Lapisan Model OSI: Panduan Pengenalan

Model Open System Interconnect (OSI) berfungsi sebagai panduan bagi pengembang dan vendor untuk membuat solusi perangkat lunak yang dapat dioperasikan dan aman.

Model ini menjelaskan seluk-beluk bagaimana data mengalir dalam jaringan, protokol komunikasi seperti TCP, dan perbedaan antara alat dan teknologi.

Meskipun banyak yang memperdebatkan relevansi lapisan model OSI, itu memang relevan, terutama di era keamanan siber.

Mengetahui lapisan model OSI akan membantu Anda mengukur kerentanan teknis dan risiko yang terkait dengan aplikasi dan sistem. Ini juga dapat membantu tim mengidentifikasi dan membedakan lokasi data dan akses fisik serta menentukan kebijakan keamanan mereka.

Pada artikel ini, kita akan menggali lebih dalam lapisan model OSI dan mengeksplorasi pentingnya mereka bagi pengguna dan bisnis.

Apa itu Model Interkoneksi Sistem Terbuka (OSI)?

Model Open System Interconnect (OSI) adalah model referensi yang terdiri dari tujuh lapisan yang digunakan oleh sistem komputer dan aplikasi untuk berkomunikasi dengan sistem lain melalui jaringan.

Model ini memecah proses transmisi data, standar, dan protokol menjadi tujuh lapisan, di mana masing-masing lapisan melakukan beberapa tugas khusus yang terkait dengan pengiriman dan penerimaan data.

Model OSI dikembangkan oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) pada tahun 1984 dan merupakan referensi standar pertama untuk menetapkan bagaimana sistem harus berkomunikasi dalam jaringan. Model ini diadopsi oleh semua perusahaan telekomunikasi dan komputer terkemuka.

Model mewakili desain visual di mana tujuh lapisan ditempatkan di atas satu sama lain. Dalam arsitektur model OSI, lapisan bawah melayani lapisan atas. Jadi, ketika pengguna berinteraksi, data mengalir ke bawah melalui lapisan ini di seluruh jaringan, mulai dari perangkat sumber dan kemudian naik ke atas melalui lapisan untuk mencapai perangkat penerima.

Model OSI mencakup berbagai aplikasi, perangkat keras jaringan, protokol, sistem operasi, dll., untuk memungkinkan sistem mengirimkan sinyal melalui media fisik seperti serat optik, tembaga twisted-pair, Wi-Fi, dll., dalam jaringan.

Kerangka kerja konseptual ini dapat membantu Anda memahami hubungan antara sistem dan bertujuan untuk memandu pengembang dan vendor dalam menciptakan aplikasi dan produk perangkat lunak yang dapat dioperasikan. Selain itu, ia mempromosikan kerangka kerja yang menggambarkan fungsi sistem telekomunikasi dan jaringan yang digunakan.

Mengapa Anda Perlu Mengetahui Model OSI?

Memahami model OSI penting dalam pengembangan perangkat lunak karena setiap aplikasi dan sistem bekerja berdasarkan salah satu lapisan ini.

Profesional jaringan TI memanfaatkan model OSI untuk mengkonseptualisasikan bagaimana data mengalir melalui jaringan. Pengetahuan ini tidak hanya berharga bagi vendor dan pengembang perangkat lunak, tetapi juga bagi siswa yang ingin lulus ujian seperti sertifikasi Cisco Certified Network Associate (CCNA).

Beberapa keuntungan mempelajari lapisan model OSI adalah:

• Memahami aliran data : Model OSI memudahkan operator jaringan untuk memahami bagaimana aliran data dalam jaringan. Ini membantu mereka memahami bagaimana perangkat keras dan perangkat lunak bekerja bersama. Dengan menggunakan informasi ini, Anda dapat membangun sistem yang lebih baik dengan keamanan dan ketahanan yang ditingkatkan menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras yang sesuai.
• Pemecahan masalah yang mudah : Pemecahan masalah menjadi lebih mudah karena jaringan dibagi menjadi tujuh lapisan dengan fungsi dan komponennya sendiri. Juga, dibutuhkan lebih sedikit waktu bagi para profesional untuk mendiagnosis masalah. Anda benar-benar dapat mengidentifikasi lapisan jaringan yang bertanggung jawab untuk menyebabkan masalah sehingga Anda dapat mengalihkan fokus Anda pada lapisan tertentu.
• Mempromosikan interoperabilitas : Pengembang dapat membuat sistem perangkat lunak dan perangkat yang dapat dioperasikan sehingga mereka dapat dengan mudah berinteraksi dengan produk dari vendor lain. Ini meningkatkan fungsionalitas sistem tersebut dan memberdayakan pengguna untuk bekerja secara efisien.

Anda dapat menentukan komponen dan suku cadang mana yang harus digunakan produk mereka. Ini juga memungkinkan Anda untuk berkomunikasi dengan pengguna akhir lapisan jaringan tempat produk dan sistem Anda beroperasi, baik di seluruh tumpukan teknologi atau hanya di lapisan tertentu.

Lapisan Model OSI yang berbeda

Lapisan fisik

Lapisan fisik adalah lapisan paling bawah dan pertama dalam model OSI yang menggambarkan representasi fisik dan listrik dari suatu sistem.

Ini mungkin termasuk jenis kabel, tata letak pin, tautan frekuensi radio, voltase, jenis sinyal, jenis konektor untuk menghubungkan perangkat, dan banyak lagi. Ini bertanggung jawab untuk koneksi kabel nirkabel atau fisik antara node jaringan yang berbeda, memfasilitasi transmisi data mentah, dan mengontrol bit rate.

Pada lapisan ini, data mentah dalam bit atau 0 dan 1 diubah menjadi sinyal dan dipertukarkan. Ini membutuhkan ujung pengirim dan penerima disinkronkan untuk memungkinkan transmisi data yang lancar. Lapisan fisik menyediakan antarmuka antara perangkat yang berbeda, media transmisi, dan jenis topologi untuk jaringan. Jenis mode transmisi yang diperlukan juga ditentukan pada lapisan fisik.

Topologi jaringan yang digunakan bisa bus, ring, atau star, dan modenya bisa simplex, full-duplex, atau half-duplex. Perangkat pada lapisan fisik dapat berupa konektor kabel Ethernet, repeater, hub, dll.

Jika masalah jaringan terdeteksi, profesional jaringan terlebih dahulu memeriksa apakah semua yang ada di lapisan fisik berfungsi dengan baik. Mereka mungkin mulai dengan memeriksa kabel apakah mereka terhubung dengan benar dan jika steker listrik terhubung ke sistem, seperti, atau router, di antara langkah-langkah lainnya.

Fungsi utama dari layer-1 adalah:

• Mendefinisikan topologi fisik, cara perangkat dan sistem diatur dalam jaringan tertentu
• Mendefinisikan mode transmisi adalah bagaimana data mengalir antara dua perangkat yang terhubung dalam jaringan.
• Sinkronisasi bit dengan jam yang mengontrol penerima dan pengirim pada level bit.
• Mengontrol bit rate transmisi data

Lapisan Tautan Data

Lapisan data link berada di atas lapisan fisik. Ini digunakan untuk membuat dan mengakhiri koneksi antara dua node yang terhubung yang ada dalam jaringan. Lapisan ini membagi paket data menjadi frame yang berbeda, yang kemudian pergi dari sumber ke tujuan.

Lapisan data link memiliki dua bagian:

• Logical Link Control (LLC) mendeteksi protokol jaringan, menyinkronkan frame, dan memeriksa kesalahan.
• Media Access Control (MAC ) menggunakan alamat MAC untuk menghubungkan perangkat dan mengatur izin untuk mengirimkan data.

Alamat MAC adalah alamat unik yang ditetapkan untuk setiap sistem dalam jaringan yang membantu mengidentifikasi sistem. Angka 12 digit ini adalah sistem pengalamatan fisik yang diawasi pada lapisan tautan data untuk suatu jaringan. Ini mengontrol bagaimana berbagai macam komponen jaringan diakses ke media fisik.

Contoh : Alamat MAC dapat terdiri dari 6 oktet, seperti 00:5e:53:00:00:af, di mana tiga angka pertama sesuai dengan pengidentifikasi unik organisasi (OUI) sedangkan tiga terakhir sesuai dengan Network Interface Controller (NIC) .

Fungsi utama dari layer-2 adalah:

• Deteksi kesalahan: deteksi kesalahan terjadi pada lapisan ini tetapi tidak koreksi kesalahan, yang terjadi pada lapisan transport. Dalam beberapa kasus, sinyal yang tidak diinginkan yang disebut bit kesalahan ditemukan dalam sinyal data. Untuk mengatasi kesalahan ini, kesalahan harus dideteksi terlebih dahulu melalui metode seperti checksum dan cyclic redundancy check (CRC).
• Kontrol aliran: Transmisi data antara penerima dan pengirim melalui media harus terjadi pada kecepatan yang sama. Jika data sebagai bingkai dikirim dengan kecepatan yang lebih cepat daripada kecepatan penerima menerima data, beberapa data mungkin hilang. Untuk mengatasi masalah ini, lapisan data link melibatkan beberapa metode kontrol aliran sehingga kecepatan yang konsisten dipertahankan di seluruh jalur transmisi data. Metode ini dapat berupa:
  • Metode sliding window dimana kedua ujungnya akan menentukan berapa banyak frame yang harus ditransmisikan. Ini menghemat waktu dan sumber daya selama transmisi.
  • Mekanisme stop-and-wait mengharuskan pengirim untuk berhenti dan mulai menunggu penerima setelah data dikirimkan. Pengirim harus menunggu sampai menerima pengakuan dari penerima bahwa mereka telah menerima data.
• Aktifkan beberapa akses: Lapisan tautan data juga memungkinkan Anda mengakses beberapa perangkat dan sistem untuk mengirimkan data melalui media transmisi yang sama tanpa benturan. Untuk ini, menggunakan carrier sense multiple access atau protokol deteksi tabrakan (CSMA/CD).
• Sinkronisasi data: Di lapisan tautan data, perangkat yang berbagi data harus sinkron satu sama lain di setiap ujungnya untuk memfasilitasi transmisi data yang lancar.

Lapisan tautan data juga memanfaatkan perangkat seperti jembatan dan sakelar lapisan-2. Bridge adalah perangkat 2-port yang terhubung ke jaringan LAN yang berbeda. Ini berfungsi sebagai pengulang, memfilter data yang tidak diinginkan, dan mengirimkannya ke titik akhir tujuan. Ini menghubungkan jaringan menggunakan protokol yang sama. Di sisi lain, Layer-2 mengalihkan data ke lapisan berikutnya berdasarkan alamat MAC sistem.

Lapisan Jaringan

Lapisan jaringan berada di atas lapisan tautan data dan merupakan lapisan ketiga dari bagian bawah model OSI. Ini menggunakan alamat jaringan seperti alamat IP untuk merutekan paket data ke node penerima yang beroperasi pada protokol dan jaringan yang berbeda atau sama.

Ia melakukan dua tugas utama:

• Membagi segmen jaringan menjadi paket jaringan yang berbeda sambil merakit kembali pengemas jaringan pada node tujuan.
• Menemukan jalur optimal dalam jaringan fisik dan merutekan paket yang sesuai.

Dengan jalur optimal, maksud saya lapisan ini menemukan rute terpendek, paling efisien waktu, dan termudah antara pengirim dan penerima untuk transmisi data menggunakan sakelar, router, dan berbagai metode deteksi dan penanganan kesalahan.

Untuk melakukan itu, lapisan jaringan menggunakan alamat jaringan logis dan desain subnetting jaringan. Apakah perangkat berada di jaringan yang sama atau tidak, menggunakan protokol yang sama atau tidak, dan bekerja pada topologi yang sama atau tidak, lapisan ini akan merutekan data menggunakan alamat IP logis dan router dari sumber ke tujuan. Jadi, komponen utamanya adalah alamat IP, subnet, dan router.

• Alamat IP: Ini adalah nomor 32-bit unik global yang ditetapkan untuk setiap perangkat dan berfungsi sebagai alamat jaringan logis. Ini memiliki dua bagian: alamat host dan alamat jaringan. Alamat IP biasanya diwakili oleh empat angka yang dipisahkan oleh titik, misalnya, 192.0.16.1.
• Router: Di lapisan jaringan, router digunakan untuk mengomunikasikan data antar perangkat yang beroperasi di jaringan area luas (WAN) yang berbeda. Karena router yang digunakan untuk transmisi data tidak mengetahui alamat tujuan yang tepat, paket data dirutekan.

Mereka hanya memiliki informasi tentang lokasi jaringan mereka dan memanfaatkan data yang dikumpulkan dalam tabel perutean. Ini membantu router menemukan jalur untuk mengirimkan data. Ketika akhirnya mengirimkan data ke jaringan yang dituju, data tersebut kemudian akan dikirim ke host tujuan di jaringan.

• Subnet mask: Subnet mask terdiri dari 32 bit alamat logis yang dapat digunakan router selain dari alamat IP untuk menemukan lokasi host tujuan untuk mengirimkan data. Hal ini penting karena host dan alamat jaringan tidak cukup untuk menemukan lokasi, apakah itu terletak di jaringan jarak jauh atau sub-jaringan. Contoh dari subnet mask adalah 255.255.255.0.

Dengan melihat subnet mask, Anda dapat mengetahui alamat jaringan dan alamat host. Jadi, ketika sebuah paket data datang dari sumber dengan alamat tujuan yang dihitung, sistem akan menerima data dan mengirimkannya ke lapisan berikutnya. Lapisan ini tidak mengharuskan pengirim untuk menunggu pengakuan penerima, tidak seperti lapisan-2.

Lapisan Transportasi

Lapisan transport adalah yang keempat dari bawah dalam model OSI. Dibutuhkan data dari lapisan jaringan dan mengirimkannya ke lapisan aplikasi. Di lapisan ini, data disebut "segmen", dan fungsi utama lapisan ini adalah untuk menyampaikan pesan yang lengkap. Itu juga mengakui ketika transmisi data berhasil dilakukan. Jika ada kesalahan, itu mengembalikan data.

Selain itu, lapisan transport melakukan kontrol aliran data, mentransmisikan data dengan kecepatan yang sama dengan perangkat penerima untuk memungkinkan transmisi yang lancar, mengelola kesalahan, dan meminta data lagi setelah menemukan kesalahan.

Mari kita pahami apa yang terjadi di setiap ujungnya:

• Di ujung pengirim , setelah menerima data yang diformat dari lapisan yang lebih tinggi dalam model OSI, lapisan transport melakukan segmentasi. Kemudian menerapkan teknik kontrol aliran dan kesalahan untuk memungkinkan transmisi data yang lancar. Selanjutnya, itu akan menambahkan nomor port sumber dan tujuan di header dan mengakhiri segmen ke Layer Jaringan.
• Di ujung penerima , lapisan transport akan mengidentifikasi nomor port dengan melihat header dan kemudian mengirimkan data yang diterima ke aplikasi yang ditargetkan. Ini juga akan mengurutkan dan merakit kembali data yang tersegmentasi.

Lapisan transport menyediakan koneksi bebas kesalahan dan ujung ke ujung antara perangkat atau host dalam jaringan. Ini memasok segmen data intra dan antar sub-jaringan.

Untuk mengaktifkan komunikasi end-to-end dalam jaringan, setiap perangkat harus memiliki Transport Service Access Point (TSAP) atau nomor port. Ini akan membantu tuan rumah mengenali tuan rumah rekan dengan nomor port di jaringan jarak jauh. Biasanya ditemukan secara manual atau default karena sebagian besar aplikasi menggunakan nomor port default 80.

Lapisan transport menggunakan dua protokol:

• Protokol kontrol transmisi (TCP): Protokol yang andal ini pertama-tama membuat koneksi antara host sebelum memulai transmisi data. Hal ini membutuhkan penerima untuk mengirim pengakuan apakah telah menerima data atau tidak. Di atasnya menerima pengakuan, itu mengirimkan kumpulan data kedua. Ini juga memonitor kecepatan transmisi dan kontrol aliran dan mengoreksi kesalahan.
• User Datagram Protocol (UDP): Ini dianggap tidak dapat diandalkan dan tidak berorientasi pada koneksi. Setelah data transit di antara host, penerima tidak perlu mengirim pengakuan dan terus mengirim data. Inilah sebabnya mengapa rentan terhadap serangan siber seperti banjir UDP. Ini digunakan dalam game online, streaming video, dll.

Beberapa fungsi dari lapisan transport adalah:

• Alamat titik layanan: Lapisan transport memiliki alamat yang disebut alamat port atau alamat titik layanan yang membantu menyampaikan pesan ke penerima yang tepat.
• Deteksi dan kontrol kesalahan: Lapisan ini menawarkan deteksi dan kontrol kesalahan. Kesalahan dapat terjadi saat segmen atau data disimpan dalam penyimpanan memori router, bahkan jika tidak ada kesalahan yang ditangkap saat data bergerak melalui tautan. Dan jika terjadi kesalahan, lapisan data link tidak akan bisa mendeteksinya. Selain itu, semua tautan mungkin tidak aman; Oleh karena itu, perlu adanya pendeteksian kesalahan pada lapisan transport. Itu dilakukan melalui dua metode:
  • Pemeriksaan redundansi siklik
  • Generator dan pemeriksa checksum

Lapisan Sesi

Lapisan kelima dari bawah model OSI adalah lapisan sesi. Ini digunakan untuk membuat saluran komunikasi, juga dikenal sebagai sesi, antara perangkat yang berbeda. Ia melakukan tugas-tugas seperti:

• Sesi pembukaan
• Sesi penutup
• Menjaganya tetap terbuka dan berfungsi penuh saat transmisi data terjadi
• Menawarkan sinkronisasi dialog antara aplikasi yang berbeda untuk mempromosikan transmisi data tanpa kehilangan di pihak penerima.

Lapisan sesi dapat membuat pos pemeriksaan untuk memastikan transfer data yang aman. Jika sesi terganggu, semua perangkat akan melanjutkan transmisi dari pos pemeriksaan terakhir mereka. Lapisan ini memungkinkan pengguna menggunakan platform yang berbeda untuk membuat sesi komunikasi aktif di antara mereka.

Lapisan Presentasi

Lapisan keenam dari bawah adalah lapisan presentasi atau lapisan terjemahan. Ini digunakan untuk menyiapkan data yang akan dikirim ke lapisan aplikasi yang berada di atas. Ini menyajikan data kepada pengguna akhir yang dapat dengan mudah dipahami oleh pengguna.

Lapisan presentasi menjelaskan bagaimana dua perangkat dalam jaringan harus memampatkan, mengenkripsi, dan mengkodekan data agar dapat diterima dengan benar oleh penerima. Lapisan ini menggunakan data yang ditransmisikan oleh lapisan aplikasi dan kemudian dikirim ke lapisan sesi.

Lapisan presentasi menangani sintaks karena pengirim dan penerima dapat menggunakan mode komunikasi yang berbeda, yang dapat menyebabkan inkonsistensi. Lapisan ini memungkinkan sistem untuk dengan mudah berkomunikasi dan memahami satu sama lain di jaringan yang sama.

Layer-6 melakukan tugas-tugas seperti:

• Mengenkripsi data di sisi pengirim
• Mendekripsi data di sisi penerima
• Terjemahan, seperti format ASCII ke EBCDIC
• Mengompresi data untuk multimedia sebelum transmisi

Lapisan membagi data yang berisi karakter dan angka menjadi bit dan kemudian mentransmisikannya. Ini juga menerjemahkan data untuk jaringan dalam format yang diperlukan dan untuk perangkat yang berbeda seperti smartphone, tablet, PC, dll., dalam format yang diterima.

Lapisan Aplikasi

Aplikasi adalah lapisan ketujuh dan paling atas dalam model OSI. Perangkat lunak dan aplikasi pengguna akhir seperti klien email dan browser web menggunakan lapisan ini.

Lapisan aplikasi menyediakan protokol yang memungkinkan sistem perangkat lunak untuk mengirimkan data dan memberikan informasi yang berarti kepada pengguna akhir.

Contoh : Protokol lapisan aplikasi dapat berupa Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Domain Name System (DNS), File Transfer Protocol (FTP), dan banyak lagi.

TCP/IP vs. Model OSI: Perbedaan

Perbedaan utama antara TCP/IP dan model OSI adalah:

• TCP/IP, yang dibuat oleh Departemen Pertahanan AS (DoD), adalah konsep yang lebih tua dari model OSI.
• Model fungsional TCP/IP dibangun untuk memecahkan masalah komunikasi tertentu dan didasarkan pada protokol standar. Model OSI, di sisi lain, adalah model generik yang protokol-independen yang digunakan untuk mendefinisikan komunikasi jaringan.
• Model TCP/IP lebih mudah dan memiliki lapisan yang lebih sedikit daripada model OSI. Ini memiliki empat lapisan, biasanya:
  • Lapisan akses jaringan, yang menggabungkan lapisan OSI 1 dan 2.
  • Lapisan Internet, yang disebut lapisan jaringan dalam model OSI
  • Lapisan transportasi
  • Lapisan aplikasi, yang menggabungkan lapisan OSI 5,6, dan 7.
• Model OSI memiliki tujuh lapisan: lapisan fisik, lapisan data link, lapisan jaringan, lapisan transport, lapisan sesi, lapisan presentasi, dan lapisan aplikasi.
• Aplikasi yang menggunakan TCP/IP menggunakan semua lapisan, tetapi dalam model OSI, sebagian besar aplikasi tidak menggunakan ketujuh lapisannya. Faktanya, lapisan 1-3 hanya wajib untuk transmisi data.

Kesimpulan

Mengetahui tentang model OSI dapat membantu pengembang dan vendor membuat aplikasi perangkat lunak dan produk yang dapat dioperasikan dan aman. Ini juga akan membantu Anda membedakan antara alat dan protokol komunikasi yang berbeda dan cara mereka bekerja satu sama lain. Dan jika Anda seorang siswa yang ingin menyelesaikan ujian jaringan seperti sertifikasi CCNA, mengetahui tentang model OSI akan bermanfaat.