High-Level Data Link Control (HDLC)

A.                High-Level Data Link Control (HDLC)

HDLC ( High level Data Link Control ) adalah protokol untuk digunakan dengan WAN ( Wide Area Networks ) yang secara luas dapat mengatasi kerugian - kerugian yang ada pada protokol - protokol yang berorientasi karaktek seperti Bi-Synch, yaitu yang hanya dapat bekerja secara half-duplex ( pengiriman isyarat dua arah tetapi tidak dalam waktu yang bersamaan ) dan penggunaan karaktek DLE untuk mendapatkan transparansi pesan. Protokol ini dikembangkan oleh International Standards Organization (ISO) dan diterima oleh banyak kalangan, khususnya untuk transfer informasi, dan disingkat dengan HDLC. Protokol HDLC ini merupakan protokol synchronous bit-oriented yang berada pada lapisan data-link (Message packaging) model ISO Open System Interconnection (OSI) untuk komunikasi komputer ke komputer. Di bawah HDLC, pesan dikirimkan dalam unit yang disebut dengan frame, yang masing - masingnya dapat mengandung jumlah data yang variabel, namun harus diatur secara khusus.

Yang paling Penting Protocol data link control adalah HDLC (ISO 3009, ISO 4335). HDLC tidak hanya sudah umum dipergunakan namun juga menjadi asas untuk berbagai protocol data link control terpenting lainnya, yang menggunakan format dan mekanisme yang sama seperti yang digunakan dalam HDLC. Selanjutnya, dalam bagian ini kita menyajikan pembahasan yang lebih mendetail mengenai HDLC.

B.                 Karakteristik-karakteristik Dasar

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

Tiga tipe stasiun yaitu : 

1.                  Stasiun utama (primary station) : mempunyai tanggung jawab untuk mengontrol operasi link. Frame yang dikeluarkan oleh primary disebut commands.

2.                  Stasiun sekunder (secondary station) : beroperasi dibawah kontrol stasiun utama. Frame yang dikeluarkan oleh stasiun-stasiun sekunder disebut responses. Primary mengandung link logika terpisah dengan masing-masing stasiun secondary pada line.

3.                  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 : 

1.                  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 tansmisi full-duplex maupun half -duplex.

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

Tiga mode operasi transfer data, yaitu : 

1.                  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.

2.                  Asynchronous Balanced Mode (ABM) : merupakan balanced configuration. Kombinasi stasiun boleh memulai transmisi tanpa menerima izin dari kombinasi stasiun yang lain.

3.                  Asynchronous Response Mode (ARM) : merupakan unbalanced configuration. Dalam mode ini, secondary boleh memulai transmisi ta npa 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.

C.                Struktur Frame

            HDLC menggunakan transmisi sinkron. Seluruh transmisi dalam bentuk frame, dan sebuah format frame tunggal mencukupi untuk semua pertukaran tipe data dan kontrol. Struktur frame HDLC adalah tanda (flag), alamat, dan kontrol yang mendahului hal-hal yang berkaitan dengan informasi disebut kepala (header). FCS dan field flag yang mengikuti hal-hal yang berkaitan dengan data disebut sebagai trailler. Frame ini mempunyai daerah-daerah: 

1.                  Flag : 8 bit

2.                  Address : satu atau lebih oktaf.

3.                  Control : 8 atau 16 bit.

4.                  Informasi : variabel.

5.                  Frame Check Sequence (FCS) : 16 atau 32 bit.

6.                  Flag : 8 bit

  

Berikut Penjelasannya ;

1.                  Daerah - daerah Flag

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

Apabila pola 01111110 terdapat didalam 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 diperiksa. Jika bit ini ‘0’, maka akan dihapus. Jika bit ke 6 dan ke 7 keduanya adalah ‘1’, stasiun pengirim memberi sinyal suatu kondisi tidak sempurna. 

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

Gambar bit stuffing

2.                  Daerah Address

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

3.                  Daerah Control

HDLC mendefinisikan tiga tipe frame : 

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

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

c.                   Unnumbered frames (U-frames) : melengkapi tambahan fungsi kontrol link.

4.                  Daerah Informasi

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

5.                  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. 

D.                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. Pada gambar dibawah 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 diterima. Dalam. hal ini, B dapat meletakkan frame sesuai pada tempatnya agar bisa dikirim ke software pada lapisan yang lebih tinggi. Selective Reject lebih efisien dibanding 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, transrrdtter juga memerlukan logika yang lebih kompleks agar mampu mengirimkan frame diluar urutan.

Karena komplikasi semacam itu, select-reject ARQ tidak 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, Ialu amati skenario berikut :

1.                  Stasiun A mengirim frame 0 melalui 6 menuju stasiun B

2.                  Stasiun B menerima ketujuh frame dan membalasnya secara komulatif 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.

Masalah pada skenario tersebut, adalah adanya tumpang tindih antara jendela pengiriman dan penerimaan. Untuk mengatasinya, ukuran jendela maksimum harus tidak boleh lebih dari separuh jarak nomor urutan. Pada skenario sebelumnya, seandainya keempat frame  tak terbalas belum diselesaikan, maka tidak akan terjadi kekacauan. Umumnya, untuk bidang bernomor urut k-bit, yang meneyediakan jarak urutan nomor sebesar 2^k, ukuran maksimum jendela dibatasi sampai 2^k-1.