Chapter 2 part 2 Getting Connected. Muhammad Al Makky

(1)

Chapter 2 part 2

Getting Connected

(Error Detection and Reliable Transmission)

(2)

Pembahasan Chapter 2

• Eksplorasi perbedaan media komunikasi yang

digunakan untuk mengirimkan data

• Memahami masalah pada encode di atas media

transmisi sehingga dapat dimengerti oleh penerima

• Mendiskusikan gambaran urutan bit saat

ditransmisikan melalui link ke dalam satu kesatuan

pesan yang utuh yang dapat dikirim ke node tujuan

akhir

• Mendiskusikan teknik-teknik untuk mendeteksi

kesalahan pada transmisi data dan menentukan aksi

yang tepat

(3)

Pembahasan Chapter 2 (Lanj.)

• Mendiskusikan persoalan tentang kehandalan link

dalam menangani masalah transmisi

• Pengenalan Media Access Control Problem

• Pengenalan jaringan Carrier Sense Multiple Access

(CSMA)

• Pengenalan jaringan tanpa kabel dengan teknologi

dan protokol berbeda-beda

(4)

Outline

• Error Detection

–

Parity

–

Checksum

–

CRC (Cyclic Redundancy Check)

–

CRC (Cyclic Redundancy Check)

• Reliable Transmission

–

Stop and Wait

–

Sliding Window

(5)

Error Detection

• Error bit terjadi di dalam frame

– Karena interferensi elektronika dan gangguan

– Atau karena pelemahan (attenuation), penyimpangan (distortion), dan gangguan (noise)

• Single Bit Error

(6)

Error Detection

• Attenuation

• Distortion

(7)

Error Detection

• Ide dasar pada Error Detection

– Menambahkan bit ke Frame yang dapat digunakan untuk menentukan bahwa dalam suatu Frame terdapat error

• _{Bit tambahan}

– Tidak ada informasi tambahan

– Diperoleh dari pesan asal menggunakan algoritma tertentu – Baik pengirim maupun penerima harus mengetahui

algoritma yang dipakai

– Pengirim Penerima

Penerima menghitung r menggunakan m Jika cocok maka tidak ada error

m r m r

(8)

Two-dimensional parity

• Berdasarkan single parity bit,

dengan menambahkan bit 1

tambahan ke dalam kode 7 bit

untuk menggenapkan jumlah

Two Dimensional Parity

untuk menggenapkan jumlah

bit 1 di dalam satu byte

(9)

Internet Checksum Algorithm

• Checksum dilakukan sebagai komplemen sequence dari integer 16 bit

• Menambahkan komplemen dengan seluruh bit isi pesan, dengan seluruh bit isi pesan, dihitung secara aritmatika dan mengambil hasil komplemen yang terjadi sebagai hasilnya • Hasil komplemen integer 16 bit

adalah yang disebut checksum • Dalam aritmatika, integer

bernilai negatif (-x) maka komplemennya adalah (x)

(10)

Internet Checksum Algorithm

• Contoh: terdapat -5 dan -3 dalam satu

komplemen arimatika pada integer 4 bit

–

Jika +5 = 0101 maka −5 = 1010; dan jika +3 = 0011

maka – 3 = 1100

• Jika menambahkan 1010 dan 1100 maka

(11)

Contoh Algoritma

Internet Checksum Algorithm

uint16_t

NetIpChecksum(uint16_t const ipHeader[], int nWords) { uint32_t sum = 0;

/* IP headers always contain an even number of bytes. */ while (nWords-- > 0) {

sum += *(ipHeader++); sum += *(ipHeader++); }

/* Use carries to compute 1's complement sum. */ sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);

sum += sum >> 16;

/* Return the inverted 16-bit result. */ return ((unsigned short) ~sum);

(12)

Cyclic Redundancy Check (CRC)

• Mengurangi jumlah bit tambahan dan

memaksimalkan proteksi

• Diberikan string bit 110001, dapat

diasosiasikan sebagai polinomial dalam

variabel x

–

1.x

5

+1.x

4

+0.x

3

+0.x

2

+0.x

1

+1.x

0

= x

5

+x

4

+1 maka

degree adalah 5.

–

Suatu frame dengan k bit memiliki maksimal

(13)

(14)

Reliable Transmission

• Kombinasi antara mekanisme:

– Acknowledgements (ACK)

– Timeouts

• Jika pengirim tidak menerima ACK setelah beberapa

waktu maka akan mentransmisikan kembali frame

yang sama

• Aksi menunggu dalam satuan waktu yang telah

disepakati disebut timeout

• Strategi menggunakan ACK dan timeout untuk

mengimplementasikan pengiriman yang handal,

dapat disebut Automatic Repeat reQuest (ARQ)

(15)

(16)

Stop and Wait Protocol

• 1 frame on link at a time

• Terdapat link dengan bandwidth 1.5 Mbps dengan

nilai RTT adalah 45 ms

– Link = Delay x Bandwidth = 67.5 Kb atau 8 KB – Link = Delay x Bandwidth = 67.5 Kb atau 8 KB – Asumsi: besar frame adalah 1 KB

– Maximum Sending rate

• Bits per frame  Time per frame = 1024  8  0.045 = 182 Kbps • Or about one-eighth of the link’s capacity

– Untuk dapat menggunakan link secara maksimal, pengirim harus mentransmisikan hingga 8 (delapan) frame sebelum menunggu sebuah ACK

(17)

Sliding Window Protocol

• Pengirim memberikan nomor urutan yang ditunjukkan dengan nomor urut untuk setiap frame

• Pengirim mengelola 3 (tiga) variabel

– Sending Window Size (SWS)

• Batas atas jumlah frame yang dapat ditransmisikan oleh pengirim

– Last Acknowledgement Received (LAR)

• Nomor urut ACK terakhir yang diterima

– Last Frame Sent (LFS)

• Nomor urut frame yang terakhir ditransmisikan

(18)

Sliding Window Protocol

• Penerima mengelola 3 (tiga) variabel

– Receiving Window Size (RWS)

• Batas atas jumlah frame yang dapat diterima

– Largest Acceptable Frame (LAF)

• Nomor urutan frame tertinggi yang dapat diterima • Nomor urutan frame tertinggi yang dapat diterima

– Last Frame Received (LFR)

(19)

Sliding Window Protocol

• Saat frame datang dengan nomor urut “SeqNum”,

maka penerima melakukan:

– If SeqNum ≤ LFR atau SeqNum > LAF

• Abaikan/Buang (Frame di luar batas atas penerima)

– If LFR < SeqNum ≤ LAF – If LFR < SeqNum ≤ LAF

• Terima, lalu penerima harus memutuskan apakah mengirimkan ACK atau tidak

– Cummulative ACK

• ACK penerima ditandai dengan “SeqNumToAck” bahkan walau paket dengan nomor tertinggi sudah diterima

(20)

Sliding Window Protocol

• Contoh: Asumsi, LFR = 5, RWS = 4, LAF = 9

– (ACK terakhir yang dikirim oleh penerima bernomor urut no. 5)

• Jika frame 7 dan 8 datang, akan di-buffer karena masih berada dalam “receiver window”

• Tapi tidak ada ACK yang akan dikirim apabila frame no.6 • Tapi tidak ada ACK yang akan dikirim apabila frame no.6

belum datang

• Frame 7 dan 8 out of order

• Frame 6 datang (telat datang karena mungkin hilang saat

dikirim dan perlu ditransmisi ulang)

• Sekarang penerima mengirim ACK frame no. 8, lalu mengubah LFR = 8 dan LAF = 12

(21)

Issues with Sliding Window Protocol

• Negative Acknowledgement (NAK)

– Penerima mengirim NAK untuk frame no. 6 saat frame no. 7 datang

• _{Additional Acknowledgement}

– Penerima mengirim Additional ACK untuk frame no. 5 saat

frame no. 7 datang

– Pengirim menggunakan duplikat ACK sebagai petunjuk

frame yang hilang

• Selective Acknowledgement

– Penerima akan mengirim ACK sesuai sengan frame yang diterima dari pada nomor urut frame tertinggi

(22)

Issues with Sliding Window Protocol

• Bagaimana cara menentukan “window size”

–

SWS mudah dihitung

• Delay  Bandwidth

–

RWS dapat berapa saja, 2 (dua) cara umum

–

RWS dapat berapa saja, 2 (dua) cara umum

• RWS = 1

Tidak ada penyangga untuk frame yang datang out of

order

• RWS = SWS

Penerima dapat menyangga frame-frame yang ditransmisikan pengirim

(23)

Issues with Sliding Window Protocol

• Melayani 3 (tiga) peran:

–

Reliable, mengirim frame menuju link yang tidak

handal

–

_{Preserve the order}

–

_{Preserve the order}

• Setiap frame memiliki nomor urut

–

Frame control

• Penerima mampu untuk menghambat pengirim agar tidak mentransmisikan frame di luar batas atas yang dapat penerima proses