OSI Model

OSI (Open systems Interconnection) merupakan aristektur standar jaringan yang dibuat oleh ISO (International Standars Organization) tahun 1977. OSI model ini merupakan dasar dan berhubungan dengan semua bagian maupun perangkat yang ada pada jaringan. Jadi, perangkat seperti hub, switch, router, serta kabel adalah bagian dari OSI reference model.

Pengetahuan mengenai OSI model ini sangat diperlukan dalam memahami jaringan. OSI model membagi tahapan proses komunikasi antar komputer menjadi 7 lapisan (layer) seperti terlihat pada video 1 berikut. Lapisan 1 sampai dengan 4 sebagai lower layers atau data flow layers yang mengatur data mengalir di jaringan. Lapisan ini dapat berupa hardware dan software. Sementara itu, layer 5 sampai dengan 7 disebut sebagai upper layers atau application layers. Lapisan ini berupa aplikasi/software dan berkaitan dengan user interface, data formatting, communications session, dsb.

Video 1. OSI Model (Sumber: Sofana, I. Buku Cisco CCNA-CCNP Routing dan Switching)

Manfaat dan tujuan OSI layer:

1. Berguna dalam troubleshooting jaringan
2. Berfungsi sebagai model referensi / acuan dalam jaringan
3. Mengkategorikan fungsi-fungsi jaringan ke dalam lapisan-lapisan (layer) tertentu
4. Dengan memahami fungsinya, Anda dapat memahami cara terbaik untuk berkomunikasi dengan menggunakan perangkat tersebut
5. memungkinkan produsen/vendor mengembangkan perangkat & software sesuai fungsi layernya
6. Adanya standar interface, sehingga perangkat yang dikembangkan oleh vendor yang berbeda tetap dapat terhubung

Namun demikian, OSI model tidak menggambarkan dengan tepat operasi pada jaringan modern saat ini. Hal ini dikarenakan jaringan beroperasi menggunakan model TCP/IP. 

Pada OSI model, penyebutan data berbeda pada tiap lapisannya seperti terlihat pada gambar di bawah ini. 

Gambar 1. Tipe data dalam OSI Model (sumber:https://www.udemy.com/course/comptia-network-n10-008/learn/lecture/28534589#content)

1. Layer 1-Physical / Fisik

Mentransmisikan bit pada jaringan termasuk semua karakteristik fisik dan elektrikal yang terdapat pada jaringan. Karakteristik fisik contohnya:

• Bagaimana bit direpresentasikan pada media seperti copper dan fiber optik?
• Bit direpresentasikan sebagai voltase elektrik pada copper, 0 volts untuk bit 0, dan +/- 5 volt untuk bit 1
• Bit direpresentasikan sebagai cahaya pada fiber optik. cahaya menyala untuk bit 1, dan mati untuk bit 0.
• Bagaimana kabel dibentuk?
• Contoh untuk kabel UTP dengan konektor RJ45 menggunakan standar TIA/EIA 568. Untuk kabel crossover menggunakan T-568A dan T-568B. untuk straight bisa T-568A dikedua sisi, atau T-568B dikedua sisinya.
• Bagaimana kabel-kabel dapat saling terhubung?
• perangkat lapisan 1 ini melihat jaringan dari topologi fisik, sehingga ini termasuk bus, ring, star, full mesh, partial mesh, dan hub and spoke.
• Bagaimana cara sinkronisasi dalam komunikasi? Bagaimana kita tau kalau receiver siap untuk menerima bit yang dikirimkan? 
• Asinkron. Dapat diumpamakan seperti voice mail yang dikirim dan dapat didengarkan kemudian/dilain waktu. Dapat dikatakan komunikasi ini terjadi secara tidak sinkron atau tidak tepat waktu. Pada jaringan, komunikasi asinkron menggunakan start dan stop bit sebagai tanda untuk mengawali dan mengakhiri suatu transmisi.
• Sinkron. Dapat diumpamakan sebagai komunikasi dimana kita harus berada pada tempat dan waktu yang sama seperti saat kita melakukan panggilan telepon. Komunikasi sinkron menggunakan reference clock untuk melakukan transimisi.
• Bagaimana Bandwidth dimanfaatkan?
1. Broadband, membagi bandwidth ke beberapa kanal berbeda
• Baseband, penggunaan semua frekuensi yang terdapat pada media (kabel) serta  menggunakan reference clock untuk mentransmisikan data. Dapat dimisalkan seperti saat melakukan panggilan telepon rumah. ketika sedang melakukan panggilan telepon, saluran terpakai dan tidak bisa digunakan untuk menelepon/ditelpon orang lain.
• Bagaimana kita dapat mendapatkan sesuatu yang lebih dengan keterbatasan bandwidth pada jaringan?
• Time-Division Multiplexing (TDM), menggunakan time slot untuk membagi media sehingga dapat digunakan banyak pengguna. tiap pengguna memiliki alokasi waktu tertentu untuk menggunakan media transmisi.
• Statistical Time-Division Multiplexing (STDM), lebih efisien dari TDM. Pengguna mendapatkan alokasi waktu sesuai dengan kebutuhan (dinamik).
• FDM, membagi frekuensi menjadi beberapa kanal berbeda, sehingga pengguna bisa menggunakan media pada waktu yang bersamaan.

Contoh dari lapisan 1 ini adalah:

1. Kabel: Copper, Coaxial, Fiber Optik
2. Frekuensi Radio: Wi-Fi, Bluetooth
3. Perangkat: Hub, Access Point, Media Converter

2. Layer 2-Data Link

Membungkus bit yang diperoleh dari lapisan 1 ke dalam bentuk frame-frame, melakukan deteksi dan koreksi error, mendeteksi perangkat-perangkat yang ada pada jaringan berdasarkan MAC address mereka, serta menyediakan flow control.

Mac Address Control (MAC) adalah sistem pengalamatan fisik dari suatu perangkat sehingga suatu perangkat dapat beroperasi pada topologi logik. MAC address berupa pengalamatan 48 bit yang ditempatkan pada Network Interface Card (NIC).

Gambar 2. MAC Address (sumber:https://digitalmediaglobe.com/how-to-find-the-mac-address-of-pc/)

Network Interface Controller specific berbeda tiap perangkat sementara untuk organisationally unique identifier adalah angka unik yang menyatakan produsen/vendor yang membuat perangkat tersebut. 

Pada lapisan 2 ini, perangkat melihat jaringan dari sisi logiknya. Hal ini berarti perangkat sudah tidak peduli lagi bagaimana perangkat-perangkat yang ada terhubung secara fisik, namun lebih kearah giliran siapa yang berbicara dan mentransmit data.  

Selain MAC, pada lapisan 2 ini juga terdapat LLC (Logical Link Control) yang berfungsi menyediakan layanan koneksi dan informasi penerimaan pesan. selain itu, LLC juga memberi tahu pengirim untuk mengirim kembali frame saat frame data yang dikirimkan tidak rusak dengan menggunakan checksum.

Contoh dari lapisan 2 ini adalah

1. Network Interface Card (NIC)
2. Bridge
3. Switch

3. Layer 3-Network

Tentang bagaimana meneruskan/merutekan trafik dalam jaringan menggunakan alamat logik. Contoh alamat logik adalah IPv4 dan IPv6. IP ini adalah protokol yang ada pada network layer. Beberapa protokol lain antara lain selain IP: AppleTalk dan IPX namun demikian IP menjadi protokol yang saat ini banyak digunakan pada jaringan. Contoh IP address 192.168.1.1 ada empat set angka yang dipisahkan dengan titik/dot. 

Bagaimana cara memforward data?

1. Packet Switching (bisa kita sebut juga sebagai routing)
   Data dipecah menjadi paket-paket kemudian diteruskan ke IP address yang dituju. Contoh sederhana ketika kita berkirim surat, pada amplop surat kita tuliskan alamat surat yang dituju kemudian kita masukkan ke kotak pos. Surat tersebut dapat melewati jalur maupun kantor pos / cabang yang berbeda walaupun tujuan akhirnya sama.
2. Circuit Switching
   Saluran komunikasi tetap terbentuk selama adanya hubungan antara dua perangkat. Contoh saat menggunakan telepon rumah. Selama terjadi koneksi, semua data akan dikirimkan menggunakan jalur yang sama.

          Kebanyakan jaringan saat ini menggunakan packet switching.

Bagaimana menentukan rute untuk mengirimkan paket?

Router mempunyai dan mengelola suatu tabel routing, sehingga paket yang dikirimkan akan dicek IP tujuannya untuk kemudian dibandingkan dengan informasi pada tabel routing sehingga dapat diketahui jalur mana yang dapat dilalui paket tersebut. jalur jalur yang dapat dilalui ini dapat dibentuk dengan menggunakan routing statik maupun dinamik. jalur pengiriman data dibuat/ditentukan secara manual oleh administrator jaringan, sementara pada dinamik routing jalur pengiriman data ditentukan secara otomatis berdasarkan protokol routing tertentu (akan dibahas lebih lanjut pada bab selanjutnya).

Layanan apalagi yang diberikan layer 3 ini?

Internet Control Message Protocol (ICMP), untuk mengirim informasi ataupun pesan error mengenai IP yang dituju. Biasanya digunakan saat troubleshooting jaringan (ping dan traceroute)

Contoh layer 3?

Router

Multilayer switch

Internet protocol

ICMP

4. Layer 4-Transport

Layer transport adalah pemisah lower layer dengan upper layer. lower layer adalah physical, datalink dan network layer, sementara upper layer adalah transport, session, presentation dan application. pada transport layer data dikirimkan dalam bentuk segment. Contoh protokol yang ada pada layer 4 adalah TCP dan UDP.

TCP (Transmission Control Protocol) adalah connection oriented protocol (reliable) yang berarti koneksi dibuat dan dijaga hingga aplikasi yang saling berhubungan selesai mengirimkan segment pada jaringan. Jika ada segment yang drop dalam jaringan, TCP akan meminta ACK (acknowledgement) setiap saat, apabila TCP tidak menerima ACK tersebut, maka segment data yang drop akan dikirimkan kembali.

Gambar Three way handshake TCP (sumber:https://www.mdpi.com/2076-3417/6/11/358#)

Three way handsake terbentuk ketika antar klien/host atau klien-server telah bertukar informasi dan mengakui (acknowledged) nomor urut (sequence) masing-masing. Sesuai namanya, three way handsake dilakukan dalam tiga langkah:

1. Pertama, klien mengirimkan segmen SYN murni yang menunjukkan bahwa ia ingin membuat koneksi. 
2. Kedua, server merespons dengan mengirim segmen SYN-ACK yang berarti telah mengakui permintaan dan mengirimkan nomor SYN sendiri untuk diakui oleh klien. 
3. Ketiga, klien mengirimkan segmen ACK ke server untuk memberitahukan bahwa nomor SYN server telah diakui dan akan digunakan untuk koneksi lebih lanjut.

UDP (User Datagram Protocol) merupakan connectionless protocol (unreliable) dimana tidak ada retransmisi datagram yang rusak/hilang karena pengirim tidak tahu (unaware) terhadap kondisi disisi penerima. Contoh penggunaan UDP ketika streaming audio, video, game online dsb. 

5. Layer 5-Session

Dapat diumpamakan sebagai suatu percakapan yang harus dipisahkan dari yang lain untuk mencegah pembauran/tercampurnya data dengan cara:

1. Establishing, membuat/memulai sesi, melakukan negosiasi layanan yang dibutuhkan, siapa yang memulai mengirimkan data
2. Maintaining, mempertahankan sesi, membangun kembali sesi yang putus, adanya pemberitahuan (aknoledgement) terhadap data yang diterima
3. Terminating, mengakhiri sesi sesuai kesepakatan bersama.

Contoh layer 5?

H.323, digunakan untuk sambungan suara/video

NetBIOS, digunakan oleh komputer untuk berbagi file melalui jaringan

6. Layer 6-Presentation

Mengatur konversi dan memformat/translasi berbagai format data, seperti kompresi data dan enkripsi data.

1. Data formatting, melakukan format data agar sesuai dan dapat digunakan antar perangkat yang ada pada jaringan. Contoh:
1. Ascii
2. Gif/Jpeg
2. Encryption, mengacak data agar aman selama ditransmisikan. Conto: TLS untuk mengamankan data antara komputer dengan website.

Contoh layer 6?

HTML, XML, PHP, JavaScript

ASCII, EBCDIC, UNICODE

GIF, JPG, TIF, SVG, PNG

MPG, MOV

TLS, SSL

7. Layer 7-Application

Menyediakan layanan pada tingkat aplikasi sebagai tempat pengguna berkomunikasi dengan komputer. Aplikasi yang dimaksud disini bukan aplikasi seperti power point, chrome, word, dan sebagainya, melainkan aplikasi melainkan aplikasi dengan level lebih rendah yang digunakan untuk file transfer dsb. Aplikasi ini memungkinkan pengguna mengirimkan informasi ke komputer dan komputer meneruskan informasi tersebut pada jaringan.

Dibagi menjadi 2:

1. Application services, menyatukan komponen komunikasi lebih dari satu aplikasi jaringan.
   Contoh:
1. Transfer file dan berbagi file
2. Email (POP3, IMAP, SMTP)
3. Remote akses
4. kegiatan manajemen jaringan
2. Service advertisement, memberikan pengumuman terkait layanan yang ada pada jaringan. Contoh: 
1. Printer
2. File server

Contoh layer 7?

E-mail (POP3, IMAP, SMTP)

Web Browsing (HTTP, HTTPS)

Domain Name Service (DNS)

File Transfer Protocol (FTP, FTPS)

Remote Access (TELNET, SSH)

Daftar Pustaka

Sofana, I. (2013). Membangun Jaringan Komputer Mudah membuat jaringan Komputer (Wire & Wireless) untuk Pengguna Windows dan Linux. Informatika Bandung.
Cisco - Networking, Cloud, and Cybersecurity Solutions. (n.d.). Retrieved September 4, 2022, from https://www.cisco.com/c/en/us/index.html
Sofana, I. (2017). Cisco CCNA-CCNP Routing dan Switching. Informatika Bandung.
Bose, M. (2021). Explanation of Network Topology Types. https://www.nakivo.com/blog/types-of-network-topology-explained/ 

https://www.udemy.com/course/comptia-network-n10-008/learn/lecture/28534495#content