PENGONTROLAN KESALAHAN PADA DATA LINK CONTROL

PENGONTROLAN KESALAHAN PADA DATA LINK CONTROL

Pengontrolan  kesalahan  berkaitan  dengan   mekanisme  untuk mendeteksi  dan  memperbaiki  kesalahan  yang   terjadi   pada   pentransian frame.  Model  yang akan kita gunakan,  yang juga mencakup kasus khusus, diilustrasikan dalam  gambar  7.1b.  Sebagaimana sebelumnya, data  dikirim sebagai  deretan  frame;  frame  tiba  sesuai  dengan  perintah  yang  sama  saat dikirim;  dan masing-masing frame  yang  ditransmisikan mengalami perubahan dan sejumlah  variabel  penundaan sebelumn mencapai penerima. Selain itu, kita mengakui kemungkinan adanya dua jenis kesalahan, yakni :

ˆ Hilangnya  frame  :  frame  gagal  mencapai sisi  yan  lain.  Sebagai contoh,  derau  yang  kuat  bisa  merusak  frame  sampai  pada  tingkat dimana   receiver   tidak   menyadari  bahwa   frame   sudah ditransmisikan.

ˆ Kerusakan frame  :frame  yang  diakui  telah  tiba,  namun  beberapa

bit mengalami kesalahan (sudah berubah  selama transmisi).

ˆ Teknik  yang  paling  umum  untuk  mengontrol kesalahan didasarkan atas beberapa  atau seluruh  unsur berikut  ini:

ˆ Pendeteksian kesalahan :sama  dengan  yang  dibahas  pada  bagian

sebelumnya.

ˆ Balasan  positif  :tujuan  mengembalikan balasan  positif  untuk frame bebas-kesalahan yang diterima  dengan  baik.

ˆ Retransmisi    setelah     waktunya    habis     :sumber     melakukan

retransmisi frame yang belum dibalas setelah  beberapa  saat tertentu.

ˆ Balasan  negatif  dan  retransmisi :tujuan  mengembalikan balasan negatif  kepada  frame  yang dideteksi  mengalami kesalahan. Sumber melakukan retransmisi terhadap  frame semacam  itu.

Secara    bersama-sama,   mekanisme   ini    semua    disebut    sebagai Automatic Repeat  Request  (ARQ);  efek  ARQ  ini  adalah  mengubah jalur data yang tidak andal menjadi andal. Tiga versi ARQ yang sudah distandarisasikan adalah :

ˆ Stop-and-wait ARQ

ˆ Go-back-N ARQ

ˆ Selective-reject ARQ

Semua  bentuk  ini didasarkan atas penggunaan teknik  control  arus yang dibahas  di bagian 7.1. kita mengamati masing-masing bergiliran.

Stop-and-Wait ARQ

Stop-and-Wait ARQ  didasarkan atas teknik  control  arus  stop-and-wait yang   diuraikan  sebelumnya.  Station   sumber   mentransmisikan  sebuah frame  tunggal  dan  kemudian harus  menunggu balasna  (ACK):  Tidak  ada data  frame   yang   dikirim   sampai   jawaban   dari  setasiun   tujuan   tiba  di setasiun  sumber.

Ada dua jenis kesalahan yang dapat  terjadi.Pertama, frame  yang  tiba di   tujuan   bisa   mengalami  kerusakan.Receiver,  mendeteksi  kerusakan tersebut    dengan    menggunakan   teknik    pendeteksian   kesalahan   yang berkaitan dengan pembuangan frame lebih awal. Untuk menghitung kemungkinan  ini,  station     sumber   dilengkapi  dengan   sebuah   pencatat waktu.  Setelah  frame  ditransmisikan, setasiun  sumber  menunggu balasn. Bila   tidak   ada   balasn   yang   diterima   sampai   waktu   yang   ditentukan pencatat  waktu  habis,  kemudian dikirimkan frame  yang  sama.  Perhatikan bahwa metode  ini mengharuskan transmitter mempertahankan tiruan frame yang ditransmisikan sampai balasan  diterima  oleh frame tersebut.

Jenis  kesalahan yang  kedua  adalah  kerusakan pada  balasan.Amati situasi   berikut.   Station   A  mengirim  sebuah   frame.   Frame   ini  diterima dengan  baik  oleh  station  B,  yang  meresponnya dengan  member  balasan (ACK).  ACK  mengalami kerusakan saat singgah  dan tidak  diakui  oleh A, yang karenanya keluar  dari jalur waktu  dan kembali  mengirim frame  yang

sama.   Duplikat   frame   ini  tiba  dan  diterima   oleh  B.  Dengan   begitu   B menerima dua  duplikat  frame  yang  sama  seolah-olah keduanya terpisah. Untuk  mengatasi problem  ini,  frame  bergantian diberi  label  0 atau  1,dan balasan  positifnya dalam  bentuk  ACK0  dan ACK1.  Sesuai  dengan  aturan jendela  pergeseran, ACK0  membalas penerimaan frame  bernomor 1 dan menunjukkan bahwa receiver  siap untuk frame bernomor 0.

Gambar  7.8 memberi  contoh penggunaan ARQ stop-and-wait, menunjukkan transmisi     deretan  frame  dari  sumbe  A  menuju  tujuan  B. gambar  tersebut  juga  menunjukkan kedua  jenis  kesalahan yang  baru  saja digambarkan. Frameketiga yang  ditransmisikan oleh  A hilang  atau  rusak dan  karenanya tidak  ada  ACK  yang  dikembalikan oleh  B. A mengalami time out dan kembali  mentransmisikan frame yang sama. Saat B menerima dua  frame  dalam  sebuah  barisan  dengan  label  yang  sama,  B membuang frame   kedua   namun   mengirimkan  ACK0   kembali   ke   masing-masing station.

Kelebihan utama ARQ stop-and-wait adalah kesederhanaannya.Sedangkan kekurangan utamanya, seperti  yang  dibahas

7.1, karena ARQ stop-and-wait ini merupakan mekanisme yang tidak efisien.Oleh karena itu teknik control  arus jendela pergeseran dapat diadaptasikan  agar  diperoleh  penggunaan  jalur  yang  lebih  efisien   lagi; dalam   konteks    ini,   kadang-kadang  disebut   juga   dengan    ARQ   yang kontinyu.

  

Go-back-N ARQ

Bentuk  pengkontrolan kesalahan didasarkan atas teknik  control  arus jendela    penggeseran   yang    biasa    disebut    juga    dengan    Go-back-N ARQ.Dalam  metode   ini,   station   bisa   mengirim  deretan   frame   yang diurutkan berdasarkan suatu  modulo  bilangan.  Jumlah  frame  balasan  yang ditentukan oleh  ukuran  jendela,  menggunakan teknik  control  arus  jendela penggeseran.  Bila   tidak   terjadi   suatu   kesalahan,  station   tujuan   akan membalas  (RR=Receive Ready,   atau  piggybacked  balasan)   frame  yang datang  seperti  biasa.  Bila  station  tujuan  mendeteksi suatu  kesalahan pada sebuah  frame,  station  tujuan  mengirim balasan  negatif  (REJ=reject) untuk frame  tersebut.  Station  tujuan  kemudian membuang frame  itu dan  semua frame-frame yang nantinya  akan datang sampai frame yang mengalami kesalahan diterima  dengan  benar. Jadi, station  sumber,  bila menerima REJ, harus  melakukan retransmisi terhadap   frame  yang  mengalami kesalahan tersebut  plus semua frame pengganti yang ditransmisikan sementara.

Pertimbangkan  bahwa   station   A   mengirim  frame   ke   station   B. Setelah  setiap  transmisi dilakukan, A  menyusun pencatat  waktu  balasan untuk frame yang baru saja ditransmisi. Anggap  saja bahwa  B sebelumnya berhasil  menerima frame  (i - 1) dan A baru saja mentransmisikan frame  i. teknik  go-back-N mempertimbangkan kemungkinan-kemungkinan berikut ini:

1.       Rusaknya  frame:   bila  frame  yang  diterima   invalid   (misalnya,  B mendeteksi   adanya    kesalahan),   B   membuang   frame   dan   tidak melakukan tindakan  apa-apa.  Dalam  dalam  hal ini ada dua subkasus, yakni:

a.        Dalam    periode    waktu    yang    memungkinkan,   A    berturut-turut mengirim frame  (i + 1). B menerima frame  (i + 1) yang  tidak  beres den mengirim REJ  i. A harus  melakukan transmisi terhadap  frame  I dan semua frame urutannya.

b.       A tidak  segera  mengirim frame-frame tembahan. B tidak  menerima apa-apa  serta tidak mengembalikan RR maupun  REJ. Bila pewaktu  A habis,  A mentransmisikan frame  RR  yang  memuat  bit yang  disebut drngan  bit P, yang  disusun  berdasarkan 1. B menerjemahkan frame RR dengan  bit P dari 1 sebagai  perintah  yang  harus  dijawab  dengan jalan  mengirimkan PR,  menunjukkan frame  berikutnya yang diharapkan, yang  berupa  frame  i. Bila  A menerima RR,  ia kembali mentransmisikan frami.

 

Gambar 7.8 Stop and Wait Arq

2.      Rusaknya RR.Terdapat dua subkasus:

a.        B  menerima frame  I  dan  mengirim RR  (i  +  1),  yang  hilang  saat singgah.  Karena  balasannya kumlatif  (misalnya, RR 6 berarti  semua frame   sampai   5   dibalas),    kemungkinan  A   akan   menerima  RR urutannya sampai  frame  berikutnya dan  akan  tiba  sebelum  pewaktu yang dihubungkan dengan  frame i berakhir.

b.       Bila   pencatat   waktu   A   habis,   A   mentransmisikan  perintah   RR sebagaimana dalam  kasus 1b diatas.  A menyusun pewaktu  yang lain, yang  disebut  pewaktu   P-bit.  Bila  B  gagal  merespons perintah  RR, atau  bila  responsnya rusak,  maka  pewaktu   P-bit  A  akan  berakhir. Dalam   hal  ini,  A  akan   kembali   berusaha   dengan   cara   membuat perintah    R   yang   baru   dan   kembali    mengulang  pewaktu    P-bit. Prosedur    ini   diusahakan  untuk   sejumlah    iterasi.    Bila   A   gagal memperoleh balasan  setelah  beberapa  upaya maksimum dilakukan. A kembali  mengulangi prosedur  yang sama.

3.      Rusaknya REJ. Bila REJ hilang,  sama dengan  kasus 1b.

Gambar 7.9a adalah contoh aliran frame untuk go-back N ARQ. Karena adanya penundaan perambatan pada jalur, dari saat itu dimana balasan (baik positif maupun negatif) tiba kembali di station pengiriman, sedikitnya telah dikirim satu frame tambahan di luar frame yang sedang dibalas.Dalam contoh ini, frame 4 mengalami kerusakan. Frame 5 dan 6 diterima tidak sesuai yang diperintahkan dan dibuang oleh B. Saat frame 5 tiba, B segera mengirim REJ 4. Saat REJ untuk frame 4 diterima, tidak hanya frame 4 saja namun juga frame 5 dan 6 yang harus ditransmiskan kembali. Perlu dicatat bahwa transmitter harus menjaga tiruan semua frame yang tidak dibalas.

Pada bagian 7.1, kita sebutkan bahwa untuk bidang bernomor urut k-bit, yang menyediakan jarak bernomor urut 2k, ukuran window maksimum dibatasi sampai 2k  – 1. Ini harus dilakukan dengan cara dilakukannya interaksi antar pengontrolan kesalahan dan balasan. Amati, bila data sedang dipindahkan ke dua arah,  station  B  harus  mengirimkan  balasan  piggybacked  ke  frame  yang  dari

station A di dalam frame data yang sedang ditransmisikan oleh B. Bahkan bila balasannya  sudah  dikirim.  Sebagaiman  yang  telah  kita  sebutkan  tadi, hal  ini karena B harus menempatkan beberapa nomor pada bidang di dalam balasan data framenya. Seperti yang nampak pada contoh, diasumsikan nomor urut 3-bit (jarak urutan nomor=8). Anggap saja sebuah station mengirim frame 0 dan menerima kembali RR1 dan kemudian mengirim frame 1,2,3,4,5,6,7,0 dan menerima RR

1yang lain. Ini berarti bahwa kedelapan frame sudah diterima dengan benar dan RR1 merupakan balasan kumulatif. Juga bisa berarti bahwa kedelapan frame rusak atau hilang saat transit, dan station penerima mengulangi RR1 sebelumnya. Problem seperti ini bisa dihindari bila ukuran jendela maksimum dibatasi sampai

7(23–1).

Selective-Reject ARQ

Dengan selective-reject ARQ frame-frame yang hanya diretransmisikan adalah frame-frame yang menerima balasan negatif, dalam hal ini disebut SREJ atau frame-frame yang waktunya sudah habis.Gambar 7.9b menyajikan ilustrasi

skema ini. Bila frame 5 diterima rusak, B mengirim SREJ 4, yang berarti frame 4 tidak diterima. Selanjutnya, B berlanjut dengan menerima frame-frame yang datang dan menahan mereka sampai frame 4 yang valid diteima.Dalam hal ini, B dapat meletakkan frame sesuai pada tempatnya agar bisa dikirim ke software pada lapisan yang lebih tinggi.

Selective reject lebih efisien disbanding go-back-N, karena selective reject meminimalkan jumlah retransmisi. Dengan kata lain, receiver harus mempertahankan penyangga sebesar mungkin untuk menyimpan tempat bagi frame SREJ sampai frame yang rusak diretransmisi, serta harus memuat logika untuk diselipkan kembali frame tersebut pada urutan yang tepat. Selain itu, transmitter juga memerlukan logika yang lebih kompleks agar mampu mengirimkan frame diluar urutan. Karena kompilasi semacam itu, select-reject ARQ tiddak terlalu banyak dipergunakan dibanding go-back N ARQ.

Batas ukuran jendela lebih terbatas untuk selective-reject daripada go-back- N.amati kasus ukuran nomor urut 3-bit untuk selective reject. Dengan ukuran jendela sebesar tujuh, lalu amati skenario berikut [TANE96]:

         1.   Station A mengirim frame 0 melalui 6 menuju station B.

2.   Station B menerima ke tujuh frame dan membalasnya secara kumulatif dengan RR7. 

3.   Karena adanya derau besar, RR7

menghilang.

4.   Waktu habis dan mentransmisikan frame 0 kembali.

         5.   B memajukan jendela penerimanya agar menerima frame 7,0,1,2,3,4, dan        5. Jadi diasumsikan bahwa frame 7 sudah hilang dan berarti pula ini merupakan frame 0 yang baru diterimanya. 

 

 

Gambar 7.9 Protokol  jendela Pergeseran ARQ

 

Problem  pada  skenario  tersebut  adalah  adanya  tum[ang  tindih  antara jendela pengiriman dan penerimaan. Untuk mengatasinya, ukuran jendela maksimum  harus  tidak  boleh  lebih  dari  separuh  jarak  nomor  urutan.  Pada skenario sbelumnya, seandainya keempat frame tak terbalas belum diselesaikan, maka tidak akan terjadi kekacauan. Umumnya, untuk bidang bernomor urut k-bit,

yang menyediakan jarak urutan nomor sebesar 2k, ukuran maksimum jendela

dibatasi sampai 2k-1.