TCP - IP

TCP-IP ( Internet Protocol Suite ) : seperangkat protokol yang digunakan untuk komunikasi internet dan jaringan lain yang serupa.

Hal ini dinamakan dari dua protokol yang paling penting di dalamnya : di Transmission Control Protocol ( TCP ) dan Internet Protocol ( IP ) . FTP memungkinkan pengguna komputer yang satu untuk dapat mengirim ataupun menerima file ke komputer jaringan . Karena masalah keamanan data , maka FTP seringkali memerlukan nama pengguna ( Username ) dan password.

Protokol TCP/IP dikembangkan pada akhir dekade 1970-an hingga awal 1980-an sebagai sebuah protokol standar untuk menghubungkan komputer-komputer dan jaringan untuk membentuk sebuah jaringan yang luas (WAN). TCP/IP merupakan sebuah standar jaringan terbuka yang bersifat independen terhadap mekanisme transport jaringan fisik yang digunakan, sehingga dapat digunakan di mana saja. Protokol ini menggunakan skema pengalamatan yang sederhana yang disebut sebagai alamat IP (IP Address) yang mengizinkan hingga beberapa ratus juta komputer untuk dapat saling berhubungan satu sama lainnya di Internet. Protokol ini juga bersifat routable yang berarti protokol ini cocok untuk menghubungkan sistem-sistem berbeda (seperti Microsoft Windows dan keluarga UNIX) untuk membentuk jaringan yang heterogen.

Protokol TCP/IP selalu berevolusi seiring dengan waktu, mengingat semakin banyaknya kebutuhan terhadap jaringan komputer dan Internet. Pengembangan ini dilakukan oleh beberapa badan, seperti halnya Internet Society (ISOC), Internet Architecture Board (IAB), dan Internet Engineering Task Force (IETF). Macam-macam protokol yang berjalan di atas TCP/IP, skema pengalamatan, dan konsep TCP/IP didefinisikan dalam dokumen yang disebut sebagai Request for Comments (RFC) yang dikeluarkan oleh IETF.

TCP/IP pun mempunyai beberapa layer, layer-layer itu adalah :

1. IP (internet protocol) yang berperan dalam pentransmisian paket data dari node ke node. IP mendahului setiap paket data berdasarkan 4 byte (untuk versi IPv4) alamat tujuan (nomor IP). Internet authorities menciptakan range angka untuk organisasi yang berbeda. Organisasi menciptakan grup dengan nomornya untuk departemen. IP bekerja pada mesin gateaway yang memindahkan data dari departemen ke organisasi kemudian ke region dan kemudian ke seluruh dunia.
2. TCP (transmission transfer protocol) berperan didalam memperbaiki pengiriman data yang benar dari suatu klien ke server. Data dapat hilang di tengah-tengah jaringan. TCP dapat mendeteksi error atau data yang hilang dan kemudian melakukan transmisi ulang sampai data diterima dengan benar dan lengkap.
3. Sockets yaitu merupakan nama yang diberikan kepada subrutin paket yang menyediakan akses ke TCP/IP pada kebanyakan sistem.

Connection oriented communication adalah komunikasi data mode di mana Anda harus terlebih dahulu membuat koneksi dengan remote host atau server sebelum data dapat dikirim.Hal ini mirip dengan jaringan telepon analog di mana Anda harus membuat sambungan sebelum Anda dapat berkomunikasi dengan penerima. Koneksi pendirian termasuk operasi seperti nomor dial, menerima nada panggil, Panggilan tunggu,dll

TCP session establishment and termination

Proses ketika pemancaran perangkat berorientasi menetapkan sesi koneksi dengan remote peer disebut-way handshake tigaAkibatnya end-to-end virtual (logis) sirkuit dibuat di mana kontrol aliran dan pengakuan untuk pengiriman yang dapat diandalkan digunakan. TCP memiliki beberapa jenis pesan yang digunakan dalam pembentukan koneksi dan proses terminasi,seperti gambar di bawah ini:

Process Connection establishment

1. Host A yang perlu menginisialisasi sambungan mengirimkan SYN (Sinkronisasi) paket dengan nomor urutan yang diusulkan awal untuk Tujuan (destination) Host B.
2. Ketika host B menerima pesan SYN, ia mengembalikan paket dengan kedua fags SYN dan ACK diset pada header TCP (SYN-ACK).
3. Ketika Host A menerima SYN-ACK, ia mengirim kembali ACK (Pengakuan) macket.
4. Host B menerima ACK dan pada tahap ini Koneksi adalah ESTABLISHED.

layanan protokol services koneksi sering mengirimkan acknowledgment (ACK) setelah sukses menciptakan. Setelah paket dengan data yang dikirim, pengirim menunggu dari penerima. Jika waktu berakhir dan pengirim tidak menerima ACK, paket dipancarkan kembali.

Pemutusan koneksi

Ketika transmisi data lengkap dan Host ingin mengakhiri koneksi, proses terminasi dimulai.Tidak seperti pembentukan Koneksi TCP, yang menggunakan three-way handshake, pemutusan koneksi menggunakan four-way massages. Sambungan diakhiri ketika kedua belah pihak selesai ditutup prosedur dengan mengirimkan FIN dan menerima ACK.

1. Host A, yang perlu untuk mengakhiri sambungan, mengirim pesan khusus dengan FIN (finish) flag, menunjukkan bahwa ini selesai mengirimkan data.

2. Host B, yang menerima segmen FIN, tidak mengakhiri koneksi tetapi masuk ke dalam "passive close" (CLOSE_WAIT) state dan mengirimkan ACK FIN untuk kembali ke Host A. Sekarang Host B masuk ke state LAST_ACK.Pada titik Host B ini tidak akan lagi menerima data dari Host A, tetapi dapat terus mengirimkan data ke host A. Jika host B tidak memiliki data untuk mengirimkan ke Host A juga akan menghentikan koneksi dengan mengirimkan segmen FIN.

3. Ketika Host A menerima ACK terakhir dari Host B, ia akan masuk ke dalam keadaan (TIME_WAIT), dan mengirim ACK kembali ke Host B.

4. Host B mendapatkan ACK dari Host A dan menutup koneksi.

Segments transmission (windowing)

Sekarang kita tahu bagaimana koneksi TCP didirikan kita perlu memahami bagaimana transmisi data dikelola dan dipelihara.Dalam transmisi jaringan TCP / IP antara host ditangani oleh protokol TCP.

Mari kita berpikir tentang apa yang terjadi ketika datagram dikirim keluar lebih cepat dari pada menerima perangkat yang dapat memproses.Recieve Stores mereka dalam memori yang disebut buffer.Tapi karena ruang buffer tidak terbatas, ketika kapasitasnya melebihi penerima mulai drop frame. Semua menjatuhkan frame harus dipancarkan kembali lagi yang merupakan kinerja transmisi rendah.

Untuk mengatasi masalah ini, TCP menggunakan flow control protocol. Mekanisme window digunakan untuk mengendalikan aliran data.Setelah sambungan established, receiver menentukan bidang window . Window merupakan ukuran jumlah data yang diterima bahwa penerima bersedia untuk menyimpan dalam buffer) ukuran jendela (in byte) adalah mengirim bersama kepada pengirim. Jadi ukuran window kontrol berapa banyak informasi yang dapat menular dari satu Host ke yang lain. Pengirim akan mengirimkan hanya jumlah gigitan ditentukan dalam ukuran window dan kemudian akan menunggu pengakuan dengan ukuran jendela diperbarui.

Jika aplikasi penerima dapat memproses data secepat tiba dari pengirim, maka penerima akan mengirimkan iklan window positif (meningkatkan ukuran jendela) dengan pengakuan masing-masing. Ia bekerja sampai pengirim menjadi lebih cepat dari penerima dan data yang masuk akhirnya akan mengisi buffer penerima, sehingga penerima untuk mengiklankan balasan dengan jendela nol. Seorang pengirim yang menerima iklan jendela nol harus berhenti mengirimkan sampai menerima jendela positif.

Host A mulai Mengirim dengan ukuran window 1000, satu frame 1000 byte. Penerima (Host B) mengembalikan ACK dengan ukuran jendela meningkat menjadi 2000.Host A menerima ACK dan mentransmisikan dua frame (1000 bytes masing-masing). Setelah penerima yang mengiklankan suatu ukuran jendela awal untuk 2500. Sekarang pengirim mentransmisikan tiga frame (dua berisi 1.000 byte dan satu berisi 500 byte) dan menunggu untuk sebuah pengakuan.Tiga segmen pertama mengisi buffer penerima lebih cepat dari aplikasi penerima dapat memproses data, sehingga ukuran window diiklankan mencapai nol menunjukkan bahwa perlu untuk menunggu sebelum pengiriman lebih lanjut adalah mungkin.

Ukuran jendela dan seberapa cepat untuk menambah atau mengurangi ukuran window tersedia dalam berbagai algoritma menghindari kemacetan seperti TCP Reno, Vegas, Tahoe dll

Jaringan Ethernet

CSMA / CD

Sistem Ethernet terdiri dari tiga elemen dasar:

1.Media fisik (physical medium) yang digunakan untuk membawa sinyal Ethernet antar perangkat jaringan,

2.Sistem kontrol akses media yang melekat pada setiap interface Ethernet yang memungkinkan beberapa komputer untuk cukup mengontrol akses ke saluran Ethernet Sharing.

3. Ethernet frame yang terdiri dari satu set standar bit yang digunakan untuk membawa data melalui sistem.

Jaringan Ethernet menggunakan Carrier Sense Multiple Access dengan Collision detection (CSMA / CD) protokol untuk mengirim data.Yang membantu untuk mengontrol dan mengelola akses ke bandwidth bersama ketika dua atau lebih perangkat ingin mengirimkan data pada waktu yang sama.CSMA / CD merupakan modifikasi dari Carrier Sense Multiple Access. Carrier Sense Multiple Access dengan Collision Detection digunakan untuk meningkatkan kinerja CSMA oleh mengakhiri transmisi sesegera tabrakan terdeteksi, mengurangi kemungkinan tabrakan kedua.

Sebelum kita membahas lebih banyak tentang CSMA / CD kita perlu memahami apa yang tabrakan, collision domain dan segmen jaringan.tabrakan adalah hasil dari dua perangkat pada jaringan Ethernet yang sama mencoba untuk mengirim data pada waktu yang sama. Jaringan mendeteksi "benturan" dari dua paket dikirimkan dan membuang keduanya.

Jika kita memiliki satu solusi jaringan yang besar adalah untuk istirahat itu ke jaringan yang lebih kecil - sering disebut segmentasi jaringan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan perangkat seperti router dan switch - masing-masing port switch membuat segmen jaringan yang terpisah yang menghasilkan collision domain yang terpisah.Sebuah domain tabrakan adalah segmen jaringan fisik di mana paket data dapat "bertabrakan" satu sama lain saat dikirim pada medium bersama.Oleh karena itu pada sebuah hub, hanya satu komputer dapat menerima data secara bersamaan dinyatakan tabrakan dapat terjadi dan data akan hilang.

Hub (disebut juga repeater) yang ditentukan dalam lapisan fisik model OSI karena hanya melahirkan kembali sinyal listrik dan mengirimkan sinyal input untuk masing-masing port.

Carrier Sense - berarti bahwa pemancar mendengarkan pembawa (sinyal informasi yang dikodekan) dari stasiun lain sebelum mencoba untuk mengirim.

Multiple Access - berarti bahwa banyak stasiun mengirim dan menerima pada satu medium.

Tabrakan Deteksi - melibatkan algoritma untuk memeriksa tabrakan dan mengiklankan tentang benturan dengan respon tumbukan - "Jam signal".

Ketika pengirim siap untuk mengirim data, cek terus-menerus jika medium sibuk.Jika media menjadi idle pengirim mentransmisikan frame.

1. Setiap Host pada segmen yang ingin mengirim data "mendengarkan" apa yang terjadi pada media fisik (kawat) adalah memeriksa apakah seseorang sudah tidak mengirim data.

2. Host A dan Host C pada segmen jaringan bersama melihat tidak ada yang lain yang mengirim dan mencoba untuk mengirim frame.

3. Host Host A dan C adalah mendengarkan pada saat yang sama sehingga keduanya akan mengirimkan pada waktu yang sama dan tabrakan akan terjadi - Collision. Hasil dalam apa yang kita sebut sebagai "kebisingan" perubahan tegangan sinyal di baris ( kawat).

4. Host Host A dan B mendeteksi benturan ini dan mengirimkan "jam" sinyal untuk memberitahu host lain untuk tidak mengirim data pada saat ini.Baik A Host dan Host C perlu mentransmisikan data ini, tapi kami tidak ingin mereka untuk mengirim frame secara bersamaan sekali lagi. Untuk menghindari ini, host A dan host B akan memulai random time (ms) sebelum mencoba untuk memulai CSMA / CD lagi proses dengan mendengarkan kawat.

Setiap komputer di jaringan Ethernet beroperasi secara independen dari semua stasiun lain pada jaringan.

Half dan Full duplex Ethernet

Ethernet standar seperti Ethernet II dan Ethernet 802.3 dilewatkan melalui IEEE formal (Institute of Engineers Listrik dan Elektronika) proses standardisasi.Perbedaannya adalah bahwa Ethernet header II meliputi bidang jenis Protokol Ethernet 802.3 sedangkan di bidang ini telah diubah ke lapangan panjang.Ethernet adalah standar CSMA / CD Metode akses.Ethernet mendukung transfer data yang berbeda tingkat Ethernet (10BaseT) - 10 Mbps, Fast Ethernet (100Base-TX) - 100 Mbps Gigabit Ethernet (1000Base-T) - 1000 Mbps melalui berbagai jenis media fisik (pasang twisted (Tembaga), kabel Coaxial,Fyber Optic). Kabel Ethernet Saat ini terdiri dari empat pasang twisted (8 kabel). Misalnya, 10Base-T hanya menggunakan salah satu dari pasangan kawat untuk berjalan di kedua arah menggunakan mode half-duplex.

Half-duplex transmisi data berarti bahwa data dapat dikirimkan dalam dua arah antara dua node, tetapi hanya satu arah pada waktu yang sama. Juga di Gigabit Ethernet didefinisikan (Half-duplex) spesifikasi, tetapi tidak digunakan dalam praktek

Full-duplex transmisi data berarti bahwa data dapat ditransmisikan dalam dua arah menggunakan twisted pasangan yang berbeda untuk setiap arah pada waktu yang sama. Full Duplex Ethernet,tabrakan yang tidak mungkin, karena data yang dikirim dan diterima pada kabel yang berbeda, dan setiap segmen terhubung langsung ke switch.Full-duplex Ethernet menawarkan kinerja di kedua arah misalnya, jika komputer Anda mendukung Gigabit Ethernet (modus dupleks penuh) dan gateway (router) juga mendukungnya maka antara komputer Anda dan 2Gbps gateway bandwidth agregat ini tersedia.

Operasi protokol ARP

Address Resolution Protocol (ARP) adalah protokol untuk pemetaan Internet Protocol (IP) alamat host di jaringan lokal ke alamat hardware (MAC Address).Alamat / hardware fisik juga dikenal sebagai Media Access Control atau alamat MAC. Setiap perangkat jaringan menyimpan tabel ARP (cache) yang berisi daftar alamat MAC dan alamat IP yang sesuai. MAC address unik mengidentifikasi setiap Interface jaringan dalam jaringan. Ip Address yang digunakan untuk pemilihan path ke tujuan (dalam proses routing), tetapi proses frame penerusan dari satu Interface ke yang lain terjadi menggunakan MAC Address.

Ketika Host pada jaringan area lokal ingin mengirim paket IP ke Host lain dalam jaringan ini, ia harus mencari MAC Address Ethernet pada Host tujuan dalam cache ARP nya. Jika host tujuan alamat MAC tidak dalam tabel ARP, maka ARP permintaan dikirim untuk mencari perangkat dengan Ip address yang sesuai. Mengirimkan ARP broadcast pesan permintaan kepada semua perangkat di LAN dengan meminta perangkat dengan Ip address yang ditetapkan untuk membalas dengan alamat MAC-nya. Sebuah perangkat yang mengenali Ip Address sebagai respon ARP kembali sendiri dengan alamat MAC miliknya.Gambar Di bawah menunjukkan bagaimana sebuah ARP mencari alamat MAC pada jaringan lokal.

Perintah yang menampilkan saat entri ARP pada PC (linux, DOS) dan router MikroTik (perintah mungkin melakukan hal yang sama, tetapi mereka sintaks mungkin berbeda):

Untuk windows dan Unix seperti mesin: ARP - sebuah menampilkan daftar alamat IP dengan MAC sesuai alamat perusahaan

ip arp print - perintah yang sama seperti ARP - tapi menampilkan tabel ARP pada Router MikroTik.