The OSI Model

DO YOU KNOW WHAT THE OSI MODEL IS?

Model referensi Open System Interconnection (OSI) adalah kerangka kerja untuk mendefinisikan konvensi dan tugas yang diperlukan agar sistem jaringan dapat berkomunikasi satu sama lain. Pengerjaan model OSI dimulai pada akhir tahun 1970-an, sebagian besar secara independen, oleh International Organization for Standardization (ISO) dan the International Telegraph and Telephone Consultative Committee atau CCITT (yang berasal dari terjemahan judul dalam bahasa Prancis). CCITT telah digantikan oleh the Telecommunications Standardization Sector of the International Telecommunications Union (ITU-TS). Pada tahun 1983 pekerjaan kedua organisasi tersebut digabungkan, dan sebuah dokumen tunggal yang menjelaskan model referensi untuk Sistem Terbuka Interkoneksi dihasilkan. Istilah “sistem terbuka” mengacu pada fakta bahwa spesifikasi tersedia untuk umum bagi semua orang. Tujuan dari model OSI adalah untuk membantu vendor dan pengembang perangkat lunak komunikasi untuk menghasilkan sistem jaringan yang dapat dioperasikan. Meskipun model OSI dirancang untuk menggantikan semua komunikasi komputer sebelumnya, model ini tidak lagi dipandang sebagai pengganti. Sebaliknya, model OSI telah berhasil sebagai alat untuk menggambarkan dan mendefinisikan bagaimana sistem jaringan yang heterogen berkomunikasi.

Model OSI didasarkan pada teknik penataan yang diterima secara luas yang disebut layering. Menurut pendekatan ini, fungsi komunikasi dipartisi ke dalam serangkaian lapisan vertikal. Setiap lapisan menjalankan serangkaian fungsi terkait, memanfaatkan dan memperkaya layanan yang disediakan oleh lapisan di bawahnya. Pendekatan layering dikembangkan untuk mengatasi tujuan-tujuan berikut:

• Menyediakan dekomposisi logis dari jaringan komunikasi yang kompleks menjadi lebih kecil, lebih mudah dimengerti dan bagian yang dapat dikelola.
• Menyediakan antarmuka standar antara fungsi dan modul jaringan.
• Menyediakan bahasa standar untuk menggambarkan fungsi jaringan, untuk digunakan oleh perancang jaringan, manajer, vendor, dan pengguna.

Tugas penting dalam pengembangan model OSI adalah mengelompokkan fungsi-fungsi yang serupa ke dalam lapisan-lapisan, sambil menjaga agar setiap layer yang cukup kecil untuk dikelola, dan pada saat yang sama, menjaga jumlah layer tetap kecil, karena sejumlah besar lapisan yang banyak akan meningkatkan overhead pemrosesan.

Apa saja fungsi dari OSI Layer tersebut?

Physical Layer

Untuk mendefinisikan media transmisi jaringan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti Ethernet), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio. Data biner dikodekan dalam bentuk yang dapat ditransmisi melalui media jaringan, sebagai contoh kabel, transceiver dan konektor yang berkaitan dengan layer Physical. Peralatan seperti repeater, hub dan network card berada pada layer ini. 

Data-link layer

Untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya Media Access Control Address (MAC Address), dan menetukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater, dan switch layer 2 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC). Fungsi LLC adalah menyiapkan sebuah pentrasmisian kembali dari kegagalan paket ketika terindikasi. Sedangkan fungsi lapisan MAC adalah mengkoordinasikan akses langsung terhadap lapisan fisik dengan tergantung metode media access controlnya, seperti Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA).

CSMA/CD = Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection atau sering disingkat menjadi CSMA/CD adalah sebuah metode media access control (MAC) yang digunakan oleh teknologi jaringan Ethernet. Dengan metode ini, sebuah node jaringan yang akan mengirim data ke node tujuan pertama-tama akan memastikan bahwa jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh node lainnya. Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka node tersebut diharuskan mengulang permohonan (request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random). Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian.

CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, protokol contention pada jaringan yang bisa melakukan analisa kondisi jaringan untuk menghindari collisions, tidak seperti CSMA/CD yang memakai pengaturan transmisi jaringan ketika terjadi collisions. CSMA/CA mengkonsumsi traffic karena sebelum ada data ditransmisikan ia akan mengirim sinyal broadcast pada jaringan untuk mendeteksi skenario atau kemungkinan terjadinya collision dan memerintahkan semua perangkat untuk tidak broadcast.

Network Layer

Lapisan jaringan menyediakan sarana fungsional dan prosedural untuk mentransfer urutan data panjang variabel (disebut datagram) dari satu node ke node lain yang terhubung ke jaringan yang sama. Jaringan adalah media yang dapat menghubungkan banyak node terhubung, di mana setiap node memiliki alamat dan yang memungkinkan node yang terhubung dengannya untuk mentransfer pesan ke yang lain node lain yang terhubung dengannya hanya dengan memberikan isi pesan dan alamat node tujuan dan membiarkan jaringan menemukan cara untuk mengirimkan (“rute”) pesan ke node tujuan. Selain perutean pesan, jaringan mungkin (atau mungkin tidak) mengimplementasikan pengiriman pesan dengan membagi pesan menjadi beberapa fragmen, mengirimkan setiap fragmen dengan rute yang terpisah dan menyusun kembali fragmen-fragmen tersebut, melaporkan kesalahan pengiriman, dll.

Untuk mendefinisikan alamat-alamat IP dan menyediakan fungsi routing sehingga paket dapat dikirim keluar dari segment network lokal ke suatu tujuan yang berada pada suatu network lain. Contoh protocol yang digunakan seperti IP.

Transport Layer

Untuk memecah data ke dalam paket-paket data serta memberikan nomor urut ke paket-paket tersebut sehingga dapat disusun kembali pada sisi tujuan setelah diterima. Selain itu, pada level ini juga membuat sebuah tanda bahwa paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yang hilang di tengah jalan.

Layer transport data, menggunakan protocol seperti UDP dan TCP. Layer ini menyediakan transfer yang reliable dan transparan antara kedua titik akhir, layer ini juga menyediakan multiplexing, kendali aliran dan pemeriksaan error serta memperbaikinya.

Session Layer

Lapisan sesi memungkinkan dua pihak untuk mengadakan komunikasi yang sedang berlangsung yang disebut sesi di seluruh jaringan. Aplikasi-aplikasi di kedua ujung sesi dapat bertukar data atau mengirim paket ke yang lain selama sesi berlangsung. Lapisan sesi menangani penyiapan sesi, pertukaran data atau pesan, dan membongkar ketika sesi berakhir. Lapisan ini juga memonitor sesi sehingga hanya pihak yang ditunjuk yang dapat berpartisipasi dan layanan keamanan untuk mengontrol akses ke informasi sesi. Layer ini dapat digunakan untuk mengizinkan pengguna masuk ke sistem berbagi waktu jarak jauh atau mentransfer file di antara dua mesin. Lapisan sesi memiliki opsi untuk menyediakan komunikasi satu atau dua arah yang disebut kontrol dialog. Sesi dapat memungkinkan lalu lintas untuk pergi ke dua arah pada saat yang sama, atau hanya dalam satu arah pada satu waktu.

Beberapa protocol pada layer ini: NETBIOS: suatu session interface dan protocol, dikembangkan oleh IBM, yang menyediakan layanan ke layer presentation dan layer application. NETBEUI, (NETBIOS Extended User Interface), suatu pengembangan dari NETBIOS yang digunakan pada produk Microsoft networking, seperti Windows NT dan LAN Manager. ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol). PAP (Printer Access Protocol), yang terdapat pada printer Postscript untuk akses pada jaringan AppleTalk.

Presentation Layer

Lapisan presentasi memformat data yang akan disajikan ke lapisan aplikasi. Ini dapat dilihat sebagai penerjemah untuk jaringan. Lapisan ini dapat menerjemahkan data dari format yang digunakan oleh lapisan aplikasi ke dalam format umum di stasiun pengirim stasiun pengirim, dan kemudian menerjemahkan format umum ke format yang dikenal oleh lapisan aplikasi di stasiun penerima.

Lapisan presentasi menyediakan:

Terjemahan kode karakter: misalnya, ASCII ke EBCDIC.

Konversi data: urutan bit, CR-CR/LF, integer-floating point, dan sebagainya.

Kompresi data: mengurangi jumlah bit yang perlu ditransmisikan pada jaringan.

Enkripsi data: mengenkripsi data untuk tujuan keamanan. Misalnya, enkripsi kata sandi.

Protokol yang berada dalam level ini adalah perangkat lunak redirektor (redirector software), seperti layanan Workstation (dalam Windows NT) dan juga Network shell (semacam Virtual Network Computing (VNC) atau Remote Desktop Protocol (RDP)).

Application Layer

Ini adalah level yang sering berinteraksi dengan pengguna. Di sinilah data berubah menjadi situs web, program obrolan, dan sebagainya. Banyak protokol yang berjalan di lapisan ini, seperti DNS, FTP, HTTP, HTTPS, NFS, POP3, SMTP, dan SSH.

Lapisan ini mendukung proses aplikasi dan pengguna akhir. Mitra komunikasi diidentifikasi, kualitas layanan diidentifikasi, otentikasi dan privasi pengguna dipertimbangkan, dan setiap kendala pada sintaks data diidentifikasi. Semua yang ada di lapisan ini bersifat spesifik untuk aplikasi. Lapisan ini menyediakan layanan aplikasi untuk transfer file, email, dan jaringan lainnya layanan perangkat lunak lainnya.

Gimana sih cara kerja model OSI?

1. Informasi berawal dari layer Application. Informasi kemudian melewati layer presentation dan layer session. Pada tahap ini biasanya belum dilakukan transformasi data. Informasi yang melalui ketiga layer ini disebut PDU (Protocol Data Unit) atau data saja.
2. Setelah sampai di layer Transport, data akan mengalami transformasi ke bentuk lain yang disebut segmen.
3. Segmen mengalir ke layer network dan kemudian diubah menjadi packet.
4. Packet mengalir ke layer data link dan kemudian diubah menjadi frame.
5. Terakhir, frame mengalir ke layer physical dan kemudian diubah menjadi bits atau bit-bit.
6. Pada layer ini, bit-bit diubah menjadi besaran fisik, seperti arus listrik, gelombang elektromagnetik, dan sebagainya.

Proses pengubahan bentuk dari satu layer ke layer berikutnya dilakukan dengan menambahkan header khusus yang disebut enkapsulasi. Proses enkapsulasi terjadi berulang-ulang hingga data diubah menjadi bit-bit. Kemudian bit-bit ini dikirim ke host target melalui media jaringan.

Setelah informasi (berupa bit-bit) sampai di host target maka proses kebalikannya, yaitu melepas header satu per satu dari layer terbawah hingga ke layer paling atas akan dilakukan. Proses melepas header ini disebut de-enkapsulasi.

Adakah manfaat dari OSI Model?

Model OSI memiliki banyak manfaat yang meliputi:

• Compatibility : Model OSI dapat disesuaikan dengan perangkat lunak / perangkat keras yang kompatibel dari pengguna yang berbeda di bagian lain dunia. Karena perangkat lunak/perangkat keras berbeda di antara berbagai pengguna, maka OSI adalah model yang kompatibel untuk semua.
• Easy Troubleshooting : Karena setiap lapisan dalam OSI tidak bergantung satu sama lain sehingga memudahkan untuk mendeteksi dan menyelesaikan semua kesalahan yang ada di dalamnya.
• Easy Understanding Nature : Model OSI sangat interaktif dan bahkan memandu kita untuk mengetahui apa itu Model, bagaimana beroperasi, dan metodologi umum, bagaimana teknologi baru dikembangkan dalam jaringan yang ada.
• Security : Model OSI memiliki fungsionalitas untuk Enkripsi dan Dekripsi yang memiliki kontribusi besar untuk keamanan tujuan. Hal ini membuatnya dapat diandalkan.
• Add Multiple Network Models : Model OSI dirancang sedemikian rupa sehingga pengguna dapat mengembangkannya lebih lanjut.

Contoh penerapan layer OSI

Penggunaan Email dalam sebuah jaringan :

Kita akan mengirimkan email kepada komputer lainnya yang terhubung ke dalam satu jaringan. Kita bisa bertindak mirip seperti server (mentransmisikan email), sedangkan komputer (email lain) bisa bertindak mirip seperti komputer client.

Proses yang terjadi sama, yang berbeda hanyalah urutannya saja, tergantung dari sisi server atau client:

• Layer Application (layer pertama pada pengirim email, dan layer terakhir pada penerima email). Penggunaan web browser untuk mengirimkan / menerima email (seperti IE, Chrome, Firefox)
• Layer Presentation (Layer kedua bagi pengirim email, dan layer keenam pada penerima email). Pendefinisian dan penyajian data yang akan dikirim / diterima (misalnya format JPEG, DOC, dan lainnya)
• Layer Session (Layer ketiga bagi pengirim email, dan layer kelima pada penerima email). Penggunaan sistem operasi, software, SQL, dan semuanya yang berhubungan dengan pengelolaan data
• Transport layer. Penggunaan protocol dalam melakukan transfer / pengiriman dan penerimaan email, menggunakan TCP
• Network Layer ( layer kelima bagi pengirim email, dan layer ketiga bagi penerima email). Penggunaan protocol jaringan komputer, seperti IP (internet Protocol)
• Data Link Layer (layer keenam bagi pengirim email, dan layer kedua bagi penerima email). Penggunaan MAC address pada sebuah jaringan yang digunakan
• Physical Layer (layer terakhir bagi pengirim email, dan layer pertama bagi penerima email). 

Referensi :

• Kumar. S., Dalal. S., & Dixit. V. (2014). THE OSI MODEL: OVERVIEW ON THE SEVEN LAYERS OF COMPUTER NETWORKS. International Journal of Computer Science and Information Technology Research, 2(3), 461-466. Diakses pada 4 Juni 2024, dari https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/37556683/
• Webdev. (2020, 24 Maret). 7 Layar OSI. Diakses pada 4 Juni 2024, dari https://newtonindonesia.co.id/7-layar-osi/
• 7 OSI Layer. (2021). Diakses pada 4 Juni 2024, dari https://online.binus.ac.id/computer-science/post/7-osi-layer