Data Link Layer

Lapisan data link (data link layer) adalah lapisan kedua dari bawah dari model OSI, yang dapat melakukan konversi frame-frame jaringan yang berisi data yang dikirimkan menjadi bit-bit mentah agar dapat diproses oleh lapisan fisik.

Lapisan ini merupakan lapisan yang akan melakukan transmisi data antara perangkat-perangkat jaringan yang saling berdekatan di dalam sebuah Wide Area Network (WAN), atau antara node di dalam sebuah segmen Local Area Network (LAN) yang sama. Lapisan ini bertanggungjawab dalam membuat frame, flow control, koreksi kesalahan dan pentranmisian ulang terhadap frame yang dianggap gagal. MAC address juga diimplementasikan di dalam lapisan ini. Lapisan data link menawarkan layanan pentransferan data melalui saluran fisik. Pentransferan data tersebut mungkin dapat diandalkan atau tidak beberapa protokol lapisan data link tidak mengimplementasikan fungsi Acknowledgment untuk sebuah frame yang sukses diterima, dan beberapa protokol bahkan tidak memiliki fitur pengecekan kesalahan transmisi (dengan menggunakan checksumming). Pada kasus tersebut, fitur-fitur Acknowledgment dan pendeteksian kesalahan harus diimplementasikan pada lapisan yang lebih tinggi, seperti halnya protokol Transmission Control Protocol (TCP)(lapisan transport).

Data Link Layer menyediakan sarana untuk bertukar data melalui sebuah media lokal. Data Link Layer melakukan dua layanan dasar :
1. Memungkinkan lapisan atas untuk mengakses media dengan menggunakan teknik seperti framing.
2. Mengendalikan bagaimana data ditempatkan pada media dan diterima dari media menggunakan teknik seperti media access control dan error detection.

Ada istilah khusus untuk layer ini, seperti :

1. Frame - Data Link Layer PDU (Protokol Data Unit = output dari protokol yang berbeda di setiap layer).
2. Node - layer 2 notasi untuk perangkat jaringan yang terhubung ke media umum

3. Media / medium (physical) * - Physical berarti untuk transfer informasi antara dua node
4. Jaringan (Physical) ** - Dua atau lebih node yang terhubung ke media umum Data Link Layer bertanggung jawab untuk penukaran frame antara node atas media jaringan fisik.

Protokol Layer 2 menentukan enkapsulasi dari paket ke dalam frame dan cara untuk mendapatkan paket enkapsulasi dan menonaktifkan setiap media. Teknik yang digunakan untuk mendapatkan frame dan menonaktifkan media disebut metode media akses kontrol.

Flow control adalah suatu teknik untuk memastikan / meyakinkan bahwa suatu stasiun transmisi tidak menumpuk data pada suatu stasiun penerima. Bentuk sederhana dari flow control yaitu stop-and-wait flow control. Cara kerjanya : suatu entity sumber mentransmisi suatu frame. Setelah di terima, entity tujuan memberi isyarat untuk menerima frame lainnya dengan mengirim acknowledgment ke frame yang baru di terima. Sumber harus menunggu sampai menerima acknowledgment sebelum mengirim frame berikutnya. Untuk blok-blok data yang besar, sumber akan memecah menjadi blok-blok yang lebih kecil dan mentransmisi data dalam frame. Hal ini dilakukan dengan alasan :
a. Transmisi yang jauh, dimana bila terjadi error maka hanya sedikit data yang akan ditransmisi ulang.
b. Pada suatu multipoint line.
c. Ukuran buffer dari receiver akan terbatas.

Efek dari pertambahan delay dan kecepatan transmisi

Misal message panjang yang dikirim sebagai suatu rangkaian frame-frame f1, f2,...,fn, untuk suatu prosedur polling, kejadian yang terjadi :
Stasiun S1 mengirim suatu poll dari stasiun S2.
S2 : merespon dengan f1
S1 : mengirim suatu acknowledgment S2 : mengirim f2
S1 : meng-acknowledgment
.
.
S2 : mengirim fn
S1 : meng-acknowledgment

Protokol sliding window Sliding-window flow Control dapat digambarkan dalam operasi sebagai berikut : Dua stasiun A dan B terhubung melalui suatu link full-duplex . B dapat menerima n buah frame karena menyediakan tempat buffer untuk n buah frame. Dan A memperbolehkan pengiriman n buah frame tanpa menunggu suatu acknowledgment. Tiap frame diberi label nomor tertentu. B mengakui suatu frame dengan mengirim suatu acknowledgment yang mengandung serangkaian nomor dari frame berikut yang diharapkan dan B siap untuk menerima n frame berikutnya yang dimulai dari nomor tertentu. Skema ini dapat juga dipakai untuk multiple frame acknowledgment. Jika 2 stasiun menukar data, masing-masing membutuhkan 2 window satu untuk transmisi data dan yang lain untuk menerima. Teknik ini dikenal sebagai Piggy backing. Untuk multipoint link, primary membutuhkan masing-masing secondary untuk transmisi dan menerima.

Error control

Berfungsi untuk mendeteksi dan memperbaiki error-error yang terjadi dalam transmisi frame-frame. Ada 2 tipe error :

1. Frame hilang Suatu frame gagal mencapai sisi yang lain.
2. Frame rusak Suatu frame tiba tetapi beberapa bit-bitnya error.

Teknik-teknik umum untuk error control sebagai berikut :
a. Deteksi error, dipakai CRC
b. Positive acknowledgment : tujuan mengembalikan suatu positif acknowledgment untuk penerimaan yang sukses, frame bebas error
c. Transmisi ulang setelah waktu habis : Sumber mentransmisi ulang suatu frame yang belum diakui setelah suatu waktu yang tidak ditentukan
d. Negative acknowledgment dan transmisi ulang : tujuan mengembalikan negative acknowledgment dan frame - frame dimana suatu error dideteksi.

Sumber mentransmisi ulang beberapa frame Mekanisme ini dinyatakan sebagai Automatic repeat Request (ARQ) yang terdiri dari 3 versi :

1. Stop and wait ARQ

Stasiun sumber mentransmisi suatu frame tunggal dan kemudian harus menunggu suatu acknowledgment (ACK) dalam periode tertentu.

2. Go-back-N ARQ

Termasuk continuous ARQ, suatu stasiun boleh mengirim frame seri yang ditentukan oleh ukuran window, memakai teknik flow control sliding window. Teknik Go-back-N ARQ yang terjadi dalam beberapa kejadian :
a. Frame yang rusak. Ada 3 kasus :
1. A mentransmisi frame i
2. Frame i hilang dalam transmisi
3. Frame i hilang dalam transmisi dan A tidak segera mengirim frame-frame tambahan
b. ACK rusak. Ada 2 kasus :
1. B menerima frame i dan mengirim ACK (i+1) yang hilang dalam transmisi
2. Jika waktu A habis, A mentransmisi ulang frame i dan semua frame-frame berikutnya
c. NAK rusak

3. Selective - reject ARQ Hanya mentransmisi ulang frame-frame bila menerima NAK atau waktu habis. Skenario dari teknik ini untuk 3 bit penomoran yang mengizinkan ukuran window sebesar 7 :

a. Stasiun A mengirim frame 0 sampai 6 ke stasiun B
b. Stasiun B menerima dan mengakui ketujuh frame-frame
c. Karena noise, ketujuh acknowledgment hilang
d. Stasiun A kehabisan waktu dan mentransmisi ulang frame 0
e. Stasiun B mudah memajukan window penerimanya untuk menerima frame 7, 0,1, 2, 3, 4 dan 5. Dengan demikian bahwa frame 7 telah hilang dan bahkan frame 0 yang baru, diterima.

Problem dari skenario yaitu antara window pengiriman dan penerimaan. Yang diatasi dengan memakai ukuran window max tidak lebih dari setengah range penomoran.

Protokol-protokol Data Link Control Untuk memenuhi variasi yang luas dari kebutuhan data link, termasuk :
1. Point to point dan multipoint lebih
2. Operasi Half - duplex
3. Interaksi primary - secondary (misal : host terminal) dan peer (komputer-komputer)
4. Link-link dengan nilai a yang besar (misal: satelit) dan kecil (misal: koneksi langsung jarak pendek).

Sejumlah protokol-protokol data link control telah dipakai secara luas dimana-mana:
1. High - level Data Link Control (HDLC)
2. Advance Data Communication Control Procedures
3. Link Address Procedure, Balanced (LAP - B)
4. Synchronous Data Link Control (SDLC)

Sub Layer Data Link

1. Media Access Control (MAC)

Adalah identifikasi untuk ditugaskan untuk antarmuka jaringan komunikasi pada segmen jaringan fisik.

2. Logical Link Control (LLC)

Adalah salah satu dari dua buah sub- layer dalam lapisan data link, selain lapisan Media Access Control (MAC) yang digunakan dalam jaringan LAN