Chapter 10 CCNA - Application Layer

a)      Application, Presentation and Session

1.      Application Layer

Lapisan aplikasi paling dekat dengan pengguna akhir. Lapisan aplikasi adalah lapisan yang menyediakan antarmuka antara aplikasi yang digunakan untuk berkomunikasi dan jaringan yang mendasari di mana pesan ditransmisikan. Protokol lapisan aplikasi digunakan untuk menukar data antara program yang berjalan pada host sumber dan tujuan. Tiga lapisan teratas dari model OSI (aplikasi, presentasi, dan sesi) mendefinisikan fungsi dari lapisan aplikasi TCP / IP tunggal.

Ada banyak protokol lapisan aplikasi, dan protokol baru selalu dikembangkan. Beberapa protokol lapisan aplikasi yang paling terkenal termasuk Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Trivial File Transfer Protocol (TFTP), Protokol Akses Pesan Internet (IMAP), dan Sistem Nama Domain (DNS).

2.      Presentation Layer

Lapisan presentasi memiliki tiga fungsi utama:

a.       Memformat, atau menyajikan, data di perangkat sumber ke dalam formulir yang kompatibel untuk diterima oleh perangkat tujuan

b.      Mengompresi data dengan cara yang dapat didekompresi oleh perangkat tujuan

c.       Mengenkripsi data untuk transmisi dan mendekripsi data setelah diterima

Lapisan presentasi memformat data untuk lapisan aplikasi, dan menetapkan standar untuk format file. Beberapa standar video yang terkenal termasuk QuickTime dan Motion Picture Experts Group (MPEG). Beberapa format gambar grafis terkenal yang digunakan pada jaringan adalah Graphics Interchange Format (GIF), Joint Photographic Experts Group (JPEG), dan Portable Network Graphics (PNG) format.

3.      Session Layer

Fungsi pada lapisan sesi membuat dan memelihara dialog antara aplikasi sumber dan tujuan. Lapisan sesi menangani pertukaran informasi untuk memulai dialog, membuatnya tetap aktif, dan untuk memulai kembali sesi yang terganggu atau tidak aktif untuk jangka waktu yang lama.

b)      How Application Protocols interact with End-User Application

1.      Client-Server Model

Dalam model client-server, perangkat yang meminta informasi disebut klien dan perangkat yang merespons permintaan disebut server. Proses klien dan server dianggap berada di lapisan aplikasi. Klien memulai pertukaran dengan meminta data dari server, yang merespons dengan mengirim satu atau beberapa aliran data ke klien. Protokol lapisan aplikasi menggambarkan format permintaan dan tanggapan antara klien dan server. Selain transfer data yang sebenarnya, pertukaran ini juga memerlukan otentikasi pengguna dan identifikasi file data yang akan ditransfer.

2.      Peer-to-Peer Networks

Dalam model jaringan peer-to-peer (P2P), data diakses dari perangkat peer tanpa menggunakan dedicated server. Model jaringan P2P melibatkan dua bagian: jaringan P2P dan aplikasi P2P. Kedua bagian memiliki fitur yang serupa, tetapi dalam praktiknya bekerja sangat berbeda. Dalam jaringan P2P, dua atau lebih komputer terhubung melalui jaringan dan dapat berbagi sumber daya (seperti printer dan file) tanpa memiliki server khusus. Setiap perangkat ujung yang terhubung (dikenal sebagai peer) dapat berfungsi baik sebagai server dan klien. Satu komputer mungkin menganggap peran server untuk satu transaksi sekaligus melayani sebagai klien untuk yang lain. Peran klien dan server ditetapkan berdasarkan permintaan.

3.      Peer-to-Peer Application

Aplikasi P2P memungkinkan perangkat bertindak baik sebagai klien dan server dalam komunikasi yang sama. Dalam model ini, setiap klien adalah server dan setiap server klien. Aplikasi P2P mengharuskan setiap perangkat akhir menyediakan antarmuka pengguna dan menjalankan layanan latar belakang.

4.      Common P2P Applications

Dengan aplikasi P2P, setiap komputer dalam jaringan yang menjalankan aplikasi dapat bertindak sebagai klien atau server untuk komputer lain dalam jaringan yang menjalankan aplikasi. Jaringan P2P umum meliputi:

a.       eDonkey

b.      G2

c.       BitTorrent

d.      Bitcoin

Beberapa aplikasi P2P didasarkan pada protokol Gnutella, di mana setiap pengguna berbagi seluruh file dengan pengguna lain. Banyak aplikasi P2P memungkinkan pengguna berbagi banyak file dengan satu sama lain pada saat yang bersamaan. Klien menggunakan file kecil yang disebut file torrent untuk mencari pengguna lain yang memiliki potongan yang mereka butuhkan sehingga mereka dapat terhubung langsung ke mereka. File ini juga berisi informasi tentang komputer pelacak yang melacak pengguna yang memiliki file apa. Klien meminta potongan dari beberapa pengguna pada saat yang sama, yang dikenal sebagai kawanan. Teknologi ini disebut BitTorrent. Ada banyak klien BitTorrent termasuk BitTorrent, uTorrent, Frostwire, dan qBittorrent.

c)      Web and Email Protocol

1.      Hypertext Transfer Protocol dan Hypertext Markup Language

Ketika alamat web atau sumber daya pencari seragam (URL) diketik ke dalam browser web, browser web membuat koneksi ke layanan web yang berjalan di server menggunakan protokol HTTP. URL dan Uniform Resource Identifier (URI) adalah nama-nama yang diasosiasikan oleh kebanyakan orang dengan alamat web.

2.      HTTP dan HTTPS

HTTP adalah protokol permintaan / tanggapan. Ketika klien, biasanya browser web, mengirim permintaan ke server web, HTTP menentukan jenis pesan yang digunakan untuk komunikasi itu. Tiga jenis pesan umum adalah GET, POST, dan PUT. Meskipun HTTP sangat fleksibel, itu bukan protokol yang aman. Pesan permintaan mengirim informasi ke server dalam teks biasa yang dapat dicegat dan dibaca. Respons server, biasanya halaman HTML, juga tidak terenkripsi.

Untuk komunikasi aman di Internet, protokol HTTP Secure (HTTPS) digunakan. HTTPS menggunakan otentikasi dan enkripsi untuk mengamankan data saat perjalanan antara klien dan server. HTTPS menggunakan proses respons permintaan-server klien yang sama dengan HTTP, tetapi aliran data dienkripsi dengan Secure Socket Layer (SSL) sebelum diangkut di seluruh jaringan.

3.      Email Protocols

Salah satu layanan utama yang ditawarkan oleh ISP adalah hosting email. Untuk berjalan di komputer atau perangkat ujung lainnya, email membutuhkan beberapa aplikasi dan layanan. Email adalah metode penyimpanan dan pengiriman untuk mengirim, menyimpan, dan mengambil pesan elektronik di seluruh jaringan. Pesan email disimpan dalam database di server email. Klien email berkomunikasi dengan server email untuk mengirim dan menerima email. Server email berkomunikasi dengan server email lain untuk mengirim pesan dari satu domain ke domain lain. Klien email tidak berkomunikasi secara langsung dengan klien email lain ketika mengirim email. Sebaliknya, kedua klien mengandalkan server email untuk mengirim pesan. Email mendukung tiga protokol terpisah untuk operasi: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), Post Office Protocol (POP), dan IMAP. Proses lapisan aplikasi yang mengirim email menggunakan SMTP. Klien mengambil email, bagaimanapun, menggunakan salah satu dari dua protokol lapisan aplikasi: POP atau IMAP.

4.      SMTP Operation

Format pesan SMTP membutuhkan header pesan dan badan pesan. Meskipun isi pesan dapat berisi teks berapa pun, header pesan harus memiliki alamat email penerima yang diformat dengan benar dan alamat pengirim.Ketika klien mengirim email, proses SMTP klien terhubung dengan proses SMTP server pada port yang terkenal 25. Setelah koneksi dibuat, klien mencoba mengirim email ke server di seluruh koneksi. Ketika server menerima pesan, itu menempatkan pesan di akun lokal, jika penerima adalah lokal, atau meneruskan pesan ke server email lain untuk pengiriman. Server email tujuan mungkin tidak online atau mungkin sibuk ketika pesan email dikirim. Karenanya, SMTP mengumpankan pesan untuk dikirim di lain waktu. Secara berkala, server memeriksa antrian untuk pesan dan mencoba mengirimnya lagi. Jika pesan masih belum terkirim setelah waktu kedaluwarsa yang telah ditentukan, pesan akan dikembalikan ke pengirim sebagai tidak terkirim.

5.      POP Operation

POP digunakan oleh aplikasi untuk mengambil email dari server email. Dengan POP, email diunduh dari server ke klien dan kemudian dihapus di server. Inilah cara POP beroperasi, secara default.

Server memulai layanan POP dengan mendengarkan secara pasif pada port TCP 110 untuk permintaan koneksi klien. Ketika seorang klien ingin menggunakan layanan, ia mengirim permintaan untuk membuat koneksi TCP dengan server. Ketika koneksi dibuat, server POP mengirim ucapan. Klien dan server POP kemudian bertukar perintah dan respons hingga sambungan ditutup atau dibatalkan. Dengan POP, pesan email diunduh ke klien dan dihapus dari server, jadi tidak ada lokasi terpusat di mana pesan email disimpan. Karena POP tidak menyimpan pesan, itu tidak diinginkan untuk bisnis kecil yang memerlukan solusi cadangan terpusat.

6.      IMAP Operation

IMAP adalah protokol lain yang menjelaskan metode untuk mengambil pesan email. Tidak seperti POP, ketika pengguna terhubung ke server berkemampuan IMAP, salinan pesan diunduh ke aplikasi klien. Pesan asli disimpan di server sampai dihapus secara manual. Pengguna melihat salinan pesan dalam perangkat lunak klien email mereka. Pengguna dapat membuat hierarki file di server untuk mengatur dan menyimpan email. Struktur file itu diduplikasi pada klien email juga. Ketika pengguna memutuskan untuk menghapus pesan, server menyinkronkan tindakan itu dan menghapus pesan dari server.

d)     IP Addressing Services

1.      Domain Name Service

Di jaringan data, perangkat diberi label dengan alamat IP numerik untuk mengirim dan menerima data melalui jaringan. Nama domain dibuat untuk mengubah alamat numerik menjadi nama yang sederhana dan mudah dikenali. Protokol DNS mendefinisikan layanan otomatis yang cocok dengan nama sumber daya dengan alamat jaringan numerik yang diperlukan. Ini termasuk format untuk pertanyaan, tanggapan, dan data. Komunikasi protokol DNS menggunakan satu format yang disebut pesan. Format pesan ini digunakan untuk semua jenis permintaan klien dan respons server, pesan kesalahan, dan transfer informasi catatan sumber daya antar server.

2.      DNS Message Format

Server DNS menyimpan berbagai jenis catatan sumber daya yang digunakan untuk menyelesaikan nama. Rekaman ini berisi nama, alamat, dan jenis catatan. Beberapa jenis rekaman ini adalah:

a.       A - Alamat IPv4 perangkat akhir

b.      NS - Server nama otoritatif

c.       AAAA - Alamat IPv6 perangkat akhir (diucapkan quad-A)

d.      MX - Rekor pertukaran email

Saat klien membuat kueri, proses DNS server terlebih dahulu melihat catatannya sendiri untuk menyelesaikan nama. Jika tidak dapat menyelesaikan nama menggunakan catatan yang tersimpan, ia menghubungi server lain untuk menyelesaikan nama. Setelah pertandingan ditemukan dan kembali ke server yang meminta asli, server menyimpan alamat bernomor secara sementara jika nama yang sama diminta lagi.

3.      DNS Hirarki

Protokol DNS menggunakan sistem hierarkis untuk membuat database untuk memberikan resolusi nama. Hirarki terlihat seperti pohon terbalik dengan akar di bagian atas dan cabang di bawah. DNS menggunakan nama domain untuk membentuk hierarki. Struktur penamaan dipecah menjadi zona kecil yang mudah dikelola. Setiap server DNS menyimpan file database spesifik dan hanya bertanggung jawab untuk mengelola pemetaan nama-ke-IP untuk bagian kecil dari seluruh struktur DNS. Ketika server DNS menerima permintaan untuk terjemahan nama yang tidak dalam zona DNS, server DNS meneruskan permintaan ke server DNS lain dalam zona yang tepat untuk terjemahan.

Domain level teratas yang berbeda mewakili jenis organisasi atau negara asal. Contoh domain level teratas adalah:

.com - sebuah bisnis atau industri

.org - organisasi nirlaba

.au – Australia

4.      Perintah nslookup

Sistem operasi komputer juga memiliki utilitas yang disebut nslookup yang memungkinkan pengguna untuk secara manual query server nama untuk menyelesaikan nama host yang diberikan. Utilitas ini juga dapat digunakan untuk memecahkan masalah resolusi nama dan untuk memverifikasi status server nama saat ini.

5.      Dynamic Host Configuration Protocol

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) untuk layanan IPv4 mengotomatiskan penugasan alamat IPv4, subnet mask, gateway, dan parameter jaringan IPv4 lainnya. Ini disebut sebagai pengalamatan dinamis. Alternatif untuk pengalamatan dinamis adalah pengalamatan statis. Ketika menggunakan pengalamatan statis, administrator jaringan secara manual memasukkan informasi alamat IP pada host. Ketika sebuah host terhubung ke jaringan, server DHCP dihubungi, dan sebuah alamat diminta. Server DHCP memilih alamat dari rentang alamat yang dikonfigurasi yang disebut kumpulan dan menetapkan (sewa) ke host.

Pada jaringan yang lebih besar, atau di mana populasi pengguna sering berubah, DHCP lebih disukai untuk tugas alamat. Pengguna baru dapat tiba dan membutuhkan koneksi; yang lain mungkin memiliki komputer baru yang harus terhubung. Daripada menggunakan pengalamatan statis untuk setiap koneksi, lebih efisien untuk memiliki alamat IPv4 yang ditetapkan secara otomatis menggunakan DHCP. Alamat-alamat yang didistribusikan oleh DHCP disewakan untuk jangka waktu tertentu. Ketika sewa berakhir, alamat dikembalikan ke pool untuk digunakan kembali jika host telah dimatikan atau dilepas dari jaringan. Pengguna dapat dengan bebas berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain dan dengan mudah membangun kembali koneksi jaringan melalui DHCP.

6.      DHCP Operation

ketika sebuah IPv4, perangkat yang dikonfigurasi DHCP melakukan booting atau terhubung ke jaringan, klien menyiarkan pesan DHCP discover (DHCPDISCOVER) untuk mengidentifikasi server DHCP yang tersedia di jaringan. Server DHCP membalas dengan pesan DHCP menawarkan (DHCPOFFER), yang menawarkan sewa kepada klien. Pesan penawaran berisi alamat IPv4 dan subnet mask yang akan ditetapkan, alamat IPv4 server DNS, dan alamat IPv4 gateway default. Tawaran sewa juga mencakup durasi sewa. Klien dapat menerima beberapa pesan DHCPOFFER jika ada lebih dari satu server DHCP di jaringan lokal. Oleh karena itu, harus memilih di antara mereka, dan mengirim pesan DHCP request (DHCPREQUEST) yang mengidentifikasi server eksplisit dan penawaran sewa yang diterima klien. Klien juga dapat memilih untuk meminta alamat yang sebelumnya telah dialokasikan oleh server.

e)      File Sharing Services

1.      Protokol Transfer File

FTP adalah protokol lapisan aplikasi yang umum digunakan. FTP dikembangkan untuk memungkinkan transfer data antara klien dan server. Klien FTP adalah aplikasi yang berjalan di komputer yang digunakan untuk mendorong dan menarik data dari server FTP. Untuk berhasil mentransfer data, FTP memerlukan dua koneksi antara klien dan server, satu untuk perintah dan balasan, yang lainnya untuk transfer file yang sebenarnya.

2.      Server Message Block

Server Message Block (SMB) adalah protokol pembagian file klien / server yang menguraikan struktur sumber daya jaringan bersama, seperti direktori, file, printer, dan port serial. Ini adalah protokol request-response. Semua pesan SMB berbagi format umum. Format ini menggunakan header berukuran tetap, diikuti oleh parameter dan komponen data berukuran variabel. Sistem operasi LINUX dan UNIX juga menyediakan metode berbagi sumber daya dengan jaringan Microsoft menggunakan versi SMB yang disebut SAMBA. Sistem operasi Apple Macintosh juga mendukung pembagian sumber daya menggunakan protokol SMB.