Sistem Terdistribusi - Tcp Ip

Komunikasi (TCP/IP, Remote Procedure Call) Oleh: Djoko Tri W (18109011) Tresna (18109036) Ali (

)

Mata kuliah Sistem Terdistribusi

Pengertian sederhana dari komunikasi adalah hubungan antara dua atau lebih sumber. Dalam sistem terdistribusi komunikasi dapat diartikan sebagai jalinan hubungan antara sistem satu dengan dua atau lebih sistem lainnya atau hubungan antar sistem melalui suatu perangkat dan metode. Dalam contoh sistem terdistribusi komunikasi dapat diimplementasikan oleh beberapa metode atau media, diantaranya protokol dan RPC. Protokol Protokol adalah sebuah aturan atau standar yang mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik komputer. Protokol dapat diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak atau kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras. Dahulu, komunikasi antar komputer dari vendor yang berbeda adalah sangat sulit dilakukan, karena mereka mengunakan protokol dan format data yang berbeda-beda. Sehingga International Standards Organization (ISO) membuat suatu arsitektur komunikasi yang dikenal sebagai Open System Interconnection (OSI), model yang mendefinisikan standar untuk menghubungkan komputer-komputer dari vendor-vendor yang berbeda. Model-OSI tersebut terbagi atas 7 layer, yaitu: Physical Layer, Data Link, Network, Transport, Session, dan Application. Saat ini telah ada protocol yang universal dan banyak digunakan dibandingkan protocol TCP/IP (Transfer Control Protocol / internet Protocol). TCP/IP diadopsi sebagai standar yang digunakan di seluruh dunia dalam komunikasi Internet. Adapun layer yang tersedia pada protokol TCP/IP, yaitu: Network Access, Internet, Transport, Application. Perbandingan secara umum antara protokol TCP/IP dan OSI, diantaranya:

– Pada TCP/IP, kontrol reliabilty dikonsentrasikan pada layer Transport. Layer Transport menangani semua kesalahan yang terdeteksi dan memulihkannya. Layer Transport TCP/IP menggunakan checsum, acknowledgment, dan timeout untuk mengontrol transmisi dan menyediakan verifikasi end-to-end.

– Sebuah standard yang diadopsi seluruh dunia (Internet) – Protocol ada dulu, model TCP/IP menyesuaikan dengan protocol yang ada. – Sebagai standard yang terkenal untuk internetworking karena:

1

•

Relatif sederhana dan tahan banting daripada OSI

•

Tersedia secara gratis pada setiap hardware dan platform sistem operasi

•

Digunakan pada internet

– OSI Jarang diimplementasikan (kompleks, mahal), lebih cenderung digunakan sebagai bahan pelajaran

– OSI ada, baru protocol ada sehingga protocol di OSI dapat dengan mudah diganti ketika teknologi juga berganti. Berikut layer yang terdapat pada protokol OSI:

Layer-layer tersebut disusun sedemikian sehingga perubahan pada satu layer tidak membutuhkan perubahan pada layer lain. Layer teratas (5, 6 and 7) adalah lebih cerdas dibandingkan dengan layer yang lebih rendah; Layer Application dapat menangani protocol dan format data yang sama yang digunakan oleh layer lain, dan seterusnya. Jadi terdapat perbedaan yang besar antara layer Physical dan layer Aplication. Suatu permintaan, dihasilkan dari atas (contohnya Application Layer) diteruskan keenam layer di bawahnya yang setiap layer memiliki tugasnya masing-masing. 1. Physical Layer Ini adalah layer yang paling sederhana berkaitan dengan electrical (dan optical) koneksi antar peralatan. Data biner dikodekan dalam bentuk yang dapat ditransmisi melalui media jaringan, sebagai contoh kabel, transceiver dan konektor yang berkaitan dengan layer Physical. Peralatan seperti repeater, hub dan network card adalah berada pada layer ini.

2

2. Data-link Layer Layer ini sedikit lebih "cerdas" dibandingkan dengan layer physical, karena menyediakan transfer data yang lebih nyata. Sebagai penghubung antara media network dan layer protocol yang lebih high-level, layer data link bertanggung-jawab pada paket akhir dari data binari yang berasal dari level yang lebih tinggi ke paket diskrit sebelum ke layer physical. Akan mengirimkan frame (blok dari data) melalui suatu network. Ethernet (802.2 & 802.3), Tokenbus (802.4) dan Tokenring (802.5) adalah protocol pada layer Data-link. 3. Network Layer Tugas utama dari layer network adalah menyediakan fungsi routing sehingga paket dapat dikirim keluar dari segment network lokal ke suatu tujuan yang berada pada suatu network lain. IP, Internet Protocol, umumnya digunakan untuk tugas ini. Protocol lainnya seperti IPX, Internet Packet eXchange. Perusahaan Novell telah memprogram protokol menjadi beberapa, seperti SPX (Sequence Packet Exchange) & NCP (Netware Core Protocol). Protokol ini telah dimasukkan ke sistem operasi Netware. Beberaoa fungsi yang mungkin dilakukan oleh Layer Network:

•

Membagi aliran data biner ke paket diskrit dengan panjang tertentu

•

Mendeteksi Error

•

Memperbaiki error dengan mengirim ulang paket yang rusak

•

Mengendalikan aliran

4. Transport Layer Layer transport data, menggunakan protocol seperti UDP, TCP dan/atau SPX (Sequence Packet eXchange, yang satu ini digunakan oleh NetWare, tetapi khusus untuk koneksi berorientasi IPX). Layer transport adalah pusat dari mode-OSI. Layer ini menyediakan transfer yang reliable dan transparan antara kedua titik akhir, layer ini juga menyediakan multiplexing, kendali aliran dan pemeriksaan error serta memperbaikinya. Fungsi layer ini adalah menyediakan transfer data yang transparan dari sumber ke tujuannya. Transport bertanggung jawab untuk menciptakan dan memelihara end-to-end koneksi, memastikan bahwa bit-bit yang diterima adalah sama dengan bit- bit yang dikirimkan dengan urutan yang sama dan tanpa modifikasi, hilang atau duplikasi. Fungsi layer Transport pada TCP/IP yaitu Mendefinisikan dua protocol standard, yaitu TCP and UDP,

TCP mengimplementasikan protocol data-stream yang reliable connection oriented, UDP mengimplementasikan protocol data-stream yang unreliable connectionless

5. Session Layer Layer Session, sesuai dengan namanya, sering disalah artikan sebagai prosedur logon pada network dan berkaitan dengan keamanan. Layer ini menyediakan layanan ke dua layer diatasnya, Melakukan koordinasi komunikasi antara entiti layer yang diwakilinya. Beberapa protocol pada layer

3

ini: NETBIOS: suatu session interface dan protocol, dikembangkan oleh IBM, yang menyediakan layanan ke layer presentation dan layer application. NETBEUI, (NETBIOS Extended User Interface), suatu pengembangan dari NETBIOS yang digunakan

pada produk Microsoft networking, seperti

Windows NT dan LAN Manager. ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol). PAP (Printer Access Protocol), yang terdapat pada printer Postscript untuk akses pada jaringan AppleTalk. Layer ini mengatur dialog dua komputer yang berkomunikasi dalam jaringan yang disebut dengan SESSION.Pada TCP/IP,karakteristik ini disediakan oleh protocol TCP Layer Transport. 6. Presentation Layer Layer presentation dari model OSI melakukan hanya suatu fungsi tunggal: translasi dari berbagai tipe pada syntax sistem. Sebagai contoh, suatu koneksi antara PC dan mainframe membutuhkan konversi dari EBCDIC character-encoding format ke ASCII dan banyak faktor yang perlu dipertimbangkan. Kompresi data (dan enkripsi yang mungkin) ditangani oleh layer ini. Layer ini menangani informasi tentang format data untuk komunikasi pada jaringan. Hal ini dapat terjadi dengan mengonversi data ke dalam format generik yang dimengerti oleh kedua belah pihak. Pada TCP/IP fungsi ini disediakan oleh Layer Application. 7. Application Layer Layer ini adalah yang paling cerdas, gateway berada pada layer ini. Gateway melakukan pekerjaan yang sama seperti sebuah router, tetapi ada perbedaan diantara mereka. Layer Application adalah penghubung utama antara aplikasi yang berjalan pada satu komputer dan resources network yang membutuhkan akses padanya. Layer ini merupakan layer teratas pada model referensi. Layer ini menyediakan kumpulan interface untuk aplikasi supaya dapat memperoleh akses ke layanan jaringan yang mendukung aplikasi secara langsung Interface ini sering disebut dengan API (Application Programming Interface)

4

Perbandingan OSI dan TCP/IP:

OSI

TCP / IP

Application (layer 7)

Application

Presentation (layer 6) Session (layer 5)

Transport

Transport (layer 4) Network (layer 3)

Internet

Data Link (layer 2)

Network Access

Physical (layer1)

5

Arsitektur TCP/IP pada Internet Layer:

Arsitektur TCP/IP pada Network Layer:

6

Gambaran komunikasi antar layer protokol TCP/IP:

RPC (Remote Procedure Call) Remote Procedure Call (RPC) adalah sebuah metoda yang memungkinkan kita untuk mengakses sebuah prosedur yang berada di komputer lain. Untuk dapat melakukan ini sebuah komputer (server) harus menyediakan layanan remote prosedur. Pendekatan yang dilakukan adalah, sebuah server membuka socket, menunggu client yang meminta prosedur yang disediakan oleh server. RPC masih menggunakan cara primitive dalam pemrograman, yaitu menggunakan paradigma procedural programming. Hal itu membuat kita sulit ketika menyediakan banyak remote procedure. RPC adalah suatu protokol yang menyediakan suatu mekanisme komunikasi antar proses yang mengijinkan suatu program untuk berjalan pada suatu komputer tanpa terasa adanya eksekusi kode pada sistem yang jauh (remote system). RPC mengasumsi keberadaan dari low-level protokol transportasi seperti TCP atau UDP untuk membawa pesan data dalam komunikasi suatu program. Protokol RPC dibangun diatas protokol eXternal Data Representation (XDR), yang merupakan standar dari representasi data dalam komunikasi remote. Protokol XDR mengubah parameter dan hasil dari tiap servis RPC yang disediakan. Protokol RPC mengijinkan pengguna (users) untuk bekerja dengan prosedur remote sebagaimana bekerja dengan prosedur lokal. Prosedur panggilan remote (remote procedure calls) didefinisikan melalui rutin yang terkandung didalam protokol RPC. Tiap message dari panggilan akan disesuaikan dengan message balikan. Protokol RPC sendiri sebenarnya adalah suatu protokol untuk ”meneruskan pesan” yang mengimplemntasikan protokol non- RPC lain seperti panggilan remote batching dan broadcasting. Protokol ini juga mendukung adanya prosedur callback dan select subroutine pada sisi server.

7

RPC menggunakan soket untuk berkomunikasi dengan proses lainnya. Pada sistem seperti SUN, RPC secara default sudah terinstall kedalam sistemnya, biasanya RPC ini digunakan untuk administrasi sistem. Sehingga seorang administrator jaringan dapat mengakses sistemnya dan mengelola sistemnya dari mana saja, selama sistemnya terhubung ke jaringan. Umumnya protokol RPC yang digunakan pada saat ini adalah DCOM (Distributed Component Object Model). Saat ini ada alternatif protokol baru, yakni SOAP (Simple Object Access Protocol), yang berdasarkan pada teknologi XML. 1. Protokol Message RPC Protokol Message RPC didefinisikan dengan menggunakan deskripsi data eXternal Data Representation ( XDR ) yang meliputi struktur, enumerasi dan union. Pembahasan lebih lanjut akan diterangkan pada bab berikutnya mengenai implementasi RPC. Protokol Message ini membutuhkan faktor- faktor pendukung sebagai berikut: 1. Spesifikasi yang unik untuk tiap prosedur call 2. Respon message yang sesuai untuk tiap message yang diminta 3. Otentifikasi klien untuk tiap layanan dan sebaliknya Protokol Message RPC memiliki dua ( 2 ) struktur yang berbeda, yaitu call message dan reply message. Tiap klien yang akan melakukan RPC pada suatu server di jaringan akan menerima balasan (reply) berupa hasil dari eksekusi prosedur tersebut. Dengan menggunakan spesifikasi yang unik untuk tiap prosedure remote, maka RPC dapat mencocokkan message balasan untuk tiap call message yang diminta klien. 1. Call message Tiap call message pada RPC mengandung nilai-nilai unsigned integer yang digunakan untuk mengidentifikasi prosedur remote yang diminta. Nilai-nilai ini adalah

•

Nomor Program

•

Nomor Versi dari Program

•

Nomor Prosedur

2. Reply Message Reply message yang dikirimkan oleh server jaringan bervariasi tergantung apakah call messages yang diminta klien diterima atau ditolak. Reply message mengandung informasi yang digunakan untuk membedakan kondisi-kondisi yang diminta sesuai dengan call messages. Informasi ini antara lain:

•

RPM mengeksekusi call message dengan sukses

•

Implementasi remote tidak sesuai dengan protokol yang digunakan. Versi yang lebih rendah atau tinggi akan ditolak.

•

Program remote tidak tersedia pada sistem remote

•

Program remote tidak mendukung versi yang diminta klien

8

•

Nomor prosedur yang diminta tidak ada.

2. Fitur dalam RPC RPC memiliki fitur - fitur sebagai berikut : batching calls, broadcasting calls, callbackprocedures dan using the select subroutine. 1. Batching Calls Fitur Batching calls mengijinkan klien untuk mengirim message calls ke server dalam jumlah besar secara sequence ( berurutan ). Batching menggunakan protokol streaming byte seperti TCP / IP sebagai mediumnya. Pada saat melakukan batching, klien tidak menunggu server untuk memberikan reply terhadap tiap messages yang dikirim, begitu pula dengan server yang tidak pernah mengirimkan messages reply. Fitur inilah yang banyak digunakan klien, karena arsitektur RPC didesain agar pada tiap call message yang dikirimkan oleh klien harus ada proses menunggu balasan dari server. Oleh karena itu maka pihak klien harus dapat mengatasi error yang kemungkinan terjadi karena pihak klien tidak akan menerima peringatan apabila terjadi error pada message yang dikirim. 2. Broadcasting Calls Fitur Broadcasting mengijinkan klien untuk mengirimkan paket data ke jaringan dan menunggu balasan dari network. FItur ini menggunakan protokol yang berbasiskan paket data seperti UDP/IP sebagai mediumnya. Broadcast RPC membutuhkan layanan port mapper RPC untuk mengimplementasikan fungsinya. 3. Callback Procedures Fitur Callback Procedures mengijinkan server untuk bertindak sebagai klien dan melakukanRPC callback ke proses yang dijalankan oleh klien. 4. Menggunakan select subrutin Fitur ini akan memeriksa deskripsi dari suatu file dan messages dalam antrian untuk melihat apakah mereka siap untuk dibaca (diterima) atau ditulis (dikirim), atau mereka dalam kondisi ditahan sementara. Prosedur ini mengijinkan server untuk menginterupsi suatu aktivitas, memeriksa datanya, dan kemudian melanjutkan proses aktivitas tersebut. 3. Otentikasi RPC Proses otentifikasi adalah proses yang digunakan untuk mengidentifikasi server dan klien pada RPC. Untuk setiap prosedur remote yang dilakukan protokol RPC menyediakan slot yang dipakai sebagai parameter otentifikasi yang berfungsi agar pemanggil (caller) dapat memberikan identitasnya kepada server. Parameter otentifikasi ini dibuat di paket klien. Otentifikasi RPC terdiri atas beberapa bagian. Berikut ini adalah bagian-bagian pada otentifikasi RPC:

9

1. Protokol Otentifikasi RPC Protokol Otentifikasi RPC disediakan sebagai bagian dari protokol RPC. Untuk setiap prosedur remote, semuanya diotentifikasi oleh paket RPC pada server. Parameter yang digunakan adalah respon verifier. Sedangkan pada pihak klien, setiap paket RPC diberikan parameter otentifikasi dan parameter yang digunakan adalah credential dan verifier. 2. Otentikasi NULL Otentifikasi NULL digunakan pada sistem dimana pemanggil (caller) RPC tidak mengetahui identitasnya sendiri dan server tidak membutuhkan identitas pemanggil.. 3. Otentifikasi UNIX Otentifikasi Unix digunakan pada prosedur remote di sistem UNIX. Jenis otentifikasi ini dibagi dua (2) yaitu otentifikasi pada sisi klien dan otentifiksi pada sisi server. Pada sisi klien, otentifikasi ini akan membuat otentifikasi handle dengan AIX permissions agar dapat berasosiasi dengan parameter credentials pada sistem UNIX. Sedangkan pada sisi server, server harus dapat menentukan tipe otentifikasi yang diberikan oleh pemanggil RPC. Penentuan dukungan terhadap tipe otentifikasi akan memberikan reply yang berbeda. 4. Otentifikasi Data Encryption Standard ( DES ) Otentifikasi DES membutuhkan keyserv daemon yang harus berjalan baik di sisi server maupun klien. Tiap pengguna pada sistem ini harus memiliki kunci publik ( public key yang disahkan pada database kunci publik oleh Administrator jaringan tersebut. 5. Protokol Otentikasi DES Protokol Otentifikasi DES meliputi protokol penanganan DES pada proses otentifikasi RPC. Protokol ini mencakup 64-bit blok data DES yang terenkripsi dan menentukan panjang maksimum untuk user name pada jaringan yang digunakan. 6. Enkripsi Diffie-Hellman Enkripsi Diffie-Hellman digunakan pada pembuatan kunci public pada otentifikasi DES dengan menggunakan 192-bit kunci. Enkripsi ini memiliki dua buah variabel konstan, yaitu BASE dan MODULUS yang digunakan pada protokol otentifikasi DES. RPC berhubungan hanya dengan proses otentifikasi, tidak dengan kontrol akses terhadap services/layanan individual yang diberikan. Tiap layanan mengimplementasikan peraturan mengenai kontrol akses masing-masing. Subsistem otentifikasi pada paket RPC bersifat open-ended, artinya beberapa otentifikasi dapat diasosiasikan pada RPC klien.

10

4. Implementasi RPC Sun Microsystems Open Network Computing (ONC) : RPC specification, XDR (eXternal Data Representation) standard, UDP atau TCP transport protocol. Xerox Courier : RPC model, Data representation standard, XNS (Xerox Network Systems) SPP (Sequenced Packet Protocol) sbg transport protocol, Apollo s Network Computing Architecture (NCA), RPC protocol, NDR (Network Data Representation). 5. Kelebihan RPC Relatif mudah digunakan: Pemanggilan remote procedure tidak jauh berbeda dibandingkan pemanggilan local procedure. Sehingga pemrogram dapat berkonsentrasi pada software logic, tidak perlu memikirkan low level details seperti soket, marshalling & unmarshalling. Robust (Sempurna): Sejak th 1980-an RPC telah banyak digunakan dlm pengembangan mission-critical application yg memerlukan scalability, fault tolerance, & reliability 6. Kekurangan RPC Tidak fleksibel terhadap perubahan : 1. Static relationship between client & server at run-time. 2. Berdasarkan prosedural/structured programming yang sudah ketinggalan jaman dibandingkan OOP. Kurangnya location transparency: 1. Misalnya premrogram hanya boleh melakukan pass by value, bukan pass by reference. 2. Komunikasi hanya antara 1 klien & 1 server (one-to-one at a time). 3. Komunikasi antara 1 klien & beberapa server memerlukan beberapa koneksi yg terpisah. Prinsip RPC dalam Client – Server

11

Langkah – langkah dalam RPC

Object Remote Pendekatan kedua yang akan kita bahas adalah Remote Method Invocation (RMI), sebuah teknik pemanggilan method remote yang lebih secara umum lebih baik daripada RPC. RMI menggunakan paradigma pemrograman berorientasi obyek (OOP). Dengan RMI memungkinkan kita untuk mengirim obyek sebagai parameter dari remote method. Dengan dibolehkannya program java memanggil method pada remote obyek, RMI membuat pengguna dapat mengembangkan aplikasi java yang terdistribusi pada jaringan. Untuk membuat remote method dapat diakses RMI mengimplementasikan remote object menggukan stub dan skleton. Stub bertindak sebagai proxy disisi client, yaitu yang menghubungkan client dengan skleton yang berada disisi server. Stub yang ada disisi client bertanggung-jawab untuk membungkus nama method yang akan diakses, dan parameternya, hal ini biasa dikenal dengan marshalling. Stub mengirim paket yang sudah dibungkus ini ke server dan akan di buka (unmarshalling) oleh skleton. Skleton akan menerima hasil keluaran yang telah diproses oleh method yang dituju, lalu akan kembali dibungkus (marshall) dan dikirim kembali ke client yang akan diterima oleh stub dan kembali dibuka paketnya (unmarshall). Untuk membuat remote obyek kita harus mendefinisikan semua method yang akan kita sediakan pada jaringan, setelah itu dapat digunakan RMI compiler untuk membuat stub dan skleton. Setelah itu kita harus mem-binding remote obyek yang kita sediakan kedalam sebuah RMI registry. Setelah itu client dapat mengakses semua remote method yang telah kita sediakan menggunkan stub yang telah dicompile menggunakan RMI compiler tersebut.

12

Akses ke Obyek Remote Sekali obyek didaftarkan ke server, client dapat mengakses remote object dengan menjalankan Naming.lookup() method. RMI menyediakan url untuk pengaksesan ke remote obyek yaitu rmi://host/obyek, dimana host adalah nama server tempat kita mendaftarkan remote obyek dan obyek adalah parameter yang kita

gunakan

ketika

kita

memanggil

method

Naming.rebind().

Client

juga

harus

menginstall

RMISecurityManager untuk memastikan keamanan client ketika membuka soket ke jaringan. Java memiliki sistem security yang baik sehingga user dapat lebih nyaman dalam melakukan komunikasi pada jaringan. Selain itu java sudah mendukung pemorograman berorientasi object, sehingga pengembangan software berskala besar sangat dimungkinkan dilakukan oleh java. RMI sendiri merupakan sistem terdistribusi yang dirancang oleh SUN pada platfrom yang spesifik yaitu Java, apabila anda tertarik untuk mengembangkan sistem terdistribusi yang lebih portable dapat digunakan CORBA sebagai solusi alternatifnya.

13