Tugas Kuliah - Prinsip Kerja Cara Menemukan Kesalahan Pengiriman Data

Selamat siang pembaca semuanya,,

Pada kesempatan kali ini, aku akan memposting tentang tugas kuliahku, karena tugasnya disuruh untuk diposting di blog sendiri. Maka dari itu, postingan ini adalah tugas kuliah tersebut.
(Semoga kalian tidak bingung dengan perkataan di atas :p)

Tugas Komunikasi Data dan Jaringan Komputer

by:

Nama: Aswidha Fazani Malano

NIM:  D22.2011.01046

1. LRC (Logitudional Redundancy Check)

Dalam telekomunikasi, cek redundansi longitudinal (LRC) atau cek redundansi horizontal adalah bentuk cek redundansi yang diterapkan secara independen untuk masing-masing kelompok paralel stream bit. Data harus dibagi menjadi blok transmisi, untuk mana data cek tambahan ditambahkan.

Istilah ini biasanya berlaku untuk parity bit tunggal per bit stream, meskipun juga dapat digunakan untuk merujuk ke kode Hamming yang lebih besar. Sementara paritas membujur sederhana hanya dapat mendeteksi kesalahan, itu dapat dikombinasikan dengan error control coding tambahan, seperti cek redundansi melintang, untuk memperbaiki kesalahan.

Telecom standar ISO 1155 menyatakan bahwa redundansi longitudinal yang memeriksa urutan byte dapat dihitung dalam perangkat lunak dengan algoritma berikut:
       Set LRC = 0
       For each byte b in the buffer
       do
           Set LRC = (LRC + b) AND 0xFF
       end do
       Set LRC = (((LRC XOR 0xFF) + 1) AND 0xFF)
 yang dapat dinyatakan sebagai "nilai 8-bit two's-komplemen dari jumlah semua byte modulo 28."

8-bit LRC seperti ini setara dengan cek redundansi siklik menggunakan x8 +1 polinomial, tetapi kemerdekaan bit stream kurang jelas ketika melihat seperti itu.

Banyak protokol menggunakan seperti XOR berbasis redundansi byte cek longitudinal (sering disebut Blok Centang Karakter atau BCC), termasuk standar IEC 62056-21 untuk pembacaan meter listrik, kartu pintar seperti yang didefinisikan dalam ISO 7816, dan protokol ACCESS.bus.

Gambaran LRC dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Untuk melakukan perhitungan LRC, ditambahkan karakter tambahan (bukan satu bit) di bagian kiri dan bagian bawah blok :

1. Block Check Character (BCC) pada tiap blok data. Tiap bit BCC merupakan pariti dari semua bit dari blok yang mempunyai nomor bit yang sama. Jadi bit 1 dari BCC merupakan pariti genap dari semua bit 1 karakter yang ada pada blok tersebut, dan seterusnya
2. Ditentukan seperti parity, tetapi menghitung secara longitudinal pada pesan (dan juga secara vertikal)
3. Kalkulasi berdasarkan pada bit ke-1, ke-2 dst (dari semua karakter) pada blok menggunakan operator XOR (paritas genap) atau ~XOR (paritas ganjil) :
   - Bit ke-1 dari BCC ß jumlah 1 pada bit ke-1 dari karakter
   - Bit ke-2 dari BCC ß jumlah 1 pada bit ke-2 dari karakter
   - 98% laju deteksi error untuk burst errors ( > 10 bit)
   - Mampu mengoreksi error sebuah bit
   - Mampu mengoreksi error sebuah drive yang rusak (dalam RAID)
   - Perbaikan signifikan dibandingkan parity checking

Contoh : Akan dilakukan pentransmisian string “DATA” dengan teknik LRC paritas ganjil. Data tersebut diubah menjadi sebuah blok yang terbagi menjadi empat baris. Masing-masing karakter direpresentasikan dengan biner kemudian dihitung paritasnya baik secara longitudinal maupun horizontal.

Ternyata blok yang diterima oleh penerima seperti pada tabel 1 dibawah ini.

Perhitungan paritas pada sisi penerima, untuk baris 2 menghasilkan 0 (genap) yang seharusnya 1 (ganjil) seperti pada baris yang lain. Demikian pula kolom 6 menghasilkan 0 (genap) yang seharusnya 1 (ganjil) seperti pada kolom yang lain. Jika dua error ini disilangkan maka akan diketahui bahwa error terjadi pada bit di baris 2 kolom 6.

Koreksi dilakukan dengan menginversi bit 0 menjadi 1 atau 1 menjadi 0 pada posisi bit yang baris dan kolomnya dinyatakan error.

Untuk pengecekan error tambahan byte (atau kata) ditambahkan ke sebuah blok data untuk mengungkapkan korupsi data. Bit n of this byte indicates whether there was an even or odd number of "1" bits in bit position n of the bytes in the block.  Bit n byte ini menunjukkan apakah ada jumlah genap atau ganjil dari "1" bit pada posisi bit n byte di blok tersebut. The parity byte is computed by XOR ing the data bytes in the block. Paritas byte dihitung dengan XOR ing byte data dalam blok. Longitudinal parity allows single bit errors to be detected.  paritas longitudinal memungkinkan kesalahan-kesalahan bit tunggal untuk dideteksi.

2. CRC (Cyclic Redundancy Check)


CRC (Cyclic Redundancy Check) adalah algoritma untuk memastikan integritas data dan mengecek kesalahan pada suatu data yang akan ditransmisikan atau disimpan.

Data yang hendak ditransmisikan atau disimpan ke sebuah media penyimpanan rentan sekali mengalami kesalahan, seperti halnya noise yang terjadi selama proses transmisi atau memang ada kerusakan perangkat keras. Untuk memastikan integritas data yang hendak ditransmisikan atau disimpan, CRC dapat digunakan. CRC bekerja secara sederhana, yakni dengan menggunakan perhitungan matematika terhadap sebuah bilangan yang disebut sebagai Checksum, yang dibuat berdasarkan total bit yang hendak ditransmisikan atau yang hendak disimpan.

Dalam transmisi jaringan, khususnya dalam jaringan berbasis teknologi Ethernet, checksum akan dihitung terhadap setiap frame yang hendak ditransmisikan dan ditambahkan ke dalam frame tersebut sebagai informasi dalam header atau trailer. Penerima frame tersebut akan menghitung kembali apakah frame yang ia terima benar-benar tanpa kerusakan, dengan membandingkan nilai frame yang dihitung dengan nilai frame yang terdapat dalam header frame. Jika dua nilai tersebut berbeda, maka frame tersebut telah berubah dan harus dikirimkan ulang.

CRC didesain sedemikian rupa untuk memastikan integritas data terhadap degradasi yang bersifat acak dikarenakan noise atau sumber lainnya (kerusakan media dan lain-lain). CRC tidak menjamin integritas data dari ancaman modifikasi terhadap perlakukan yang mencurigakan oleh para hacker, karena memang para penyerang dapat menghitung ulang checksum dan mengganti nilai checksum yang lama dengan yang baru untuk membodohi penerima.

Kode pendeteksian kesalahan yang paling umum serta paling hebat adalah Cyclic Redundancy Check (CRC) yang dapat digambarkan sebagai berikut, dengan adanya blok bit k-bit, atau pesan, transmitter mengirimkan suatu deretan n-bit, disebut sebagai Frame Check Sequence (FCS), sehingga frame yang dihasilkan, terdiri dari k+n bit, dapat dibagi dengan jelas oleh beberapa nomor yang sebelumnya sudah ditetapkan. Kemudian receiver membagi frame yang datang dengan nomor tersebut dan, bila tidak ada sisa, maka diasumsikan tidak terdapat kesalahan.

Untuk menjelaskan hal tersebut, kita dapat menggunakan dua cara yaitu:

1. Modulo 2 Aritmatik
   Modulo 2 aritmatik menggunakan penambahan biner tanpa pembawa, yang hanya merupakan operasi EX-OR saja. Pengurangan biner tanpa pembawa juga diterjemahkan sebagai operasi EX-OR.
2. Polynomials
   Cara kedua mengamati proses CRC adalah dengan menyatakan seluruh nilai sebagai polynomial dalam suatu model variabel X, dengan koefisien-koefisien biner. Koefisien berhubungan dengan bit-bit dalam angka biner. Jadi, untuk M = 110011, kita peroleh M(X) = X5 + X4 + X + 1, dan untuk P = 11001, kita peroleh p (X) = X4 + X3 + 1. Operasi aritmetik lagi-lagi berupa modulo 2.

Error E(X) hanya akan menjadi tak terdeteksi bila dibagi dengan P(X). Hal ini bisa ditunjukkan bahwa semua kesalahan berikut ini tidak dibagi dengan pilihan P(X) yang sesuai dan karenanya mampu dideteksi:

1. Semua bit kesalahan tunggal
2. Semua bit kesalahan ganda, selama P(X) memiliki sedikitnya tiga 1s
3. Apapun angka kesalahan yang garijil, selama P(X) memuat faktor (X + 1)
4. Apapun banyaknya kesalahan dimana panjangnya kurang dari panjang polynomial pembagi; yakni, kurang dari atau setara dengan panjang FCS.
5. Kesalahan yang besar sekali

Selain itu, dapat pula ditunjukkan bahwa bila semua pola kesalahan dianggap sama, maka untuk kesalahan dari panjang r + 1, probabilitas dari kesalahan yang tak terdeteksi E (X) dibagi dengan p (X) l adalah 1/2r-1, dan untuk kesalahan yang lebih panjang, probabilitasnya adalah 1/2r-1, dimana r adalah panjang FCS.
Empat versi P(X) yang telah digunakan secara luas adalah:

CRC-12	= X12 + X11 + X3 + X2 + X + 1
CRC-16	= X16 + X15 + X2 + 1
CRC-CCITT	= X16 + X12 + X5 + 1
CRC-32	= X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11+ X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1

Sistem CRC-12 dipergunakan untuk transmisi sederatan sebesar 6-bit karakter dan menbangkitkan 12-bit FCS. Baik CRC-16 maupun CRC-COTT populer untuk 8-bit karakter, masing-masing di Amerika Serikat dan Eropa, di mana keduanya sama-sama menghasilkan 16-bit FCS. Nampaknya ini sesuai untuk sebagian besar aplikasi, meskipun CRC-32 ditentukan sebagai salah satu pilihan untuk standar transmisi synchronous ujung ke ujung.

Sumber:

• http://belajarbersama2.blogspot.com/2012/04/lrc-logitudional-redundancy-check.html
• http://belajarbersama2.blogspot.com/2012/04/cara-menemukan-kesalahan-pengiriman.html
• http://blog.ub.ac.id/ervin/author/ervin/
• http://boranzas.blogspot.com/2010/01/deteksi-dan-koreksi-kesalahan.html

Tweet