Internet Protokol (TCP/IP)

Internet Protocol (IP)

Internet Protocol adalah protokol lapisan jaringan (network layer dalam OSI Reference Model) atau protokol lapisan internetwork (internetwork layer dalam DARPA Reference Model) yang digunakan oleh protokol TCP/IP untuk melakukan pengalamatan dan routing paket data antar host-host di jaringan komputer berbasis TCP/IP. Versi IP yang banyak digunakan adalah IP versi 4 (IPv4) yang didefinisikan pada RFC 791 dan dipublikasikan pada tahun 1981, tetapi akan digantikan oleh IP versi 6 pada beberapa waktu yang akan datang.

Protokol IP merupakan salah satu protokol kunci di dalam kumpulan protokol TCP/IP. Sebuah paket IP akan membawa data aktual yang dikirimkan melalui jaringan dari satu titik ke titik lainnya. Metode yang digunakannya adalah connectionless yang berarti ia tidak perlu membuat dan memelihara sebuah sesi koneksi. Selain itu, protokol ini juga tidak menjamin penyampaian data, tapi hal ini diserahkan kepada protokol pada lapisan yang lebih tinggi (lapisan transport dalam OSI Reference Model atau lapisan antar host dalam DARPA Reference Model), yakni protokol Transmission Control Protocol (TCP).

Layanan yang ditawarkan oleh Protokol IP

IP menawarkan layanan sebagai protokol antar jaringan (inter-network), karena itulah IP juga sering disebut sebagai protokol yang bersifat routable. Header IP mengandung informasi yang dibutuhkan untuk menentukan rute paket, yang mencakup alamat IP sumber (source IP address) dan alamat IP tujuan (destination IP address). Anatomi alamat IP terbagi menjadi dua bagian, yakni alamat jaringan (network address) dan alamat node (node address/host address). Penyampaian paket antar jaringan (umumnya disebut sebagai proses routing), dimungkinkan karena adanya alamat jaringan tujuan dalam alamat IP. Selain itu, IP juga mengizinkan pembuatan sebuah jaringan yang cukup besar, yang disebut sebagai IP internetwork, yang terdiri atas dua atau lebih jaringan yang dihubungkan dengan menggunakan router berbasis IP.

IP mendukung banyak protokol klien, karena memang IP merupakan “kurir” pembawa data yang dikirimkan oleh protokol-protokol lapisan yang lebih tinggi dibandingkan dengannya. Protokol IP dapat membawa beberapa protokol lapisan tinggi yang berbeda-beda, tapi setiap paket IP hanya dapat mengandung data dari satu buah protokol dari banyak protokol tersebut dalam satu waktu. Karena setiap paket dapat membawa satu buah paket dari beberapa paket data, maka harus ada cara yang digunakan untuk mengidikasikan protokol lapisan tinggi dari paket data yang dikirimkan sehingga dapat diteruskan kepada protokol lapisan tinggi yang sesuai pada sisi penerima. Mengingat klien dan server selalu menggunakan protokol yang sama untuk sebuah data yang saling dipertukarkan, maka setiap paket tidak harus mengindikasikan sumber dan tujuan yang terpisah. Contoh dari protokol-protokol lapisan yang lebih tinggi dibandingkan IP adalah Internet Control Management Protocol (ICMP), Internet Group Management Protocol (IGMP), User Datagram Protocol (UDP), dan Transmission Control Protocol (TCP).

IP mengirimkan data dalam bentuk datagram, karena memang IP hanya menyediakan layanan pengiriman data secara connectionless serta tidak andal (unreliable) kepada protokol-protokol yang berada lebih tinggi dibandingkan dengan protokol IP. Pengirimkan connectionless, berarti tidak perlu ada negosiasi koneksi (handshaking) sebelum mengirimkan data dan tidak ada koneksi yang harus dibuat atau dipelihara dalam lapisan ini. Unreliable, berarti IP akan mengirimkan paket tanpa proses pengurutan dan tanpa acknowledgment ketika pihak yang dituju telah dapat diraih. IP hanya akan melakukan pengiriman sekali kirim saja untuk menyampaikan paket-paket kepada hop selanjutnya atau tujuan akhir (teknik seperti ini disebut sebagai “best effort delivery”). Keandalan data bukan merupakan tugas dari protokol IP, tapi merupakan protokol yang berada pada lapisan yang lebih tinggi, seperti halnya protokol TCP.

Bersifat independen dari lapisan antarmuka jaringan (lapisan pertama dalam DARPA Reference Model), karena memang IP didesain agar mendukung banyak komputer dan antarmuka jaringan. IP bersifat independen terhadap atribut lapisan fisik, seperti halnya pengabelan, pensinyalan, dan bit rate. Selain itu, IP juga bersifat independen terhadap atribut lapisan data link seperti halnya mekanisme Media access control (MAC), pengalamatan MAC, serta ukuran frame terbesar. IP menggunakan skema pengalamatannya sendiri, yang disebut sebagai “IP address”, yang merupakan bilangan 32-bit dan independen terhadap skema pengalamatan yang digunakan dalam lapisan antarmuka jaringan.

Untuk mendukung ukuran frame terbesar yang dimiliki oleh teknologi lapisan antarmuka jaringan yang berbeda-beda, IP dapat melakukan pemecahan terhadap paket data ke dalam beberapa fragmen sebelum diletakkan di atas sebuah saluran jaringan. Paket data tersebut akan dipecah ke dalam fragmen-fragmen yang memiliki ukuran maximum transmission unit (MTU) yang lebih rendah dibandingkan dengan ukuran datagram IP. Proses ini dinamakan dengan fragmentasi ([[Fragmentasi paket jaringan|fragmentation). Router atau host yang mengirimkan data akan memecah data yang hendak ditransmisikan, dan proses fragmentasi dapat berlangsung beberapa kali. Selanjutnya host yang dituju akan menyatukan kembali fragmen-fragmen tersebut menjadi paket data utuh, seperti halnya sebelum dipecah.

Dapat diperluas dengan menggunakan fitur IP Options dalam header IP. Fitur yang dapat ditambahkan contohnya adalah kemampuan untuk menentukan jalur yang harus diikuti oleh datagram IP melalui sebuah internetwork IP.

IP Address

            Alamat IP (Internet Protocol Address atau sering disingkat IP) adalah deretan angka biner antara 32-bit sampai 128-bit yang dipakai sebagai alamat identifikasi untuk tiap komputer host dalam jaringan Internet. IP sangat berbeda denganDNS . Panjang dari angka ini adalah 32-bit (untuk IPv4 atau IP versi 4), dan 128-bit (untuk IPv6 atau IP versi 6) yang menunjukkan alamat dari komputer tersebut pada jaringan Internet berbasis TCP/IP. Sistem pengalamatan IP ini terbagi menjadi dua, yakni:

• IP versi 4 (IPv4)

• IP versi 6 (IPv6)

Pembagian Kelas IP Address

            Pembagian kelas-kelas ini ditujukan untuk mempermudah alokasi IP Address, baik untuk host/jaringan tertentu atau untuk keperluan tertentu. IP Address dapat dipisahkan menjadi 2 bagian, yakni bagian network (net ID) dan bagian host (host ID). Net ID berperan dalam identifikasi suatu network dari network yang lain, sedangkan host ID berperan untuk identifikasi host dalam suatu network. Jadi, seluruh host yang tersambung dalam jaringan yang sama memiliki net ID yang sama. Sebagian dari bit-bit bagian awal dari IP Address merupakan network bit/network number, sedangkan sisanya untuk host. Garis pemisah antara bagian network dan host tidak tetap, bergantung kepada kelas network. IP address dibagi ke dalam lima kelas, yaitu kelas A, kelas B, kelas C, kelas D dan kelas E.

            Perbedaan tiap kelas adalah pada ukuran dan jumlahnya. Contohnya IP kelas A dipakai oleh sedikit jaringan namun jumlah host yang dapat ditampung oleh tiap jaringan sangat besar. Kelas D dan E tidak digunakan secara umum, kelas D digunakan bagi jaringan multicast dan kelas E untuk keprluan eksperimental. Perangkat lunak Internet Protocol menentukan pembagian jenis kelas ini dengan menguji beberapa bit pertama dari IP Address.

Penentuan kelas ini dilakukan dengan cara berikut :

            Bit pertama IP address kelas A adalah 0, dengan panjang net ID 8 bit dan panjang host ID 24 bit. Jadi byte pertama IP address kelas A mempunyai range dari 0-127. Jadi pada kelas A terdapat 127 network dengan tiap network dapat menampung sekitar 16 juta host (255x255x255). IP address kelas A diberikan untuk jaringan dengan jumlah host yang sangat besar, IP kelas ini dapat dilukiskan pada gambar berikut ini:

IP address kelas A

Dua bit IP address kelas B selalu diset 10 sehingga byte pertamanya selalu bernilai antara 128-191. Network ID adalah 16 bit pertama dan 16 bit sisanya adalah host ID sehingga kalau ada komputer mempunyai IP address 167.205.26.161, network ID = 167.205 dan host ID = 26.161. Pada. IP address kelas B ini mempunyai range IP dari 128.0.xxx.xxx sampai 191.155.xxx.xxx, yakni berjumlah 65.255 network dengan jumlah host tiap network 255 x 255 host atau sekitar 65 ribu host.

IP address kelas B

IP address kelas C mulanya digunakan untuk jaringan berukuran kecil seperti LAN. Tiga bit pertama IP address kelas C selalu diset 111. Network ID terdiri dari 24 bit dan host ID 8 bit sisanya sehingga dapat terbentuk sekitar 2 juta network dengan masing-masing network memiliki 256 host. 

IP address kelas C

IP address kelas C digunakan untuk keperluan multicasting. 4 bit pertama IP address kelas C selalu diset 1110 sehingga byte pertamanya berkisar antara 224-247, sedangkan bit-bit berikutnya diatur sesuai keperluan multicast group yang menggunakan IP address ini. Dalam multicasting tidak dikenal istilah network ID dan host ID.

IP address kelas D dan E tidak diperuntukkan untuk keperluan umum. 4 bit pertama IP address kelas ini diset 1111 sehingga byte pertamanya berkisar antara 248-255.

            Sebagai tambahan dikenal juga istilah Network Prefix, yang digunakan untuk IP address yang menunjuk bagian jaringan.Penulisan network prefix adalah dengan tanda slash “/” yang diikuti angka yang menunjukkan panjang network prefix ini dalam bit. Misal untuk menunjuk satu network kelas B 167.205.xxx.xxx digunakan penulisan 167.205/16. Angka 16 ini merupakan panjang bit untuk network prefix kelas B.

TCP/IP

TCP/IP (singkatan dari Transmission Control protocol/Internet Protocol) adalah sekelompok protokol yang memungkinkan kumpulan komputer untuk berkomunikasi dan bertukar data di dalam suatu jaringan pada umumynya, dan Internet pada khususnya.

Protokol merupakan himpunan aturan yang memungkinkan komputer untuk berhubungan antara satu dengan yang lain, biasanya berupa bentuk waktu, barisan, pemeriksaan error saat transmisi data.

Komputer yang terhubung ke internet berkomunikasi dengan protokol ini. Karena menggunakan bahasa yang sama, yaitu protokol TCP/IP, perbedaan jenis komputer dan sistem operasi tidak menjadi masalah. Komputer PC dengan sistem operasi Windows dapat berkomunikasi dengan komputer Sun-SPARC yang menjalankan Solaris. Jadi, jika sebuah komputer menggunakan protokol TCP/IP dan terhubung ke internet, maka komputer tersebut dapat berhubungan langsung dengan komputer lain dibelahan dunia manapun yang juga terhubung dengan internet.

Layanan-Layanan dari TCP/IP

Berikut ini adalah layanan "tradisional" yang dilakukan TCP/IP :

a) Pengiriman file (file transfer). File Transfer Protokol (FTP) memungkinkan pengguna komputer yang satu untuk dapat mengirim ataupun menerima file ke komputer jaringan. Karena masalah keamanan data, maka FTP seringkali memerlukan nama pengguna (user name) dan password, meskipun banyak juga FTP yang dapat diakses melalui anonymous, alias tidak berpassword.

b) Remote login. Network terminal Protokol (telnet) memungkinkan pengguna komputer dapat melakukan log in ke dalam suatu komputer didalam suatu jaringan. Jadi hal ini berarti bahwa pengguna menggunakan komputernya sebagai perpanjangan tangan dari komputer jaringan tersebut.

c) Computer mail. Digunakan untuk menerapkan sistem elektronik mail.

d) Network File System (NFS). Pelayanan akses file-file jarak jauh yang memungkinkan klien-klien untuk mengakses file-file pada komputer jaringan jarak jauh walaupun file tersebut disimpan secara lokal.

e) Remote execution. Memungkinkan pengguna komputer untuk menjalankan suatu program di dalam komputer yang berbeda. Biasanya berguna jika pengguna menggunakan komputer yang terbatas, sedangkan ia memerlukan sumber yang banyak dalam suatu system komputer. Ada beberapa jenis remote execution, ada yang berupa perintah-perintah dasar saja, yaitu yang dapat dijalankan dalam system komputer yang sama dan ada pula yang menggunakan "prosedure remote call system", yang memungkinkan program untuk memanggil subroutine yang akan dijalankan di system komputer yang berbeda. (sebagai contoh dalam Berkeley UNIX ada perintah "rsh" dan "rexec")

f) Name servers. Nama database alamat yang digunakan pada internet

Arsitektur TCP/IP

Dikarenakan TCP/IP adalah serangkaian protokol di mana setiap protokol melakukan sebagian dari keseluruhan tugas komunikasi jaringan, maka tentulah implementasinya tak lepas dari arsitektur jaringan itu sendiri. Arsitektur rangkaian protokol TCP/IP mendefinisikan berbagai cara agar TCP/IP dapat saling menyesuaikan.

Karena TCP/IP merupakan salah satu lapisan protokol OSI* (Open System Inter-connections), berarti bahwa hierarki TCP/IP merujuk kepada 7 lapisan OSI tersebut. Berikut adalah model referensi OSI 7 lapisan, yang mana setiap lapisan menyediakan tipe khusus pelayanan jaringan :

Peer process

| Application layer |<----------------->| Application layer |

| Presentation layer |<----------------->| Presentation layer |

| Session layer |<----------------->| Session layer |

| Transport layer |<----------------->| Transport layer |

| Network layer |<----------------->| Network layer |

| Data link layer |<----------------->| Data link layer |

| Physical layer |<----------------->| Physical layer |

Tiga lapisan teratas biasa dikenal sebagai "upper lever protocol" sedangkan empat lapisan terbawah dikenal sebagai "lower level protocol". Tiap lapisan berdiri sendiri tetapi fungsi dari masing-masing lapisan bergantung dari keberhasilan operasi layer sebe-lumnya. Sebuah lapisan di pengirim hanya perlu berhubungan dengan lapisan yang sama di penerima (jadi misalnya lapisan data link penerima hanya berhubungan dengan data link pengirim) selain dengan satu layer di atas atau dibawahnya (misalnya lapisan network berhubungan dengan lapisan transport diatasnya atau dengan lapisan data link diba-wahnya).

Model dengan menggunakan lapisan ini merupakan sebuah konsep yang penting karena suatu fungsi yang rumit yang berkaitan dengan komunikasi dapat dipecahkan menjadi sejumlah unit yang lebih kecil. Tiap lapisan bertugas memberikan layanan tertentu pada lapisan diatasnya dan juga melindungi lapisan diatasnya dari rincian cara pemberian layanan tersebut. Tiap lapisan harus transparan sehingga modifikasi yang dilakukan atasnya tidak akan menyebabkan perubahan pada lapisan yang lain. Lapisan menjalankan perannya dalam pengalihan data dengan mengikuti peraturan yang berlaku untuknya dan hanya berkomunikasi dengan lapisan yang setingkat. Akibatnya sebuah lapisan pada satu sistem tertentu hanya akan berhubungan dengan lapisan yang sama dari sistem yang lain. Proses ini dikenal sebagai "Peer process". Dalam keadaan sebenarnya tidak ada data yang langsung dialihkan antar lapisan yang sama dari dua sistem yang berbeda ini. Lapisan atas akan memberikan data dan kendali ke lapisan dibawahnya sampai lapisan yang terendah dicapai. Antara dua lapisan yang berdekatan terdapat "interface" (antarmuka). Interface ini mendifinisikan operasi dan layanan yang diberikan olehnya ke lapisan lebih atas. Tiap lapisan harus melaksanakan sekumpulan fungsi khusus yang dipahami dengan sempurna. Himpunan lapisan dan protokol dikenal sebagai "arsitektur jaringan". Pengendalian komunikasi dalam bentuk lapisan menambah overhead karena tiap lapisan berkomunikasi dengan lawannya melalui "header". Walaupun rumit tetapi fungsi tiap lapisan dapat dibuat dalam bentuk modul sehingga kerumitan dapat ditanggulangi dengan mudah. Disini kita tidak akan membahas model OSI secara mendalam secara keseluruhannya, karena protokol TCP/IP tidak mengikuti benar model referensi OSI tersebut. Walaupun demikian, TCP/IP model akan terlihat seperti ini :

============================================

|Application layer | |

|Presentation layer | Application layer |

|Session layer | |

|====================== |==================== |

|Transport layer | Transport layer/ |

| | Host to host |

|=========================================== |

|Network layer | Network layer/ |

| | internet layer |

|====================== |==================== |

|Data Link layer | Network access |

|Physical layer | | 

|====================== |==================== |

Model OSI            model internet

Prinsip Kerja TCP dan IP

Seperti yang telah dikemukakan di atas TCP/IP hanyalah merupakan suatu lapisan protokol (penghubung) antara satu komputer dengan yang lainnya dalam network, meskipun ke dua komputer tersebut memiliki OS yang berbeda. Dalam pengiriman email ada beberapa prinsip dasar yang harus dilakukan. Pertama, mencakup hal-hal umum berupa siapa yang mengirim email, siapa yang menerima email tersebut serta isi dari email tersebut. Kedua, bagaimana cara agar email tersebut sampai pada tujuannya.Dari konsep ini kita dapat mengetahui bahwa pengirim email memerlukan "perantara" yang memungkinkan emailnya sampai ke tujuan (seperti layaknya pak pos). Dan ini adalah tugas dari TCP/IP. Antara TCP dan IP ada pembagian tugas masing-masing.

TCP merupakan connection-oriented, yang berarti bahwa kedua komputer yang ikut serta dalam pertukaran data harus melakukan hubungan terlebih dulu sebelum pertukaran data (dalam hal ini email) berlangsung. Selain itu TCP juga bertanggung jawab untuk me-nyakinkan bahwa email tersebut sampai ke tujuan, memeriksa kesalahan dan mengirim-kan error ke lapisan atas hanya bila TCP tidak berhasil melakukan hubungan (hal inilah yang membuat TCP sukar untuk dikelabuhi). Jika isi email tersebut terlalu besar untuk satu datagram, TCP akan membaginya kedalam beberapa datagram.

IP bertanggung jawab setelah hubungan berlangsung, tugasnya adalah untuk meroute data packet di dalam network. IP hanya bertugas sebagai kurir dari TCP dalam penyam-paian datagram dan "tidak bertanggung jawab" jika data tersebut tidak sampai dengan utuh (hal ini disebabkan IP tidak memiliki informasi mengenai isi data yang dikirimkan) maka IP akan mengirimkan pesan kesalahan ICMP. Jika hal ini terjadi maka IP hanya akan memberikan pesan kesalahan (error message) kembali ke sumber data. Karena IP "hanya" mengirimkan data "tanpa" mengetahui mana data yang akan disusun berikutnya menyebabkan IP mudah untuk dimodifikasi daerah "sumber dan tujuan" datagram. Hal inilah penyebab banyak paket hilang sebelum sampai kembali ke sumber awalnya.

Kata-kata Datagram dan paket sering dipertukarkan penggunaanya. Secara teknis, datagram adalah kalimat yang digunakan jika kita hendak menggambarkan TCP/IP. Datagram adalah unit dari data, yang tercakup dalam protokol.

ICPM adalah kependekan dari Internet Control Message Protocol yang bertugas memberikan pesan dalam IP. Berikut adalah beberapa pesan potensial sering timbul.

a. Destination unreachable, terjadi jika host,jaringan,port atau protokol tertentu tidak dapat dijangkau.

b. Time exceded, dimana datagram tidak bisa dikirim karena time to live habis.

c. Parameter problem, terjadi kesalahan parameter dan letak oktert dimana kesalahan terdeteksi.

d. Source quench, terjadi karena router/host tujuan membuang datagram karena batasan ruang buffer atau karena datagram tidak dapat diproses.

e. Redirect, pesan ini memberi saran kepada host asal datagram mengenai router yang lebih tepat untuk menerima datagram tersebut

f. Echo request dan echo reply message, pesan ini saling mempertukarkan data antara host.

Source : 

https://www.irisns.com/the-history-of-the-internet-protocol-looking-back-at-ipv4/

http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/AS400/AS400_A/A31rev.pdf

http://robby.c.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/13800/IP.pdf

https://ubay16.wordpress.com/2014/06/30/internet-protocol-ip-jaringan-dan-internet/