Protokol (Komputer) – Pengertian, Fungsi, Macam Jenis, Susunan, Tipe dan Contoh

Dalam jaringan komputer protokol merupakan aspek mendasar dari komunikasi data untuk menentukan cara memformat, mengirim, dan menerima data. Protokol berfungsi sebagai seperangkat aturan yang menentukan bagaimana data akan dikirim melalui jaringan.

Protokol juga dapat didefinisikan sebagai standar komunikasi yang diikuti oleh dua pihak utama (pengirim dan penerima) dalam jaringan komputer untuk berkomunikasi satu sama lain. Dalam sebuah jaringan, protokol menentukan jenis data apa yang dapat ditransmisikan, perintah apa yang digunakan untuk mengirim dan menerima data, dan bagaimana transfer data dikonfirmasi.

Pengertian Protokol

Dalam sebuah ilmu jaringan komputer pengertian Protokol adalah katalog aturan dan konvensi untuk komunikasi antara berbagai perangkat jaringan. Semua protokol untuk jaringan komputer memanfaatkan teknik packet switching untuk mengirim dan menerima pesan informasi.

Jaringan dapat didefinisikan sebagai sekelompok komputer dan perangkat lain yang terhubung dalam beberapa cara untuk bertukar data. Pada sebuah jaringan sekelompok komputer yang menggunakan protokol komunikasi standar melalui interkoneksi digital memungkinkan untuk saling bertukar informasi.

Protokol jaringan ini mencakup berbagai jenis mekanisme perangkat untuk mengidentifikasi dan membuat koneksi dengan perangkat lain di jaringan serta memformat proses di mana data dikemas menjadi pesan yang kemudian dapat dikirim atau diterima.

Apa Itu Protokol Jaringan ?

Secara umum definisi protokol jaringan merupakan seperangkat aturan yang dibuat untuk menentukan bagaimana data ditransmisikan pada jaringan yang sama antara perangkat yang berbeda. Protokol jaringan memungkinkan perangkat yang terhubung untuk berinteraksi satu sama lain, terlepas dari variasi apa pun dalam proses, struktur, atau konfigurasi internalnya.

Tujuan Protokol Jaringan

Protokol-protokol ini pada dasarnya dirancang untuk tujuan membangun komunikasi jaringan yang efektif dan berkinerja tinggi. Saat ini sudah sekitar ratusan protokol telah diadaptasi ke dalam jaringan. Masing-masing protokol ini dapat dirancang untuk mendukung tujuan dan lingkungan kerja tertentu. Hal tersebut mengapa kita dapat mengatakan bahwa protokol jaringan saat ini sangat adaptif.

Fungsi Protokol

Fungsi utama protokol yaitu sebagai prosedur atau seperangkat aturan untuk mentransmisikan data antar komputer atau perangkat elektronik lainnya yang memungkinkan. Agar komputer dapat bertukar informasi, harus ada kesepakatan yang sudah ada sebelumnya tentang bagaimana informasi akan disusun dan bagaimana masing-masing pihak akan mengirim dan menerimanya.

1. Data Sequencing : terutama mengacu pada memasukan data ke dalam paket-paket yaitu membagi seluruh data menjadi beberapa paket.
2. Data Flow : berkaitan dengan pengiriman data ke tujuan yang benar yaitu memastikan aliran data ditujukan ke target yang valid atau tidak.
3. Data Routing : mengacu pada pemilihan jalur terbaik untuk transmisi data antara pengirim dan penerima karena ada banyak rute dari pengirim ke penerima dan dengan ini maka pengiriman data harus memilih rute terbaik.
4. Encapsulation : mengacu pada proses mengambil satu protokol dan mentransfernya ke beberapa protokol lain. Enkapsulasi berfungsi untuk menambahkan informasi protokol ke data sehingga transmisi data dapat berlangsung dengan cara yang benar
5. Segmentation & Reassembly ​: berkaitan dengan segmentasi pesan data yaitu memasukkan data ke dalam paket ketika data mengalir dari lapisan protokol atas ke bawah, dan reassembly adalah kebalikan dari segmentasi yaitu semua paket tersegmentasi dikumpulkan kembali dalam urutan yang benar di sisi penerima.
6. Connection Control​ : membangun sebuah komunikasi dari transmitter ke receiver dalam mengirim data serta mengakhiri hubungan.
7. Multiplexing : Memungkinkan menggabungkan beberapa sinyal unit transmisi atau saluran protokol tingkat yang lebih tinggi dalam satu unit transmisi dari protokol tingkat yang lebih rendah. Multiplexing bisa terjadi baik ke atas ataupun ke bawah.
8. Ordered Delivery : Protokol memfasilitasi pengiriman data yang dipesan, dengan memberikan nomor urut unik untuk setiap paket data. Hal ini merupakan fungsi pengirim untuk mempertahankan pengiriman yang dipesan. Dengan demikian, penerima akan menerima data dalam urutan yang sama seperti yang dikirim oleh pengirim.
9. Transmission Services : berkaitan dengan prioritas, Kualitas Layanan (QoS), dan keamanan perlindungan paket data.
10. Addressing : terutama berkaitan dengan tingkat pengalamatan, ruang lingkup pengalamatan, pengidentifikasi komunikasi, dan mode pengalamatan.
11. Flow Control : Memfasilitasi untuk membatasi aliran data dan mengatur perjalanan data mulai dari transmitter hingga ke receiver yang dilakukan dengan cara satu-persatu. Pada fungsi ini harus memiliki fitur Stop-And-Wait yang mana masing-masing PDU terlebih dulu harus diakui sebelum melakukan proses pengiriman selanjutnya sehingga penerima mampu untuk mempertahankan kontrol aliran data.
12. Error Control : berkaitan dengan deteksi kesalahan (menggunakan bit checksum) dan kontrolnya. Jika ada kesalahan yang terdeteksi selama transmisi data, permintaan untuk pengiriman ulang data dikirim ke pengirim oleh penerima, dan paket data yang rusak akan dibuang.

Kategori Protokol

1. Protokol Internet

Protokol Internet merupakan protokol jaringan yang paling banyak digunakan hingga saat ini. Karena protokol internet melayani tujuan yang sama, protokol jaringan ini sangat terkait satu sama lain dalam definisi aturan. Yang paling dikenal dari protokol Internet tentu saja Internet Protocol (IP). Namun ada berbagai tingkat protokol yang lebih tinggi seperti HTTP, FTP, UDP dan TCP. Semua protokol ini bersatu dengan IP untuk memenuhi persyaratan tambahan dan memberikan kemampuan tambahan.

Pada saat yang sama, Protokol Internet tingkat yang lebih rendah juga dapat bersatu dengan IP. Beberapa contohnya adalah ARP dan ICMP.

Protokol tingkat yang lebih tinggi terutama berinteraksi dengan aplikasi seperti browser web dan di sisi lain protokol tingkat yang lebih rendah berinteraksi dengan adaptor dan berbagai jenis perangkat keras komputer.

2. Protokol Perutean (Routing)

Protokol routing yang paling umum termasuk EIGRP, BGP dan OSPF. Protokol perutean dirancang khusus untuk melayani tujuan digabungkan dengan router jaringan di Internet. Sehingga dengan ini jaringan internet dapat berjalan dengan lancar.

3. Jaringan Wi-Fi Peer to Peer dan Ad Hoc

Jaringan nirkabel Wi-Fi mendukung apa yang disebut koneksi ad hoc antar perangkat. Jaringan Wi-Fi ad hoc hanya bersifat peer to peer dibandingkan dengan yang mengimplementasikan router nirkabel sebagai perangkat perantara.

Macam Jenis Protokol

Protokol secara luas dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Protokol Standar dan Protokol Kepemilikan. Adapun perbedaan dari 2 macam protokol ini yaitu :

1. Protokol Standar

• Protokol standar adalah protokol yang ditujukan untuk semua perangkat. Tipe protokol ini mendukung banyak perangkat dan bertindak sebagai standar.
• Protokol standar tidak spesifik untuk perusahaan atau organisasi tertentu saja. Protokol ini dikembangkan oleh sekelompok ahli dari organisasi yang berbeda.
• Protokol standar tersedia untuk umum, dan untuk menggunakannya tidak perlu membayarnya.
• Beberapa contoh Protokol Standar adalah FTP, DNS, DHCP, SMTP, TELNET, TFTP, dll.

2. Protokol Kepemilikan​

• Protokol berpemilik dikembangkan oleh organisasi individu untuk perangkat khusus yang mereka buat. Sehingga untuk menggunakannya perlu meminta izin dari organisasi tersebut.
• Tipe protokol ini hanya mendukung perangkat tertentu saja. Protokol ini mungkin tersedia dalam versi berbayar atau juga perlu sebuah izin untuk menggunakannya.
• Beberapa contoh Protokol Proprietary adalah IMessage, Apple Talk, dll.

Tingkatan Protokol

Pada dasarnya ada tiga tingkat protokol, mereka adalah sebagai berikut:

1. Tingkat Perangkat Keras : Pada tingkat ini, protokol memungkinkan perangkat keras untuk terhubung dan berkomunikasi satu sama lain untuk berbagai tujuan.
2. Tingkat Perangkat Lunak : Di tingkat perangkat lunak, protokol memungkinkan perangkat lunak yang berbeda untuk terhubung dan berkomunikasi satu sama lain untuk bekerja secara kolaboratif.
3. Level Aplikasi : Pada level ini, protokol memungkinkan program aplikasi untuk terhubung dan berkomunikasi satu sama lain untuk berbagai tujuan.

Oleh karena itu protokol dapat diimplementasikan pada tingkat perangkat keras, perangkat lunak, dan aplikasi.

Bagaimana Protokol Diimplementasikan ?

Semua sistem operasi modern memiliki daemon, yang sebenarnya merupakan layanan bawaan yang mampu mengimplementasikan dukungan untuk berbagai protokol jaringan. Pada saat yang sama, browser web mendukung software library. Dengan semua protokol tingkat tinggi yang diperlukan maka aplikasi akan berfungsi dengan baik.

Dukungan diimplementasikan secara langsung dalam chip silikon (perangkat keras) untuk peningkatan kinerja ketika protokol tingkat yang lebih rendah diperlukan untuk didukung seperti TCP/IP atau protokol perutean.

Unsur yang Terdapat Dalam Protokol​

Unsur dari protokol menentukan apa yang harus dikomunikasikan, bagaimana dikomunikasikan, dan kapan dikomunikasikan. Terdapat tiga elemen utama protokol yang ada yaitu Sintaks, Semantik dan Waktu. Berikut ini merupakan penjelasan lengkap mengenai ketiga unsur yang terdapat dalam protokol jaringan tersebut.

1. Sintaks

Sintaks mengacu pada struktur atau format data dan level sinyal. Sintaks menunjukkan cara membaca data dalam bentuk bit atau bidang. Unsur ini juga menentukan urutan di mana data disajikan kepada penerima.

Contoh: Sebuah protokol menerima ukuran paket data dalam 16 bit. Dimana, 4 bit pertama adalah alamat pengirim, 4 bit berikutnya adalah alamat penerima, 4 bit berikutnya adalah bit check-sum, dan 4 bit terakhir akan berisi pesan. Jadi, setiap komunikasi yang mengikuti protokol tersebut harus mengirimkan data 16-bit.

2. Semantik

Semantik mengacu pada interpretasi atau makna setiap bagian bit atau bidang dan menetapkan bidang mana untuk menentukan suatu tindakan. Semantik mendefinisikan bagaimana bagian tertentu dari bit atau pola dapat ditafsirkan, dan tindakan apa yang perlu diambil. Hal ini mencakup informasi kontrol untuk koordinasi dan penanganan kesalahan.

Contoh: Semantik menginterpretasikan apakah bit alamat mengidentifikasi rute yang akan diambil atau tujuan akhir dari pesan atau sesuatu yang lain.

3. Timing

Timing mengacu pada dua karakteristik: kapan data harus dikirim? apa yang akan menjadi kecepatan mengirim dan menerima data? Pada unsur ini akan dilakukan pencocokan kecepatan, pengurutan, dan kontrol aliran item data.

Contoh: Pengirim dapat mengirim data pada kecepatan 100 Mbps, tetapi penerima hanya dapat menerimannya pada kecepatan 20 Mbps, maka mungkin bisa terjadi kehilangan data. Jadi, sinkronisasi yang tepat harus ada antara pengirim dan penerima.

Susunan Protokol

Open System Interconnection (OSI) menjelaskan tujuh lapisan yang digunakan sistem komputer untuk berkomunikasi melalui jaringan. Model OSI merupakan standar pertama untuk komunikasi jaringan, diadopsi oleh semua perusahaan komputer dan telekomunikasi besar pada awal 1980-an.

Internet modern tidak didasarkan pada OSI, tetapi pada model TCP/IP yang lebih sederhana. Model 7-layer OSI digunakan untuk membantu memvisualisasikan dan mengkomunikasikan bagaimana jaringan beroperasi, membantu mengisolasi dan memecahkan masalah jaringan.

OSI diperkenalkan pada tahun 1983 oleh perwakilan dari perusahaan komputer dan telekomunikasi besar, dan diadopsi oleh ISO (International Organization for Standardization) sebagai standar internasional pada tahun 1984.

OSI Layer

Berikut ini akan dijelaskan lapisan OSI dari atas ke bawah mulai lapisan aplikasi yang secara langsung melayani interaksi dengan pengguna akhir, hingga ke lapisan fisik.

7. Application Layer

Lapisan aplikasi atau Application Layer digunakan oleh perangkat lunak seperti browser web dan aplikasi email di komputer. Pada bagian ini protokol memungkinkan perangkat lunak untuk mengirim dan menerima informasi serta menyajikan data yang penting kepada pengguna. Beberapa contoh protokol lapisan aplikasi adalah File Transfer Protocol (FTP), Hypertext Transfer Protocol (HTTP), Domain Name System (DNS), Post Office Protocol (POP) dan Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).

6. Presentation Layer

Lapisan presentasi berfungsi menyiapkan data untuk Application Layer. Presentation Layer mendefinisikan bagaimana dua perangkat harus menyandikan, mengenkripsi, dan mengompresi data sehingga diterima dengan benar di ujung yang lain. Presentation Layer mengambil data yang dikirimkan oleh lapisan aplikasi dan mempersiapkannya untuk transmisi melalui lapisan sesi.

5. Session Layer

Lapisan sesi membuat saluran komunikasi yang disebut Session antar perangkat. Session Layer bertanggung jawab untuk membuka sesi, memastikan sesi tetap terbuka dan berfungsi saat data sedang ditransfer, dan menutupnya saat komunikasi berakhir. Lapisan sesi juga dapat mengatur cek poin selama transfer data—jika sesi terganggu, perangkat dapat melanjutkan transfer data dari cek poin terakhir.

4. Transport Layer

Lapisan transport mengambil data yang ditransfer di lapisan sesi dan memecahnya menjadi “segmen” di ujung transmisi. Layer ini bertanggung jawab untuk merakit kembali segmen di ujung penerima, mengubahnya kembali menjadi data yang dapat digunakan oleh lapisan sesi. Transport layer melakukan flow control, mengirimkan data dengan kecepatan yang sesuai dengan kecepatan koneksi perangkat penerima, dan error control, memeriksa apakah data yang diterima salah dan jika data salah maka akan memintanya kembali.

3. Network Layer

Lapisan jaringan memiliki dua fungsi utama. Salah satunya yaitu memecah segmen menjadi paket jaringan, dan memasang kembali paket di sisi penerima. Fungsi lainnya yaitu merutekan paket dengan menemukan jalur terbaik melintasi jaringan fisik. Network Layer menggunakan alamat jaringan (biasanya alamat Internet Protokol) untuk merutekan paket ke node tujuan.

2. Data Link Layer

Lapisan data link membuat dan mengakhiri koneksi antara dua node yang terhubung secara fisik pada jaringan. Pada lapisan ini paket dipecah menjadi frames dan mengirimkannya dari sumber ke tujuan. Lapisan ini terdiri dari dua bagian—Logical Link Control (LLC), yang mengidentifikasi protokol jaringan, melakukan pemeriksaan kesalahan dan menyinkronkan frame, serta Media Access Control (MAC) yang menggunakan alamat MAC untuk menghubungkan perangkat dan menentukan izin untuk mengirim dan menerima data.

1. Physical Layer

Lapisan fisik bertanggung jawab atas kabel fisik atau koneksi nirkabel antara node jaringan. Lapisan ini mendefinisikan konektor, kabel listrik atau teknologi nirkabel yang menghubungkan perangkat, dan bertanggung jawab untuk transmisi data mentah, yang hanya serangkaian 0 dan 1, sambil menjaga kontrol bit rate.

Cara Kerja Protokol Sederhana

Penjelasan Teknis Cara Kerja Protokol Singkat

Model Open System Interconnection (OSI) menjelaskan tujuh lapisan yang digunakan sistem komputer untuk berkomunikasi melalui jaringan. Setiap lapisan mewakili kategori fungsi jaringan yang berbeda.

Fungsi jaringan ini dimungkinkan oleh protokol. Misalnya, dengan menunjukkan dari mana paket data berasal dan tujuannya, Internet Protocol (IP) bertanggung jawab untuk merutekan data. Internet Protocol memungkinkan untuk komunikasi jaringan-ke-jaringan. Dengan demikian, IP termasuk dalam kategori Network Layer.

Transmission Control Protocol (TCP) memastikan bahwa pengangkutan paket data melalui jaringan berjalan lancar. Dengan demikian, TCP termasuk dalam protokol Transport Layer (lapisan 4).

Catatan: Paket adalah segmen kecil dari informasi besar. Data yang ditransmisikan melalui jaringan mesin, seperti Internet, dibagi menjadi beberapa paket. Komputer atau sistem yang mengumpulkannya kemudian menggabungkan kembali paket-paket ini.

Contoh Cara Kerja Protokol Dalam Kehidupan Sehari hari

Pada konteks bisnis, seorang karyawan mungkin menggunakan protokol jaringan saat mengirim email ke rekan kerja. Setelah menyusun email dan mengirimkannya, serangkaian protokol memulai proses enkripsi pesan ke dalam data kode, menafsirkan alamat digital penerima, merencanakan rute pengiriman yang meminimalkan potensi gangguan, kesalahan atau penundaan dan mengirim pesan melalui jaringan.

Saat pesan tiba di perangkat penerima, lebih banyak protokol bekerja untuk memecahkan kode data, mengurutkannya ke dalam kotak masuk penerima dan menghasilkan pemberitahuan untuk memperingatkan penerima tentang kedatangan email melalui nontifikasi aplikasi email yang digunakan.

Dalam proses ini dapat dilihat bahwa protokol mengambil proses yang kompleks seperti mengirim email dan membaginya menjadi serangkaian tugas tersendiri. Selain itu protokol juga dapat melakukan fungsi penting lainnya seperti memastikan bahwa perangkat terhubung dengan aman ke jaringan dan mendeteksi kesalahan jaringan. Ada ratusan protokol unik yang masing-masing melayani fungsi tertentu, dan berbagai jenis jaringan dapat menggunakan set protokol yang berbeda untuk melakukan tugas khusus.

Tipe dan Contoh Protokol

Berikut ini merupakan beberapa klasifikasi umum dari protokol jaringan dengan masing-masing contohnya :

1. Protokol Komunikasi Jaringan

Protokol komunikasi jaringan memungkinkan transfer data dasar antar perangkat jaringan. Protokol-protokol ini dapat mengomunikasikan file berbasis teks antar komputer atau melalui internet. Protokol tipe ini juga dapat membangun komunikasi antara router dan perangkat eksternal atau yang terhubung dalam jaringan. Contoh protokol komunikasi jaringan meliputi :

• Bluetooth : Protokol Bluetooth dapat menghubungkan perangkat dengan berbagai fungsi seperti laptop, ponsel, kamera, printer, dan gadget lainnya.
• FTP (File Transfer Protocol): Protokol FTP memungkinkan perangkat untuk berbagi file antar host. Protokol ini memungkinkan perangkat untuk berbagi file dengan ukuran penyimpanan yang besar, mampu melanjutkan berbagi file bahkan setelah gangguan, memulihkan file yang hilang, dan menjadwalkan transfer file.
• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Protokol ini menyediakan pengiriman yang efektif ke aplikasi dan memastikan bahwa pesan tiba di lokasi yang benar, tepat waktu dan tanpa duplikasi.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Sebuah protokol yang digunakan untuk sistem informasi hypermedia terdistribusi dan kolaboratif yang memungkinkan untuk berbagi data seperti konten file teks, gambar dan video melalui internet.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): SMTP mentransfer email antar perangkat dan memberi tahu pengguna tentang pesan elektronik yang masuk.

2. Protokol Keamanan Jaringan

Protokol tipe ini memastikan bahwa data yang dikirimkan melalui jaringan tetap aman. Difungsikan untuk mencegah pengguna yang tidak sah mengakses informasi dengan memasukkan kata sandi, sistem otentikasi, atau enkripsi data. Enkripsi adalah proses yang mengubah teks biasa atau standar menjadi bentuk kode sehingga pengguna yang tidak berwenang tidak dapat membacanya. Protokol keamanan jaringan meliputi :

• HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure): Protokol ini bekerja mirip dengan HTTP tetapi menggunakan enkripsi untuk memastikan komunikasi data yang aman melalui jaringan seperti internet.
• SSL/TLS (Secure Socket Layer/Transport Layer security): Protokol SSL dan TLS juga menggunakan enkripsi untuk mengamankan informasi yang ditransfer antara dua sistem dalam jaringan. TLS adalah versi terbaru dari protokol ini, meskipun beberapa perusahaan atau individu mungkin masih menggunakan istilah “SSL” untuk merujuk pada jenis protokol ini.
• SSH (Secured Shell): Protokol SSH menyediakan koneksi aman ke jaringan dan merupakan metode utama untuk mengelola perangkat jaringan pada tingkat perintah, yang merupakan tingkat di mana pengguna dapat mengontrol sistem operasi komputer.
• SFTP (Secure File Transfer Protocol): SFTP memungkinkan akses, transfer, dan manajemen file yang aman melalui jaringan.

3. Protokol Manajemen Jaringan

Protokol manajemen jaringan mendefinisikan prosedur yang digunakan untuk mengoperasikan jaringan. Tipe protokol ini termasuk bagaimana jaringan berfungsi dan persyaratan pemeliharaannya. Protokol manajemen berlaku untuk semua perangkat dalam jaringan, termasuk router, server, dan komputer. Protokol manajemen mengoordinasikan operasi di antara semua perangkat.

Protokol manajemen jaringan penting untuk menjaga stabilitas koneksi antar perangkat dalam jaringan dan koneksi perangkat individual ke jaringan. Seorang pengguna dapat menerapkan protokol jaringan untuk memecahkan masalah dengan konektivitas. Jenis protokol manajemen jaringan meliputi :

• SNMP (Simple Network Management Protocol): SNMP memungkinkan administrator jaringan untuk mengevaluasi kinerja jaringan, mengidentifikasi kesalahan jaringan, dan memecahkan masalah.
• ICMP (Internet Control Message Protocol): Protokol ini dapat mengirim pesan kesalahan dan informasi tentang operasi perangkat atau jaringan. Protokol ICMP dapat menunjukan kesalahan dan juga membantu tugas pemecahan masalah.
• Telnet : Telnet bekerja mirip dengan SSH. Protokol ini merupakan metode untuk mengelola perangkat di tingkat perintah, tetapi tidak seperti SSH, SSH tidak menyediakan koneksi aman ke jaringan.