Apa itu protokol jaringan?

Protokol jaringan adalah kumpulan aturan, konvensi, dan struktur data yang menentukan bagaimana perangkat bertukar data antar perangkat jaringan. Dengan kata lain, protokol jaringan dapat disamakan dengan bahasa yang harus dipahami oleh dua perangkat agar dapat berkomunikasi dengan lancar, terlepas perbedaan infrastruktur dan desain perangkat tersebut.

Model OSI: Bagaimana protokol jaringan bekerja?

Untuk memahami protokol jaringan, penting untuk mengetahui tentang model Open Systems Interconnection (OSI) terlebih dahulu. Dianggap sebagai model arsitektur utama untuk komunikasi kerja internet, mayoritas protokol jaringan yang digunakan saat ini secara struktural didasarkan pada model OSI.

Model OSI membagi proses komunikasi antara dua perangkat jaringan menjadi 7 lapisan, di mana setiap lapisan memiliki tugasnya sendiri. Setiap lapisan bekerja secara terpisah dan dapat menjalankan tugasnya masing-masing tanpa bergantung pada lapisan lainnya.

Untuk memberikan konteks, berikut adalah representasi dari proses komunikasi antara dua perangkat jaringan mengikuti Model OSI:

Tujuh lapisan dalam model OSI dapat dibagi menjadi dua kelompok: lapisan atas, termasuk lapisan 7, 6, dan 5, dan lapisan bawah, termasuk lapisan 4, 3, 2, dan 1. Lapisan atas menangani masalah aplikasi, dan lapisan bawah menangani masalah transportasi data.

Protokol jaringan membagi proses komunikasi menjadi tugas yang terpisah di setiap lapisan model OSI. Setiap lapisan memiliki satu atau lebih protokol jaringan yang beroperasi untuk pertukaran data.

Berikut adalah penjelasan rinci tentang fungsi protokol jaringan di setiap lapisan model OSI:

Meskipun beberapa pihak mengatakan bahwa model OSI sekarang sudah tidak relevan dan kurang signifikan dibandingkan dengan model protokol TCP/IP, model OSI masih sering digunakan sebagai referensi karena struktur model membantu membingkai diskusi tentang protokol dan membandingkan berbagai teknologi.

Jenis-jenis protokol jaringan

Setelah memahami cara kerja model OSI, kita dapat menyelami klasifikasi protokol. Berikut ini adalah beberapa protokol paling menonjol yang digunakan dalam komunikasi jaringan.

Protokol jaringan lapisan aplikasi

1. DHCP: Protokol Konfigurasi Host Dinamis

DHCP adalah protokol komunikasi yang memungkinkan administrator jaringan untuk mengotomatiskan penugasan alamat IP dalam jaringan. Dalam jaringan IP, setiap perangkat yang terhubung ke internet memerlukan alamat IP yang unik. DHCP memungkinkan administrator jaringan untuk mendistribusikan alamat IP dari satu titik pusat dan mengirim alamat IP baru secara otomatis ketika perangkat terhubung di tempat yang berbeda dalam jaringan. DHCP bekerja menggunakan model klien-server.

Keuntungan menggunakan DHCP

• Manajemen alamat IP yang terpusat.
• Penambahan klien baru secara lancar ke dalam jaringan.
• Penggunaan kembali alamat IP, mengurangi jumlah total alamat IP yang diperlukan.

Kekurangan menggunakan DHCP

• Pelacakan aktivitas internet menjadi sulit, karena perangkat yang sama dapat memiliki beberapa alamat IP dalam periode waktu tertentu.
• Komputer dengan DHCP tidak dapat digunakan sebagai server, karena alamat IP mereka berubah seiring waktu.

2. DNS: Protokol Sistem Nama Domain

Protokol DNS membantu dalam menerjemahkan atau memetakan nama host ke Alamat IP. DNS bekerja pada model klien-server, dan menggunakan basis data terdistribusi melalui hierarki server nama.

Setiap host atau perangkat diidentifikasi berdasarkan alamat IP-nya. Namun, mengingat kompleksitas alamat IP dan sifatnya yang dinamis, menghafal alamat IP menjadi sulit. DNS menyelesaikan masalah ini dengan mengonversi nama domain website menjadi alamat IP numerik yang dapat diproses oleh perangkat jaringan.

Keuntungan

• DNS memfasilitasi akses internet.
• Menghilangkan kebutuhan untuk mengingat alamat IP.

Kekurangan

• Permintaan DNS tidak membawa informasi yang berkaitan dengan klien yang memulainya. Hal ini karena server DNS hanya melihat IP dari mana kueri berasal, membuat server rentan terhadap manipulasi oleh peretas.
• Jika server root DNS diretas, hacker dapat mengarahkan pengguna ke halaman lain untuk melakukan phishing atau mencuri data.

3. FTP: File Transfer Protocol

File Transfer Protocol memungkinkan berbagi file antara host, baik lokal maupun jarak jauh, dan berjalan di atas TCP. Untuk transfer file, FTP membuat dua koneksi TCP: koneksi kontrol dan koneksi data. Koneksi kontrol digunakan untuk mentransfer informasi kontrol seperti kata sandi, perintah untuk mengambil dan menyimpan file, dll., sedangkan koneksi data digunakan untuk mentransfer file yang sebenarnya. Kedua koneksi ini berjalan secara paralel selama seluruh proses transfer file.

Keuntungan

• Memungkinkan berbagi file besar dan beberapa direktori sekaligus.
• Memungkinkan melanjutkan berbagi file jika terputus.
• Memungkinkan pemulihan data yang hilang, dan menjadwalkan transfer file.

Kekurangan

• Tidak memiliki keamanan. Data, nama pengguna, dan kata sandi ditransfer dalam teks biasa, sehingga rentan terhadap serangan pihak yang tidak bertanggung jawab.
• Tidak memenuhi standar keamanan modern karena kurangnya fitur enkripsi.

4. HTTP: Hyper Text Transfer Protocol

HTTP adalah protokol yang digunakan untuk berbagi data seperti teks, gambar, dan file multimedia di internet, khususnya di World Wide Web. HTTP bekerja dengan model client-server, di mana browser web bertindak sebagai klien yang mengirimkan permintaan ke server. Server kemudian memproses permintaan tersebut dan mengirimkan respons kembali ke klien.

HTTP bersifat stateless, artinya klien dan server hanya berkomunikasi selama koneksi berlangsung. Setelah koneksi selesai, keduanya tidak menyimpan informasi satu sama lain. Akibatnya, setiap permintaan baru dianggap sebagai interaksi yang terpisah.

Keuntungan

• Penggunaan memori dan CPU rendah karena koneksi yang lebih sedikit.
• Kesalahan dapat dilaporkan tanpa menutup koneksi.
• Mengurangi kemacetan jaringan dengan lebih sedikit koneksi TCP yang digunakan.

Kekurangan

• HTTP tidak memiliki kemampuan enkripsi, menjadikannya kurang aman.
• HTTP membutuhkan lebih banyak daya untuk membangun komunikasi dan mentransfer data.

5. IMAP dan IMAP4: Internet Message Access Protocol (versi 4)

IMAP adalah protokol email yang memungkinkan pengguna mengakses dan mengelola email langsung dari server, melalui aplikasi email mereka. Dengan IMAP, email tetap tersimpan di server, sehingga pengguna dapat membukanya dari berbagai perangkat tanpa perlu mengunduhnya ke satu perangkat tertentu. IMAP mendukung beberapa pengguna untuk mengakses email di server yang sama secara bersamaan. Protokol ini memungkinkan berbagai fungsi, seperti membuat, menghapus, atau mengganti nama folder email, memeriksa pesan baru, menghapus pesan secara permanen, dan menandai pesan. Versi terbaru yang digunakan saat ini adalah IMAP4.

Keuntungan

• Karena email disimpan di server email, pemanfaatan penyimpanan lokal minimal.
• Jika terjadi penghapusan email atau data secara tidak sengaja, selalu memungkinkan untuk memulihkannya karena disimpan di server email.

Kerugian

• Email tidak akan berfungsi tanpa koneksi internet yang aktif.
• Penggunaan email yang tinggi oleh pengguna akhir memerlukan lebih banyak penyimpanan kotak surat, sehingga menambah biaya.

6. POP dan POP3: Post Office Protocol (versi 3)

Post Office Protocol juga merupakan protokol email. Dengan menggunakan protokol ini, pengguna akhir dapat mendownload email dari server email ke klien email mereka. Setelah email didownload secara lokal, email dapat dibaca tanpa koneksi internet. Juga, setelah email dipindahkan secara lokal, email tersebut akan dihapus dari server email, sehingga membebaskan ruang penyimpanan. POP3 adalah versi terbaru dari Post Office Protocol.

Keuntungan

• Membaca email di perangkat lokal tanpa koneksi internet.
• Server email tidak perlu memiliki kapasitas penyimpanan yang besar, karena email akan dihapus setelah dipindahkan ke perangkat lokal.

Kerugian

• Jika perangkat lokal tempat email didownload mengalami kerusakan atau dicuri, email tersebut akan hilang.

7. SMTP: Simple Mail Transfer Protocol

SMTP adalah protokol yang dirancang untuk mentransfer email secara andal dan efisien. SMTP adalah protokol push dan digunakan untuk mengirimkan email, sementara POP dan IMAP digunakan untuk mengambil email di sisi pengguna akhir. SMTP mentransfer email antar sistem, dan memberi pemberitahuan tentang email yang masuk. Dengan menggunakan SMTP, klien dapat mengirimkan email ke klien lain di jaringan yang sama atau jaringan lain melalui relay atau gateway yang tersedia di kedua jaringan.

Keuntungan

• Mudah dipasang.
• Dapat terhubung ke sistem manapun tanpa batasan.
• Tidak memerlukan pengembangan dari pihak Anda.

Kerugian

• Percakapan terarah antara server dapat menunda pengiriman pesan, dan juga meningkatkan kemungkinan pesan tidak terkirim.
• Beberapa firewall dapat memblokir port yang digunakan dengan SMTP.

8. Telnet: Terminal Emulation Protocol

Telnet adalah protokol lapisan aplikasi yang memungkinkan pengguna untuk berkomunikasi dengan perangkat jarak jauh. Klien Telnet dipasang di mesin pengguna, yang mengakses interface baris perintah dari mesin jarak jauh lain yang menjalankan program server Telnet.

Telnet umumnya digunakan oleh administrator jaringan untuk mengakses dan mengelola perangkat jarak jauh. Untuk mengakses perangkat jarak jauh, administrator jaringan perlu memasukkan IP atau nama host dari perangkat jarak jauh, setelah itu mereka akan disajikan dengan terminal virtual yang dapat berinteraksi dengan host.

Keuntungan

• Kompatibel dengan berbagai sistem operasi.
• Menghemat banyak waktu karena konektivitas cepat dengan perangkat jarak jauh.

Kerugian

• Telnet tidak memiliki kemampuan enkripsi dan mengirimkan informasi penting dalam teks terbuka, sehingga lebih mudah diakses oleh aktor jahat.
• Mahal, karena kecepatan mengetik yang lambat.

9. SNMP: Simple Network Management Protocol

SNMP adalah protokol lapisan aplikasi yang digunakan untuk mengelola node, seperti server, workstation, router, switch, dll., pada jaringan IP. Monitoring SNMP memungkinkan administrator jaringan untuk mengetahui performa jaringan, mengidentifikasi gangguan jaringan, dan memecahkannya. Protokol SNMP terdiri dari tiga komponen: perangkat yang dikelola, agen SNMP, dan manajer SNMP.

Agen SNMP berada pada perangkat yang dikelola. Agen adalah modul software yang memiliki pengetahuan lokal tentang informasi manajemen, dan mengubah informasi tersebut ke dalam bentuk yang kompatibel dengan manajer SNMP. Manajer SNMP menyajikan data yang diperoleh dari agen SNMP, membantu administrator jaringan mengelola node secara efektif.

Saat ini, ada tiga versi SNMP: SNMP v1, SNMP v2, dan SNMP v3. Versi 1 dan 2 memiliki banyak fitur yang sama, tetapi SNMP v2 menawarkan peningkatan seperti operasi protokol tambahan. SNMP versi 3 (SNMP v3) menambahkan kemampuan keamanan dan konfigurasi jarak jauh pada versi sebelumnya.

Protokol Jaringan pada Lapisan Presentasi

LPP: Lightweight Presentation Protocol

Lightweight Presentation Protocol (LPP) membantu memberikan dukungan yang lebih efisien untuk layanan aplikasi OSI pada jaringan yang berjalan dengan protokol TCP/IP dalam lingkungan terbatas. LPP dirancang untuk kelas aplikasi OSI tertentu, yaitu entitas yang konteks aplikasinya hanya berisi Association Control Service Element (ACSE) dan Remote Operations Service Element (ROSE). LPP tidak berlaku untuk entitas yang konteks aplikasinya lebih luas, seperti yang mengandung Reliable Transfer Service Element.

Protokol Jaringan pada Lapisan Sesi

RPC: Remote Procedure Call Protocol

RPC adalah protokol untuk meminta layanan dari program di komputer jarak jauh melalui jaringan, dan dapat digunakan tanpa harus memahami teknologi jaringan yang mendasarinya. RPC menggunakan TCP atau UDP untuk mengirimkan pesan antara program yang berkomunikasi. RPC juga bekerja pada model client-server, di mana program yang meminta layanan adalah klien, dan program yang menyediakan layanan adalah server.

Keuntungan

• RPC menghilangkan banyak lapisan protokol untuk meningkatkan performa.
• Dengan RPC, usaha untuk menulis ulang atau mengembangkan kode dapat diminimalkan.

Kerugian

• Belum terbukti efektif digunakan pada jaringan area luas.
• Selain TCP/IP, RPC tidak mendukung protokol transportasi lainnya.

Protokol jaringan pada lapisan transportasi

1. TCP: Transmission Control Protocol

TCP adalah protokol lapisan transport yang menyediakan pengiriman aliran data yang dapat diandalkan dan layanan koneksi virtual ke aplikasi melalui penggunaan pengakuan berurutan. TCP adalah protokol berorientasi koneksi, karena memerlukan koneksi yang harus dibangun antara aplikasi sebelum transfer data dilakukan. Melalui kontrol aliran dan pengakuan data, TCP menyediakan pemeriksaan kesalahan yang luas. TCP memastikan urutan data, artinya paket data tiba dengan urutan yang benar di sisi penerima. Pengiriman ulang paket data yang hilang juga dapat dilakukan dengan TCP.

Keuntungan

• TCP memastikan tiga hal: data mencapai tujuan, tepat waktu, dan tanpa duplikasi.
• TCP secara otomatis membagi data menjadi paket sebelum pengiriman.

Kerugian

• TCP tidak dapat digunakan untuk koneksi siaran (broadcast) dan multicast.

2. UDP: User Datagram Protocol

UDP adalah protokol lapisan transport tanpa koneksi yang menyediakan layanan pesan sederhana namun tidak dapat diandalkan. Berbeda dengan TCP, UDP tidak menambahkan fungsi keandalan, kontrol aliran, atau pemulihan kesalahan. UDP berguna dalam situasi dimana mekanisme keandalan TCP tidak diperlukan. Pengiriman ulang paket data yang hilang tidak dimungkinkan dengan UDP.

Keuntungan

• Koneksi siaran (broadcast) dan multicast dimungkinkan dengan UDP.
• UDP lebih cepat daripada TCP.

Kerugian

• Dalam UDP, mungkin saja paket tidak terkirim, terkirim dua kali, atau tidak terkirim sama sekali.
• Pemisahan data secara manual diperlukan.

Protokol jaringan pada lapisan jaringan

1. IP: Internet Protocol (IPv4)

IPv4 adalah protokol jaringan yang berisi informasi alamat dan pengaturan, sehingga paket data dapat dikirim ke tujuan yang tepat dalam jaringan. IP bekerja bersama TCP untuk mengirimkan paket data dengan melintasi jaringan. Di bawah IP, setiap host diberikan alamat 32-bit yang terdiri dari dua bagian utama: nomor jaringan dan nomor host. Nomor jaringan mengidentifikasi jaringan dan diberikan oleh internet, sementara nomor host mengidentifikasi host di jaringan dan diberikan oleh admin jaringan. IP hanya bertanggung jawab untuk mengirimkan paket, dan TCP membantu menyusunnya kembali dalam urutan yang benar.

Keuntungan

• IPv4 mengenkripsi data untuk memastikan privasi dan keamanan.
• Dengan IP, perutean data menjadi lebih scalable dan ekonomis.

Kerugian

• IPv4 memerlukan tenaga kerja yang intensif, kompleks, dan rentan terhadap kesalahan.

2. IPv6: Internet Protocol versi 6

IPv6 adalah versi terbaru dari Internet Protocol, protokol lapisan jaringan yang memiliki informasi alamat dan kontrol untuk memungkinkan paket dapat dirutekan dalam jaringan. IPv6 dibuat untuk mengatasi kekurangan IPv4. Ini meningkatkan ukuran alamat IP dari 32 bit menjadi 128 bit untuk mendukung lebih banyak tingkat pengalamatan.

Keuntungan

• Perutean dan pemrosesan paket lebih efisien dibandingkan dengan IPv4.
• Keamanan lebih baik dibandingkan dengan IPv4.

Kerugian

• IPv6 tidak kompatibel dengan mesin yang berjalan pada IPv4.
• Masalah dalam meningkatkan perangkat ke IPv6.

3. ICMP: Internet Control Message Protocol

ICMP adalah protokol pendukung lapisan jaringan yang digunakan oleh perangkat jaringan untuk mengirim pesan kesalahan dan informasi operasional. Pesan ICMP yang dikirim dalam paket IP digunakan untuk pesan di luar jalur terkait operasi jaringan atau kesalahan jaringan. ICMP digunakan untuk mengumumkan kesalahan jaringan, kemacetan, dan waktu habis, serta membantu dalam troubleshooting.

Keuntungan

• ICMP digunakan untuk mendiagnosis masalah jaringan.

Kerugian

• Mengirim banyak pesan ICMP dapat meningkatkan traffic jaringan.
• Pengguna akhir terpengaruh jika pengguna jahat mengirimkan banyak paket ICMP tujuan tidak dapat dijangkau.

Protokol Jaringan pada Lapisan Data Link

1. ARP: Address Resolution Protocol

Address Resolution Protocol (ARP) membantu memetakan alamat IP ke alamat mesin fisik (atau alamat MAC untuk Ethernet) yang dikenali di jaringan lokal. Sebuah tabel yang disebut ARP cache digunakan untuk memelihara korelasi antara setiap alamat IP dan alamat MAC yang sesuai. ARP menawarkan aturan untuk membuat korelasi ini, dan membantu mengonversi alamat dalam kedua arah.

Keuntungan

• Alamat MAC tidak perlu diketahui atau dihafal, karena ARP cache berisi semua alamat MAC dan memetakannya secara otomatis dengan alamat IP.

Kerugian

• ARP rentan terhadap serangan keamanan yang disebut serangan ARP spoofing.
• Ketika menggunakan ARP, terkadang peretas bisa menghentikan traffic sepenuhnya. Ini juga dikenal sebagai serangan ARP denial-of-service.

2. SLIP: Serial Line IP

SLIP digunakan untuk koneksi serial point-to-point menggunakan TCP/IP. SLIP digunakan pada tautan serial khusus, dan kadang-kadang untuk keperluan dial-up. SLIP berguna untuk memungkinkan campuran host dan router untuk saling berkomunikasi; misalnya, konfigurasi jaringan SLIP yang umum adalah host-host, host-router, dan router-router. SLIP hanyalah protokol framing paket: Ia mendefinisikan urutan karakter yang membingkai paket IP pada saluran serial. SLIP tidak menyediakan pengalamatan, identifikasi jenis paket, deteksi dan koreksi kesalahan, atau mekanisme kompresi.

Keuntungan

• Karena overhead-nya kecil, SLIP cocok untuk digunakan pada mikrokontroler.
• Memanfaatkan koneksi dial-up dan saluran telepon yang ada.
• Mudah diterapkan karena berbasis pada Protokol Internet.

Kerugian

• SLIP tidak mendukung pengaturan otomatis koneksi jaringan di beberapa lapisan OSI sekaligus.
• SLIP tidak mendukung koneksi sinkron, seperti koneksi yang dibuat melalui internet dari modem ke penyedia layanan internet (ISP).

Kesulitan mengelola jaringan Anda?

ManageEngine OpManager adalah alat pemantauan jaringan yang komprehensif untuk memantau kesehatan, performa, dan availability semua perangkat jaringan dalam jaringan IP, langsung dari kotaknya. OpManager memanfaatkan sebagian besar protokol yang terdaftar di atas untuk beroperasi, serta dapat memungkinkan Anda untuk memiliki kontrol penuh atas perangkat jaringan Anda. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang OpManager, daftar untuk demo gratis atau download uji coba gratis.