteruskan ke Physical layer untuk diconvert ke dalam bentuk bit kemudian ditransmisikan ke device tujuan melalui media transmisi.
Saat masuk ke device tujuan atau device perantara, layer pertama yang dilalui adalah physical layer. Disini bits diconvert menjadi segment berupa frame dan diteruskan ke Data-link layer.
Pada data-link layer, data-link akan membaca data-link header kemudian menghapusnya. Jika ip device tujuan ada dalam ARP table, maka data langsung dikirim ke device tujuan (hal ini terjadi pada switch). Jika tidak maka akan dilanjutkan ke layer 3 yaitu network layer.
Pada network layer akan dibaca network header-nya. Untuk mengecek apakah perlu routing lagi atau memang device tersebut tujuannya (terjadi pada router). Namun pada kasus ini, jaringanya berupa peer to peer, yaitu PC ke PC secara langsung tanpa device perantara berupa switch ataupun router, jadi akan langsung diteruskan ke Transport Layer.
Pada transport layer, layer ini akan menggabungkan segment-segment yang ada dan mengecek apakah datanya error dan memberikan feedback (laporan), bahwa data sukses atau gagal diterima). Kemudian segment tersebut dikonversi ke bentuk data dan diteruskan ke layer berikutnya.
Masuk ke Session Layer, di sini data hanya diarahkan sesuai protokolnya untuk ditindak lanjuti oleh presentation layer.

Nah, itu dia gambaran umum tentang Model OSI dan TCP/IP. Sebagai networker, kita harus memahami konsep masing-masing layer khususnya layer 1-4. Hal ini sangat dibutuhkan dalam praktik nanti, implementasi yang paling sering yaitu pada saat troubleshoot. Teman-teman akan menemui error dan mencari di mana errornya serta memperbaikinya.

Sebenarnya banyak hal yang tidak dibahas atau hanya sedikit penjelasannya, karena di internet sudah banyak yang menjelaskan. Jadi, jangan puas membaca di sini. Jika teman-teman ingin tau lebih lanjut dan serius dalam bidang networking ini, kami sarankan untuk membaca referensi berikut dan referensi lainnya yang bertebaran di search engine google. Karena yang kami sampaikan masih gambaran umum yang kami tujukan untuk mengantarkan teman-teman belajar lebih detail lagi.