Rangkuman Cisco CCNA 1 Chapter 4

Akses Jaringan

Untuk mendukung komunikasi kita, model OSI membagi fungsi jaringan data menjadi beberapa lapisan. Setiap lapisan bekerja dengan lapisan di atas dan di bawah untuk mentransmisikan data. Dua lapisan model OSI sangat terkait erat, bahwa menurut model TCP / IP mereka pada dasarnya adalah satu lapisan. Kedua layer tersebut adalah layer data link dan physical layer.

Pada perangkat pengirim, ini adalah peran lapisan data link untuk menyiapkan data transmisi dan kontrol bagaimana data tersebut mengakses media fisik. Namun, lapisan fisik mengontrol bagaimana data dikirimkan ke media fisik dengan mengkodekan digit biner yang mewakili data menjadi sinyal.

Pada sisi penerimaan, lapisan fisik menerima sinyal melintasi media penghubung. Setelah decoding sinyal kembali ke data, lapisan fisik melewati frame ke lapisan data link untuk penerimaan dan pemrosesan.

Bab ini dimulai dengan fungsi umum lapisan fisik dan standar dan protokol yang mengelola transmisi data di media lokal. Ini juga mengenalkan fungsi lapisan data link dan protokol yang terkait dengannya.

#Jenis Koneksi

Apakah terhubung ke printer lokal di rumah atau situs web di negara lain, sebelum komunikasi jaringan dapat terjadi, koneksi fisik ke jaringan lokal harus ditetapkan. Sambungan fisik bisa berupa sambungan kabel menggunakan kabel atau koneksi nirkabel menggunakan gelombang radio.

Jenis koneksi fisik yang digunakan tergantung pada pengaturan jaringan. Misalnya, di banyak kantor perusahaan, karyawan memiliki komputer desktop atau laptop yang terhubung secara fisik, melalui kabel, ke saklar bersama. Jenis pengaturan ini adalah jaringan kabel. Data ditransmisikan melalui kabel fisik.

Selain koneksi kabel, banyak bisnis juga menawarkan koneksi nirkabel untuk laptop, tablet, dan smartphone. Dengan perangkat nirkabel, data ditransmisikan menggunakan gelombang radio. Penggunaan konektivitas nirkabel biasa dilakukan oleh individu, dan bisnis sama, menemukan kelebihan penawaran jenis layanan ini. Untuk menawarkan kemampuan nirkabel, perangkat pada jaringan nirkabel harus terhubung ke titik akses nirkabel (AP).

Beralih perangkat dan titik akses nirkabel seringkali merupakan dua perangkat khusus terpisah dalam implementasi jaringan. Namun, ada juga perangkat yang menawarkan konektivitas kabel dan nirkabel. Di banyak rumah, misalnya, individu menerapkan router layanan terpadu (ISR), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. ISR menawarkan komponen switching dengan beberapa port, yang memungkinkan beberapa perangkat terhubung ke jaringan area lokal (LAN) menggunakan kabel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Selain itu, banyak ISR juga menyertakan AP, yang memungkinkan perangkat nirkabel terhubung juga.

#Kartu Antarmuka Jaringan

Network Interface Cards (NIC) menghubungkan perangkat ke jaringan. NIC Ethernet digunakan untuk koneksi kabel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, sedangkan WLAN (Wireless Local Area Network) NIC digunakan untuk nirkabel. Perangkat pengguna akhir mungkin termasuk satu atau kedua jenis NIC. Printer jaringan, misalnya, mungkin hanya memiliki NIC Ethernet, dan karena itu, harus terhubung ke jaringan menggunakan kabel Ethernet. Perangkat lain, seperti tablet dan smartphone, mungkin hanya berisi WLAN NIC dan harus menggunakan koneksi nirkabel.

Tidak semua koneksi fisik sama, dalam hal tingkat kinerja, saat terhubung ke jaringan.
Misalnya, perangkat nirkabel akan mengalami penurunan kinerja berdasarkan jaraknya dari titik akses nirkabel. Semakin jauh perangkat dari jalur akses, semakin lemah sinyal nirkabel yang diterimanya. Ini bisa berarti bandwidth kurang atau tidak ada koneksi nirkabel sama sekali. Gambar 2 menunjukkan bahwa extender jangkauan nirkabel dapat digunakan untuk meregenerasi sinyal nirkabel ke bagian lain rumah yang terlalu jauh dari titik akses nirkabel. Sebagai alternatif, koneksi kabel tidak akan menurunkan kinerja.

Semua perangkat nirkabel harus berbagi akses ke gelombang udara yang terhubung ke jalur akses nirkabel. Ini berarti kinerja jaringan yang lebih lambat dapat terjadi karena lebih banyak perangkat nirkabel yang mengakses jaringan secara bersamaan. Perangkat berkabel tidak perlu berbagi akses ke jaringan dengan perangkat lain. Setiap perangkat kabel memiliki saluran komunikasi terpisah di atas kabel Ethernet-nya. Hal ini penting saat mempertimbangkan beberapa aplikasi, seperti game online, video streaming, dan konferensi video, yang membutuhkan bandwidth lebih dedicated daripada aplikasi lainnya.

#Lapisan Fisik

Lapisan fisik OSI menyediakan sarana untuk mengangkut bit yang membentuk bingkai lapisan data link di media jaringan. Lapisan ini menerima bingkai lengkap dari lapisan data link dan mengkodekannya sebagai rangkaian sinyal yang dikirim ke media lokal. Bit yang dikodekan yang terdiri dari bingkai diterima oleh perangkat akhir atau perangkat perantara.

Proses yang dialami data dari node sumber ke simpul tujuan adalah:

• Data pengguna tersegmentasi oleh lapisan transport, ditempatkan ke dalam paket oleh lapisan jaringan, dan selanjutnya dienkapsulasi ke dalam frame oleh lapisan data link.
• Lapisan fisik mengkodekan frame dan menciptakan sinyal gelombang elektrik, optik, atau radio yang mewakili bit pada setiap frame.
• Sinyal ini kemudian dikirim ke media, satu per satu.
• Lapisan fisik simpul tujuan mengambil sinyal individual ini dari media, mengembalikannya ke representasi bit mereka, dan meneruskan bit ke lapisan data link sebagai bingkai yang lengkap.

#Media Lapisan Fisik

Ada tiga bentuk dasar media jaringan. Lapisan fisik menghasilkan representasi dan pengelompokkan bit untuk setiap jenis media sebagai:

• Kabel tembaga: Sinyal adalah pola pulsa elektrik.
• Kabel serat optik: Sinyal adalah pola terang.
• Nirkabel: Sinyal adalah pola transmisi gelombang mikro.

#Standar Lapisan Fisik

Protokol dan operasi lapisan OSI atas dilakukan dalam perangkat lunak yang dirancang oleh insinyur perangkat lunak dan ilmuwan komputer. Layanan dan protokol di suite TCP / IP didefinisikan oleh Internet Engineering Task Force (IETF).

Lapisan fisik terdiri dari sirkuit elektronik, media, dan konektor yang dikembangkan oleh para insinyur. Oleh karena itu, adalah tepat bahwa standar yang mengatur perangkat keras ini ditentukan oleh organisasi teknik elektro dan komunikasi yang relevan.

Ada banyak organisasi internasional dan nasional yang berbeda, organisasi pemerintah yang mengatur peraturan, dan perusahaan swasta yang terlibat dalam membangun dan memelihara standar lapisan fisik. Misalnya, lapisan fisik perangkat keras, media, pengkodean, dan standar pemberian sinyal didefinisikan dan diatur oleh:

• Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO)
• Asosiasi Industri Telekomunikasi / Asosiasi Industri Elektronika (TIA / EIA)
• International Telecommunication Union (ITU)
• American National Standards Institute (ANSI)
• Institut Teknik Elektro dan Elektronika (IEEE)
• Badan pengawas telekomunikasi nasional termasuk Komisi Komunikasi Federal (FCC) di Amerika Serikat dan European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
Selain itu, sering ada kelompok pengkabelan regional seperti CSA (Canadian Standards Association), CENELEC (Komite Eropa untuk Standardisasi Elektroteknik), dan JSA / JIS (Asosiasi Standar Jepang), mengembangkan spesifikasi lokal.

#Fungsi

Standar lapisan fisik menangani tiga area fungsional:

- Komponen Fisik

Komponen fisiknya adalah perangkat perangkat elektronik, media, dan konektor lain yang mentransmisikan dan membawa sinyal untuk mewakili bit. Komponen perangkat keras seperti NIC, antarmuka dan konektor, bahan kabel, dan desain kabel semuanya ditentukan dalam standar yang terkait dengan lapisan fisik. Berbagai port dan interface pada router Cisco 1941 juga merupakan contoh komponen fisik dengan konektor dan pinouts spesifik yang dihasilkan dari standar.

- Encoding

Encoding atau line encoding adalah metode untuk mengubah aliran bit data menjadi "kode" yang telah ditentukan. Kode adalah pengelompokan bit yang digunakan untuk menyediakan pola yang dapat diprediksi yang dapat dikenali oleh pengirim dan penerima. Dalam kasus jaringan, pengkodean adalah pola tegangan atau arus yang digunakan untuk mewakili bit; 0s dan 1s.
Sebagai contoh, pengkodean Manchester mewakili 0 bit dengan transisi tegangan tinggi ke tegangan rendah, dan bit 1 diwakili sebagai transisi tegangan rendah ke tinggi. Contoh pengkodean Manchester diilustrasikan pada Gambar 1. Transisi terjadi pada pertengahan setiap periode bit. Jenis pengkodean ini digunakan dalam 10 b / s Ethernet. Kecepatan data yang lebih cepat memerlukan pengkodean yang lebih kompleks.

- Sinyal

Lapisan fisik harus menghasilkan sinyal listrik, optik, atau nirkabel yang mewakili "1" dan "0" pada media. Metode untuk mewakili bit disebut metode pensinyalan. Standar lapisan fisik harus menentukan jenis sinyal yang mewakili "1" dan jenis sinyal yang mewakili "0". Ini bisa sesederhana perubahan pada tingkat sinyal listrik atau pulsa optik. Misalnya, pulsa panjang mungkin mewakili 1 sedangkan pulsa pendek mewakili angka 0.

Ini mirip dengan bagaimana kode Morse digunakan untuk komunikasi. Kode Morse adalah metode pensinyalan lain yang menggunakan serangkaian nada, lampu, atau klik on-off untuk mengirim teks melalui kabel telepon atau antar kapal di laut.

#Bandwidth

Media fisik yang berbeda mendukung transfer bit pada tingkat yang berbeda. Transfer data biasanya didiskusikan dalam hal bandwidth dan throughput.

Bandwidth adalah kapasitas medium untuk membawa data. Bandwidth digital mengukur jumlah data yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah waktu tertentu. Bandwidth biasanya diukur dalam kilobit per detik (kb / s), megabit per detik (Mb / s), atau gigabit per detik (Gb / s). Bandwidth kadang-kadang dianggap sebagai kecepatan yang bit perjalanan, namun hal ini tidak akurat. Misalnya, di Ethernet 10Mb / s dan 100Mb / s, bit dikirim pada kecepatan listrik. Perbedaannya adalah jumlah bit yang ditransmisikan per detik.
Kombinasi faktor menentukan bandwidth praktis dari sebuah jaringan:

• Sifat media fisik
• Teknologi yang dipilih untuk menandakan dan mendeteksi sinyal jaringan
Sifat media fisik, teknologi terkini, dan hukum fisika semuanya berperan dalam menentukan bandwidth yang ada.

#Throughput

Throughput adalah ukuran transfer bit melintasi media selama periode waktu tertentu.
Karena sejumlah faktor, throughput biasanya tidak sesuai dengan bandwidth yang ditentukan dalam implementasi lapisan fisik. Banyak faktor yang mempengaruhi throughput, diantaranya:

• Jumlah lalu lintas
• Jenis lalu lintas
• Latensi yang dibuat oleh jumlah perangkat jaringan yang ditemukan antara sumber dan tujuan
Latency mengacu pada jumlah waktu, termasuk penundaan, data untuk melakukan perjalanan dari satu titik ke titik lainnya.

Dalam jaringan atau jaringan dengan banyak segmen, throughput tidak bisa lebih cepat daripada link paling lambat di jalur dari sumber ke tujuan. Bahkan jika semua atau sebagian besar segmen memiliki bandwidth tinggi, hanya dibutuhkan satu segmen di jalur dengan throughput rendah untuk menciptakan kemacetan pada throughput keseluruhan jaringan.

Ada banyak tes kecepatan online yang bisa mengungkap throughput koneksi internet. Angka tersebut memberikan hasil sampel dari tes kecepatan. Goodput adalah ukuran data yang dapat digunakan yang ditransfer selama periode waktu tertentu. Goodput adalah throughput dikurangi overhead lalu lintas untuk membangun sesi, ucapan terima kasih, dan enkapsulasi.

#Jenis Media Fisik

Lapisan fisik menghasilkan representasi dan pengelompokan bit sebagai tegangan, frekuensi radio, atau pulsa ringan. Berbagai standar organisasi telah berkontribusi pada definisi sifat fisik, listrik, dan mekanik dari media yang tersedia untuk komunikasi data yang berbeda. Spesifikasi ini menjamin bahwa kabel dan konektor akan berfungsi seperti yang diantisipasi dengan implementasi lapisan data link yang berbeda.

Sebagai contoh, standar untuk media tembaga ditetapkan untuk:

• Jenis kabel tembaga yang digunakan
• Bandwidth komunikasi
• Jenis konektor yang digunakan
• Pinout dan kode warna koneksi ke media

#Karakteristik Kabel Tembaga

Jaringan menggunakan media tembaga karena harganya murah, mudah dipasang, dan memiliki daya tahan rendah terhadap arus listrik. Namun, media tembaga dibatasi oleh jarak dan gangguan sinyal.

Data ditransmisikan pada kabel tembaga sebagai pulsa elektrik. Detektor pada antarmuka jaringan perangkat tujuan harus menerima sinyal yang dapat berhasil diterjemahkan agar sesuai dengan sinyal yang dikirim. Namun, semakin lama sinyal bergerak, semakin memburuk. Ini disebut sebagai redaman sinyal. Untuk alasan ini, semua media tembaga harus mengikuti batasan jarak yang ketat seperti yang ditentukan oleh standar panduan.

Nilai waktu dan voltase pulsa listrik juga rentan terhadap gangguan dari dua sumber:

• Interferensi elektromagnetik (EMI) atau gangguan frekuensi radio (RFI) - Sinyal EMI dan RFI dapat mendistorsi dan merusak sinyal data yang dibawa oleh media tembaga. Sumber potensial EMI dan RFI meliputi gelombang radio dan perangkat elektromagnetik, seperti lampu neon atau motor listrik.
• Crosstalk - Crosstalk adalah gangguan yang disebabkan oleh medan listrik atau medan magnet dari sinyal pada satu kawat ke sinyal di kawat yang berdekatan. Di sirkuit telepon, crosstalk dapat menyebabkan pendengaran dari percakapan suara lain dari sirkuit yang berdekatan. Secara khusus, ketika arus listrik mengalir melalui kawat, ia menciptakan medan magnet melingkar kecil di sekitar kawat, yang dapat diambil oleh kawat yang berdekatan.
Angka tersebut menunjukkan bagaimana transmisi data dapat dipengaruhi oleh gangguan.

#Media Tembaga

Ada tiga jenis utama media tembaga yang digunakan dalam jaringan:

• Unshielded Twisted-Pair (UTP)
• Shielded Twisted-Pair (STP)
• Coaxial

Kabel ini digunakan untuk menghubungkan node pada perangkat LAN dan infrastruktur seperti switch, router, dan titik akses nirkabel. Setiap jenis koneksi dan perangkat yang menyertainya memiliki persyaratan pemasangan kabel yang ditetapkan oleh standar lapisan fisik.

Standar lapisan fisik yang berbeda menentukan penggunaan berbagai konektor. Standar ini menentukan dimensi mekanis dari konektor dan sifat listrik yang dapat diterima dari masing-masing jenis. Media jaringan menggunakan jack modular dan colokan untuk memudahkan koneksi dan pemutusan hubungan. Juga, satu jenis konektor fisik dapat digunakan untuk beberapa jenis koneksi. Misalnya, konektor RJ-45 banyak digunakan di LAN dengan satu jenis media dan pada beberapa WAN dengan jenis media lainnya.

#Kabel Twisted-Pair Unshielded

Pemasangan kabel twisted-pair (UTP) unshielded adalah media jaringan yang paling umum. Kabel UTP, diakhiri dengan konektor RJ-45, digunakan untuk host jaringan interkoneksi dengan perangkat jaringan menengah, seperti switch dan router.

Di LAN, kabel UTP terdiri dari empat pasang kabel berkode warna yang telah dipelintir bersama dan kemudian terbungkus dalam selubung plastik fleksibel yang melindungi dari kerusakan fisik ringan. Memutar kabel membantu melindungi dari gangguan sinyal dari kabel lain.
Seperti yang terlihat pada gambar, kode warna mengidentifikasi pasangan dan kabel masing-masing dan membantu penghentian kabel.

#Kabel Twisted-Pair Terlindung

Shielded twisted-pair (STP) memberikan perlindungan noise yang lebih baik daripada pemasangan kabel UTP. Namun, dibandingkan dengan kabel UTP, kabel STP secara signifikan lebih mahal dan sulit dipasang. Seperti kabel UTP, STP menggunakan konektor RJ-45.

Kabel STP menggabungkan teknik perisai untuk melawan EMI dan RFI, dan kawat memutar untuk melawan crosstalk. Untuk mendapatkan keuntungan penuh dari perisai, kabel STP diakhiri dengan konektor data STP terlindung khusus. Jika kabel tidak dilapisi dengan benar, perisai dapat bertindak sebagai antena dan mengambil sinyal yang tidak diinginkan.

#Kawat koaksial

Kabel coaxial, atau coax for short, mendapat namanya dari kenyataan bahwa ada dua konduktor yang memiliki sumbu yang sama. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kabel koaksial terdiri dari:

• Sebuah konduktor tembaga yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal elektronik.
• Lapisan insulasi plastik fleksibel yang mengelilingi konduktor tembaga.
• Bahan isolasi dikelilingi oleh jalinan tembaga anyaman, atau lembaran logam, yang berfungsi sebagai kawat kedua di sirkuit dan sebagai pelindung konduktor dalam. Lapisan kedua ini, atau perisai, juga mengurangi jumlah gangguan elektromagnetik luar.
• Seluruh kabel ditutupi dengan jaket kabel untuk mencegah kerusakan fisik ringan.
Ada berbagai jenis konektor yang digunakan dengan kabel coax.
Meskipun kabel UTP pada dasarnya telah menggantikan kabel koaksial pada instalasi Ethernet modern, desain kabel koaksial digunakan pada:
• Instalasi nirkabel: Kabel koaksial memasang antena ke perangkat nirkabel. Kabel koaksial membawa energi frekuensi radio (RF) antara antena dan peralatan radio.
• Instalasi Internet Kabel: Penyedia layanan kabel menyediakan konektivitas Internet ke pelanggan mereka dengan mengganti bagian kabel koaksial dan elemen amplifikasi yang mendukung dengan kabel serat optik. Namun, pemasangan kabel di dalam tempat pelanggan masih membujuk kabel.

#Keamanan Media Tembaga

Ketiga jenis media tembaga ini rentan terhadap bahaya kebakaran dan listrik.
Bahaya kebakaran ada karena isolasi kabel dan selubung mungkin mudah terbakar, atau menghasilkan asap beracun bila dipanaskan atau dibakar. Otoritas atau organisasi bangunan dapat menetapkan standar keselamatan terkait untuk pemasangan kabel dan perangkat keras.

Bahaya listrik adalah masalah potensial karena kabel tembaga dapat mengalirkan listrik dengan cara yang tidak diinginkan. Hal ini dapat menyebabkan personil dan peralatan untuk berbagai bahaya listrik. Misalnya, perangkat jaringan yang rusak bisa melakukan arus ke sasis perangkat jaringan lain. Selain itu, pemasangan kabel jaringan dapat menghadirkan tingkat voltase yang tidak diinginkan saat digunakan untuk menghubungkan perangkat yang memiliki sumber daya dengan potensi tanah yang berbeda. Situasi seperti itu dimungkinkan saat pemasangan kabel tembaga digunakan untuk menghubungkan jaringan di berbagai bangunan atau di lantai terpisah yang menggunakan fasilitas tenaga yang berbeda. Akhirnya, kabel tembaga dapat melakukan voltase yang disebabkan oleh sambaran petir ke perangkat jaringan.

Hasil dari voltase dan arus yang tidak diinginkan dapat mencakup kerusakan pada perangkat jaringan dan komputer yang terhubung, atau cedera pada personil. Adalah penting bahwa pemasangan kabel tembaga dipasang dengan benar, dan sesuai dengan spesifikasi dan kode bangunan yang relevan, untuk menghindari situasi yang berpotensi membahayakan dan merusak.

#Properti Kabel UTP

Saat digunakan sebagai media jaringan, kabel unshielded twisted-pair (UTP) terdiri dari empat pasang kabel tembaga berkode warna yang telah dipelintir bersama dan kemudian terbungkus dalam selubung plastik fleksibel. Ukurannya yang kecil bisa menguntungkan saat pemasangan.

Kabel UTP tidak menggunakan pelindung untuk melawan efek EMI dan RFI. Sebagai gantinya, perancang kabel telah menemukan bahwa mereka dapat membatasi efek negatif dari crosstalk dengan:

• Pembatalan: Desainer sekarang memasangkan kabel di sirkuit. Bila dua kabel di sirkuit listrik ditempatkan berdekatan, medan magnetnya saling berlawanan satu sama lain. Oleh karena itu, dua medan magnet saling membatalkan dan juga membatalkan sinyal EMI dan RFI di luar.
• Memvariasikan jumlah tikungan per pasang kawat: Untuk lebih meningkatkan efek pembatalan kabel sirkuit pasangan, perancang memvariasikan jumlah tikungan masing-masing pasangan kawat di kabel. Kabel UTP harus mengikuti spesifikasi yang tepat yang mengatur berapa banyak tikungan atau jalinan yang diijinkan per meter (3,28 kaki) kabel. Perhatikan pada gambar bahwa pasangan putih oranye / oranye dipelintir kurang dari pasangan biru / biru putih. Setiap pasangan berwarna dipelintir beberapa kali.

#Standar Kabel UTP

Pemasangan kabel UTP sesuai dengan standar yang ditetapkan bersama oleh TIA / AMDAL. Secara khusus, TIA / EIA-568 menetapkan standar pengkabelan komersial untuk instalasi LAN dan merupakan standar yang paling umum digunakan di lingkungan pengkabelan LAN.

Beberapa elemen yang didefinisikan adalah:

• Jenis kabel
• Panjang kabel
• Konektor
• Pengakhiran kabel
• Metode pengujian kabel

Karakteristik listrik dari kabel tembaga didefinisikan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Tarif IEEE kabel UTP sesuai kinerjanya. Kabel ditempatkan ke dalam kategori berdasarkan kemampuan mereka untuk membawa tingkat bandwidth yang lebih tinggi. Misalnya, kabel Kategori 5 (Cat5) biasanya digunakan pada instalasi Fast Ethernet 100BASE-TX. Kategori lainnya termasuk kabel Enhanced Category 5 (Cat5e), Kategori 6 (Cat6), dan Kategori 6a.

Kabel dalam kategori yang lebih tinggi dirancang dan dibangun untuk mendukung kecepatan data yang lebih tinggi. Sebagai teknologi Ethernet kecepatan gigabit baru sedang dikembangkan dan diadopsi, Cat5e sekarang merupakan jenis kabel yang dapat diterima minimal, dengan Cat6 menjadi tipe yang direkomendasikan untuk instalasi bangunan baru.

#Konektor UTP

Kabel UTP biasanya diakhiri dengan konektor RJ-45. Konektor ini digunakan untuk berbagai spesifikasi lapisan fisik, salah satunya adalah Ethernet. Standar TIA / EIA-568 menggambarkan kode warna kawat ke pin assignments (pinouts) untuk kabel Ethernet.

Seperti ditunjukkan pada Gambar1, konektor RJ-45 adalah komponen laki-laki, dikerutkan di ujung kabel. Soket adalah komponen wanita dari perangkat jaringan, dinding, partisi bilik, atau panel tempel.

Setiap kali kabel tembaga dihentikan; ada kemungkinan kehilangan sinyal dan pengenalan noise ke dalam rangkaian komunikasi. Bila diakhiri dengan tidak semestinya, setiap kabel merupakan sumber potensial penurunan kinerja lapisan fisik. Adalah penting bahwa semua penghentian media tembaga berkualitas tinggi untuk memastikan kinerja optimal dengan teknologi jaringan saat ini dan masa depan.

#Jenis Kabel UTP

Situasi yang berbeda mungkin memerlukan kabel UTP untuk dihubungkan sesuai dengan konvensi pengkabelan yang berbeda. Ini berarti kabel individu di kabel harus dihubungkan dalam berbagai tatanan ke berbagai pin pada konektor RJ-45.

Berikut adalah jenis kabel utama yang diperoleh dengan menggunakan konvensi pengkabelan yang spesifik:

• Ethernet Straight-through: Jenis kabel jaringan yang paling umum. Hal ini biasanya digunakan untuk menghubungkan host ke switch dan sebuah switch ke router.
• Ethernet Crossover: Kabel yang digunakan untuk menghubungkan perangkat serupa. Misalnya untuk menghubungkan switch ke switch, host ke host, atau router ke router.
• Rollover: Kabel berpemilik Cisco yang digunakan untuk menghubungkan workstation ke port konsol router atau switch.

Angka tersebut menunjukkan tipe kabel UTP, standar terkait, dan aplikasi khas dari kabel ini. Ini juga mengidentifikasi pasangan kawat individu untuk standar TIA-568A dan TIA-568B.
Menggunakan kabel crossover atau straight-through secara tidak benar antar perangkat mungkin tidak merusak perangkat, namun konektivitas dan komunikasi antar perangkat tidak akan berlangsung.

#Menguji Kabel UTP

Setelah pemasangan, tester kabel UTP, seperti yang ditunjukkan pada gambar, harus digunakan untuk menguji parameter berikut:

• Peta kawat
• Panjang kabel
• Kehilangan sinyal karena atenuasi
• Crosstalk

Dianjurkan untuk memeriksa secara menyeluruh bahwa semua persyaratan pemasangan UTP telah terpenuhi.

#Sifat Kabel Fiber-Optik

Kabel serat optik mentransmisikan data jarak jauh dan bandwidth yang lebih tinggi daripada media jaringan lainnya. Tidak seperti kabel tembaga, kabel serat optik dapat mengirimkan sinyal dengan atenuasi kurang dan benar-benar kebal terhadap EMI dan RFI. Serat optik biasanya digunakan untuk interkoneksi perangkat jaringan.

Serat optik adalah, fleksibel tapi sangat tipis, transparan untai gelas sangat murni, tidak jauh lebih besar dari rambut manusia. Bit dikodekan pada serat sebagai impuls ringan. Kabel serat optik bertindak sebagai waveguide, atau "light pipe", untuk mentransmisikan cahaya di antara kedua ujungnya dengan sedikit kehilangan sinyal.

Sebagai analogi, perhatikan gulungan handuk kertas kosong dengan bagian dalamnya dilapisi seperti cermin. Panjangnya seribu meter, dan sebuah laser pointer kecil digunakan untuk mengirim sinyal kode Morse dengan kecepatan cahaya. Intinya begitulah cara kerja kabel serat optik, kecuali yang berdiameter lebih kecil dan menggunakan teknologi cahaya yang canggih.

Serat optik kabel sekarang digunakan dalam empat jenis industri:

• Jaringan Enterprise: Digunakan untuk pemasangan kabel backbone dan perangkat infrastruktur yang saling terkait.
• Fiber-to-the-Home (FTTH): Digunakan untuk selalu menyediakan layanan broadband ke rumah dan usaha kecil.
• Long-Haul Networks: Digunakan oleh penyedia layanan untuk menghubungkan negara dan kota.
• Jaringan Kabel Bawah Laut: Digunakan untuk menyediakan solusi berkecepatan tinggi dan berkapasitas tinggi yang andal yang mampu bertahan di lingkungan bawah laut yang keras sampai jarak transoceanic. Klik di sini untuk melihat peta telegeografi yang menggambarkan lokasi kabel kapal selam.

#Desain Kabel Fiber Media

Serat optik terdiri dari dua jenis kaca (inti dan kelongsong) dan pelindung pelindung luar (jaket).
Meski serat optiknya sangat tipis dan rentan terhadap tikungan tajam, sifat inti dan kelongsong membuatnya sangat kuat. Serat optik tahan lama dan dikerahkan dalam kondisi lingkungan yang keras di jaringan di seluruh dunia.

#Jenis Media Serat

Pulsa ringan yang mewakili data yang dipancarkan sebagai bit pada media dihasilkan oleh:

• Laser
• Dioda pemancar cahaya (LED)
 
Perangkat semikonduktor elektronik disebut fotodioda mendeteksi pulsa cahaya dan mengkonversikannya ke voltase. Cahaya laser yang ditransmisikan melalui kabel serat optik dapat merusak mata manusia. Perhatian harus diberikan untuk menghindari melihat ke ujung serat optik aktif.

Kabel serat optik diklasifikasikan secara luas menjadi dua jenis:

• Single-mode fiber (SMF): Terdiri dari inti yang sangat kecil dan menggunakan teknologi laser mahal untuk mengirim secercah sinar cahaya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Populer dalam situasi jarak jauh yang mencakup ratusan kilometer, seperti yang dibutuhkan dalam telepon jarak jauh dan aplikasi TV kabel.
• Serat multimode (MMF): Terdiri dari inti yang lebih besar dan menggunakan pemancar LED untuk mengirim pulsa cahaya. Secara khusus, cahaya dari LED memasuki serat multimode pada sudut yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Populer di LAN karena dapat didukung oleh LED berbiaya rendah. Ini menyediakan bandwidth hingga 10 Gb / s di atas panjang tautan hingga 550 meter.

Salah satu perbedaan yang disorot antara serat multimode dan single-mode adalah jumlah dispersi. Dispersi mengacu pada penyebaran pulsa cahaya dari waktu ke waktu. Semakin banyak dispersi yang ada, semakin besar pula kehilangan kekuatan sinyal.

#Konektor Fiber-Optic

Konektor serat optik mengakhiri ujung serat optik. Berbagai konektor serat optik tersedia. Perbedaan utama antara jenis konektor adalah dimensi dan metode penggandengan. Bisnis memutuskan jenis konektor yang akan digunakan, berdasarkan peralatan mereka.

Karena cahaya hanya bisa berjalan dalam satu arah di atas serat optik, dua serat dibutuhkan untuk mendukung operasi dupleks penuh. Oleh karena itu, kabel patch serat optik menggabungkan dua kabel serat optik dan menghentikannya dengan sepasang konektor serat tunggal standar. Beberapa konektor serat menerima baik serat pemancar dan penerima dalam satu konektor yang dikenal sebagai konektor dupleks, seperti yang ditunjukkan pada Duplex Multimode LC Connector.

Kabel kabel serat diperlukan untuk menghubungkan perangkat infrastruktur. Menampilkan berbagai kabel patch yang umum. Penggunaan warna membedakan antara single-mode dan multimode patch cords. Jaket kuning adalah untuk kabel serat single-mode dan oranye (atau aqua) untuk kabel serat multimode.

#Menguji Kabel Serat

Penghentian dan penyambungan kabel serat optik membutuhkan pelatihan dan peralatan khusus. Pemutusan salah media serat optik akan mengakibatkan jarak sinyal berkurang atau kegagalan transmisi yang lengkap.

Tiga jenis umum penghentian serat optik dan kesalahan splicing adalah:

• Misalignment: Media serat optik tidak sejajar satu sama lain saat digabungkan.
• End gap: Media tidak sepenuhnya menyentuh sambatan atau koneksi.
• Akhir selesai: Media berakhir tidak dipoles dengan baik, atau kotoran hadir saat penghentian.

Uji lapangan yang cepat dan mudah dapat dilakukan dengan menyinari senter terang ke salah satu ujung serat sambil mengamati ujung yang lain. Jika cahaya terlihat, seratnya mampu menerangi cahaya. Meskipun ini tidak menjamin kinerja, namun cara ini cepat dan murah untuk menemukan serat yang rusak.

#Serat versus Tembaga

Ada banyak keuntungan menggunakan kabel fiber optic dibanding kabel tembaga. Angka tersebut menyoroti beberapa perbedaan ini.

Mengingat bahwa serat yang digunakan dalam media serat optik bukanlah konduktor listrik, media kebal terhadap gangguan elektromagnetik dan tidak akan melakukan arus listrik yang tidak diinginkan karena masalah grounding. Serat optik tipis dan memiliki kehilangan sinyal yang relatif rendah dan dapat dioperasikan pada jarak yang jauh lebih besar daripada media tembaga. Beberapa spesifikasi lapisan serat optik fisik memungkinkan panjang yang bisa mencapai beberapa kilometer.

Saat ini, di sebagian besar lingkungan perusahaan, serat optik terutama digunakan sebagai kabel backbone untuk koneksi point-to-point dengan lalu lintas tinggi antara fasilitas distribusi data dan untuk interkoneksi bangunan di kampus multi-bangunan. Karena serat optik tidak melakukan listrik dan memiliki kehilangan sinyal rendah, ini sangat sesuai untuk penggunaan ini.

#Fiber Optic Terminology

#Properti Media Nirkabel

Media nirkabel membawa sinyal elektromagnetik yang mewakili digit biner komunikasi data dengan menggunakan frekuensi radio atau gelombang mikro.

Media nirkabel menyediakan pilihan mobilitas terbesar dari semua media, dan jumlah perangkat berkemampuan nirkabel terus meningkat. Seiring meningkatnya pilihan bandwidth jaringan, nirkabel cepat mulai populer di jaringan perusahaan.

Nirkabel memang memiliki beberapa area yang menjadi perhatian, termasuk:

• Area cakupan: Teknologi komunikasi data nirkabel bekerja dengan baik di lingkungan yang terbuka. Namun, bahan konstruksi tertentu yang digunakan pada bangunan dan bangunan, dan medan lokal, akan membatasi cakupan efektif.
• Gangguan: Nirkabel rentan terhadap gangguan dan dapat terganggu oleh alat umum seperti telepon nirkabel tanpa rumah, beberapa jenis lampu fluorescent, oven microwave, dan komunikasi nirkabel lainnya.
• Keamanan: Cakupan komunikasi nirkabel tidak memerlukan akses ke media fisik. Oleh karena itu, perangkat dan pengguna, tidak berwenang untuk akses ke jaringan, bisa mendapatkan akses ke transmisi. Keamanan jaringan merupakan komponen utama administrasi jaringan nirkabel.
• Media bersama: WLAN beroperasi dalam half-duplex, yang berarti hanya satu perangkat yang dapat mengirim atau menerima sekaligus. Media nirkabel dibagi di antara semua pengguna nirkabel. Semakin banyak pengguna yang perlu mengakses WLAN secara bersamaan, menghasilkan bandwidth yang kurang untuk setiap pengguna.

#Jenis Media Nirkabel

Standar industri IEEE dan telekomunikasi untuk komunikasi data nirkabel mencakup data link dan lapisan fisik. Klik pada setiap standar dalam gambar untuk informasi lebih lanjut.
Catatan: Teknologi nirkabel lainnya seperti komunikasi seluler dan satelit juga dapat menyediakan konektivitas jaringan data. Namun, teknologi nirkabel ini tidak tersedia untuk bab ini.

Dalam masing-masing standar ini, spesifikasi lapisan fisik diterapkan pada area yang meliputi:

• Data ke pengkodean sinyal radio
• Frekuensi dan kekuatan transmisi
• Penerimaan sinyal dan persyaratan decoding
• Desain dan konstruksi antena

Wi-Fi adalah merek dagang dari Aliansi Wi-Fi. Wi-Fi digunakan dengan produk bersertifikasi yang termasuk perangkat WLAN yang didasarkan pada standar IEEE 802.11.

#LAN nirkabel

Implementasi data nirkabel yang umum memungkinkan perangkat terhubung secara nirkabel melalui LAN. Secara umum, LAN nirkabel memerlukan perangkat jaringan berikut:

• Wireless Access Point (AP): Mengkonsentrasikan sinyal nirkabel dari pengguna dan terhubung ke infrastruktur jaringan berbasis tembaga yang ada, seperti Ethernet. Rumah dan router nirkabel bisnis kecil mengintegrasikan fungsi router, switch, dan access point ke dalam satu perangkat seperti yang ditunjukkan pada gambar.
• Adaptor NIC Nirkabel: Menyediakan kemampuan komunikasi nirkabel ke setiap host jaringan.
Seiring perkembangan teknologi, sejumlah standar berbasis Ethernet WLAN telah muncul. Perhatian perlu dilakukan dalam membeli perangkat nirkabel untuk memastikan kompatibilitas dan interoperabilitas.
Manfaat teknologi komunikasi data nirkabel terbukti, terutama penghematan pada pemasangan kabel mahal dan kenyamanan mobilitas host. Administrator jaringan perlu mengembangkan dan menerapkan kebijakan dan proses keamanan yang ketat untuk melindungi LAN nirkabel dari akses dan kerusakan yang tidak sah.

#Lapisan Data Link

Lapisan data link dari model OSI (Layer 2), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, bertanggung jawab untuk:

• Membiarkan lapisan atas mengakses media
• Menerima paket Layer 3 dan mengemasnya ke dalam bingkai
• Menyiapkan data jaringan untuk jaringan fisik
• Mengontrol bagaimana data ditempatkan dan diterima di media
• Bertukar bingkai antar node melalui media jaringan fisik, seperti UTP atau fiber optic
• Menerima dan mengarahkan paket ke protokol lapisan atas
• Melakukan deteksi kesalahan

Notasi Layer 2 untuk perangkat jaringan yang terhubung ke media umum disebut node. Node membangun dan meneruskan frame. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, lapisan data link OSI bertanggung jawab atas pertukaran frame Ethernet antara node sumber dan tujuan melalui media jaringan fisik.

Lapisan data link secara efektif memisahkan transisi media yang terjadi saat paket diteruskan dari proses komunikasi lapisan yang lebih tinggi. Lapisan data link menerima paket dari dan mengarahkan paket ke protokol lapisan atas, dalam hal ini IPv4 atau IPv6. Protokol lapisan atas ini tidak perlu disadari media mana yang akan digunakan komunikasi.

#Subkategori Data Link

Lapisan data link dibagi menjadi dua sublayer:

• Logical Link Control (LLC) - Sublayer atas ini berkomunikasi dengan lapisan jaringan. Ini menempatkan informasi dalam bingkai yang mengidentifikasi protokol lapisan jaringan yang digunakan untuk frame tersebut. Informasi ini memungkinkan beberapa protokol Layer 3, seperti IPv4 dan IPv6, untuk memanfaatkan antarmuka jaringan dan media yang sama.
• Media Access Control (MAC) - Sublayer bawah ini mendefinisikan proses akses media yang dilakukan oleh perangkat keras. Ini menyediakan pengalamatan lapisan data link dan akses ke berbagai teknologi jaringan.

Angka tersebut menggambarkan bagaimana lapisan data link dipisahkan menjadi sublayer LLC dan MAC. LLC berkomunikasi dengan lapisan jaringan sementara sublayer MAC memungkinkan berbagai teknologi akses jaringan. Misalnya, sublayer MAC berkomunikasi dengan teknologi Ethernet LAN untuk mengirim dan menerima frame melalui kabel tembaga atau serat optik. Sublayer MAC juga berkomunikasi dengan teknologi nirkabel seperti Wi-Fi dan Bluetooth untuk mengirim dan menerima frame tanpa kabel.

#Kontrol Akses Media

Protokol Layer 2 menentukan enkapsulasi paket ke dalam bingkai dan teknik untuk mendapatkan paket yang dienkapsulasi dan nonaktifkan setiap media. Teknik yang digunakan untuk mendapatkan frame dan mematikan media disebut metode kontrol akses media.

Seiring paket perjalanan dari host sumber ke host tujuan, mereka biasanya melintasi jaringan fisik yang berbeda. Jaringan fisik ini dapat terdiri dari berbagai jenis media fisik seperti kabel tembaga, serat optik, dan nirkabel yang terdiri dari sinyal elektromagnetik, frekuensi radio dan gelombang mikro, dan tautan satelit.

Tanpa lapisan data link, protokol lapisan jaringan seperti IP, harus membuat ketentuan untuk terhubung ke setiap jenis media yang bisa ada di sepanjang jalur pengiriman. Apalagi IP harus beradaptasi setiap saat teknologi atau media jaringan baru dikembangkan. Proses ini akan menghambat inovasi dan pengembangan media protokol dan jaringan. Ini adalah alasan utama untuk menggunakan pendekatan berlapis untuk berjejaring.

Animasi pada gambar tersebut memberi contoh PC di Paris yang terhubung ke laptop di Jepang. Meskipun kedua host berkomunikasi menggunakan IP secara eksklusif, kemungkinan banyak protokol lapisan data link digunakan untuk mengangkut paket IP melalui berbagai jenis LAN dan WAN

#Menyediakan Akses ke Media

Metode kontrol akses media yang berbeda mungkin diperlukan selama satu komunikasi. Setiap lingkungan jaringan yang dihadapi paket saat mereka melakukan perjalanan dari host lokal ke host jarak jauh dapat memiliki karakteristik yang berbeda. Misalnya, LAN Ethernet terdiri dari banyak host yang bersaing untuk mengakses media jaringan. Tautan serial terdiri dari koneksi langsung antara hanya dua perangkat.

Antarmuka router mengenkapsulasi paket ke frame yang sesuai, dan metode kontrol akses media yang sesuai digunakan untuk mengakses setiap tautan. Dalam setiap pertukaran paket lapisan jaringan, mungkin ada banyak lapisan data link dan media transisi.

Pada setiap hop di sepanjang jalan, sebuah router:

• Menerima bingkai dari media
• De-merangkum bingkai
• Pasang kembali paket ke dalam bingkai baru

#Standar Lapisan Data Link

Berbeda dengan protokol lapisan atas dari paket TCP / IP, protokol lapisan data link umumnya tidak ditentukan oleh Request for Comments (RFC). Meskipun Internet Engineering Task Force (IETF) mempertahankan protokol dan layanan fungsional untuk suite protokol TCP / IP di lapisan atas, IETF tidak menentukan fungsi dan pengoperasian lapisan akses jaringan model tersebut.

Organisasi teknik yang mendefinisikan standar terbuka dan protokol yang berlaku untuk lapisan akses jaringan meliputi:

• Institut Teknik Elektro dan Elektronika (IEEE)
• International Telecommunication Union (ITU)
• Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO)
• American National Standards Institute (ANSI)

#Mengontrol Akses ke Media

Mengatur penempatan frame data ke media dikendalikan oleh media access control sublayer.
Kontrol akses media sama dengan peraturan lalu lintas yang mengatur masuknya kendaraan bermotor ke jalan raya. Tidak adanya kontrol akses media akan sama dengan kendaraan yang mengabaikan semua lalu lintas lainnya dan memasuki jalan tanpa memperhatikan kendaraan lain. Namun, tidak semua jalan dan pintu masuk sama saja. Lalu lintas bisa masuk jalan dengan penggabungan, dengan menunggu giliran pada tanda berhenti, atau dengan mematuhi lampu sinyal. Sopir mengikuti peraturan yang berbeda untuk setiap jenis pintu masuk.

Dengan cara yang sama, ada beberapa metode yang berbeda untuk mengatur penempatan frame ke media. Protokol pada lapisan data link menentukan aturan untuk akses ke media yang berbeda. Teknik kontrol akses media ini menentukan apakah dan bagaimana node berbagi media.
Metode kontrol akses media yang sebenarnya digunakan bergantung pada:

• Topologi - Bagaimana hubungan antara node muncul ke lapisan data link.
• Sharing media - Bagaimana node berbagi media. Sharing media bisa saling point-to-point, seperti koneksi WAN, atau shared seperti di jaringan LAN.

#Topologi Fisik dan Logika

Topologi jaringan adalah pengaturan atau hubungan perangkat jaringan dan interkoneksi di antara keduanya. Topologi LAN dan WAN dapat dilihat dengan dua cara:

• Topologi fisik - Mengacu pada koneksi fisik dan mengidentifikasi bagaimana perangkat akhir dan perangkat infrastruktur seperti router, switch, dan titik akses nirkabel saling terkait. Topologi fisik biasanya mengarah ke titik atau bintang.
• Topologi logis - Mengacu pada cara jaringan mentransfer frame dari satu node ke node berikutnya. Pengaturan ini terdiri dari koneksi virtual antara node jaringan. Jalur sinyal logis ini didefinisikan oleh protokol lapisan data link. Topologi logis dari link point-to-point relatif sederhana sementara media berbagi menawarkan metode kontrol akses yang berbeda.

Lapisan data link "melihat" topologi logis jaringan saat mengendalikan akses data ke media. Ini adalah topologi logis yang mempengaruhi jenis framing jaringan dan kontrol akses media yang digunakan.

#Topologi WAN Fisik yang umum

WAN biasanya saling berhubungan menggunakan topologi fisik berikut:

• Point-to-Point - Ini adalah topologi paling sederhana yang terdiri dari hubungan permanen antara dua titik akhir. Untuk alasan ini, ini adalah topologi WAN yang sangat populer.
• Hub and Spoke - Versi WAN dari topologi bintang di mana sebuah situs pusat menghubungkan situs cabang menggunakan tautan point-to-point.
• Mesh - Topologi ini menyediakan ketersediaan tinggi, namun mengharuskan setiap sistem akhir saling terhubung ke setiap sistem lainnya. Oleh karena itu, biaya administrasi dan fisik bisa jadi signifikan. Setiap link pada dasarnya adalah link point-to-point ke node lainnya.

Hibrida adalah variasi atau kombinasi dari topologi di atas. Sebagai contoh, mesh parsial adalah topologi hibrid dimana beberapa, namun tidak semua, perangkat akhir saling terkait.

#Physical Point-to-Point Topology

Topologi point-to-point fisik secara langsung menghubungkan dua simpul.

Dalam pengaturan ini, dua node tidak harus berbagi media dengan host lain. Selain itu, sebuah simpul tidak harus membuat keputusan apakah frame yang masuk ditakdirkan untuk itu atau simpul lainnya. Oleh karena itu, protokol data link logis bisa sangat sederhana, karena semua frame di media hanya bisa melakukan perjalanan ke atau dari dua node. Bingkai ditempatkan pada media oleh simpul di salah satu ujung dan diambil dari media oleh simpul di ujung sirkuit point-to-point.

#Topologi Point-to-Point Logis

Titik akhir yang berkomunikasi dalam jaringan point-to-point dapat dihubungkan secara fisik melalui sejumlah perangkat perantara. Namun, penggunaan perangkat fisik dalam jaringan tidak mempengaruhi topologi logis.

Simpul sumber dan tujuan dapat dihubungkan secara tidak langsung satu sama lain melalui beberapa jarak geografis. Dalam beberapa kasus, koneksi logis antara node membentuk apa yang disebut rangkaian virtual. Rangkaian virtual adalah koneksi logis yang dibuat di dalam jaringan di antara dua perangkat jaringan. Dua simpul di kedua ujung sirkuit virtual saling menukar bingkai satu sama lain. Hal ini terjadi bahkan jika frame diarahkan melalui perangkat perantara,. Sirkuit virtual adalah komunikasi logis penting yang digunakan oleh beberapa teknologi Layer 2.

Metode akses media yang digunakan oleh protokol data link ditentukan oleh topologi logical point-to-point, bukan topologi fisik. Ini berarti bahwa koneksi point-to-point logis antara dua node mungkin tidak harus berada di antara dua node fisik di setiap akhir dari satu tautan fisik.

#Topologi LAN Fisik

Topologi fisik menentukan bagaimana sistem akhir saling berhubungan secara fisik. Dalam LAN media bersama, perangkat akhir dapat saling berhubungan menggunakan topologi fisik berikut:

• Perangkat Star-End terhubung ke perangkat perantara pusat. Topologi bintang awal menghubungkan perangkat akhir menggunakan hub Ethernet. Namun, topologi star sekarang menggunakan switch Ethernet. Topologi star mudah dipasang, sangat skalabel (mudah untuk menambahkan dan menghapus perangkat akhir), dan mudah untuk memecahkan masalah.
• Extended Star - Dalam topologi bintang yang diperluas, switch Ethernet tambahan menghubungkan topologi bintang lainnya. Bintang yang diperpanjang adalah contoh topologi hibrid.
• Bus - Semua sistem akhir dirantai satu sama lain dan diakhiri dalam beberapa bentuk pada setiap akhir. Perangkat infrastruktur seperti switch tidak diharuskan untuk menghubungkan perangkat akhir. Topologi bus yang menggunakan kabel coax digunakan di jaringan Ethernet warisan karena harganya murah dan mudah dipasang.
• Sistem Ring-End terhubung ke tetangga masing-masing membentuk sebuah cincin. Berbeda dengan topologi bus, ring tidak perlu diakhiri. Topologi ring digunakan dalam jaringan Fiber Distributed Data Interface (FDDI) dan jaringan Token Ring yang terdepribusi.

Angka tersebut menggambarkan bagaimana perangkat akhir saling terhubung pada LAN. Adalah umum untuk garis lurus dalam grafis jaringan untuk mewakili LAN Ethernet termasuk bintang sederhana dan bintang yang diperpanjang.

#Setengah dan Full Duplex

Komunikasi dupleks mengacu pada arah transmisi data antara dua perangkat. Komunikasi half-duplex membatasi pertukaran data ke satu arah pada satu waktu sementara full-duplex memungkinkan pengiriman dan penerimaan data terjadi secara bersamaan.

• Komunikasi half-duplex - Kedua perangkat dapat mentransmisikan dan menerima di media namun tidak dapat melakukannya secara bersamaan. Mode half-duplex digunakan dalam topologi bus lama dan dengan hub Ethernet. WLAN juga beroperasi dalam half-duplex. Half-duplex hanya mengizinkan satu perangkat untuk mengirim atau menerima sekaligus pada media bersama dan digunakan dengan metode akses berbasis contention. Gambar 1 menunjukkan komunikasi half-duplex.
• Komunikasi full-duplex - Kedua perangkat dapat mentransmisikan dan menerima pada media secara bersamaan. Lapisan tautan data mengasumsikan bahwa media tersedia untuk transmisi untuk kedua nodus kapan saja. Switch Ethernet beroperasi dalam mode full-duplex secara default, namun dapat beroperasi dalam half-duplex jika terhubung ke perangkat seperti hub Ethernet.

#Metode Kontrol Akses Media

Beberapa topologi jaringan berbagi media umum dengan banyak node. Ini disebut jaringan multi-akses. LAN Ethernet dan WLAN adalah contoh jaringan multi-akses. Pada satu waktu, mungkin ada sejumlah perangkat yang mencoba mengirim dan menerima data menggunakan media jaringan yang sama.

Beberapa jaringan multi-akses memerlukan aturan untuk mengatur bagaimana perangkat berbagi media fisik. Ada dua metode kontrol akses dasar untuk media bersama:

• Akses berbasis contention - Semua node yang beroperasi dalam half-duplex bersaing untuk penggunaan media, namun hanya satu perangkat yang dapat mengirim sekaligus. Namun, ada proses jika lebih dari satu perangkat mentransmisikan pada saat bersamaan. LAN Ethernet yang menggunakan hub dan WLAN adalah contoh dari jenis kontrol akses ini.

• Akses terkontrol - Setiap node memiliki waktu sendiri untuk menggunakan medium. Jenis jaringan deterministik ini tidak efisien karena perangkat harus menunggu giliran untuk mengakses media. Warisan Token Ring LAN adalah contoh dari jenis kontrol akses ini.

Secara default, switch Ethernet beroperasi dalam mode full-duplex. Ini memungkinkan switch dan perangkat full-duplex terhubung untuk mengirim dan menerima secara bersamaan.

#Contention-Based Access - CSMA / CD

WLAN, LAN Ethernet dengan hub, dan jaringan bus Ethernet warisan adalah contoh jaringan akses berbasis contention. Semua jaringan ini beroperasi dalam mode half-duplex. Ini memerlukan proses untuk mengatur kapan perangkat dapat mengirim dan apa yang terjadi bila beberapa perangkat mengirim pada saat bersamaan.

Proses Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (CSMA / CD) digunakan di LAN Ethernet setengah-dupleks. LAN Ethernet menggunakan hub. Proses CSMA adalah sebagai berikut:

1. PC1 memiliki bingkai Ethernet untuk dikirim ke PC3.
2. PC1's NIC perlu menentukan apakah ada yang mentransmisikan pada media. Jika tidak mendeteksi sinyal pembawa, dengan kata lain, tidak menerima transmisi dari perangkat lain, maka jaringan tersebut akan menganggap jaringan tersebut tersedia untuk dikirim.
3. NIC PC1 mengirimkan Frame Ethernet.
4. Hub Ethernet menerima frame. Hub Ethernet juga dikenal sebagai multiport repeater. Setiap bit yang diterima pada port yang masuk diregenerasi dan dikirim ke semua port lainnya.

5. Jika perangkat lain, seperti PC2, ingin mentransmisikan, namun saat ini menerima bingkai, ia harus menunggu sampai salurannya bersih.
6. Semua perangkat yang terpasang pada hub akan menerima frame. Karena frame memiliki alamat link data tujuan untuk PC3, hanya perangkat yang akan menerima dan menyalin di seluruh frame. Semua perangkat lain 'NIC akan mengabaikan bingkai.

Jika dua perangkat mentransmisikan pada saat bersamaan, tabrakan akan terjadi. Kedua perangkat akan mendeteksi tabrakan pada jaringan, inilah pendeteksian tabrakan (CD). Hal ini dilakukan oleh NIC yang membandingkan data yang ditransmisikan dengan data yang diterima, atau dengan mengenali amplitudo sinyal yang lebih tinggi dari biasanya pada media. Data yang dikirim oleh kedua perangkat akan rusak dan perlu dibenci.

#Akses Berbasis Perhatian - CSMA / CA

Bentuk lain dari CSMA yang digunakan oleh IEEE 802.11 WLAN adalah Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance (CSMA / CA). CMSA / CA menggunakan metode yang mirip dengan CSMA / CD untuk mendeteksi apakah media sudah jelas. CMSA / CA juga menggunakan teknik tambahan. CMSA / CA tidak mendeteksi tabrakan namun upaya untuk menghindarinya dengan menunggu sebelum mentransmisikan. Setiap perangkat yang mentransmisikan mencakup durasi waktu yang dibutuhkan untuk transmisi.

Semua perangkat nirkabel lainnya menerima informasi ini dan mengetahui berapa lama media tidak tersedia, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Setelah perangkat nirkabel mengirimkan frame 802.11, receiver mengembalikan sebuah acknowledgment sehingga pengirim mengetahui frame yang ada.

Entah itu LAN Ethernet yang menggunakan hub, atau WLAN, sistem berbasis pertengkaran tidak berskala baik di bawah penggunaan media berat. Penting untuk dicatat bahwa LAN Ethernet yang menggunakan switch tidak menggunakan sistem berbasis pertengkaran karena saklar dan host NIC beroperasi dalam mode full-duplex.

#Bingkai

Lapisan data link menyiapkan paket untuk transportasi melintasi media lokal dengan mengenkapsulasinya dengan sebuah header dan sebuah trailer untuk membuat bingkai. Deskripsi frame adalah elemen kunci dari setiap protokol layer data link. Meskipun ada banyak protokol lapisan data link yang menggambarkan frame layer data link, setiap tipe frame memiliki tiga bagian dasar:

• Header
• Data
• Trailer

Semua protokol lapisan data link merangkum Layer 3 PDU di dalam bidang data frame. Namun, struktur frame dan field yang terdapat pada header dan trailer bervariasi sesuai dengan protokol.
Tidak ada satu struktur rangka yang memenuhi kebutuhan semua data transportasi di semua jenis media. Bergantung pada lingkungan, jumlah informasi kontrol yang dibutuhkan dalam bingkai bervariasi sesuai dengan persyaratan kontrol akses media dan topologi logis.

#Bidang bingkai

Pembingkaian memecah arus menjadi pengelompokan yang dapat diuraikan, dengan informasi kontrol dimasukkan ke dalam header dan trailer sebagai nilai di berbagai bidang. Format ini memberi sinyal fisik suatu struktur yang bisa diterima oleh node dan diterjemahkan ke dalam paket di tempat tujuan.

Jenis bidang bingkai generik meliputi:

• Tanda tanda start dan stop frame - Digunakan untuk mengidentifikasi batasan awal dan akhir frame.
• Addressing - Mengindikasikan node sumber dan tujuan pada media.
• Type - Mengidentifikasi protokol Layer 3 di bidang data.
• Kontrol - Mengidentifikasi layanan kontrol aliran khusus seperti kualitas layanan (QoS). QoS digunakan untuk memberi prioritas penerusan pada jenis pesan tertentu. Bingkai data link yang membawa paket voice over IP (VoIP) biasanya mendapat prioritas karena sensitif terhadap penundaan.
• Data - Berisi muatan payload (yaitu header paket, header segmen, dan data).
• Deteksi Kesalahan - Bidang bingkai ini digunakan untuk mendeteksi kesalahan dan disertakan setelah data dimasukkan ke dalam trailer.

Tidak semua protokol mencakup semua bidang ini. Standar untuk protokol link data tertentu menentukan format frame yang sebenarnya.

Protokol lapisan data link menambahkan trailer ke akhir setiap frame. Trailer digunakan untuk menentukan apakah frame tersebut tiba tanpa kesalahan. Proses ini disebut deteksi kesalahan dan dilakukan dengan menempatkan ringkasan logis atau matematis dari bit-bit yang membentuk bingkai di trailer. Deteksi kesalahan ditambahkan pada lapisan data link karena sinyal pada media dapat terganggu, distorsi, atau kehilangan yang secara substansial akan mengubah nilai bit yang ditunjukkan oleh sinyal tersebut.

Sebuah node transmisi menciptakan ringkasan logis dari isi frame, yang dikenal sebagai nilai cek redundansi siklik (CRC). Nilai ini ditempatkan di bidang Frame Check Sequence (FCS) untuk mewakili isi frame. Di trailer Ethernet, FCS menyediakan metode untuk node penerima untuk menentukan apakah frame mengalami kesalahan transmisi.

#Alamat layer 2

Lapisan tautan data menyediakan pengalamatan yang digunakan untuk mengangkut bingkai di media lokal bersama. Alamat perangkat pada lapisan ini disebut sebagai alamat fisik. Pengalamatan lapisan data link terdapat di dalam header frame dan menentukan node tujuan frame pada jaringan lokal. Header frame juga berisi alamat sumber frame.

Tidak seperti alamat logis Layer 3, yang hirarkis, alamat fisik tidak menunjukkan pada jaringan tempat perangkat berada. Sebaliknya, alamat fisiknya unik untuk perangkat tertentu. Jika perangkat dipindahkan ke jaringan lain atau subnet, jaringan tetap berfungsi dengan alamat fisik Layer 2 yang sama.

Angka 1 sampai 3 mengilustrasikan fungsi alamat Layer 2 dan Layer 3. Karena paket IP berjalan dari host-to-router, router-to-router, dan akhirnya router-to-host, pada setiap titik di sepanjang paket IP dienkapsulasi dalam bingkai data link baru. Setiap frame data link berisi alamat link data sumber dari kartu NIC yang mengirimkan frame, dan alamat link data tujuan dari kartu NIC yang menerima frame.

Alamat yang bersifat perangkat khusus dan non-hierarkis tidak dapat digunakan untuk menemukan perangkat pada jaringan besar atau Internet. Ini seperti mencoba menemukan satu rumah di seluruh dunia, dengan tidak lebih dari nomor rumah dan nama jalan. Alamat fisik, bagaimanapun, dapat digunakan untuk menemukan perangkat dalam area terbatas. Untuk alasan ini, alamat lapisan data link hanya digunakan untuk pengiriman lokal. Alamat pada lapisan ini tidak memiliki arti di luar jaringan lokal. Bandingkan ini dengan Layer 3, di mana alamat di header paket dibawa dari host sumber ke host tujuan, berapa pun jumlah hop jaringan di sepanjang rute.

Jika data harus melewati segmen jaringan lain, perangkat perantara, seperti router, diperlukan. Router harus menerima frame berdasarkan alamat fisik dan de-enkapsulasi frame untuk memeriksa alamat hirarkis, atau alamat IP. Dengan menggunakan alamat IP, router dapat menentukan lokasi jaringan perangkat tujuan dan jalur terbaik untuk mencapainya. Ketika mengetahui ke mana meneruskan paket, router kemudian membuat bingkai baru untuk paket tersebut, dan frame baru dikirim ke segmen jaringan berikutnya ke tujuan akhirnya.

#LAN dan WAN Frames

Dalam jaringan TCP / IP, semua protokol OSI Layer 2 bekerja dengan IP di OSI Layer 3. Namun, protokol Layer 2 yang digunakan bergantung pada topologi logis dan media fisik.
Setiap protokol melakukan kontrol akses media untuk topologi logis Layer 2 yang ditentukan. Ini berarti bahwa sejumlah perangkat jaringan yang berbeda dapat bertindak sebagai node yang beroperasi pada lapisan data link saat menerapkan protokol ini. Perangkat ini termasuk NIC pada komputer serta antarmuka pada router dan switch Layer 2.

Protokol Layer 2 yang digunakan untuk topologi jaringan tertentu ditentukan oleh teknologi yang digunakan untuk mengimplementasikan topologi tersebut. Teknologi ini, pada gilirannya, ditentukan oleh ukuran jaringan - dalam hal jumlah host dan cakupan geografis - dan layanan yang akan diberikan melalui jaringan.

LAN biasanya menggunakan teknologi bandwidth tinggi yang mampu mendukung sejumlah besar host. Area geografis LAN yang relatif kecil (bangunan tunggal atau kampus multi-bangunan) dan kepadatan penggunanya yang tinggi, menjadikan teknologi ini hemat biaya.
Namun, dengan menggunakan teknologi bandwidth tinggi biasanya tidak hemat biaya untuk WAN yang mencakup wilayah geografis yang luas (kota atau beberapa kota, misalnya). Biaya link fisik jarak jauh dan teknologi yang digunakan untuk membawa sinyal pada jarak tersebut biasanya menghasilkan kapasitas bandwidth yang lebih rendah.

Protokol lapisan data link meliputi:

• Ethernet
• Wireless 802.11
• Protokol Point-to-Point (PPP)
• HDLC
• Frame Relay