BAB 4. MEDIUM ACCESS SUBLAYER

1
BAB 4. MEDIUM ACCESS SUBLAYER

• Jaringan dibagi dalam 2 kategori
• Hubungan point to point
• Hubungan broadcast
• Broadcast channel sering disebut
• Multi access
• Random Access Channels

2

• 4.1. Lokal dan Metropolitan Area Network
• MAC sangat penting bagi LAN
• LAN basis komunikasi LAN umumnya
• multi access channel
• WAN point to point
• Karakteristik LAN
• 1. Garis tengah tidak lebih dari beberapa km
• 2. Total data rate beberapa Mb/sekon
• 3. Dipunyai oleh suatu organisasi

3

• WAN
• Terbentang diseluruh daerah/negara
• Data rate lt 1 Mb/s
• Dipunyai oleh beberapa organisasi
• Umumnya pakai existing public telephone network

4

• MAN antara WAN dan MAN
• (Metropolitan Area Network)
• Meliputi seluruh daerah/kota
• Menggunakan teknologi LAN
• Menggunakan kabel TV (CATV) sebagai medium
• LAN menarik karena
• Menghubungkan beberapa komputer lokal
• Dapat dikembangkan secara incremental

5

• Harga dan performance memadai
• Reliable (error rate 1000 X lebih rendah dari
  WAN)
• Protokol lebih sederhana dan efisien
• Yang terpenting Berbagi pakai

6
4.1.1. Alokasi kanal statis pada LAN dan MAN

• FDM Frequency Division Multiplexing
• Bandwidth dibagi menjadi N bagian yang sama
  dimana tiap pemakai memiliki frekwensi band
  sendiri, tanpa ada interferensi
• FDM sederhana dan efisien untuk pemakai yang
  terbatas, tetapi masing-masing mempunyai trafik
  tinggi
• FDM - Utilisasi kanal rendah

7

• - Terutama untuk jumlah pemakai yang besar dan
  trafiknya bursty sistem komputer umumnya
  data bursty (Peak traffic mean traffic 1000
  1)
• Pemanfaatan kanal pada tiap saat ltlt N
• tidak efisien

8

• Mean time delay T
• C kapasitas kanal (bps)
• ? laju kedatangan frame/sekon
• 1/µ frame length (mean) bits
• Bila kanal dibagi N sub kanal
• kapasitas per sub kanal C/N bps
• mean input rate ?/N frame/sekon

9

• Berarti Mean time delay
• N x lebih jelek dari T

10

4.1.2. Alokasi Saluran Dinamik pada LAN
dan MAN

• Asumsi yang dibuat
• 1. Model stasiun
• N buah stasiun yang independent, mempunyai
• program atau user yang menghasilkan frame
• bila sebuah frame dihasilkan
• stasiun akan diblokir sampai frame tersebut
  ditransmisikan
• probilitas frame dihasilkan selama
• ?t ? . ?t
• (? konstanta laju kedatangan dari frame baru)

11

• 2. Asumsi saluran tunggal
• hanya 1 kanal tersedia untuk komunikasi
• semua stasiun berprioritas sama, kecuali bila
  diatur lain.
• 3. Asumsi tabrakan (Collision)
• semua stasiun dapat mendeteksi tabrakan
• frame ditransmisi ulang
• 4.a. Waktu kontinu
• transimisi frame dapat dilakukan setiap saat
• tidak terdapat master clock

12

• 4.b. Waktu slot (Slotted time)
• waktu dibagi menjadi interval-interval diskrit
  (slot)
• transmisi frame selalu dimulai pada awal sebuah
  slot
• 5.a. Carrier Sense
• Stasiun dapat mengetahui suatu saluran sedang
  dipakai sebelum mencoba menggunakannya.

13

• 5.b. No Carrier Sense
• Stasiun tidak mendeteksi keadaan saluran
• Setelah beberapa saat baru diketahui transmisi
  berhasil / gagal

14
4.2. Multiple Access Protocols

• Protokol yang pertama ada
• Protokol ALOHA
• Murni (pure)
• Berslot (slotted)
• Univesity of Hawaii tahun 1970-an
• Norman Abramson
• Jaringan paket radio

15

• ALOHA murni
• Ide dasar
• membiarkan pengguna untuk melakukan transmisi
  kapan saja bila memiliki data
• pengirim akan mengetahui frame yang dikirimkan
  rusak atau tidak setelah 270 mdetik
• No Sense system
• Menggunakan sistem contention (persaingan)

16

• Rata-rata frame terkirim per satuan waktu
• S G e-2G
• dimana
• S mean new frame sent per frame time,
  menurut poisson
• G mean old (retrans) and new frames combined
  per frame time (poisson)

17

• frame time
• Jumlah waktu yang diperlukan untuk
  mentransmisikan frame standard denganpanjang yang
  tetap Yaitu panjang frame dibagi bit rate
• Bila S gt 1
• Pengguna menghasilkan frame pada kecepatan yang
  lebih tinggi dari yang dapat ditangani saluran

18

• Akibatnya
• hampir seluruh frame mengalami tabrakan
• Besar throughput yang layak O lt S lt 1
• G pada umumnya ? S
• Pada beban rendah no collision G ? S
• Pada beban tinggi G gt S
• ALOHA Berslot (Slotted Aloha)
• S G.e G

19

• Karena ada time slot
• sender dilarang mengirim
• bila ada (CR)
• menunggu slot baru
• Vulnerable period menjadi 1/2

20
Tabrakan dengan awal frame yang diarsir
Tabrakan dengan akhir frame yang diarsir
t
t0 t vulnerable
t0 2 t
t0 3 t
waktu
t waktu yang dibutuhkan untuk mengirim sebuah
frame
21
0.4
Slotted aloha S Ge. -G (36)
0.3
S (trough put per frame time)
0.2
Pure aloha S G.e -2G best s 1/2 e
(18)
0.1
0
0.5
1
1.5
2
Throughput Versus offered traffic
22
(No Transcript)
23
PROTOKOL LAN

• Pada LAN, stasiun melakukan deteksi terhadap
  Carrier ( transmisi) disebut carrier sense
  protocol
• 4.2.1. Presistent dan Non presistent CSMA
• 1. Presistent CSMA
• Bila stasiun mempunyai data untuk dikirim
• akan dilakukan pendeteksian saluran

24

• Bila saluran sibuk stasiun menunggu
• Bila saluran kosong mengirim frame
• Bila terjadi tabrakan stasiun menunggu
  beberapa waktu untuk berusaha mengirim kembali
• Disebut 1 presistent karena probability of
  transmit 1, yaitu bila saluran kosong
• Presistent selalu mendeteksi adanya saluran
  sampai saluran benar-benar kosong

25

• Kemungkinan terjadinya tabrakan
• Stasiun mendeteksi saluran kosong padahal
  mungkin paket yang baru dikirim stasiun
  lain belum sampai. Hal ini terjadi karena delay
  propagasi
• Dua stasiun bersama-sama menunggu saluran yang
  baru dipakai stasiun lain, begitu selesai
  kedua-duanya serentak mengirim paket maka akan
  terjadi
  TABRAKAN !!!

26

• Waktu tunda dari paket
• Waktu saat paket dikirim dari stasiun pengirim
  sampai seluruh paket diterima oleh stasiun
  penerima - sangat penting !!!

27

• 2. Non Presistent CSMA
• Stasiun tidak selalu mendeteksi saluran secara
  terus menerus
• Suatu saat stasiun mendeteksi saluran
• Bila dipakai maka batal dan menunggu
• Setelah beberapa saat (cukup lama), maka akan
  mendeteksi kembali
• Waktu tundanya menjadi lebih lama

28

• P-Presistent CSMA
• Diterapkan pada slotted ALOHA
• Stasiun siap mengirim - setelah dideteksi saluran
  kosong maka
• Stasiun mengirim dengan probabilitas p
• Stasiun menunggu slot berikutnya
• bila kosong akan dikirim dengan prob.
• q 1- p
• Proses berulang sampai seluruh frame selesai

29

• 4.2.2. CSMA / CD
• CD Collision Detection
• setelah mengetahui adanya tabrakan
• segera membatalkan / menghentikan
  transmisi, tanpa menunggu selesainya paket yang
  dikirim
• menghemat waktu dan bandwidth
• MODUL yang digunakan pada CSMA / CD mempunyai 3
  periode
• transmit
• contention
• idle

30
frame
frame
frame
idle
transmisi
t0
t1
Contention slot
Contention interval
?
t0
?

• waktu yang dibutuhkan frame berjalan sepanjang
  bus
• Waktu tunggu untuk mendapatkan saluran
• 2 ? - ?

31

• 4.2.3. Collision Free Protocol
• Pada CSMA / CD masih mungkin terjadi tabrakan
  yaitu pada interval contention
• Bila ? (panjang saluran) besar dan frame pendek
  - masa kritis (contention) menjadi lebih panjang
  diatasi dengan Protokol Bit map

32

• Pada Collision Free Protocol
• Akses ke kanal (oleh stasiun) diurutkan
  berdasarkan bit - map
• Setiap stasiun mempunyai jatah waktu akses
  tertentu (unik) dan tidak dapat dipakai oleh
  stasiun lain
• Bila stasiun baru siap setelah gilirannya berlalu
  stasiun tersebut harus menunggu giliran pada
  periode berikutnya

33
contoh ada 8 stasiun, 8 contention slot
Interval terbagi 2 contention dan frame
8 slot contention
frame
8 slot contention
d
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7
1
1
1
7
3
1
1
1
5
1
1
1
0 1 2 3 4...
34
Analisa Bila jumlah stasiun N Waktu tunggu
rata-rata untuk transmit N (satuan waktu) No
stasiun kecil waktu tunggu 1,5N No stasiun
besar waktu tunggu 0,5N
Rata-rata N
Overhead per frame N bit Jumlah data d
bit Efisiensi d / (N d)
35

• Untuk beban tinggi semua stasiun mengirim
  overhead 1 bit per frame
• Efisiensi d / d 1

36

• Binary Count Down
• Pada protokol diatas, overhead 1 bit per
  stasiun, diperbaiki dengan memberikan panjang
  alamat sama dan dibroadcast-kan. Bit-bit pada
  setiap posisi dari stasiun yang berbeda di OR-kan
  disebut Binary Count Down, caranya dengan
  membandingkan.
• contoh 0010,0100,1001,1010
• 
  

pemenangnya 1010
I
II
37
4.3. STANDARD IEEE 802 UNTUK LAN MAN
802.1
802.2
802.7
802.3
802.4
802.5
802.6
802.9
802.8
38

• 802.1 Arsitektur definisi primitif
  interface
• 802.2 LLC (Logical Link Control)
• 802.3 CSMA
• 802.4 Token Bus LAN
• 802.5 Token Ring
• 802.6 MAN DQDB
• 802.7 Broad band
• 802.8 Fiber Optik
• 802.9 Integrated Data Voice Net

39
4.3.1. 802.3 CSMA/CD dan Ethernet

• 802.3 - CSMA / CD - Metode aksesnya
• Ethernet - Nama protokolnya
• Nama produk yang mengimplementasikan CSMA / CD
• PENGKABELAN

NO 1 2 3 4
NAMA 10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseF
SEG. MAKS 500m 200m 100m 2000m
SIMPUL / SEG 10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseF
KEUNTUNGAN baik untuk backbone termurah mudah
pemeliharaan baik untuk antar gedung
40

• Ad.1
• Koneksi ke kabel - menggunakan Vampire tap
• Beroperasi pada 10Mbps
• Sinyal base band - 500 m
• Ad.2
• Koneksi ke kabel - BNC
• Per segmen hanya mampu menangani 30 mesin
• Transmisi sinyal - Manchester encoding

41

• Koneksi bus ke komputer - via transceiver cable
  (max 50 m)
• Panjang kawat maksimal 802.3 500 m
• Bila gt 500 m - perlu repeater (passive
  device)
• Menggunakan - Manchester encoding

42
core
cable
transceiver
Interface board
Transceiver cable
computer
(a)
(a) position of the transceiver and interface
43
To computer
Repeater
transceiver
(b)
(b) Connecting two cable segments with a repeater
44
Byte
0-1500
7
1
2 or 6
2 or 6
2
0-46
4
Preamble
Destination address
Source address
Data
Pad
Checksum
Start of frame delimiter
Length of data field
Frame format 802.3
45
Protocol MAC Sublayer 802.3

• Frame didahului dengan preamble
• 10101011 untuk sinkronisasi
• Pengalamatan 2 atau 6 bytes
• untuk kec.10 Mbps dipakai 6 bytes
• Bit tertinggi (ke-47) 0 ? address biasa
• 1 ? group
  address
• Bila semua bit DA 1 ? broad cast
• Bit ke-46 ? untuk membedakan alamat lokal dan
  global

46

• Panjang data maksimum 1500 bytes
• Panjang frame minimum 64 bytes
• Bila frame tidak mengandung informasi, panjang
  data 0
• harus ditambahkan pad sehingga frame minimum
  tercapai (64 bytes)
• Mengapa ?
• Untuk menjaga agar frame pendek ini
  diselesaikan lebih dulu sebelum bit pertama
  mencapai
• B (sisi terjauh)
• gambar 4.22

?
?
B
A
47

• Setelah collision, waktu dibagi menjadi beberapa
  slot
• Slot time 2 ? ( worst case )
• diambil dari max. allowable cable length
• 2,5 km dengan 5 repeaters
• Slot time ? 512 bit time ? 51.2 ?sec
• after 1 st collision
• a station waits for 0 or 1 slot-time
• 2 nd collision
• waits 0,1,2 or 3 slot-time

48

• After 3 rd collision
• waits 0,1,2,,7 slot-time
• ? BINARY EXPONENTIAL BACK OFF
• After the n th collision
• wait time 0 - (2 n -1) slots
• Untuk Max. 16 collisions - reports a failure

49
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Logical link control

• LLC, 802.2
• - MAC

Data link
Med. access control
Physical
Physical
Perbandingan 802 Protocol Layer dengan Model
Referensi OSI
50

• Ethernet 802.3
• Menggunakan teknik CSMA / CD
• Bit rate 10 Mbps - Manchester encoded

51
Coax Cable segment ( 500 m max )
Coax cable
Transceiver cable 50 m max
Transceiver and connection to coax cable - 100
max per segment
stasiun
Batasan-batasan single Ethernet cable segment
52
Konfigurasi Ethernet - Yang besar
stasiun
Seg 2
Seg 1
repeater
Seg 3
Kabel koox
Remote repeater
Seg 4
Seg 5
Point to point link
53
Collision Window - minimum packet size

• Periode waktu dari mulainya transmisi, selama
  stasiun pada vulnareble to collision.
• Contoh dalam kondisi terjelek sebagai berikut
• Bila waktu propagasi sinyal dari ujung ke ujung
  jaringan adalah 22,5 ?sec yaitu 225 bit
  times pada 10 Mbps

54
A
t st

• Sesaat sebelum paket A sampai, B mengirim paket ?
  tabrakan
• A mendengar ada tabrakan setelah (t22,5)22,5
  ?sec
• atau 45 ?sec 450 bit time sesudah A mulai
  mengirim
• Collision Window 450 bit time

B
Pada saat t mulai transmisi
t 22.5 paket dari A hampir sampai di B
55

• Minimum paket size 64 oktets
• 64 oktet 64 x 8 x 0,1 51,2 ?sec
• atau 512 bit times
• Minimum paket harus gt dari collision window
• Bagaimana kalau lt ??
• Pada Ethernet tidak menjamin pesan akan sampai
  ditujuan pada waktu yang pasti
• ? non deterministik

56

• 4.3.2. IEEE 802.4 TOKEN BUS
• Memperbaiki kekurangan CSMA/CD
• Tidak menggunakan metode persaingan
• dapat menerapkan sistem prioritas
• dijaringan - prioritas urutan, dilayani
• distasiun - preoritas mendapatkan besar alokasi
  waktu pengaksesan
• Topologi yang digunakan bus bukan topologi ring
• Broadband 75 ohm cable
• Kabel single dan dual
• Tidak kompatibel dengan 802.3

57

• Protokol Token Bus
• Inisialisasi
• Stasiun mempunyai alamat dengan urutan dilakukan
  dari alamat tertinggi ke rendah
• Metode akses yang dipakai Token Passing
• Stasiun hanya bisa mengirim frame / mengakses
  jaringan bila stasiun tersebut memiliki Token
• Token Bus 802.4
• Membutuhkan media untuk transmisi data (physical
  Layer)

58

• - Broadband - 10 Mbps
• - Carrier Band - 5 Mbps
• Membutuhkan aturan untuk akses ke jaringan
  (Medium Access Control)
• -Token Passing
• Menggunakan topologi bus dan membentuk logical
  ring
• Cara kerja jaringan
• Token berputar sepanjang logical ring urut dari
  alamat tertinggi
• Hanya stasiun yang memegang token dapat mengirim
  data

59

• Waktu akses pada jaringan merupakan fungsi dari
  sejumlah stasiun yang aktif pada ring dan lama
  waktu pegang token pada masing2 stasiun tersebut
  disebut
• Token Rotation Time
• TRT nTh nTp
• n Jumlah Stasiun
• Th Token Holding Time
• Tp Token Passing Time
• Stasiun pemegang token adalah juga sebagai
  stasiun pengontrol jaringan saat itu.

60
1024 byte frames
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
512 byte frames
256 byte frames
128 byte frames
Channel efficiency
64 byte frames
0
1 2 4 8 16 32 64 128 256
Number of stations trying to send
61
14
17
20
Broadband coaxial cable
Logical ring
13
19
7
This station not currently in the logical ring
11
Direction of token motion
TOKEN BUS
62
1 1 1 2 or 6 2 or 6
0-8182 4 1
Destination address
Source address
Data
Checksum
Byte
Frame control Start delimiter Preamble
End delimiter
Frame format 802.4
63
Frame control field
Name
Meaning
00000000
Claim - token
Claim token during ring initialization
00000001
Solicit-successor-1
Allow station to enter the ring
00000010
Solicit-successor-2
Allow station to enter the ring
00000011
Who - follows
Recover from lost token
00000100
Resolve - contention
Used when multiple stations want to enter
00001000
Token
Claim token during ring initialization
00001100
Set-successor
Claim token during ring initialization
The token bus control frames
64

• Disebut Deterministik karena pesan dapat dijamin
  sampai ketempat tujuan pada waktu yang pasti
  (dapat diperkirakan)
• Stasiun dapat keluar dari ring (bila tidak ingin
  mengirim pesan) dan masuk kedalam ring bila akan
  mengirim pesan
• masuk solicit successor
• keluar set successor
• walau diluar ring tetap pada mode pendengar

65

• Mempunyai option pilihan preoritas untuk
  pengiriman datanya
• Preoritas tertinggi (6) 4 THT
• Preoritas terendah (0) TRT

66

• TOKEN RING 802.5
• Dikembangkan oleh IBM (Zurich)
• Menggunakan Token passing sebagai metode akses
• Menggunakan twisted-pair kabel
• Menggunakan topologi ring yang membentuk
  physical ring
• Beroperasi pada 4 Mbps - 6 Mbps
• Merupakan hubungan point to point

67
B
station
Unidirectional ring
Ring interface
A
68
1 bit delay
Ke stasiun
Dari stasiun
(a)
Ring interface
(a) listen mode (b) transmit mode Di ring
interface bit akan dicopy ke 1 bit buffer / 1
bit delay setiap interface
Ke stasiun
Dari stasiun
(b)
69
Cara Kerja Jaringan

• Token berputar sepanjang ring ? stasiun yang
  memegang token berhak mengirim pesan
• Pesan di gabung dengan token sibuk ke tujuan
• Stasiun tujuan akan mengcopy pesan
• Pesan akan dihapus oleh pengirim pada saat token
  sibuk kembali ke pengirim
• Stasiun akan mengubah status token sibuk menjadi
  token bebas dan mengirimnya kestasiun berikutnya

70

• Stasiun juga berfungsi sebagai repeater yang
  memperbaiki data setiap saat
• Dalam kondisi beban penuh digunakan cara round
  robbin
• Tidak ada address field pada token ring
• Gambarkan skenario-nya!!!
• Ada 2 komponen delay pada token ring
• 1 bit delay pada masing-masing stasiun
• Sinyal propagasi - delay

71
Ring interface
stasiun
D
C
Unidirectional ring
B
A
A
(a) a ring network,
72
Ring interface
1 bit delay
To station
From station
To station
From station
(c)
(b)
(b) listen mode ( c) transmit mode
73
SD
AC
ED
a) TOKEN FORMAT
1
1
1
2/6
1
1
1
1
1
4
2/6
byte

SD
AC
FC
DA
SA
DATA
CHECK.S
ED
FS
Data frame format P harga preoritas T
token bit, 0 bebas M monitor bit R harga
reservasi
P P P T M R R R
1 2 3 4 5 6 7 8
No bit
74

• Dua operasi dari ring interface
• Listen mode hanya mengcopy
• Transmit mode terjadi setelah pengambilan token
  dan memasukan data yang ada ke ring
• Ada Ack pada token ring, dibutuhkan 1 bit untuk
  itu.
• Initial 0 pada
• diterima 1 FSC

75

• THT( token holding time) pada token ring umumnya
  10 msec, kecuali ditentukan lain
• Frame status terdiri dari A dan C bit dengan 3
  kemungkinan kombinasi
• A 0 C 0 tidak sampai ketujuan
• A 1 C 0 sampai ketujuan tetapi data
• tidak diterima
• A 1 C 1 sampai ketujuan dan data
• dicopy

76

• Frame transmission
• stasiun yang siap kirim menunggu token dengan
  preoritas ? preoritas yang ada padanya
• untuk meyakinkan ?stasiun mengirim pada urutan
  preoritas dipakai cara stasiun membaca harga
  reservation bit (AC field)
• Bila gt dari waiting frame stasiun mengulang
  bit tetap
• Bila lt stasiun mengganti dengan priority
  dari waiting frame

77
KOMENTAR IEEE 802.3/4/5

• CSMA / CD paling sederhana dan sangat praktis,
  tanpa menunggu token. Mempunyai delay yang kecil
  untuk beban LAN kecil
• Akses ke jaringan pada CSMA / CD adalah
  probabilistik, mekanisme preoritas tidak ada.
  Tidak dapat dijamin pesan sampai ke tujuan pada
  waktu yang pasti
• Token passing mempunyai delay sedang, tetapi
  deterministik terutama untuk beban tinggi
  ??diadopsi MAP

78

• CSMA/CD menggunakan passive transmissi medium
  (tiap stasiun tidak membutuhkan generator) ?lebih
  reliable
• Ring interface adalah aktif
• Melokalisasi kesalahan pada ring lebih mudah
  daripada bus
• Token management, khususnya penambahan stasiun
  baru cukup complex, terutama pada token ring
• CSMA / CD kurang praktis untuk data rate yang
  sangat tinggi

79

• Collision window berkaitan dengan propagasi dan
  data rate ? 10 Mbps
• Bila min frame menjadi besar ? tidak
  efesien
• PR Bab 4 no. 21, 25, 32 dari buku

80
4.4. BRIDGE

• Untuk menghubungkan LAN dan LAN
• Pada lapisan jalur data
• Umumnya merupakan penghubung antar 802-LAN
• Hanya dibahas Bridge - 802
• Alasan mengapa suatu organisasi menggunakan
  beberapa LAN
• 1. Kebutuhan yang berbeda dari beberapa
  Universitas / Departemen ? beberapa LAN perlu
  bridge

81

• 2. Letak geografis yang berbeda -
  dibeberapa bangunan yang terpisah
• 3. Beban yang terlalu banyak - ribuan workstation
  
• perlu dipecah menjadi beberapa LAN
• Perlu Bridge
• 4. Jarak yang terlalu jauh antar mesin (mis.
  802.3 gt 2,5 km)
• dengan kabel tunggal - round trip delay besar
• perlu dipecah beberapa LAN
• perlu bridge

82

• 5. Bridge dapat menyeleksi yang harus diteruskan
  atau tidak ? dengan diprogram ? tidak hanya
  mengcopy ? Repeater
• 6. Bridge dapat memberikan keamanan bagi
  organisasi

83
Bridge
Backbone LAN
B
B
B
B
File server
WS
LAN
Gb. 4.34
84
Host A
Host B
Network
P
P
LLC
Bridge
P
P
MAC
P
P
802.3
P
802.4
P
802.3
P
802.4
Phy
P
802.3
P
802.4
P
802.3
P
802.4
P
802.4
P
802.3
TOKEN BUS LAN
CSMA / CD LAN
85
Bridges from 802.x to 802.y

• Operation of a LAN bridge from 802.11 to 802.3.

86
Bridges from 802.x to 802.y (2)

• The IEEE 802 frame formats. The drawing is not
  to scale.

87

• 3. Adanya perbedaan max. frame length
• 802.3 1518 bytes
• 802.4 8191 bytes
• 802.5 tak terbatas, tergantung THT
• defaultTHT 10 msec ? 5000 bytes

SD
AC
FC
DA/SA
L
D
PAD
CS
ED
FS
P
3
4
5
IEEE 802 Frame-format
88
Local Internetworking

• A configuration with four LANs and two bridges.

89
Spanning Tree Bridges

• Two parallel transparent bridges.

90
Spanning Tree Bridges (2)

• (a) Interconnected LANs. (b) A spanning tree
  covering the LANs. The dotted lines are not part
  of the spanning tree.

91
Remote Bridges

• Remote bridges can be used to interconnect
  distant LANs.

92
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches, Routers and
Gateways

• (a) Which device is in which layer.
• (b) Frames, packets, and headers.

93
Repeaters, Hubs, Bridges, Switches, Routers and
Gateways (2)

• (a) A hub. (b) A bridge. (c) a switch.

94

• Repeater hanya tahu volt tidak faham akan frame
  , paket ataupun header.
• Hub mempunyai sejumlah input line secara
  elektrikal?membentuki single collision domain.
• Bridge menghubungkan 2 atau lebih LAN dengan
  melaakukan konversi.
• Switch hampir sama dengan bridge hanya biasanya
  menghubungkan antar PC

95
4.4.1. MASALAH BRIDGE PADA 802.X DAN
802.Y

• 1. Masing-masing menggunakan frame format yang
  berbeda.
• 802.3 Xerox
• 802.4 General motor, Boing, Motorola tidak mau
  mengubah , tidak kompatibel
• 802.5 IBM
• 2. 802.3 mengijinkan 1 - 20 Mbps (10 Mbps)
• 802.4 mengijinkan 1 - 10 (10 Mbps)
• 802.5 mengijinkan 1 - 4 Mbps (4 Mbps)

96

• Dari 802.3 / 802.4 ke 802.5 diperlukan buffer
• Dari 802.4 ke 802.3 perlu perluasan band width
  karena adanya collision pada 802.3S

97

• Masalah-masalah lain
• 802.3 ke 802.3 tidak ada masalah
• 802.4 ke 802.3 ada 2 masalah yaitu
• 802.4 mempunyai preoritas, 802.3 tidak biasanya
  preoritas dihilangkan
• 802.4 mempunyai bit 1 pada header sebagai
  pengirim token ack dari destination . Bridge
  menjadi ?
• 802.5 ke 802.3 mempunyai masalah mirip diatas

98

• 802.5 mempunyai A dan C bit pada frame station
  untuk mengcopy/ melewatkan
• bridge ?
• 802.3 ke 802.4 harus meletakkan bit preoritas
• 802.4 ke 802.4 tidak ada masalah
• 802.5 ke 802.4 A dan C bit
• 802.3 ke 802.5 bit preoritas
• 802.4 ke 802.5 frame 802.4 terlalu panjang
• Untuk hubungan lebih dari 1 bridge IEEE
  mempunyai 2 desain pendekatan

99

• 4.4.2.TRANSPARENT BRIDGE CSMA / CD
• - Token Bus
• Segala sesuatunya benar-benar transparan
• tinggal memasang plug antar jaringan tanpa
  perubahan apa-apa ? sistem jalan
• bekerja secara, promises mode, menerima setiap
  frame untuk dikirim kesegala macam LAN yang
  dikehendaki
• Bridge bekerja berdasarkan tabel alamat yang ada
  padanya untuk menentukan frame dibuang atau
  dilewatkan

100

• Routing procedure tergantung pengirim dan
  penerima frame
• a) Bila penerima dan pengirim berasal dari LAN
• yang sama ? frame dibuang
• b) Bila penerima dan pengirim dari LAN yang
  berbeda ? dilewatkan
• c) Bila penerima tidak jelas / tidak diketahui
• ? digunakan flooding
• Flooding sering menimbulkan masalah karena
  setiap frame yang datang harus dicopy
• Diatasi dengan ? Spanning Tree Bridge
• TUGAS BACA !!!

101

• 4.4.3. SOURCE ROUTING BRIDGE
• TOKEN RING
• Diasumsikan pengirim frame mengetahui ada /
  tidaknya alamat yang ditujukan di LAN
• Bila tujuan bukan pada LAN tersebut address
  tujuan diset dengan bit-1
• Konstruksi path pada header frame
• masing-masing LAN mempunyai 12 bit number
• masing-masing Bridge mempunyai 4 bit number
• Urutannya no. Bridge - LAN - Bridge.
• (lihat gb.4.38 dari A ke D ? L1,B1,L2,B2 L3)
• Menggunakan algoritma backward learning

102

• Tiga kemungkinan implementasi
• 1. Software
• bekerja pada promiscous mode
• mengcopy semua frame dimemori
• bila ada tujuan ? bit di set 1 diproses
• bila tidak ada ? tidak diproses
• 2. Hybrid
• antar muka Bridge LAN mengecek high order
  destination bit. Bila ada ? frame diberikan

103

• 3. Hardware
• antar muka Bridge LAN mengecek high order
  destination bit
• menelusuri rute ke bridge mana frame harus
  diteruskan
• hanya frame yang harus dilewatkan saja yang ke
  bridge

104
4.4.4. Perbandingan Bridge Transparan S.
Routing Bridge

• Item Bridge Transparant S.
  Routing Bridge
• Orientasi Connectionless connection - oriented
• Transparansi sepenuhnya transparan tidak
  transparan
• Konfigurasi automatis manual
• routing suboptimal optimal
• pencarian backward learning discovery frame
• kegagalan ditangani oleh bridge ditangani oleh
  host
• kompleksitas pada bridge pada host

105
4.5. LAN BERKECEPATAN TINGGI

• 1. FDDI
• 2. Fast Ethernet
• 4.5.1. FDDI
• Fiber Distributed Data Interface
• menyerupai token passing ring
• media, serat optik
• singel mode
• double mode

106

• kecepatan transmisi data 100 Mb /dt
• kendali media akses
• menggunakan prinsip kerja protokol token berbasis
  waktu
• mengalokasikan jumlah lebar pita max pada setiap
  stasiun untuk transmisi sinkron
• lebar pita yang tidak teralokasi dimanfaatkan
  oleh transmisi asinkron asinkron
• dikeluarkan oleh ANSI

107
Token pas
Bridge
FDDI - RING
Ethernet
Computer
Token ring
Ethernet
108

• FDDI - Dipakai sebagai back bone untuk
  menghubungkan LAN dan komputer
• FDDI
• Lebih sering menggunakan multimode fiber sebab
  kecepatan hanya 100Mb/s
• lebih sering menggunakan LED dari pada Laser
  karena
• cost umumnya langsung dihubungkan ke user work
  station
• cukup untuk menstranfer data pada 100 Mbps

109

• 1 errorpada setiap 2,5 x 1010 bit
• Terdiri dari 2 fiber ring, 1 transmisi searah
  dengan jarum jam dan 1 transmisi berlawanan
  dengan arah jarum jam

(a)
110

• Physical layer
• tidak menggunakan Manchester Encoding
• menggunakan 4 out of 5 encoding
• masing-masing group dari 4 MAC diencoded dalam 5
  bit dimedium
• 16 dari 32 kombinasi untuk data
• 3 untuk delimiter
• 2 untuk kontrol
• 3 hardware signalling
• 8 tidak dipakai (persediaan untuk pengembangan
  versi berikutnya).

111

• MAC menggunakan 3 timer
• a) Token holding timer
• berapa lama stasium dapat mentransmit untuk 1x
  memegang token
• b) Token Rotation Timer
• lama perputaran token
• c) Valid Transmission Timer
• waktu time out dan perbaikan dari kerusakan ring
• Mempunyai algoritma prioritas seperti pada
  802.4

112
LINGKUP APLIKASI FDDI

• Tiga aplikasi utama FDDI
• 1. Jaringan Back - End
• 2. Jaringan Back - Bone
• 3. Jaringan Front - End
• Contoh aplikasi pada lingkup Multi Campus di
  Technical University of Aachen (Csab 90)

113

• 1. Data Centre Environment sebagai Back - End
• 2. Office and Building Environment sebagai Front
  - End
• 3.Campus Environment sebagai Back - Bone

114
Multi Campus
Campus
Office building
Data center ?20 km, ?50sta
?2km
segment
Campus
?60km segment
115
ARSITEKTUR PROTOKOL FDDI KOMPONEN FDDI - RING
Data link layer
MEDIA ACCES CONTROL (MAC )
STATION MANAGEMENT
PHYSICAL LAYER
Physical layer
PHYSICAL MEDIA DEPENDENT (PMD)
116

• Pada standar FDDI secara umum terdapat 4
  protokol yang terlibat, yaitu
• 1. Kendali media akses (media access control /
  MAC )
• 2. Protokol lapisan fisik (physical layer
  protokol / PHY)
• 3. Physical media dependent (PMD)
• 4. Station management (SMT)

117
DUAL FIBER CABLES
CLASS A STATION
CLASS A STATION
WIRING CONCENTRATOR
CLASS A STATION
SECOND RING
PRIMARY RING
CLASS B STATION
CLASS B STATION
CLASS B STATION
118

• Pada FDDI terdapat tiga jenis stasiun yang
  terdiri atas
• 1. Statiun hubungan - ganda ( dual attachment
  station / DAS ) disebut juga stasiun kelas A.
• 2.Stasiun hubungan tunggal (single attachment
  station / SAS) disebut juga stasiun kelas B.
• 3. Konsentrator.

119
FAULT - TOLERANCERekonstruksi jaringan FDDI
setelah terjadi kerusakan kabel antara dua
stasiun hubungan - ganda Kesl 91
6
1
4

2
5
3
Primary ring secondary ring
Cable break
120
Rekonfigurasi jaringan FDDI setelah terjadinya
kerusakan kabel antara konsentrator dengan
stasiun hubungan tunggal kesl-91
6
1
4

2
5
3
Cable break
Primary ring secondary ring
121
ILUSTRASI OPERASI FDDI-RING
A
D
1. A seizes token and begins transmitting frame
F1 to C
C
B
A
D
2. A appends token to end of transmission
C
B
122
A
D
3. B seize token transmits F2 to D
C
B
A
D
4. B emits token D copies F2 A absorbs F1
C
B
123
A
D
5. A lets F2 and token pass B absorbs F2
C
B
A
D
6. B lets token pass
C
B
124
KESIMPULAN

• FDDI merupakan jaringan kerja yang memiliki
  banyak kelebihan dibandingkan jaringan kerja
  sebelumnya
• FDDI beroperasi pada kecepatan transmisi data 100
  Mbps
• Mampu mempertahankan kecepatan transfer data
  efektif sebesar 80 Mbps,
• FDDI mampu dihubungkan antara 500 sampai dengan
  1000 stasiun, dengan jarak keseluruhan antara 100
  sampai 200 km.

125

• PEWAKTU PADA KENDALI MEDIA AKSES FDDI
• TOKEN ROTATION TIMER ( TRT )
• TOKEN HOLDING TIMER ( THT )
• VALID TRANSMISSION TIMER ( TVX )
• TVX gt max ( D_Max ) Token_Time F_Max S_Min

126
TRT-TTRT Start TRT Late_ct-0
Algoritma operasi FDDI-RING
TRT Running
no
Token arrived ?
no
yes
TRT 0 ?
Late_ct-0 Send synch frames (if any)
Late_ct 0 ?
yes
THT-TRT TRT-TTRT Start TRT Send synch frames (I
f any) start THT
Late_ct TRT-TTRT Start trt
THT Running
yes
THT 0 or no more asynch, frames ?
Tpr lt THT ?
yes
no
Send asynch frame
127

• Jumlah dari seluruh alokasi stasiun asinkron
  tidak akan melampaui nilai maksimum dari lebar
  pita asinkron yang digunakan pada jaringan, yaitu
  
• TTRT - ( D_Max F_Max Token - time )

128
Token rotation and token holding timers (ms)
TRT THT
100
80
60
40
20
0 20 40 60 80 100 120 140
160 180 200 220 240
EVENT A B
C D E
F
Late counter
1 0
129

• Lebar pita maksimum yang digunakan oleh seluruh
  stasiun adalah
• jumlah_stasiun x ( lebar pita_sinkron waktu
  _tunda_stasiun )

130

• A Token arrives - pass to next station
• B Token captured - synchronous transmission
  begins
• C Synchronous transmission complete,
  asynchronous transmission begins
• D No more time - asynchronous transmission
  ends, token issued
• E Token rotation - timer expires - late
  counter set
• F Token arrives - late counter cleared, token
  rotation timer accumulates lateness

131
CONTOH OPERASI FDDI RING Operasi empat buah
stasiun kerja pada suatu jaringan

• Token
• rotation Station Number
• cycle Parameter 1 2 3 4
• 1 ARRIVAL TIME 0 1 2 3
• 2 ARRICAL TIME 4 121 142 163
• Elapsed Time 4 120 140 160
• TRT Value 96 80 60 40
• Synchronous 20 20 20 20
• Asynchronous 96 0 0 0
• 3 ARRIVAL TIME 184 205 242 263
• Elapsed Time 180 84 100 100
• TRT Value 20 20 20 20
• Synchronous 20 20 20 20
• Asynchronous 0 0 16 0

132

• 4 ARRIVAL TIME 284 305 326 363
• Elapsed Time 100 100 84 100
• TRT Value 0 0 16 0
• Synchronous 20 20 20 20
• Asynchronous 0 0 16 0
• 5 ARRIVAL TIME 384 405 426 447
• Elapsed Time 100 100 100 84
• TRT Value 0 0 0 16
• Synchronous 20 20 20 20
• Asynchronous 0 0 0 16

Late _ct set to 1 ( otherwise late _ct set to
0 all times inms default values TTRT 100
ms, interstation delay 1 ms, synchronous
bandwidth 20 ms
133
KARAKTERISTIK FDDI

• Beberapa karakteriktik dari FDDI, diantaranya
  adalah
• Kendali media akses (Medium Access Control)-nya
  menggunakan token passing yang bersandar pada
  prinsip kerja token ring dari standar IEEE 802.5
• Memiliki kompabilitas dengan keluarga dari
  jaringan kerja lokal IEEE 802 dengan memanfaatkan
  802 LLC (Logical Link Control)

134

• Memiliki kemampuan untuk menggunakan serat optik
  modus-ganda (multi-mode) ataupun serat optik
  modus-tunggal (single-mode)
• Memiliki topologi ring-ganda (dual-ring) yang
  dapat menjamin operasi berlanjut tanpa kegagalan
  (fault tolerance)
• Beroperasi pada kecepatan transmisi data 100 Mbps
  dan kemampuan untuk mempertahankan kecepatan
  transfer data efektif pada 80 Mbps

135

• Mampu dihubungkan dengan sejumlah stasiun (asumsi
  standarnya tidak melebihi 1000 hubungan fisik)
• Jalur serat secara keseluruhan dapat mencapai 100
  hingga 200 km
• Memiliki kemampuan untuk mengalokasikan
  lebar-pita secara dinamis, sehingga baik
  pelayaran data sinkron maupun asinkron dapat
  dipenuhi secara simultan

136
KESIMPULAN

• FDDI merupakan jaringan kerja yang memiliki
  banyak kelebihan dibandingkan jaringan kerja yang
  ada saat ini, dimana FDDI beroperasi pada
  kecepatan transmisi data 100 Mbps dan mampu
  mempertahankan kecepatan transfer data efektif
  sebesar 80 Mbps, selain itu FDDI mampu
  dihubungkan antara 500 sampai dengan 1000
  stasiun, dengan jarak keseluruhan antara 100
  sampai 200 km.

137

• FDDI menggunakan prinsip kerja protokol Token
  Berbasis waktu (Timed Token Protocol) pada
  Kendali Media Akses nya untuk mengalokasikan
  secara dinamis sejumlah lebar-pita maksimum pada
  tiap stasiun, sehingga baik pelayanan data -
  sinkron maupun asinkron dapat dipenuhi secara
  simultan.
• Kendali Media Akses pada FDDI menggunakan skema
  pengendali terdistribusi sehingga seluruh stasiun
  memiliki peranan yang sama dalam proses
  pengendalian dan pengoperasian jaringan.

138

• Jaringan FDDI merupakan jaringan Fault Tolerance
  yang menggunakan dua ring rotasi balik (counter
  rotation ring) sehingga jaringan akan
  dipertahankan untuk tetap beroperasi pada saat
  terdapat media atau stasiun yang tidak berfungsi.
• FDDI menerapkan juga algoritma token ring, namun
  ada perbedaan yang mendasar dibandingkan dengan
  IEEE 802.5, dimana pada FDDI, token yang baru
  akan segera dilepaskan setelah suatu stasiun
  menyelesaikan seluruh transmisi dari frame
  datanya, tanpa harus menunggu bagian

139

• kepala (leading -edge) dari frame datanya datang
  kembali, dehingga efisiensinya lebih tinggi.
  Selain itu pada FDDI kapasita pengalokasian
  lebar-pita dilakukan secara fleksibel dan dinamis
  karena adanya Protokol token berbasis waktu (
  Timed Token Protocol). Dengan demikian, FDDI
  memiliki tingkat efesiensi yang lebih tinggi
  dibandingkan IEEE 802.5.
• Untuk kerja FDDI sangat dipengaruhi oleh pilihan
  pada operasi dari Target Token Rotation Time
  (TTRT ), dimana pada TTRT yang besar memungkinkan
  lebih banyak data yang dapat ditransmisikan tiap
  rotasi token

140

• Karena FDDI menggunakan media serat optik, untuk
  itu diperlukan investasi yang tinggi untuk
  mengaplikasikannya.

141
UNJUK KERJA FDDI

• Bux dan Dykeman mengasumsikan sebagai berikut
• ukuran frame 1,6 kbyte
• waktu tunda propagasi 5,085 us/km
• station latency 0,6 us
• jumlah stasiun 10 - 1000 stasiun
• panjang fiber 1 - 200 km
• ring - latency 0,011 - 1,62 ms

142
100 90 80 70 60 50
T_Opr10ms
Maximum throughput Mbit/s
T_Opr5ms
0.5 1.0 1.5
2
Ring latency ms
143

• Waktu ambang dari THT pada delapan level
  prioritas yang berbeda sebagai berikut
• Kelas 8 100 ms
• Kelas 7 76,5 ms
• Kelas 6 56,2 ms
• Kelas 5 39,0 ms
• Kelas 4 25,0 ms
• Kelas 3 14,0 ms
• Kelas 2 6,2 ms
• Kelas 1 1,5 ms

144
100 80 60 40 20 0
throughput Mbit/s
25 50 75
100
Arrival rate per priority level Mbit/s
145
50 40 30 20 10 0
1 2 3 4 5 6 7
Priority levels
Average delay ms
8
25 50 75
100
Arrival rate per priority level Mbit/s
146
PERBANDINGAN DENGAN IEEE 802.5 TOKEN RING

• TABEL 4.1. Mazz 92
• Perbandingan spesifikasi ANSI FDDI dengan IEEE
  Token Ring
• FDDI TOKEN RING
• 100 Mbps 4 or 16 Mbps
• ANSI X3T9.5 Twisted pair or optical fiber
• 2 km segments 2 km segments
• 4.500 byte frame maximum 17.999 byte frame
  maximum
• 500 active station 260 active stations
• 4B/ 5B NRZI Menchester differential
• Distributed cklocking control Centralized
  clocking control
• Multiple connective frames No connective frames
• Timed token bandwidth priority reservation
  bandwidth
• allocation
• Distributed recovery centralized recovery

147
Tabel 4.2 fort 89 Format Frame MAC pada Standar
LAN
(a) Token ring
1 1 1 2.6 2.6 gt0
4 1 1
SD
AC
FC
DA
SA
DATA
FSC
ED
FS
(b) FDDI (fiber distributed data interface
1 1 1 2.6 2.6 gt0
4 1 1
Preamble
AC
FC
DA
SA
DATA
FSC
ED
FS
148

• (b) FDDI ( Fiber Distributed Date Interface)
• AC Access Control
• DA Destination Address
• ED Ending Delimiter
• FC Frame Control
• FCS Frame Check Sequence
• FS Frame Status
• SD Starting Delimiter
• SFD Start Frame Delimiter