Dalam sebuah jaringan komputer, terdapat beberapa layer yang saling terhubung dengan layer diatas atau dibawahnya. Layer sendiri adalah kumpulan fungsi yang menerima pesan dari layer diatasnya dan mengirimkan pesan dari layer dibawahnya. Contohnya, ada sebuah layer A yang melayani komunikasi pada sebuah jaringan. Layer ini berjalan bagi aplikasi diatasnya, dan sementara itu layer A juga memanggil layer dibawahnya untuk mengirim dan menerima paket data yang mengisi konten di jalan tadi. Dua hal tadi terkoneksi secara horizontal pada satu layer.

Saat ini pembagian layer pada jaringan komputer internasional diatur dalam Open System Interconnection Model (OSI Model). Dan sebagian besar protokol pada jaringan tersebut berbasis TCP/IP.

Dalam OSI Model, terdapat 7 layer, yaitu application, presentation, session, transport, network, data link, dan physical. Kali ini akan dibahas tentang  physical layer. Layer ini merupakan layer yang paling berhunungan langsung dengan data pada jaringan komputer.

Physical Layer

Physical layer merupakan layer terendah dalam jaringan komputer pada OSI Model. Physical layer terdiri dari teknologi-teknologi transmisi data yang ada pada hardware. Layer ini merupakan fundamental dalam struktur data logikal pada sebuah jaringan. Karena ada banyak sekali teknologi hardware dengan karakteristik yang berbeda di pasaran, layer ini juga merupakan layer yang paling kompleks dalam OSI Model.

Secara nyata, physical layer adalah layer yang mentransmisikan bit data secara nyata pada cabang jaringan yang saling terkoneksikan lewat physical link. Aliran bit data dapat dikelompokkan menjadi kode dalam format words atau simbol, dan kemudian dikonversi menjadi physical signal yang ditransmisikan melalui media hardware. Physical layer menyediakan interface elektrik, mekanik, maupun prosedural untuk media transmisi. Sifat dan bentuk dari konektor elektrik, frekuensi yang dipancarkan, dan skema modulasi dispesifikasikan di layer ini.

Dalam arsitektur jaringan OSI, physical layer menerjemahkan permintaan komunikasi dari data link layer pada operasi hardware untuk mentransmisikan dan menerima sinyal elektronik.

Fungsi-fungsi utama yang dilakukan pada physical layer antara lain:

• Pengantaran data bit-by-bit atau symbol-by-symbol
• Menyediakan interface yang terstandarisasi untuk media transmisi physical
• Sinkronisasi bit dalam synchronous serial communication
• Start-stop signalling dan flow control dalam asynchronous serial communication
• Multiplexing, untuk koneksi dengan circuit switched
• Carrier sense dan collision detection yang disediakan oleh beberapa multiple access protocols level 2
• Equalization filtering, training sequences, pulse shaping dan pemrosesan physical signal lainnya

Protokol pada physical layer antara lain:

• Modem jaringan telepon – V.92
• IRDA Physical Layer
• USB Physical Layer
• EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485
• Ethernet physical layer, termasuk 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX
• 802.11 Wi-Fi Physical Layers
• DSL
• ISDN
• SONET/SDH
• Optical Transport Network (OTN)
• GSM Um radio interface physical layer
• Bluetooth Physical Layer
• Firewire
• TransferJet Physical Layer
• Etherloop
• ARINC 818 Avionics Digital Video Bus
• G.hn/G.9960 Physical Layer
• Controller Area Network (CAN) Physical Layer

Hardware pada physical layer antara lain:

• Network adapter
• Repeater
• Network hub
• Modem
• Fiber Media Converter

 

Internet Protocol (IP) adalah protokol yang digunakan untuk mengirimkan data melalui jaringan dengan packet-switched menggunakan Internet Protocol Suite, atau yang biasa disebut dengan TCP/IP.

IP adalah protokol primer pada Internet Layer yang merupakan bagian dari Internet Protocol Suite dan berfungsi untuk mengantarkan protokol datagram yang berupa paket-paket data dari host sumber ke host tujuan berdasarakan alamat keduanya. Untuk tujuan ini, Internet Protocol mendefinisikan metode pengalamatan dan struktur untuk enkapsulasi datagram. Versi major pertama dari struktur pengalamatan ini, sekarang disebut sebagai Internet Protocol Version 4 (IPv4), dan masih dominan dipakai di Internet seluruh dunia. Dan yang direncanakan sebagai penggantinya, yaitu Internet Protocol Version 6 (IPv6) sekarang juga sudah mulai digunakan. Pada tulisan ini, akan dibahas perbandingan-perbandingan antara IPv4 dan IPv6, yang tentu saja akan terdapat lebih banyak keunggulan pada IPv6.

IPv6 menentukan format paket data baru, yang dirancang untuk meminimalkan pemrosesan header paket oleh router. Karena header paket IPv4 dan paket IPv6 secara signifikan berbeda, dua protokol tidak interoperable satu sama lain. Namun, dalam banyak hal, IPv6 merupakan perpanjangan konservatif dari IPv4. Sebagian besar transport dan protokol application-layer hanya perlu sedikit perubahan atau tidak perlu berubah sama sekali untuk beroperasi pada IPv6. Pengecualiannya antara lain adalah aplikasi protokol yang mengandung alamat internet-layer, seperti FTP dan NTPv3.

Ruang Alamat yang Lebih Besar

Fitur yang paling penting dari IPv6 adalah ruang alamat yang jauh lebih besar daripada di IPv4. Panjang alamat IPv6 adalah 128 bit, sedangkan IPv4 hanya 32 bit. Sehingga, IPv6 mendukung ruang alamat 2^128 atau sekitar 3,4 × 1038 alamat. Sebagai perbandingan, jumlah ini kurang lebih 5 × 1028 alamat untuk masing-masing 6,8 miliar manusia yang hidup di 2010. Alamat yang digunakan pada IPv6 memang lebih panjang, namun dapat menyederhanakan alokasi alamat, memungkinkan route agregasi yang lebih efisien, dan dapat mengimplementasikan fitur pengalamatan khusus. Pada IPv4, metode Classles Inter-Domain routing dikembangkan untuk penggunaan yang lebih baik pada ruang alamat yang kecil. Ukuran standar subnet pada IPv6 adalah 2^64 alamat, yang juga merupakan pengkuadratan jumlah seluruh alamat pada IPv4. Dengan demikian, tingkat pemanfaatan ruang alamat yang sebenarnya akan lebih kecil pada IPv6. Manajemen jaringan dan efisiensi routing diperbaiki oleh ruang subnet besar dan agregasi route hirarkis.

Pada IPv4, renumerasi kembali jaringan yang sudah ada untuk penyedia konektivitas baru dengan prefiks routing yang berbeda adalah hal yang sangat sulit untuk dilakukan. Dengan IPv6, pengubahan prefiks yang dilakukan oleh beberapa router secara prinsip juga bisa menomori kembalu seluruh jaringan karena host identifiers-nya dapat dikonfigurasi sendiri oleh host.

Multicasting

Multicasting, atau transmisi paket ke beberapa tujuan dalam satu operasi pengiriman, adalah bagian dari spesifikasi dasar dalam IPv6. Dalam IPv4 ini adalah fitur opsional walaupun biasanya juga diterapkan. Fitur multicast pada IPv6 memiliki fitur umum dan protokol yang sama dengan fitur multicast pada IPv4. Pada multicast IPv6 juga terdapat perubahan pada kebutuhan untuk protokol tertentu. IPv6 tidak mengimplementasikan IP broadcast tradisional, yaitu transmisi paket ke semua host pada link yang tersambung menggunakan alamat broadcast khusus, dan karena itu tidak mendefinisikan alamat broadcast. Pada IPv6, hasil yang sama dapat diperoleh dengan mengirim paket ke link lokal yang terhubung pada grup multicast pada alamat ff02::1, yang secara analogi sama dengan alamat multicast IPv4 224.0.0.1. IPv6 juga mensupport solusi multicast baru, termasuk meng-embed titik pertemuan alamat-alamat pada alamat grup multicast IPv6 yang menyederhanakan deployment solusi inter-domain.

Pada IPv4, sebuah organisasi akan sangat sulit untuk memperoleh satu saja routable multicast group assignment global. Pengimplementasian solusi inter-domain juga sangat misterius untuk dilakukan. Unicast address assignemnt oleh sebuah internet resigstry lokal pada IPv6 mempunyai sedikitnya 64-bit prefiks routing, jumlah yang sama dengan ukuran subnet terkecil pada IPv6. Dengan assignment yang seperti ini, memungkinkan untuk meng-embed prefiks alamat unicast ke dalam format alamat multicast IPv6, selama blok 32-bit masih tersedia (4.2 milyar multicast group identifiers). Sehingga tiap pengguna subnet IPv6 secara otomatis mempunyai satu set grup multicast routable source-specific global untuk aplikasi multicast.

Stateless address autoconfiguration (SLAAC)

Host IPv6 dapat mengkonfigurasi dirinya sendiri secara otomatis ketika terhubung ke jaringan IPv6 menggunakan router discovery messages pada Internet Control Message Protocol versi 6 (ICMPv6). Ketika pertama yang terhubung ke jaringan, host mengirimkan ajakan permintaan multicast router link-local untuk parameter konfigurasi, jika konfigurasi sesuai, router akan menanggapi permintaan tersebut dengan paket yang berisi parameter konfigurasi network layer.

Jika autoconfiguration alamat IPv6 stateless ini tidak cocok untuk suatu aplikasi, jaringan dapat menggunakan konfigurasi stateful dengan Dynamic Host Configuration Protocol versi 6 (DHCPv6) atau host dapat dikonfigurasi secara statis.

Router menyediakan sebuah persyaratan khusus untuk konfigurasi alamat, karena mereka sering merupakan sumber untuk informasi konfigurasi otomatis, seperti prefiks router. Konfigurasi stateless untuk router dapat dicapai dengan protokol router khusus remunerasi.

Dukungan untuk keamanan network layer

Internet Protocol Security (IPsec) pada awalnya dikembangkan untuk IPv6, namun sekarang sudah tersebar luas pada IPv4, dimana IPsec di rekayasa kembali. IPsec merupakan bagian integral pada protokol dasar IPv6. Dukungan IPsec merupakan bagian wajib pada IPv6, namun hanya opsional pada IPv4.

Penyederhanaan proses oleh router

Pada IPv6, header pakey dan proses pengiriman paket disederhanakan. Meskipun header paket IPv6 berukuran dua kali lebih besar dari header paket IPv4, pemrosesan paket oleh router dibuat lebih efisien, sehingga prinsip end-to-end dari desain Internet terlaksana.

Mobilitas

Tidak seperti IPv4 mobile, IPv6 mobile menghindari triangular routing dan karena itu dapat seefisien IPv6 native. Router IPv6 juga mendukung mobilitas jaringan yang mengijinkan seluruh subnet untuk berpindah ke titik koneksi router baru tanpa renumerasi.

Options extensibility

Protokol header IPv6 mempunyai ukuran tetap (40 oktet). Pilihan diimplementasikan sebagai tambahan header ekstensi setelah header IPv6, yang dibatasi ukurannya hanya seukuran paket secara keseluruhan. Mekanisme header ekstensi menyediakan ekstensibilitas untuk mendukung layanan di masa depan untuk kualitas layanan, keamanan, dan mobilitas, tanpa perlu mendesain ulang protokol dasar.

Jumbograms

IPv4 membatasi ukuran paket sebanyak 65.535 oktet muatan. IPv6 mempunyai dukungan opsional untuk paket yang melebihi batas ini, yang didefinisikan sebagai jumbograms, yang dapat berukuran sebesear 4.294.967.295 oktet. Penggunaan jumbogram dapat meningkatkan performa pada link dengan maximum transmision unit yang tinggi. Penggunaan jumbograms diindikasikan oleh header Jumbo Payload Options.

Kesimpulan

Karena teknologi informasi makin berkembang, pengguna internet juga makin banyak, mau tidak mau, sebentar lagi mungkin IPv4 akan ditinggalkan. Pengembangan IPv6 pun belum berhenti. Dan juga tidak akan tertutup kemungkinan bahwa IPv6 pun suatu saat akan tergantikan oleh  Internet Protokol yang lebih modern dan sesuai dengan kebutuhan di masa yang akan datang.