Ethernet Collision

22.20

Jika Anda sudah pernah mempelajari jaringan komputer, tentu saja sudah tidak asing lagi dengan istilah “collision” atau yang kita kenal dengan “tabrakan data”. Collision atau tabrakan data terjadi ketika pada sebuah jaringan ethernet terdapat lebih dari satu Station/Host yang mengirimkan data pada saat yang bersamaan, pada kondisi tertentu ini adalah hal yang normal terjadi dan bukanlah sebuah permasalahan.
Walau kebanyakan orang sudah mengetahui bahwa pada jaringan komputer berbasis ethernet pasti akan terjadi collision, namun tidak banyak yang tahu bahwa collision pada ethernet terbagi atas dua jenis, yaitu “early collision” dan “late collision”. Jika Anda tertarik mengikuti penjelasan saya tentang dua jenis collision ini, silahkan siapkan se-mug kopi susu Anda dan mari sama-sama kita simak

1.   Early Collision
Agar memudahkan bagi Anda untuk memahami tentang early collision ini, saya akan mengilustrasikannya dalam bentuk gambar. Pada contoh ini jaringan yang digunakan adalah jaringan bertipe half-duplex (komunikasi dua arah namun harus bergantian) dan terdiri dari dua komputer yaitu A dan B serta beberapa komputer lainnya, dan kondisi saat ini, jaringan dalam kondisi “idle” (kondisi dimana saluran komunikasi tidak ada Station yang menggunakan) dalam waktu 9,6 mikrodetik.
Early Collision terjadi pada saat “frame data” yang berukuran minimal 64 byte (512 bit), belum dikirimkan melalui saluran komunikasi di jaringan.
a. Tahap 1

Gambar-1. Early Collision tahap 1
Station A mendeteksi bahwa jaringan dalam kondisi idle selama 9,6 mikrodetik, kemudian terlebih dahulu mengirimkan 64 bit Preamble (Preamble adalah Field pada Frame Ethernet yang berisi bit dengan pola 1 dan 0 secara bergantian, yang memberikan clock 5 Mhz pada awal dari setiap paket, yang memungkinkan alat penerima mengetahui bit-bit yang datang dan menguncinya) sebelum mengirimkan “frame data”, pada saat yang sama Station A juga mendengarkan jika kemungkinan ada sinyal dari Station lain pada saluran komunikasi.

b. Tahap 2

Gambar-2. Early Collision Tahap 2
Beberapa saat kemudian, sebelum sinyal “preamble” yang dikirim oleh Station A tadi sampai di Station B, ternyata Station B juga mendeteksi bahwa jaringan dalam kondisi idle dan melakukan hal yang sama seperti pada Station A yaitu mengirimkan sinyal preamble 64 bit sambil mendengarkan kemungkinan ada sinyal lain pada saluran komunikasi.

c. Tahap 3

Gambar-3. Early Collision Tahap 3
Pada satu titik di saluran komunikasi, akan terjadi sinyal yang tumpang tindih (overlapping signal) yang menyebabkan sinyal komunikasi tidak normal pada kabel, ketidak normalan sinyal ini akan terus mengalir baik ke Station A maupun Station B.

d. Tahap 4

Gambar-4. Early Collision Tahap 4
Station mana saja yang berada paling dekat dengan titik sinyal tumpang tindih tersebut akan mendeteksi “collision” pertama kali, jadi pada kasus ini Station A yang akan pertama kali mendeteksi terjadinya collision.

e. Tahap 5

Gambar-5. Early Collision Tahap 5
Ketika Station A mendeteksi bahwa collision terjadi, maka dengan segera menghentikan pengiriman data dan kemudian mengirimkan “sinyal jam” sebesar 32 bit pada saluran komunikasi. Tujuan dari dikirimkannya sinyal jam ini adalah untuk mencegah Station lain agar tidak mengirimkan data.
Station A kemudian akan menerapkan “Algoritma Backoff” (Truncated Binary Exponential Backoff Algorithm) yang akan menentukan berapa lama waktu tunggu bagi Station A untuk kemudian dapat mengirimkan kembali framenya.

f. Tahap 6

Gambar-6. Early Collision Tahap 6
Pada saat berikutnya, Station B yang pertama akan mendeteksi collision dan melakukan hal yang sama seperti Station A sebelumnya, yaitu mengirimkan sinyal jam dan menerapkan algoritma backoff.
Early Collision akan terjadi secara rutin pada jaringan ethernet yang normal, yang bertujuan untuk menghindari terjadinya pengiriman data secara bersamaan lagi, algoritma backoff biasanya memberikan waktu tunggu bagi Station yang mengirimkan sinyal jam tidak lebih dari 2 hingga 3 milidetik, kemudian Station tersebut dapat mengirimkan kembali framenya.

2.   Late Collision
Late Collision adalah collision yang tidak normal yang diakibatkan oleh syarat spesifikasi kabel yang tidak sesuai (misalnya melebihi batasan panjang kabel yg diperbolehkan atau kualitas kabel yang kurang baik) atau NIC Adapter yang tidak berfungsi dengan baik. Late Collision terjadi setelah “frame data” yang minimal 64 byte tersebut telah dikirimkan, berbeda halnya dengan early collision yang terjadi sebelum frame data dikirimkan. Pada contoh berikut, late collision terjadi disebabkan syarat spesifikasi panjang kabel melebihi dari yang seharusnya.
a. Tahap 1

Gambar-7. Late Collision Tahap 1
Station A mendeteksi bahwa saluran komunikasi dalam kondisi idle selama 9,6 mikrodetik, Station A kemudian mengirimkan sinyal preamble 64bit dan dilanjutkan dengan mengirimkan frame datanya, pada saat ini frame data yang terkirim baru sebanyak 256 bit. Jika syarat spesifikasi kabel dipenuhi, maka ketika Station A mengirimkan sinyal preamble dan demikian juga dengan Station B (baca kembali early collision), maka collision akan terjadi dan akan mendeteksi collision tersebut walaupun keduanya berada jauh dari titik collision terjadi, Station A akan mendeteksi collision sebelum menyelesaikan pengiriman frame datanya secara lengkap (512 bit).

b. Tahap 2

Gambar-8. Late Collision Tahap 2
Station A meneruskan proses pengiriman frame datanya, sebelum frame data mencapai Station B, Station B baru saja mendeteksi bahwa saluran komunikasi dalam keadaan idle dalam waktu 9,6 mikrodetik dan kemudian mulai mengirimkan sinyal preamble 64 bit.

c. Tahap 3

Gambar-9. Late Collision Tahap 3
Beberapa saat kemudian terjadi collision, Station B karena berada sangat dekat dengan titik collision maka mendeteksi collision pertama kali dan kemudian akan mengirimkan sinyal jam 32 bit.

d. Tahap 4

Gambar-10. Late Collision Tahap 4
Collision mulai menyebar dan menuju ke arah Station A diikuti dengan sinyal jam 32 bit dari Station B.

e. Tahap 5

Gambar-11. Late Collision Tahap 5
Tetapi karena panjang kabel yang melebihi batas yang seharusnya, setibanya di Station A, Station A sudah selesai mengirimkan frame datanya dan tidak akan lagi memperhatikan informasi collision tersebut. Station A sama sekali tidak menyadari bahwa ternyata collision telah terjadi.
Alasan mengapa late collision kemudian bisa menjadi masalah yang serius adalah karena collision yang terjadi setelah frame data dikirimkan, untuk deteksi kehilangan data dan usaha untuk mengirimkan kembali data yang hilang tersebut dilakukan oleh “upper layer” dan bukan lagi NIC Adapter, sehingga hal ini akan membutuhkan waktu yang lebih lama, tidak seperti waktu tunggu pada early collision (sekitar kurang dari 2 hingga 3 milidetik), late collision membutuhkan waktu 10 hingga 100 kali lebih lama untuk mengirimkan kembali frame datanya.
Referensi: