Transmission Control Protocol (TCP): Fungsi dan Cara Kerja

Transmission Control Protocol (TCP) adalah protokol komunikasi yang digunakan di lapisan transport dalam model OSI untuk mengatur pengiriman data antara perangkat di jaringan. TCP merupakan protokol yang terhubung (connection-oriented), artinya sebelum data dapat dikirimkan, sebuah koneksi harus dibentuk terlebih dahulu antara pengirim dan penerima. TCP dikenal karena kemampuannya untuk menjamin pengiriman data secara andal dengan memastikan bahwa data tiba di tujuan tanpa kesalahan dan dalam urutan yang benar.

Berikut adalah penjelasan tentang fungsi dan cara kerja TCP:

Fungsi TCP

1. Pengiriman Data yang Andal (Reliable Delivery):

   • TCP memastikan bahwa data yang dikirimkan sampai ke penerima dengan benar, tanpa kehilangan atau kerusakan. Jika ada paket yang hilang atau rusak selama pengiriman, TCP akan mengirimkan ulang paket tersebut.

2. Kontrol Aliran (Flow Control):

   • TCP mengatur laju pengiriman data untuk mencegah penerima kewalahan dengan jumlah data yang terlalu banyak dalam waktu singkat. Proses ini dilakukan dengan mengatur ukuran jendela aliran (flow window) yang memungkinkan pengirim untuk mengirimkan sejumlah data tertentu sesuai dengan kapasitas penerima.

3. Pengaturan Urutan Data (Sequencing):

   • TCP memastikan bahwa data diterima dalam urutan yang benar. Jika paket data diterima dalam urutan yang salah, TCP akan menyusunnya kembali sesuai urutan yang benar.

4. Penghindaran Kemacetan (Congestion Control):

   • TCP memantau keadaan jaringan untuk mendeteksi kemacetan dan menyesuaikan laju pengiriman data agar tidak memperburuk kemacetan tersebut. Ini dilakukan dengan mekanisme seperti kontrol lambat (slow start) dan pengurangan laju pengiriman saat kemacetan terdeteksi.

5. Segmentasi dan Penyusunan Ulang Data:

   • Data yang dikirimkan melalui TCP dibagi menjadi bagian-bagian kecil yang disebut segmen. Setiap segmen TCP memiliki header yang mengandung informasi tentang urutan dan kontrol aliran. Penerima kemudian menyusun ulang segmen-segmen tersebut untuk membentuk data yang lengkap.

Cara Kerja TCP

1. Membangun Koneksi: Three-Way Handshake

Sebelum data dikirimkan, TCP memulai proses yang disebut Three-Way Handshake untuk membangun koneksi antara pengirim dan penerima. Proses ini melibatkan tiga langkah:

• SYN (Synchronize): Pengirim mengirimkan segmen TCP yang berisi flag SYN untuk meminta koneksi.
• SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge): Penerima merespons dengan mengirimkan segmen yang berisi flag SYN dan ACK untuk mengonfirmasi bahwa koneksi dapat dimulai.
• ACK (Acknowledge): Pengirim mengonfirmasi penerimaan respon tersebut dengan mengirimkan segmen yang berisi flag ACK. Setelah tahap ini selesai, koneksi terbentuk dan data dapat dikirimkan.

2. Pengiriman Data: Segmen dan Urutan

• Setelah koneksi terbentuk, data dibagi menjadi segmen-segmen kecil yang masing-masing berisi header (yang berisi informasi kontrol seperti nomor urut, kontrol aliran, dan checksum) dan payload (data yang dikirimkan).
• Setiap segmen memiliki nomor urut yang memungkinkan penerima untuk menyusun kembali segmen-segmen yang diterima dalam urutan yang benar.

3. Pengakuan dan Pengiriman Ulang (Acknowledgement and Retransmission)

• Setiap kali pengirim mengirimkan segmen data, penerima mengirimkan segmen ACK untuk mengonfirmasi bahwa data telah diterima dengan benar.
• Jika pengirim tidak menerima ACK dalam waktu yang ditentukan, segmen data akan dikirimkan ulang. Ini memastikan bahwa data yang hilang atau rusak dapat dikoreksi.

4. Kontrol Aliran dan Kemacetan

• Flow Control: TCP menggunakan algoritma Sliding Window untuk mengontrol berapa banyak data yang dapat dikirimkan pada satu waktu, memastikan bahwa penerima tidak kelebihan beban.
• Congestion Control: TCP mendeteksi kemacetan jaringan melalui berbagai algoritma, seperti Slow Start, Congestion Avoidance, dan Fast Retransmit. Ketika kemacetan terdeteksi, pengirim akan mengurangi laju pengiriman data untuk menghindari memperburuk situasi.

5. Menutup Koneksi: Four-Way Handshake

• Setelah data selesai dikirimkan, koneksi TCP harus ditutup dengan cara yang terkoordinasi agar tidak ada data yang hilang. Proses penutupan koneksi melibatkan empat langkah:
  • FIN: Pengirim mengirimkan segmen dengan flag FIN untuk memberi tahu penerima bahwa pengiriman data telah selesai.
  • ACK: Penerima mengonfirmasi dengan segmen ACK.
  • FIN: Penerima mengirimkan segmen dengan flag FIN untuk memberi tahu pengirim bahwa penerima juga selesai menerima data.
  • ACK: Pengirim mengonfirmasi dengan segmen ACK, dan koneksi ditutup.

Header TCP

Header TCP berisi informasi yang sangat penting untuk memastikan pengiriman data yang benar dan terorganisir. Beberapa bagian penting dalam header TCP meliputi:

• Nomor Urut (Sequence Number): Digunakan untuk memastikan urutan pengiriman data.
• Acknowledge Number: Nomor urut segmen yang diterima berikutnya oleh penerima.
• Flags: Menyertakan flag seperti SYN, ACK, FIN, dll.
• Window Size: Menunjukkan jumlah data yang dapat diterima oleh penerima.
• Checksum: Digunakan untuk memeriksa integritas data.
• Urgent Pointer: Menunjukkan bahwa data dalam segmen bersifat mendesak.

Kelebihan TCP

1. Keandalan: TCP memastikan bahwa data tiba dengan benar, tanpa kehilangan, dan dalam urutan yang benar.
2. Pengontrolan Aliran: Menghindari kelebihan beban pada penerima dengan mengatur jumlah data yang dikirimkan pada satu waktu.
3. Kontrol Kemacetan: Memantau kondisi jaringan untuk mencegah kemacetan dan menyesuaikan pengiriman data.
4. Pengiriman Ulang Otomatis: Jika data hilang atau rusak, TCP akan mengirimkan ulang data tersebut.

Kekurangan TCP

1. Overhead: Karena adanya kontrol aliran, kontrol kemacetan, dan pengiriman ulang, TCP memiliki overhead yang lebih tinggi dibandingkan protokol lain seperti UDP.
2. Lambat: Proses pembentukan koneksi dan pengiriman data yang lebih hati-hati membuat TCP lebih lambat dibandingkan dengan protokol yang lebih ringan, seperti UDP.

Kesimpulan

TCP adalah protokol yang sangat andal untuk mengirimkan data melalui jaringan. Dengan fitur seperti pengiriman yang terjamin, kontrol aliran, kontrol kemacetan, dan pengurutan data, TCP cocok untuk aplikasi yang memerlukan keandalan tinggi, seperti email, web browsing, dan aplikasi perbankan online. Meskipun memiliki overhead yang lebih tinggi dibandingkan protokol lain seperti UDP, keandalan TCP menjadikannya pilihan utama untuk komunikasi data yang membutuhkan jaminan integritas dan urutan.