Komdat 6 - Error Control

Error Control

Berfungsi untuk mendeteksi dan memperbaiki error-error yang terjadi dalam transmisi frame-frame. Ada 2 tipe error yang mungkin :

Frame hilang : suatu frame gagal mencapai sisi yang lain

Frame rusak : suatu frame tiba tetapi beberapa bit-bitnya error.

Teknik-teknik umum untuk error control sebagai berikut ;

• Deteksi error : telah di bahas dalam chapter 4, dipakai CRC
• Positive acknowledgment : tujuan mengembalikan suatu positif acknowledgment untuk penerimaan yang sukses, frame bebas error.
• Transmisi ulang setelah waktu habis : sumber mentransmisi ulang suatu frame yang belum diakui setelah suatu waktu yang tidak di tentukan.
• Negative acknowledgment & transmisi ulang : tujuan mengembalikan negative acknowledgment dari frame-frame dimana suatu error dideteksi. Sumber mentransmisi ulang beberapa frame.

Mekanisme ini dinyatakan sebagai Automatic repeat Request (ARQ) yang terdiri dari

• Stop and wait ARQ
• Go back N ARQ
• Selective reject ARQ

 

Stop and wait ARQ

Berdasarkan pada teknik flow control stop and wait serta digambarkan dalam gambar 5.10. Stasiun sumber mentransmisi suau frame tunggal an kemudian harus menunggu suatu acknowledgment (ACK) dalam periode tertentu. Tidak ada data lan dapat dikirim sampai balasan dari stasiun tujuan tiba pada stasiun sumber. Bila tidak ada balasan maka frame di transmisi ulang. Bila error di deteksi oleh tujuan, maka frame tersebut dibuang dan mengirim suatu Negative Acknowledgment (NAK), yang menyebabkan sumber mentransmisi ulang frame yang rusak tersebut.

Bila sinyal acknowledgment rusak pada waktu transmisi, kemudian sumber akan habis waktu dan mentransmisi ulang frame tersebut. Untuk mencegah hal ini, maka frame diberi label 0 atau 1 dan positive acknowledgment dengan bentuk ACK0 atau ACK1. ACK0 mengakui menerima frame1 dan mengindikasikan bahwa receiver siap untuk frame 0. Sedangkan ACK1 mengakui menerima frame 0 dan mengindikasi bahwa receiver siap untuk frame 1.

Go back N ARQ

Termasuk continuous ARQ, suatu stasiun boleh mengirim frame seri yang di tentukan oleh ukuran window, memakai teknik flow control sliding window. Sementara tidak terjadi error, tujuan akan mengacknowledge (ACK) frame yang masuk seperti biasanya.

Teknik Go back N ARQ yang terjadi dalam beberapa kejadian ;

* frame yang rusak. Ada 3 kasus

• A mentransmisi frame i. B mendeteksi suatu error dan telah menerima frame (i-1) secara sukses. B mengirim A NAKi, mengindikasi bahwa frame I ditolak. Ketika A menerima NAK ini, maka harus mentransmisi ulang frame I dan semua frame berikutnya yang sudah di transmisi.
• Frame i hilang dalam transmisi. A kemudian  mengirim frame (i+1). B menerima frame (i+1) di luar permintaan dan mengirim suatu NAKi
• Frame i hilang dalam transmisi dan A tidak segera mengirim frame-frame tambahan. B tidak menerima apapun dan mengembalikan baik ACK atau NAK. A akan kehabisan waktu dan mentransmisi ulang frame i. 

* ACK rusak. Ada 2 kasus

• B menerima frame i dan mngirim ACK (i+1) yang hilang dalam transmisi. Karena ACK dikomulatif (contoh, ACK6 berarti semua frame sampai 5 diakui), hal ini mungkin karena A akan menerima sebuah ACK yang berikutnya untuk sebuah frame berikutnya yang akan melaksanakan tugas dari ACK yang hilang sebelum waktunya habis.
•  Jika waktu A habis, A mentransmisi ulang frame I dan semua frame-frame berikutnya.

* NAK rusak. Jika sebuah NAK hilang, A akan kehabisan waktu (time out) pada serangkaian frame dan mentransmisi ulang frame tersebut berikut frame-frame selanjutnya.

Selective reject ARQ

Hanya mentransmisi ulang frame-frame bila menerima NAK atua waktu habis. Ukuran window yang perlu lebih sempit daripada go back N. untuk go back N, ukuran window 2ⁿ-1 sedangkan selective reject 2ⁿ.

Scenario dari teknik ini untuk 3 bit penomoran yang mengizinkan ukuran window sebesar 7 :

1.      Stasiun A mengirim frame 0 sampai 6 ke stasiun B

2.      Stasiun B menerima dan mengakui ketujuh frame-frame

3.      Karena noise, ke 7 acknowledgment hilang

4.      Stasiun A kehabisan waktu dan mentransmisi ulang frame 0

5.      Stasiun B sudah memajukan window penerimanya untuk menerima frame 7,0,1,2,3,4,dan 5. Dengan demikian dianggap bahwa frame 7 telah hilang dan bahwa frame nol yang baru diterima

5.4 protokol-protokol Data Link Control

Protocol-protocol bit oriented di design untuk memenuhi variasi yang luas dari kebutuhan data link termasuk ;

• Point to point dan multipoint links
• Operasi Half-duplex dan full-duplex
• Interaksi primary-secondary (missal: host-terminal) dan peer (missal: computer-computer)
• Link-link dengan nilai a yang besar (missal:satelit) dan kecil (missal: koneksi langsung jarak pendek)

Sejumlah protocol-protocol data link control telah dipakai secara luas dimana-mana:

• High-level Data Link Control (HDLC)
• Advanced Data Communication Control Procedure
• Link Access Procedure, Balanced (LAP-B)
• Synchronous Data Link Control (SDLC)

Karakteristik-karakteristik Dasar

HDLC di definisikan dalam tiga tipe stasiun, dua konfigurasi link dan tiga model operasi transfer data.

Tiga tipe stasiun yaitu:

• Stasiun utama (primary station) : mempunyai tanggung jawab untuk mengontrol operasi link. Frame yang dikeluarkan oleh primary disebut commands.
• Stasiun sekunder (secondary station) : beroperasi dibawah control stasiun utama. Frame yang dikeluarkan oleh stasiun-stasiun sekunder disebut responses. Primary mengandung link logika terpisah dengan masing-masing stasiun secondary pada line.
• Stasiun gabungan (combined station) : menggabungkan kelebihan dari stasiun-stasiun primary dan secondary. Stasiun kombinasi boleh mengeluarkan kedua-duanya baik commands dan responses.

Dua konfigurasi link yaitu :

      Konfigurasi tanpa keseimbangan (unbalanced configuration) : dipakai dalam operasi point to point dan multipoint. Konfigurasi ini terdiri dari satu primary dan satu atau lebih stasiun secondary dan mendukung transmisi full-duplex maupun half-duplex

      Konfigurasi dengan keseimbangan (balanced configuration) : dipakai hanya dalam operasi point topoint. Konfigurasi ini terdiri dari dua kombinasi stasiun dan mendukung transmisi full-duplex maupun half-duplex

Tiga metode operasi transfer data, yaitu :

• Normal Response Mode (NRM) : merupakan unbalanced configuration. Primary boleh memulai data transfer ke suatu secondary, tetapi suatu secondary hanya boleh mentransmisi data sebagai response untuk suatu poll dari primary tersebut
• Asynchronous Balanced Mode (ABM) : merupakan balanced configuration. Kombinasi stasiun boleh memulai transmisi tanpa menerima izin dari kombinasi stasiun yang lain.
• Asynchronous Response Mode (ARM) : merupakan unbalanced configuration. Dalam mode ini secondary boleh memulai transmisi tanpa izin dari primary (misal : mengirim suatu respon tanpa menunggu suatu command). Primary masih memegang tanggung jawab pada line, termasuk inisialisasi, perbaikan error dan logika pemutusan.

 

Struktur frame

HDLC memakai transmisi synchronous. Gambar 5.13 menunjukkan struktur dari frame HDLC. Frame ini mempunyai daerah-daerah

      Flag : 8 bit

      Address : 1 atau lebih oktaf

      Control :8 atau 16 bit

      Informasi : variable

      Frame Check Sequence (FCS) : 16 atau 32 bit

      Flag : 8 bit

Flag address control di kenal sebagia header, FCS dan flag dinyatakan sebagai trailer

 

a.       Frame format

b.       Extended address Field

c.       8-bit control field format

 

Daerah-daerah Flag

Membatasi frame dengan pola khusus 01111110. Flag tunggal mungkin dipakai sebagai flag penutup untuk suatu frame dan flag pembuka untuk berikutnya. Stasiun yang terhubung ke link secara kontinu mencari rangkaian flag yang digunakan untuk synchronisasi pada start suatu frame. Sementara menerima suatu frame, suatu stasiun melanjutkan untuk mencari rangkaian flag tersebut untuk menentukan akhir dari frame.

Apabila 01111110 terdapat di dalam frame, maka akan merusak level frame synchronisasi. Problem ini dicegah dengan memakai bit stuffing. Transmitter akan selalu menyisipkan suatu 0 bit ekstra setelah 5 buah rangkaian ‘1’ dalam frame. Setelah mendeteksi suatu permulaan flag, receiver memonitor aliran bit. Ketika suatu pola 5 rangkaian ‘1’ timbul, bit ke enam di periksa. Jika bit ini ‘0’, maka akan di hapus. Jika bit ke 6 dan ke 7 keduanya adalah ‘1’, stasiun pengirim member sinyal suatu kondisi tidak sempurna.

Dengan penggunaan bit stuffing maka terjadi data transparency (transparansi data)

Contoh bit stuffing

 

Daerah Address

Dipakai untuk identitas stasiun secondary yang di transmisi atau untuk menerima frame. Biasanya formatnya dengan panjang 8 bit, tetapi dengan persetujuan lain boleh dipakai dengan panjang 7 bit dan LSB dalam tiap octet adalah ‘1’ atau ‘0’ bergantung sebagai akhir octet dari daerah address atau tidak.

Daerah control

HDLC medefinisikan tige tipe frame:

Ø  Information frames (I-frames) : membawa data untuk di transmisi pada stasiun, dikenal sebagai user data, untuk control dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit

Ø  Supervisory frames (S-frames) : untuk control dasar memakai 3 bit penomoran, sedangkan untuk control yang lebih luas memakai 7 bit.

Ø  Unnumbered frames (U-frames) : melengkapi tambahan fungsi control link

Daerah Informasi

Ditampilkan dalam I-frames dan beberapa U-frames. Panjangnya harus merupakan perkalian dari 8 bit.

Daerah Frame Check Sequence (FCS)

Dipakai untuk mengingat bit-bit dari frame, tidak termasuk flag-flag. Biasanya panjang FCS adalah 16 bit memakai definisi CRC-CCITT. 32 bit FCS memakai CRC-32.

Operasi

Operasi HDLC terdir dari pertukaran I-frames, S-frames, U-frames antara sebuah primary dan sebuah secondary atau antara dua primary.

Information Frames

Tiap I-frames mengandung serangkaian nomor dari frame yang di transmisi dan suatu poll/final (P/F) bit. Poll bit untuk command (dari primary) dan final bit (dari secondary) untuk response.

Dalam Normal Response Mode (NRM), primary menyebarkan suatu pull yang memberi izin untuk mengirim, dengan mengeset poll bit ke ‘1’, dan secondary mengeset inal bit ke ‘1’ pada akhir respon I-framenya.

 Dalam Asynchronous Response Mode (ARM) dan Asynchronous Balanced Mode (ABM), P/F bit kadang dipakai untuk mengkoordinasi pertukaran dari S- dan U-frames.

Supervisory Frame

S-frame dipakai untuk flow dan error control

Unnumbered Frames

U-frame dipakai untuk fungsi control. Frame ini tidak membawa rangkaian nomor-nomor dan tidak mengubah flow dari penomoran I-frame.

Frame-frame ini dikelompokkan menjadi kategori-kategori:

      Mode-setting commands and responses

Mode setting command di transmisi oleh stasiun primary/kombinasi untuk inisialisasi atau mengubah mode dari stasiun secondary/kombinasi

      Information transfer commands and responses

Dipakai untuk pertukaran informais antara stasiun-stasiun

      Recovery commands and responses

Dipakai ketika mekanisme ARQ yang normal tidak berkenan atau tidak akan bekerja.

      Miscellaneous commands and responses