E5124 / UNIT 6/ 1

UNIT 6UNIT 6UNIT 6UNIT 6 : PROTOKOL KOMUNIKASI: PROTOKOL KOMUNIKASI: PROTOKOL KOMUNIKASI: PROTOKOL KOMUNIKASI

OBJEKTIF OBJEKTIF OBJEKTIF OBJEKTIF

Objektif Am: Mengetahui dan memahami konsep

Protocol, model rujukan ISO dan

senibina rangkaian sistem (SNA)

Objektif khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya

dapat :-

menerangkan kepentingan protocol.

menerangkan lapisan – lapisan dalam suatu

protokol.

melukis gambarajah blok untuk model rujukan

ISO.

Menerangkan fungsi setiap blok.

Mengaitkan hubungan diantara satu blok dengan

blok yang lain.

memberikan contoh – contoh bersesuaian setiap

lapisan atau setiap blok.

memahami konsep SNA.

memahami lapisan – lapisan dalam SNA.

E5124 / UNIT 6/ 2

INPUT

6.0 Pengenalan

Protokol komunikasi (communication protocol) adalah satu set piawaian

tatacara komunikasi dalam sistem-sistem rangkaian komputer yang menentukan

peraturan saling tindak antara pangkalan-pangkalan, komputer-komputer dan talian-

talian. Piawaian ini meliputi format dan penyegerakan pertukaran data antara dua

entiti yang berkomunikasi. Rajah 6.1 menunjukkan gambaran hubungan antara

komputer-komputer.

PC 1 PC 2

Rajah 6.1: Penghantaran data yang melibatkan protokol

Protokol komunikasi telah menetapkan fungsi-fungsi kawalan yang perlu

dilaksanakan, format serta kod kawalan yang digunakan untuk menghantar fungsi-

fungsi tersebut dan merupakan prosedur-prosedur yang perlu dipatuhi oleh kedua-

dua entiti tersebut.

Protokol komunikasi juga memastikan bahawa penghantaran dan

penerimaan maklumat dapat dilaksanakan dengan berdisiplin supaya kesemua ralat

dapat dikesan dan dipulihkan.

E5124 / UNIT 6/ 3

6.1 Kepentingan Protokol

Setiap protokol yang terkandung dalam setiap lapisan senibina rangkaian

mempunyai kegunaan dan ciri-ciri yang berlainan. Fungsi-fungsi penting yang

dilaksanakan oleh protokol ialah:

a. Memula dan menamatkan pautan

Pautan antara dua entiti yang hendak berkomunikasi hanya boleh diwujudkan

jika daripada entiti-entiti tersebut memberitahu entiti yang hendak

dihubunginya akan maksudnya.

b. Menyegerakkan hantaran utusan

Protokol mentafsir peraturan penyegerakan agar setiap utusan yang dihantar

oleh sesuatu entiti akan diterima dengan betul oleh entiti.

c. Mengawal pautan

Pautan perlu dikawal bagi memastikan tidak timbul kebuntuan (deadlock).

Kebuntuan berlaku apabila sesuatu sumber sepunya perlu digunakan dengan

serentak oleh beberapa pangkalan dan perebutan ini menyebabkan tidak ada satu

pun pangkalan yang boleh menghantar atau menerima hantaran utusan dalam

rangkaian tersebut.

d. Mengesan dan membetulkan ralat

Rangkaian hantaran tidak akan sentiasa bebas daripada ralat walaupun kemajuan

pesat telah dicapai dalam bidang teknologi hantaran.

e. Mempercepatkan penggunaan saluran

Setiap saluran komunikasi perlu digunakan dengan sepenuhnya kerana saluran

komunikasi mempunyai daya muatan yang tertentu.

f. Mengawal aliran utusan.

Rangkaian yang menggunakan pengundian menyediakan kawalan yang ketat

terhadap kadar dan jujukan hantaran

E5124 / UNIT 6/ 4

6.2 Lapisan-lapisan dalam suatu protocol

Bilangan lapisan dan fungsinya tidak ditetapkan, tetapi ISO telah

menetapkan bilangan lapisan-lapisannya kepada 7 lapisan. ISO dapat membahagi

tugas-tugas komunikasi kepada unit-unit yang bermakna. Model ini membahagikan

tugas-tugas yang melibatkan pergerakkan maklumat diantara komputer-komputer di

dalam rangkaian kepada tujuh kumpulan dengan fungsi-fungsi tersendiri. Tujuh

lapisan model rujukan OSI ialah seperti berikut;

• Lapisan 7 – Lapisan Applikasi (Application layer)

• Lapisan 6 – Lapisan Persembahan (Presentation Layer)

• Lapisan 5 – Lapisan Sessi (Session Layer)

• Lapisan 4 – Lapisan Pengangkutan (Transpot Layer)

• Lapisan 3 – Lapisan Rangkaian (Network layer)

• Lapisan 2 – Lapisan Pautan Data (Data Link Layer)

• Lapisan 1 – Lapisan Fizikal (Physical Layer)

6.3 Model Rujukan OSI

Open system Interconnection (OSI) ialah satu koleksi pertubuhan piawaian

antarabangsa (International Organization Standard – ISO) yang diperuntukkan

kepada komunikasi berkomputer yang dibangunkan untuk membantu system

pemprosesan. Model Rujukan OSI menerangkan bagaimana maklumat satu perisian

aplikasi dalam satu komputer bergerak melalui medium rangkaian ke satu perisian

aplikasi di dalam komputer yang lain.

Model rujukan OSI ini merupakan satu model konseptual yang terdiri tujuh

lapisan, setiap lapisan mempunyai fungsi-fungsinya yang tertentu. Model ini telah

dibangunkan oleh International Organisation Standard (ISO) dalam tahun 1994.

Ianya merupakan model akitektur utama bagi komunikasi antara-komputer.

E5124 / UNIT 6/ 5

7 Applikasi (Application)

6 Persembahan (Presentation) Applikasi

5 Bahagian (Session)

4 Pengangkutan (Transport)

3 Rangkaian (Network )

2 Pautan Data ( Data Link )

Pengangkutan Data

1 Fizikal (Physical )

Rajah 3.1: Ilustrasi bagi tujuh lapisan model OSI

Tujuh lapisan ini pula terbahagi kepada dua kategori iaitu

• Lapisan teratas (Upper later)

• Lapisan terendah (Lower layer)

Lapisan teratas bagi model ini berurusan dengan isu-isu yang membabitkan

aplikasi dan umumnya ia diimplemenkan hanya dalam perisian. Lapisan tertinggi

iaitu lapisan aplikasi adalah lapisan yang paling hampir dengan pengguna. Proses

kedua-duanya iaitu antara pengguna dan lapisan aplikasi berinteraksi dengan

perisian aplikasi yang mengandungi komponen komunikasi.

Lapisan terendah bagi model OSI ini ialah berurusan dengan isu-isu yang

membabitkan pengangkutan data. Lapisan fizikal dan lapisan pautan data hanya

diimplemenkan didalam perkakasan. Manakala baki lapisan yang lain

diimplemenkan hanya dalam perisian. Lapisan terendah sekali iaitu lapisan fizikal

merupakan lapisan yang paling hampir dengan medium fizikal rangkaian (contoh:

kabel rangkaian), dan ia bertangunggjawab meletakkan maklumat yang hendak

dihantar atau dikongsi ke dalam medium tersebut.

E5124 / UNIT 6/ 6

6.4 Fungsi Model Rujukan OSI

Lapisan Aplikasi

Lapisan yang bekerjasama secara terus dengan pengguna atau perisian

aplikasi (Ianya tidak sama dengan perisian aplikasi) lapisan ini menyediakan

perkhidmatan kepada pengguna seperti e-mail, pemindahan data file transfer,

remote entry dan penempatan sumber-sumber. Contoh: Protokol X.400, FTAM

(File Transfer, Access & Mgmt) dan VT (Virtual Terminal).

Lapisan Persembahan

Lapisan ini bertanggungjawab untuk mempersembahkan data dalam format

yang difahami oleh pengguna. Lapisan ini yang menentukan perbezaan diantara data

dan maklumat. Kewujudan rangkaian membolehkan manusia bertukar-tukar

maklumat tetapi bukan dilihat dalam bentuk rentetan bit-bit rawak. Pengguna tidak

perlu tahu perbezaan maklumat, mereka hanya perlu menumpu kepada maklumat

tersebut. Lapisan ini juga menyediakan keselamatan data. Ia boleh menyulitkan

(encrypt) data sebelum menghantarnya kepada lapisan dibawahnya manakala

lapisan persembahan bagi sistem yang menerima pula akan diyahsulitkan (decrypt)

data apabila menerimanya. Ini amat penting dalam rangkaian terutama dalam

rangkaian luas dimana capaian oleh pengguna haram boleh menimbulkan masalah

besar dalam sistem rangkaian. Bagi pengguna yang paling penting ia telah

menerima atau menghantar maklumat, mereka tidak perlu tahu samada data telah

dipindahkan atau bagaimana ia dpindahkan.. Contoh : Code Conversion seperti

ASCII ke EBCDIC.

Lapisan Sesi

Lapisan ini membenarkan dua buah komputer yang berbeza membentuk satu

sidang (session) atau sambungan logical. Lapisan ini menguruskan ‘error recovery’.

E5124 / UNIT 6/ 7

Sebagai contoh, seorang pengguna menghantar satu fail yang bersaiz besar di dalam

satu rangkaian, dan dengan tiba-tiba rangkaian tersebut tergendala (crash). Apabila

rangkaian kembali pulih, adakah ia perlu menghantar semula kesemua bahagian dari

fail tersebut? Jawapan tidak perlu, kerana lapisan bahagian membenarkan pengguna

menyelitkan titiksemak (checkpoints) dalam rentetan yang panjang, Jika rangkaian

tergendala, hanya data yang dipancarkan pada checkpoint terakhir sahaja yang akan

hilang. Lapisan ini juga memperlihatkan kepada pengguna seolah-olah ia melakukan

operasi tunggal. Contoh protokol –protokol 8327 & CCITT X.225.

Lapisan Pengangkutan

Lapisan yang terbawah yang membabitkan komunikasi hujung ke hujung

(end-to-end) menentukan rangkaian mana yang perlu digunakan untuk

berkomunikasi. Sebuah komputer mungkin bersambung dengan beberapa rangkaian

yang mungkin berbeza dari segi kelajuan, kos dan jenis komunikasi. Ia memastikan

data yang dihantar bebas dari ralat, dalam jujukan yang betul dengan tiada data yang

hilang atau data yang sama diterima dua kali. Pemilihan laluan (route) adalah

bergantung kepada banyak faktor. Contoh : TP 0 hingga TP 4 dimana TP0 & TP2

(perfect network layer) menerangkan data yang hilang atau berlaku kerosankan

adalah dikira kosong. TP 1 & TP3 (residual-error network layer) pula menetukan

sesetengah peratus ralat adalah tidak benar manakala TP4 (unreliable network layer)

membekalkan penghantaran sepenuh dua hala.

Lapisan Rangkaian

Lapisan rangkaian mengawal subnet komunikasi, iaitu koleksi transmisi

media dan elemen persuisan yang diperlukan untuk laluan dan transmisi data.

Lapisan ini merupakan lapisan yang tertinggi dalam subnet.

Ia memilih laluan, melakukan pensuisan dan membentuk blok-blok data

sewaktu penghantaran maklumat. Ia juga menyediakan antamuka satu `system

E5124 / UNIT 6/ 8

terbuka’ dengan rangkaian. Data-data dihantar dari satu `node ke node ‘ yang lain

dalam satu rangkaian yang memerlukan fungsi-fungsi paras ` 1 hingga 3’. Contoh :

X.25, X.75 dan X.21. Lapisan ini dapat mengekalkan maklumat tersebut dan

menguruskan pengambilan yang berkaitan.

Lapisan Pautan Data

Lapisan ini menyediakan aliran maklumat antara nod rangkaian

bersebelahan. Ia menggunakan pengesanan ralat atau teknik pembetulan untuk

memastikan transmisi tidak mengandungi sebarang ralat. Jika lapisan ini mengesan

ralat, ia samada memohon transmisi baru atau membaiki ralat tersebut (bergantung

pada implementasi)

Ia juga mengawal jumlah maklumat yang dihantar dalam satu masa, jika

maklumat yang dihantar rangkaian akan menjadi sesak (congested), jika terlalu

sedikit masa dibazirkan kerana banyak penghantaran dan penerimaan menyebabkan

sebahagian masa dihabiskan untuk menunggu (listen and send) lapisan ini juga

dapat mengenalpasti maklumat. Data biasanya ditransmit dalam frame yang

mengandungi sekumpulan bait yang tersusun mengikut format tertentu. Lapisan ini

menanda permulaan (head) dan penghujung (tail) bagi setiap frame yang keluar

dengan paten bit yang unik. Contoh : HDLC – High Level Data Link Control,

LAPB – Link Access Procedure Balance dan SDLC – Synchronous Data Link

Control.

E5124 / UNIT 6/ 9

Lapisan Fizikal

Lapisan ini merupakan lapisan yang terendah dan yang paling hampir

dengan medium penghantaran. Lapisan ini menghantar bit-bit data ke talian

rangkaian. Ia menitik berat komunikasi data dari aspek elektrikal.

Antara perkara yang dipiawaikan melalui lapisan ini ialah menentukan paras

voltan untuk mewakili bit 1 & 0, berapa lama penghantaran satu bit diperlukan,

samada penghantaran bleh berlaku serentak atau sebaliknya dan juga jumlah pin

yang diperlukan bagi penyambungan rngkaian dan kegunaan setiap pin. Ia

menghantar data dalam bentuk rentetan bit-bit tanpa mengambil tahu format yang

digunakan. Ini samalah seperti lapisan ini menerima data tanpa membuat sebarang

analisa dan terus menyerahkannya kepada lapisan pautan data. Contoh; X.21,

RS232C dan RS449.

Rumusannya, lapisan yang terendah berurusan khusus dengan komunikasi

rangkaian. Dalam masa yang sama ia memberi khidmat kepada lapisan diatasnya.

Manakala lapisan yang teratas berurusan dengan komunikasi hujung ke hujung

(end-to-end).

E5124 / UNIT 6/ 10

E5124 / UNIT 6/ 11

6.5 Hubungan satu blok dengan blok yang lain

Sekarang mari kita lihat bagaimana setiap lapisan bagi Model Rujukan OSI

berfungsi ketika proses penghantaran data berlaku. Beberapa langkah yang terdapat

dalam setiap fasa semasa suatu perutusan dipindahkan daripada penghantar kepada

penerima adalah seperti berikut:

Penghantar Rajah 3.2 : Proses aliran data Penerima

Aplikasi Aplikasi

Persembahan Persembahan

Sessi Sessi

Pengangkutan Pengangkutan

Rangkaian Rangkaian

Pautan data Pautan data

Fizikal Fizikal

INPUT

Pengguna A Pengguna B

E5124 / UNIT 6/ 12

a. Penghantar

Paras aplikasi

Pada paras/lapisan ini pengguna pada stesen A akan menggunakan perisian aplikasi

pada paras aplikasi. Ini akan menukar dokumen e-mail yang diterima menjadi

perutusan dalam bentuk blok bit. Ia kemudiannya menambah header aplikasi pada bok

tersebut.

HA Perutusan

Rajah 3.3 Proses lapisan aplikasi

Paras Persembahan

Pada paras/lapisan ini perutusan tersebut akan dimampatkan dan di`encrypt’kan

serta ditambahkan header persembahan(rajah 3.4)

Rajah 3.4: Proses dalam Lapisan Persembahan

E5124 / UNIT 6/ 13

HP HA Perutusan

Penambahan pada blok perutusan yang terdapat header persembahan

Paras Sesi

Dalam paras ini ia akan melakukan proses penentuan sempadan perutusan yang

dibawa dan mengambil giliran bagi penghantar. Ia juga menyediakan tambahan

header sesi pada blok tersebut(rajah 3.5).

HS HP HA Perutusan

Rajah 3. 5: Proses dalam Lapisan Sesi

Paras Pengangkutan

Paras/lapisan akan menjalankan proses memecahkan (rajah 3.6) perutusan kepada

beberapa segmen yang lebih kecil supaya tidak berlaku kehilangan data. Selain

daripada itu ia juga melakukan tambahan header pengangkutan bagi setiap segmen

yang membentuk unit yang dikenali sebagai transport Protocol Data Unit (TPDU).

TPDU

HS HP HA HP xxx HP Xxx HP Xxx HP xxx

E5124 / UNIT 6/ 14

Rajah 3.6 : Proses dalam Lapisan Pengangkutan

Paras Rangkaian

Di dalam paras ini ia akan membuat satu salinan TPDU dan membahagikannya

kepada beberapa paket kecil serta menambahkan header rangkaian pada setiap pecahan

TPDU tersebut (rajah 3.7)

TPDU

packet packet packet

HR HP xxxx HR HP xxxx HR HP xxxx

Rajah 3.7 : Proses dalam Lapisan Rangkaian

E5124 / UNIT 6/ 15

Paras Pautan Data

Proses yang berlaku dalam paras ini adalah menambahkan header & trailer pautan

data bagi paket serta membuat salinan paket tersebut (rajah 3.8). Selain daripada itu ia

juga menentukan laluan paket untuk proses seterusnya.

Rajah 3.8 : Proses dalam Lapisan Pautan Data

Paras Fizikal

Pada keadaan ini data dihantar dalam bentuk paket kepada nod berikutnya dalam

bentuk isyarat elektrik.(rajah 3.9)

Rajah 3.9 : Proses dalam Lapisan Fizikal

E5124 / UNIT 6/ 16

b. Penerima

Paras Fizikal

Isyarat yang dihantar oleh penghantar akan diterima dalam bentuk isyarat pada

paras ini. Kemudian ia menukar isyarat menjadi kerangka bit.

Paras Pautan Data

Pada peringkat ini proses kerangka isyarat – iaitu membuang header &

trailer pautan data serta memastikan tidak ada ralat berlaku dan jika ada, minta

penghantaran semula.

Paras Rangkaian

Ia melakukan proses memeriksa dan membuang header rangkaian, semak alamat

dan nombor paket Selain dari itu ia menghimpun paket membentuk TPDU semula.

Paras Pengangkutan

Dalam paras ia ia menyemak header TPDU untuk memastikan kesahihannya dan

jika ya, hantar pengesahan kepada penghantar, jika tidak; penghantaran semula

perlu dilakukan.

Paras Sesi

Apa yang berlaku dalam paras ini adalah ia menghimpun perutusan/maklumat

dari penghantar dan menyemak header serta membuang header sesi.

Paras Persembahan

Dalam paras ini ia melakukan proses menyemak dan buang header persembahan

pada perutusan/data tersebut. Setelah itu ia akan `decrypt’ data itu semula kepada

keadaan asal dan mengembangkannya.

Paras Aplikasi

Pada paras yang terakhir ini ia akan menyemak header aplikasi untuk

mengesahkan maklumat tersebut dan menghantarnya kepada aplikasi yang

berkenaan.

Gambarajah proses yang berkaitan untuk setiap paras pada bahagian penerima

adalah seperti dalam Rajah 3.3 hingga 3.9

E5124 / UNIT 6/ 17

E5124 / UNIT 6/ 18

6.6 Contoh paras bagi setiap blok

Contoh bagi Lapisan Sesi pengguna log secara system remote, dan ia boleh

berkomunikasi menghantar dan menerima mesej. Lapisan ini membantu

mengkodinasikan proses dengan menyatakan setiap punca/end bila ia boleh

menghantar atau mendengar (CSMA/CD) –synchronization

Contoh bagi Lapisan Pengangkutan: memadam suatu maklumat dari rekod dalam

pangkalan data. Walaupun pengguna nampak proses memadam maklumat tersebut

hanya satu operasi sahaja, pada hakikatnya ia melibatkan beberapa operasi. Rekod

mesti ditemui terlebih dahulu untuk pindan perlu dilakukan pada penunjuk (pointer)

dan alamat, juga entri dalam jadual index sebelum ia boleh dipadam.

Contoh Lapisan Rangkaian : Dalam rangkaian RING sehala, terdapat dua laluan

diantara dua punca. Bagi topologi yang lebih kompleks, terdapat banyak laluan

(route) yang boleh dipilih. Pemilihan bergantung kepada kelajuan , kos dan

keselamatan.

6.7 Konsep Senibina rangkaian sistem (System Network Architecture)

Senibina Rangkaian Sistem (SNA) dicipta oleh IBM dalam tahun 1974,

membatalkan framework bagi dilaksanakan dalam rangkaian komunikasi data

menggunakan IBM atau peralatan yang serasi dengannya. SNA bukanlah suatu

hasilan tetapi adalah blueprint bagaimana perkakasan, perisian dan pengguna

INPUT

E5124 / UNIT 6/ 19

berinteraksi dan bertukar data dalam IBM sistem. Rangkaian yang berasaskan SNA

terdiri daripada pelbagai perkakasan dan perisian.

6.8 Lapisan bagi Senibina Rangkaian Sistem

DaIam lapisan SNA ia mempunyai 4 lapisan seperti berikut:

Lapisan 4 – services manager

Lapisan 3 - lapisan ‘Half session’

- Perkhidmatan persembahan Presentation services (lapisan 5)

- Kawalan aliran Flow control (lapisan 4)

-Kawalan penghantaran Transmission control (lapisan 3)

Lapisan 2 –laluan kawalan (path control)

Lapisan 1- kawalan hubungan data (data link control)

SNA juga membahagikan komponen perkakasan kepada 4 unit yang

dinamakan sebagai unit fizikal (P.U). Unit fizikal ini terbahagi kepada 4 jenis dan

diberikan nombor 1,2,4, dan 5 iaitu:

Unit Fizikal (Physical unit) P.U Komponen Perkakasan (hardware component)

Jenis 1 Peranti terminal

Jenis 2 Kawalan kelompok (Cluster controller)

Jenis 4 Kawalan komunikasi (communicationcontroller)

Jenis 5 Host processor

Logikal unit dan sessions

Pengguna SNA adalah diwakili dalam sistem dengan dinamakan sebagai

logical units (L.U).Perantaran diantara 2 sistem pengguna dikenali sebagai sessions.

Bila seorang pengguna ingin menghubungkan pengguna lain, LU akan terlibat

dalam penyambungan tersebut manakala session pula terlibat dalam dua LU yang

E5124 / UNIT 6/ 20

berbeza. Sebarang aktiviti atau sumber yang digunakan dari satu LU dalam session

ini dinamakan sebagai haft-sessions

User 2

User 1 User 3

user 2 – user 5

LU 2 session LU 3 User 4

LU 1 user 1- user 6 session

LU 5 user 7 –user 6 session LU 4

User 5

User 7

User 6

Rajah 3.10 : Rangkaian SNA