FLOW CONTROL PADA DATA LINK CONTROL

FLOW CONTROL  PADA DATA LINK CONTROL

Flow  Control  adalah  teknik  untuk  memastikan  bahwa  entitas  pentransmisi tidak membanjiri entitas penerima dengan data. Entitas penerima biasanya mengalokasikan penyangga data dengan panjang maksimum untuk transfer.Bila data diterima, receiver harus melakukan beberapa kegiatan pengolahan tertentu sebelum menyalurkan  data  ke  software  yang  level-nya  lebih  tinggi.  Bila  tidak  ada  flow control, penyangga receiver akan meluap selagi mengolah data yang lama.

Untuk memulai, kita mengamati mekanisme flow control tanpa ada kesalahan. Model yang akan kita gunakan digambarkan pada gambar 7.1a, yang berupa diagram deretan waktu vertical. Yang memilki kelebihan karena menunjukkan ketergantungan terhadap waktu dan menggambarkan hubungan pengiriman-penerimaan yang benar. Masing-masing anak panah menunjukkan frame tunggal yang membawa data link diantara  dua  stasiun.  Data  dikirim  dalam  deretan  frame,  dimana  masing-masing frame berisikan bagian-bagian dari data serta beberapa kontrol informasi. Waktu yang dipergunakan station untuk memancarkan seluruh bit dari frame ke media disebut waktu transmisi; waktu ini sebanding dengan panjang frame. Waktu perambatan adalah waktu yang diambil bit untuk melintasi jalur diantara sumber dan tujuan. Saat ini, kita mengasumsikan bahwa keseluruhan frame yang ditransmisikan

bisa diterima dengan baik; dalam arti tidak ada frame yang ditransmisikan datang dalam keadaan kesalahan.Selanjutnya, masing-masing frame yang ditransmisikan mengalami beberapa perubahan dan sejumlah perbedaan sebelum mencapai penerima.

Gambar 7.1 Model Transmisi Frame

Stop-and-Wait Flow Control

Bentuk paling sederhana dari flow control, disebut juga dengan stop-and-wait flow control (kontrol flow berhenti-dan-tunggu). Proses kerjanya sebagai berikut: Entitas sumber mentransmisikan frame. Setelah entitas tujuan menerima frame, maka entitas tujuan akan mengirim balasan bahwa frame tersebut baru diterima dan siap untuk menerima frame yang berikutnya. Sumber harus menunggu balasan diterima sebelum  mengirimkan  frame  berikutnya.  Tujuan  dapat  menghentikan  arus  data dengan mudah dengan cara tidak memberi balasan. Prosedur ini bekerja dengan baik dan tentunya, dapat lebih ditingkatkan bila pesan dikirim dengan frame yang lebih sedikit. Namun yang sering terjadi adalah blok data yang dalam jumlah besar akan dipecah-pecah  oleh  sumber  menjadi  blok-blok  yang  lebih  kecil  serta mentransmisikan data dalam beberapa frame. Hal ini dikarenakan karena:

 
         ˆ    Ukuran penyangga receiver terbatas.

ˆ      Blok data dalam jumlah besar dapat menyebabkan transmisi menjadi lebih lama,  akibatnya  dimungkinkan  terjadinya  kesalahan  lebih  besar,  sehingga

1) Pada jalur ujung ke ujung langsung, sejumlah penundaan lebih dipastikan dibanding sebagai variabel.

          Bagaimanapun, protokol data link control juga dapat dipergunakan pada koneksi jaringan, misalnya, jaringan circuit- switched atau ATM, dimana dalam hal ini kasus penundaan merupakan variabel

          mengharuskan dilakukannya transmisi ulang keseluruhan frame. Dengan frame yang lebih kecil, kesalahan bisa terdeteksi lebih cepat, dan data yang harus ditransmisikan ulang juga lebih sedikit.

        Pada media yang dipakai bersama, seperti LAN, biasanya tidak dikehendak satu station menempati media dalam waktu panjang, karena bisa menyebabkan penundaan yang lama pada station-station pengirim lain.

         Dengan  penggunaan  frame  multiple  untuk  sebuah  pesan  tunggal,  prosedur stop-and-wait saja tidak cukup. Inti permasalahannya, karena hanya ada satu frame saja yang dapat dilintaskan dalam watu. Dalam situasi dimana panjang bit dari jalur2) lebih besar dari panjang frame, akan terjadi ketidakefisiensian yang parah. Hal ini diilustrasikan di gambar 7.2.Dalam gambar tersebut, waktu transmisi (waktu yang dipergunakan station untuk mentransmisikan frame) dinormalkan ke satu, dan penundaan perambatan (waktu yang diambil bit untuk melintas dari pengirim ke penerima).Ditunjukkan sebagai variable a. sehingga bila a kurang dari 1, waktu perambatan lebih sedikit disbanding waktu transmisi. 

 

Gambar 7.2 Penggunaan Jalur Stop and Wait (waktu transmisi = 1; waktu perambatan = a)

        

Dalam hal ini, frame cukup panjang sehingga bit pertama dari frame dapat tiba ke tujuan sebelum sumber menyelesaikan transmisi frame. Bila a lebih besar dari 1, maka waktu perambatan lebih besar dari waktu transmisi. Dalam hal ini, pengirim menyelesaikan transmisi semua frame sebelum bit yang utama dari frame tersebut tiba di penerima. Dengan kata lain, nilai-nilai yang lebih besar dari a sesuai dengan rate data yang lebih tinggi dan/atau jarak yang lebih panjang diantara setasiun. Lampiran 7A membahas mengenai a dan kinerja jalur data.

        

2)Panjang bit suatu jalur adalah jumlah bit yang ada pada jalur saat stream bit memenuhi jalur. Secara

matematik, panjang bit = R x (d/V), dimana R = data rate dalam bps, da = jarak jalur dalam meter, dan V =

kecepatan perambatan dalam m/s

 Dua bagian dari 7.2 (a dan b) terdiri dari deretan beberapa proses transmisi sepanjang   waktu.   Dalam   kedua   kasus   tersebut,   keempat   bagian   pertama menunjukkan proses pentransmisian frame yang memuat data, sedangkan bagian terakhir menunjukkan proses kembalinya frame balasan. Perlu dicatat, bila untuk kasis a>1, jalurnya selalu kurang berguna dan bahkan untuk a<1, jalurnya tidak  

digunakan secara efisien.Intinya, untuk rate data dengan pengaplikasian stop-and- wait flow control dimungkinkan terjadinya penggunaan jalur yang tidak efisien.

Flow Control Jendela Penggeseran

Dari yang sudah digambarkan sebegitu jauh, inti permasalahannya adalah tidak hanya satu frame sekaligus yang dapat dikirim. Dalam situasi di mana panjang bit dari jalur yang lebih besar dari panjang frame (a>1), terjadi ketidakefisiensian yang sangat parah.tingkat efisiensi bisa diperoleh dengan cara membiarkan frame multiple diangkut dalam waktu yang sama.

 

Gambar 7.3 Gambaran Jendela Penggeseran 

Mari kita mengamati bagaimana hal ini bisa terjadi untuk dua station, A dan B, yang dihubungkan melalui jalur full duplex. Station mengalokasikan ruang penyangga untuk frame W. Sehingga B dapat menerima frame W, dan A dibiarkan mengirimkan  frame  W  tanpa  menunggu  balasan  apapun.  Untuk  menjaga  jalan dimana frame dibalas, masing-masing diberi nomor. B membalas frame dengan cara mengirim balasan yang memuat urutan nomor frame berikutnya. Balasan ini secara implisit mengumumkan bahwa B dipersiapkan untuk menerima frame-frame W berikutnya,   dimulai   dengan   nomor   yang   ditentukan.Skema   ini   juga   bisa dipergunakan untuk membalas frame-frame multiple.Sebagai contoh, B dapat menerima frame 2, 3, dan 4, namun menahan balasan sampai frame 4 tiba.Kemudian

dengan mengembalikan balasan dengan nomor urut 5, B membalas frame 2, 3 dan 4 sekaligus.A mempertahankan daftar berisikan urutan yang dibiarkan dikirim, sedangkan B mempertahankan daftar ini diibaratkan sebagai jendela frame. Sedangkan operasi ini disebut sliding-window  flow  control (kontrol  arus  jendela penggeseran).

Perlu dibuat beberapa penjelasan tambahan. Karena urutan nomor yang digunakan menempati suatu bidang di dalam frame diperjelas dengan ukurannya yang memiliki batas sendiri. Sebagai contoh, untuk bidang 3-bit, urutan nomornya berkisar dari 0 sampai 7.Jadi, frame-frame yang diberi nomor modulo 8; maksudnya, setelah urutan nomor urut 7, nomor berikutnya adalah 0. Umumnya, untuk bidang k-

bit kisaran urutan nomornya adalah 0 sampai 2k-1, dan frame-nya diberi nomor

modulo 2k.

Gambar  7.3  merupakan  cara  yang  terbaik  untuk  menggambarkan  proses jendela penggeseran. Seandainya dipergunakan urutan nomor 3-bit, sehingga frame tersebut diberi nomor yang berurutan mulai dari 0 sampai 7, lalu nomor yang sama digunakan kembali untuk frame berikutnya. Kotak persegi panjang yang diarsir menunjukkan frame yang dikirim, dalam gambar ini, pengirim mentransmisikan lima frame, dimulai dengan frame 0. Tiap frame dikirim, jendela yang diarsir menjadi menyusut; dan tiap balasan diterima, jendela yang diarsir mengembang. Frame di antara garis vertical dan jendela yang diarsir telah dikirim namun belum dibalas. Sebagaimana yang kita lihat, pengirim harus menahan frame-frame ini bila mereka harus ditransmisikan kembali.

Ukuran  jendela  yang  sebenarnya  tidak  harus  berukuran  maksimum  untuk urutan nomor panjang tertentu.Sebagai contoh, bila menggunakan urutan nomor 3- bit, ukuran jendela sebesar 4 dapat dikonfigurasikan untuk station-station menggunakan protocol kontrol arus jendela penggeseran.

Dalam gambar  7.4  menunjukkan  sebuah  contoh.Dimana  diasumsikan  suatu bidang dengan nomor urut 3-bit serta ukuran jendela maksimum 7 frame.Awalnya, A dan  B  yang  memiliki  jendela  menunjukkan  bahwa A mentransmisikan  7  frame, dimulai dengan frame 0 (F0). Setelah mentransmisikan tiga frame (F0, F1, F2) tanpa balasan, A menyusutkan jendelanya untuk empat frame dan mempertahankan tiruan tiga frame yang ditransmisikan. Jendela menunjukkan bahwa A mentransmisikan empat frame, dimulai dengan frame nomor 3. Kemudian B mentransmisikan RR (Receive Ready) 3, yang maksudnya “Saya sudah menerima semua frame melalui frame nomor 2 dan sekarang saya siap menerima frame nomor 3; kenyataannya, saya dipersiapkan untuk menerima tujuh frame, dimulai dengan frame nomor  3.” Dengan balasan  ini, A mundur  untuk  meminta  ijin  mentransmisikan  tujuh  frame,  masih dimulai dengan frame nomor 3; A juga membuang frame-frame yang disangga yang belum dibalas. A mulai mentransmisikan frame 3, 4, 5 dan 6.B mengembalikan RR 4, yang  dibalas  F3,  dan  membiarkan  transmisi  F4  melalui  contoh  F2  berikutnya. Sampai saat itu RR tersebut mencapai A, yang sudah mentransmisikan F4, F5 dan F6 dan karenanya A hanya akan membuka jendelanya untuk membiarkan pengiriman empat frame yang dimulai dengan F7.

 

Gambar 7.4 Contoh Sebuah Protokol Jendela Penggeseran 

Mekanisme yang digambarkan sedemikian rupa memang menyediakan suatu bentuk kontrol arus. Receiver harus mampu memuat tujuh frame melampaui frame yang  dibalas  terakhir  kali.  Sebagai  besar  protocol  juga  membiarkan  station memotong aliran frame dari sisi yang lain dengan cara mengirimkan pesan Receive Not Ready (RNR), yang membalas frame yang lebih awal namun melarang pengiriman frame selanjutnya. Jadi RNR 5 bisa berarti “Saya sudah menerima semua frame melalui frame nomor 4 namun saya tidak mampu menerima apa apa lagi.” Pada beberapa hal berikutnya, station harus mengirim suatu balasan normal untuk membuka jendela kembali.

Sejauh ini, kita sudah membahas transmisi dalam satu arah saja. Bila dua station melakukan pertukaran data, masing-masing harus mempertahankan dua jendela, satu untuk transmisi dan satunya lagi untuk menerima, serta masing-masing pihak  harus  mengirim  data  dan  membalas  ke  pihak  yang  lain.  Agar  mampu melakukan hal ini, diperlukan bentuk yang biasa disebut piggybacking. Setiap frame data termasuk bagian yang memuat urutan nomor frame tersebut plus bagian yang memuat urutan nomor yang digunakan untuk balasan. Jadi, bila sebuah station tersebut akan mengirimkan keduanya bersama-sama dalam satu frame, sekaligus menyimpan kapasitas komunikasi. Begitu pula, bila sebuah station memiliki sebuah balasan namun tanpa data untuk dikirim, setasiun tersebut akan mengirim sebuah frame acknowledgement yang terpisah, seperti RR atau RNR. Bila station memiliki data untuk dikirim namun tanpa balasan baru untuk dikirim, setasiun tersebut harus

mengulang urutan nomor balasan terakhir yang telah dikirimkannya. Ini disebabkan karena data frame termasuk bagian untuk nomor balasan, serta beberapa nilai harus dimasukkan ke dalam bagian tersebut. Bila station menerima duplikat balasan, maka ia harus mengabaikannya.

Kontrol  arus  jendela  penggeseran  Nampak  jauh  lebih  efisien  disbanding kontrol arus stop-and-wait.Alasannya karena, dengan kontrol arus jendela penggeseran, jalur transmisi diperlaukan sebagai pipa saluran yang bisa terpenuhi dengan  frame-frame  saat  transit.  Sebaliknya,  dengan  kontrol  arus  stop-and-wait, hanya satu frame saja yang berada di dalam pipa sekaligus. Lampiran 7A mennunjukkan peningkatan efisiensi yang dimaksud.