Bingkai Ethernet

Enkapsulasi Ethernet

Ethernet dan Model OSI

Modul ini dimulai dengan pembahasan teknologi Ethernet, termasuk penjelasan tentang sublapisan MAC dan bidang-bidang frame Ethernet.

Ethernet adalah salah satu dari dua teknologi LAN yang digunakan saat ini, sedangkan yang lainnya adalah LAN nirkabel (WLAN). Ethernet menggunakan komunikasi berbasis kabel, termasuk kabel *twisted pair*, sambungan serat optik, dan kabel koaksial.

Ethernet beroperasi pada lapisan *data link* dan lapisan fisik. Ethernet merupakan keluarga teknologi jaringan yang didefinisikan dalam standar IEEE 802.2 dan 802.3. Ethernet mendukung lebar pita (*bandwidth*) data sebagai berikut:

10 Mbps

100 Mbps

1000 Mbps (1 Gbps)

10,000 Mbps (10 Gbps)

40,000 Mbps (40 Gbps)

100,000 Mbps (100 Gbps)

 

Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar, standar Ethernet mendefinisikan baik protokol Layer 2 maupun teknologi Layer 1.

 

Ethernet dan Model OSI

 

 

Sublapisan Data Link

Protokol LAN/MAN IEEE 802, termasuk Ethernet, menggunakan dua sub-lapisan terpisah dari lapisan *data link* berikut ini untuk beroperasi. Keduanya adalah *Logical Link Control* (LLC) dan *Media Access Control* (MAC), sebagaimana ditunjukkan pada gambar.

Ingatlah bahwa LLC dan MAC memiliki peran berikut pada lapisan data link:

•  Sublapisan LLC – Sublapisan IEEE 802.2 ini menjembatani komunikasi antara perangkat lunak jaringan di lapisan atas dan perangkat keras di lapisan bawah. Sublapisan ini menyisipkan informasi ke dalam *frame* yang mengidentifikasi protokol lapisan jaringan yang digunakan oleh *frame* tersebut. Informasi ini memungkinkan berbagai protokol Lapisan 3—seperti IPv4 dan IPv6—untuk menggunakan antarmuka jaringan dan media yang sama.
• Sublapisan MAC – Sublapisan ini (contohnya IEEE 802.3, 802.11, atau 802.15) diimplementasikan dalam perangkat keras dan bertanggung jawab atas enkapsulasi data serta pengendalian akses media. Sublapisan ini menyediakan pengalamatan lapisan tautan data (data link layer) dan terintegrasi dengan berbagai teknologi lapisan fisik.

 

 

 

Sublapisan MAC

Standar Ethernet pada Sublapisan MAC

Sublapisan MAC bertanggung jawab atas enkapsulasi data dan akses ke media.

Enkapsulasi Data 

Enkapsulasi data IEEE 802.3 mencakup hal-hal berikut:

•  Frame Ethernet – Ini adalah struktur internal dari frame Ethernet.
• Pengalamatan Ethernet - Bingkai Ethernet mencakup alamat MAC sumber dan tujuan untuk mengirimkan bingkai Ethernet dari Ethernet NIC ke Ethernet NIC pada LAN yang sama.
• Deteksi kesalahan Ethernet – Frame Ethernet mencakup trailer *frame check sequence* (FCS) yang digunakan untuk deteksi kesalahan.

Mengakses Media

Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar, sublapisan MAC IEEE 802.3 mencakup spesifikasi untuk berbagai standar komunikasi Ethernet melalui beragam jenis media, termasuk tembaga dan serat optik.

 Standar Ethernet pada Sublapisan MAC

 

 

Ingatlah bahwa Ethernet model lama yang menggunakan topologi bus atau hub merupakan media *half-duplex* yang digunakan bersama. Ethernet pada media *half-duplex* menggunakan metode akses berbasis kompetisi, yaitu *carrier sense multiple access/collision detection* (CSMA/CD). Metode ini memastikan bahwa hanya satu perangkat yang melakukan transmisi pada satu waktu. CSMA/CD memungkinkan beberapa perangkat berbagi media *half-duplex* yang sama serta mendeteksi terjadinya tabrakan (*collision*) ketika lebih dari satu perangkat mencoba melakukan transmisi secara bersamaan. Selain itu, metode ini menyediakan algoritma *back-off* untuk transmisi ulang.

LAN Ethernet masa kini menggunakan switch yang beroperasi dalam mode full-duplex. Komunikasi full-duplex dengan switch Ethernet tidak memerlukan pengendalian akses melalui CSMA/CD.

 

Bidang-bidang Frame Ethernet

Ukuran minimum frame Ethernet adalah 64 byte dan ukuran maksimum yang umum adalah 1518 byte. Ukuran ini mencakup seluruh byte mulai dari kolom alamat MAC tujuan hingga kolom *frame check sequence* (FCS). Kolom *preamble* tidak disertakan saat menentukan ukuran frame tersebut.

Catatan: Ukuran frame bisa lebih besar jika terdapat persyaratan tambahan, seperti VLAN tagging. VLAN tagging berada di luar cakupan kursus ini.

Setiap frame dengan panjang kurang dari 64 byte dianggap sebagai "collision fragment" atau "runt frame" dan secara otomatis dibuang oleh stasiun penerima. Frame yang memiliki data lebih dari 1500 byte dianggap sebagai "jumbo frame" atau "baby giant frame".

Jika ukuran frame yang dikirimkan lebih kecil dari batas minimum atau lebih besar dari batas maksimum, perangkat penerima akan membuang frame tersebut. Frame yang dibuang kemungkinan besar disebabkan oleh tabrakan (collision) atau sinyal lain yang tidak diinginkan. Frame tersebut dianggap tidak valid. Jumbo frame biasanya didukung oleh sebagian besar switch dan NIC Fast Ethernet serta Gigabit Ethernet.

Gambar tersebut memperlihatkan setiap bidang dalam bingkai Ethernet. Lihat tabel untuk informasi lebih lanjut mengenai fungsi setiap bidang.

Bidang-bidang Frame Ethernet

  

 

Semua *frame* harus memiliki panjang minimal 64 byte. Bit tambahan yang disebut "*pad*" digunakan untuk menambah ukuran *frame* yang kecil agar mencapai ukuran minimum tersebut.

Bidang FCS menggunakan CRC untuk mendeteksi kesalahan dalam sebuah frame.

Kolom EtherType mengidentifikasi protokol lapisan atas yang dienkapsulasi dalam bingkai Ethernet.

Beberapa byte pertama dari *preamble* memberi tahu penerima mengenai adanya *frame* baru.

Sublapisan LLC bertanggung jawab untuk mengendalikan kartu antarmuka jaringan melalui driver perangkat lunak.

LLC bekerja sama dengan lapisan-lapisan di atasnya untuk mendukung protokol tingkat yang lebih tinggi.

Sublapisan MAC memeriksa kesalahan bit, mendukung teknologi Ethernet, dan mengontrol akses ke media.