Network Layer (Layer Jaringan)

Network Layer


A.    Definisi
 Lapisan jaringan atau Network layer  adalah lapisan ketiga dari bawah dalam model referensi jaringan OSI. Lapisan ini bertanggung jawab untuk melakukan beberapa fungsi berikut:

    Pengamatan logis dan melakukan pemetaan (  routing ) terhadap paket-paket      melalui jaringan.
    Membuat dan menghapus koneksi dan jalur koneksi antara dua node di dalam sebuah jaringan.
    Mentransfer data, membuat dan mengkonfirmasi penerimaan, dan mengeset ulangkoneksi.

Lapisan jaringan juga menyediakan layanan connectionless dan connection oriented terhadap lapisan transport yang berada di atasnya. Lapisan jaringan juga melakukan fungsinya secara erat dengan lapisan fisik (lapisan pertama) dan lapisan data-link (lapisan kedua) dalam banyak implementasi protokol dunia nyata.

Dalam jaringan berbasis TCP/IP, alamat IP digunakan di dalam lapisan ini. Router IP juga melakukan fungsi routing -nya di dalam lapisan ini.

B .  Fungsi-fungsi

Tiga fungsi utama:
1.    path determination: menentukan rute yang ditempuh paket dari sumber ketujuan ( Routing algorithms)
2.    switching: memindahkan paket dari input router ke output router
3.    call setup : beberapa arsitektur jaringan mensyaratkan router call setup sepanjang jalur sebleum data dialirkan.

 Network layer berfungsi untuk pengendalian operasi subnet. Masalah desain yang penting adalah bagaimana caranya menentukan route pengiriman paket dari sumber ke tujuannya. Route dapat didasarkan pada table statik yang “dihubungkan ke” network. Route juga dapat ditentukan pada saat awal percakapan misalnya session terminal. Terakhir, route dapat juga sangat dinamik, dapat berbeda bagi setiap paketnya. Oleh karena itu, route pengiriman sebuah paket tergantung beban jaringan saat itu.

Network layer juga berfungsi untuk mendefinisikan alamat-alamat IP,membuat header untuk paket-paket, dan kemudian melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer-3.2. Mendefinisikan akhir pengiriman paket data dimana computer mengidentifikasi logical address seperti IP Adreses bagaimana menuruskan / routing (oleh router) untuk siapa pengiriman paket data. Layer ini juga mendefinisikan fragmentasi dari sebuah paket dengan ukuran unit yang lebih kecil. Router adalah contoh yang tepat dari definisi layer ini.

    C.     Address Layer Network

Pada layer Data Link, address-2 mengidentifikasikan masing-2 piranti fisik. Jika anda faham dengan NIC adapter pada komputer , NIC mempunyai address MAC yang unik. Akan tetapi mengidentifikasikan address fisik tersebut belumlah cukup untuk bisa melakukan komunikasi dan melakukan routing antar-jaringan.Kemampuan untuk melakukan routing antar jaringan tergantung identifikasi jaringan-2. Hal ini bisa dilakukan dengan addressing jaringan, disebut juga logical addresses untuk membedakan mereka dari address fisik yang dipakai pada layer Data Link. Logical addresses meng-identifikasikan kedua segmen address jaringan, dan address piranti itu sendiri, walaupun piranti mempunyai address fisik juga.

Address jaringan secara tipical berisi dua komponen: sebuah address segmen jaringan, dan sebuah address logical piranti ± keduanya digunakan untuk mengarahkan (route) messages.

 

Addressing Layer Network

Berikut ini mengilustrasikan bagaimana sebuah komputer A pada jaringan AAingin mengirim pesan kepada komputer D pada jaringan CC.
1.    Pertama-2 paket sampai pada layer Network pada komputer A. Piranti komputer tersebut menambahkan address tujuan (piranti D pada jaringan CC ). Piranti ini juga menambahkan address asal (piranti A dan jaringan AA) sehingga piranti penerima dapat membalas seperlunya. Sekarang paket pesan berisi D|CC|A|AA (yaitu address tujuan dan address asal).

2.     Pada layer Data Link piranti ini menambahkan address pirantinya sendiri (30) dan juga address piranti pada hop berikutnya (40). Sekarang paket berisi30|40|D|CC|A|AA.

3.     Paket sampai pada router B dan router B memeriksa address Data Link tujuan pada paket tersebut dan ternyata ditujukan pada nya, maka router B tersebut melepas address Data Link layer. Kemudian router B ini memeriksa address Network layer tujuan. Ternyata address network layer ini tidak berada pada jaringan router B.

4.    Kemudian router memaket ulang address layer Data Link tujuan dan juga addressPiranti dirinya sendiri (40) dan juga address piranti pada hop router C berikutnya(50). Sekarang paket tersebut berisi 40|50|D|CC|A|AA, kemudian paket berjalan menuju ke router C.

5.    Router C menerima paket tersebut dan menghapus address piranti (40|50), dan memeriksa address jaringan tujuan dan diketahui bahwa address jaringan ada pada jaringan dia sendiri sementara address layer Data Link tujuan adalah piranti D. kemudian memaket ulang pada layer Data Link dan menambahkan address piranti dirinya sendiri (50) dan juga address piranti tujuan (60). Sekarang paket berisi50|60|D|CC|A|AA dan kemudian paket berjalan menuju ke komputer D.

6.     Komputer D menerima paket dan menghapus address layer Data Link, address aslinya A|AA dan address tujuan D|CC tersimpan di layer Network. sampailah data yang dikirim dari komputer A ke komputer D. Point-2 berikut perlu dipahami mengenai bagaimana paket berjalan menuju address tujuan melintasi suatu rute antar-jaringan.

o    Kedua address physical layer Data Link dan address logical layer Network digunakan dalam proses pengiriman.
o    Address Network berisi kedua address logical Network dan address logical piranti.
o    Address asal dan address tujuan dari masing-2 address logical Network dan juga address logical piranti keduanya ada didalam paket.
o    Address layer Data Link tujuan menunjukkan address physical (MACaddress) dari piranti pada hop berikutnya.
o    Address layer Data Link tujuan pada paket berubah ketika paket dikirim dari satu hop ke hop berikutnya.
o    Address Network tujuan menunjukkan address dari piranti tujuan terakhir.
o    Address Network tetap konstan ketika paket berjalan menuju dari hop ke hop.
o    Address Network menunjukkan kedua address logical jaringan dan logical piranti.

D.     Protocol-2 Routing

Protocol-2 layer Network adalah proses software yang melakukan fungsi routing antar-jaringan. Suatu router Cisco dapat menjalankan beberapa protocol layer  Network sekaligus dimana setiap protocol berjalan independen satu sama lain. Suatu protocol routing adalah protocol layer Network sesungguhnya yang menjalankan fungsi routing antar jaringan. Protocol routing mempelajari dan berbagi informasi routing antar-jaringan, dan membuat keputusan-2 tentang jalur mana yang akandipakai. Protocol-2 routing meliputi yang berikut:
1.    Routing Information protocols (RIP)
2. Interrior Gateway Routing Protocol (IGRP)
3. Open shortest path first (OSPF)
4. Netware link service protocol (NLSP)
P rotocol yang bisa diarahkan (routed protocol)

 Suatu routed protocol adalah suatu protocol upper-layer yang dapat dilewatkan antar- jaringan. Suatu protocol yang bisa dilewatkan harus berisi informasi address layer  Network. Protocol-2 yang bisa di-route dilewatkan antar-jaringan oleh protocol-2yang meliputi: IP, IPX, AppleTalk, dan juga DECNet.

 P rotocol yang Tidak dapat dilewatkan (Non-routable protocols)
 Tidak semua protocol bisa dilewatkan atau diarahkan, yang merupakan protocol-2yang tidak bisa dilewatkan yang mana:
1. Tidak mendukung data layer Network, tidak berisi address-2 logical.
2. Menggunakan Static ± route-2 yang sudah didefinisikan yang tidak bisa diubah. Sebagai contoh:
1. NetBIOS (Network Basic Input / Output)

 2. NetBEUI (NetBIOS Extended user interface3. LAT (Local Area Transport)

E.      Switching

Disamping routing, fungsi lain dari layer Network ini adalah Switching

1.    Kemampuan dari sebuah router untuk menerima data pada satu port dari satu jaringan dan mengirim nya keluar port yang lain pada jaringan lainnya.

2.    Memindahkan data antara jaringan-2 terhubung untuk mencapai tujuan akhir.
 
Ada dua metoda bagaimana paket-2 berjalan melalui suatu jaringan yang kompleks,switching circuits, dan paket switching. Circuit Switching mempunyai karakteristik berikut:
1.    Jalur ditentukan dari start ke finish.
2.    Jalur harus terbentuk terlebih dahulu sebelum dimulainya komunikasi.
3.    Mirip seperti setting panggilan, dan menggunakan technology yang sama yangdigunakan sebagai jaringan telpon.
4.    Semua paket mengambil jalur yang sama.
5.    Jalur adalah dedicated untuk conversation, dan harus dibuka tutup setiap saat6. Menggunakan suatu Switched Virtual Circuit (SVC) antar piranti. Koneksi WAN yang menggunakan jenis circuit switched ini adalah ISDN switched network.

Packet Switching mempunyai karakteristik berikut:
1.    Jalur ditentukan saat komunikasi terjadi.
2.    Pembentukan jalur koneksi tidak perlu sebelum memulai mengirim data.
3.    Packet Switching selalu ON dan tidak perlu dibangun lagi untuk setiap sessi.
4.    Setiap paket bisa mengambil jalur yang berbeda.
5.    Setiap jalur bisa juga dipakai oleh piranti lainnya pada saat bersamaan.
6.    Menggunakan suatu virtual circuit permanent (PVC) antar piranti

F.      Komunikasi dari Host ke Host
 Network layer, atau OSI layer 3, menyediakan layanan untuk tukar datamelewati jaringan antar end device yang teridentifikasi. Agar transport end-to-end inidapat terwujud, Layer 3 menggunakan 4 proses umum:
    Addressing
    Encapsulation
    Routing
    Decapsulation

1.    AddressingPertama, layer Network harus menyediakan mekanisme untuk pengalamatan ini. Jikasetiap data langsung (sampai) ke end device, maka device tersebut harus memilikialamat yang unik. Di dalam IPv4, ketika alamat ini ditambahkan ke device, device inikemudian merujuk ke host tertentu.
2.    Encapsulation Kedua, layer Network harus menyediakan enkapsulasi. Tidak selalu harus device-device yang harus diidentifikasi dengan alamat, “the individual pieces” -  layer  Network PDU - juga harus berisi alamat ini. Selama proses enkapsulasi berlangsung,layer 3 menerima PDU dari layer 4, dan menambahkan header layer 3 atau (sebuah) label untuk membuat PDU layer 3. Pada saat menunjuk ke layer Network, kitakatakan ini adalah paket PDU. Pada saat paket itu dibuat, harus ada header dan informasi lainnya, alamat dari host yang ingin dikirim. Alamat ini merujuk sebagaialamat tujuan. Header layer 3 juga berisi alamat dari host yang aslinya (asalnya). Alamat ini dinamakan sumber alamat.Setelah layer Network melengkapi proses enkapsulasinya, paket itu dikirim ke layer Data Link agar dapat mempersiapkan transportasi menuju media (tujuan)

3.    RoutingKemudian layer Network harus menyediakan layanan untuk mengirim langsung paket-paket ini ke host tujuan. Sumber dan tujuan host tidak selalu tersambung padanetwork yang sama. Bahkan, paket tersebut mungkin saja harus berjalan melewatinetwork-network yang berbeda (lainnya). Selama dalam perjalanannya, setiap paket harus “diantar” menuju network agar mencapai tujuan akhir. Device intermediet yang terhubung pada/ke network dinamakan router. Tugas dari sebuah router adalah untuk memilihkan jalur mana yang tepat agar paket tersebut dapat sampai pada tujuannya. Proses ini dinamakan sebagai ROuTING.

4.    Decapsulation yang terakhir, paket tersebut sampai pada host tujuan dan proses (berlangsung)padalayer 3. Host “examine” alamat tujuan untuk memverifikasi bahwa paket tersebut dialamatkan ke device itu. Jika alamatnya benar, paket itu akan di-decapsulasi olehlayer Network dan PDU Layer 4 berisi paket yang “passed up to the appropriateservice at Transport layer”
 
Tidak seperti layer Transport (OSI Layer 4) yang mengatur transport data antara proses yang berjalan pada setiap “end host”, protokol layer Network menspesifikasikan struktur paket dan proses yang digunakan untuk membawa datadari satu host ke host yang lain. Mengoperasikan tanpa disertai pembawa aplikasi data di setiap paket “membolehkan” setiap paket untuk banyak tipe komunikasiantara banyak host.