Packet Switching

Packet switching merupakan suatu metode transportasi data yang dilakukan dengan cara memecah-mecah data yang akan dikirimkan menjadi beberapa bagian. Hal ini dilakukan agar muncul fleksibilitas dalam proses pengiriman data. Fleksibilitas yang dimaksud di sini adalah data yang dikirim tidak harus secara seri melalui satu jalur tertentu saja, tetapi bisa secara paralel dengan memanfaatkan jalur koneksi lain yang tingkat kepadatannya tidak tinggi.

Metode ini lahir karena sebelumnya proses transportasi data dilakukan menggunakan circuit switching yang menggunakan dedicated connection, sehingga memicu adanya kekakuan dalam proses transfer data dari suatu titik ke titik lain, karena data dikirimkan secara seri melalui satu jalur saja.

Gambar dibawah mengilustrasikan pemecahan/ pembagian data yang akan ditransfer menggunakan packet switching.

Pada gambar di atas, diilustrasikan bahwa data dari user dipecah ke dalam tiga bagian yang kecil. Setiap bagian diberik sebuah header (packet header) yang berisi informasi mengenai keseluruhan data yang akan dikirimkan. Setiap packet header pada setiap pecahan data setidaknya mengandung informasi mengenai origin (sumber data), destination (tujuan data), dan place in file (posisi setiap pecahan paket dari data sebenarnya).

Gambar di atas mengilustrasikan skema jaringan menggunakan packet switching dari satu node ke node lainnya. Data dikirimkan oleh komputer di sebelah kiri  dalam bentuk pecahan-pecahan data secara terurut yang disebut packet. Masing-masing packet melewati jaringan dari satu titik ke titik lain dari sumber ke tujuan. Pada setiap titik dimana paket diterima, paket disimpan dengan cepat dan ditransmisikan ketitik berikutnya hingga akhirnya diterima oleh komputer di sebelah kanan dalam bentuk pecahan-pecahan data juga, dan selanjutnya pecahan-pecahan data tersebut akan disatukan berdasarkan informasi yang ada pada packet header di setiap pecahan data tersebut.

Ada beberapa keuntungan dalam menggunakan packet switching, yakni:

1. Meningkatkan efisiensi jalur komunikasi.
2. Packet dapat diterima meskipun network dalam keadaan sibuk/ padat.
3. Dapat menggunakan prioritas dalam proses pengiriman paket.
4. Dapat mengatasi permasalahan data rate yang berbeda antara dua jenis jaringan yang berbeda data rate-nya.

Teknik-teknik Dalam Packet Switching

Ada dua teknik dalam proses transportasi data menggunakan packet switching, yakni datagram dan virtual circuit.

1. Teknik Datagram

Teknik ini melakukan pengiriman paket data secara independen, tanpa tergantung dengan paket data yang lain. Artinya, setiap paket diberi informasi mengenai alamat tujuan, lalu setiap paket tersebut akan dikirimkan melalui jalur-jalur yang berbeda-beda secara paralel. Keuntungan dari teknik ini adalah pengiriman data lebih fleksibel, dan stasiun penerima dapat mengurutkan kembali paket-paket data yang diterima dalam kondisi acak (tidak terurut). Kelemahan dari teknik ini adalah paket dapat saja hilang dalam proses pengiriman. 

Pada gambar di atas, komputer/ stasiun A mengirimkan dua buah data, yakni data B dan data C, dimana data B akan dikirimkan ke stasiun B, dan data C akan dikirimkan ke stasiun C. Masing-masing data B dan C tersebut dipecah kedalam tiga paket data, yakni B.1, B.2, dan B.3, serta C.1, C.2, dan C.3. Terlihat bahwa, ketika setiap paket data yang sampai di masing-masing stasiun (B dan C) berada dalam keadaan tidak terurut. Hal ini terjadi karena setiap paket dikirimkan melalui jalur yang berbeda-beda, sehingga panjang jalur yang dilalui pun akan berbeda-beda. Secara lebih detail, teknik datagram ini dapat dilihat pada gambar  di bawah ini:

2. Teknik Virtual Circuit

Teknik ini pada dasarnya adalah membuat sebuah hubungan secara lojik antara satu node/ stasiun dengan node/ stasiun lainnya yang menjadi tujuan pengiriman data. Pada teknik ini, sebuah rute khusus dibangun sebelum melakukan pengiriman paket (tetapi jalur ini tidak menjadi dedicated path). Kemudian, stasiun sumber mengirimkan request kepada stasiun yang dituju untuk mengaktifkan koneksi (handshake). Setiap paket data diberikan label sirkuit/ jalur yang akan dilaluinya. Gambar dibawah mengilustrasikan proses pengiriman data menggunakan virtual circuit.

Stasiun A mengirimkan 6 paket. Jalur antara A dan B secara logik disebut sebagai jalur 1, sedangkan jalur antara A dan C disebut sebagai jalur 2. Paket pertama yang akan dikirimkan lewat jalur 1 dilabelkan sebagai paket 1.1, sedangkan paket ke-2 yang dilewatkan jalur yang sama dilabelkan sebagai paket 1.2 dan paket terakhir yang dilewatkan jalur 1 disebut sebagai paket 1.3. Sedangkan paket yang pertama yang dikirimkan lewat jalur 2 disebut sebagai paket 2.1, paket kedua sebagai paket 2.2 dan paket terakhir sebagai paket 2.3.

Dari gambar di atas terlihat jelas bahwa paket yang dikirimkan diberi label jalur yang harus dilewatinya dan paket tersebut akan tiba di stasiun yang dituju dengan keadaan terurut. Keuntungan dari teknik ini antara lain, jaringan dapat menyediakan mekanisme pengurutan paket data dan error control, selain itu, paket data juga dapat dikirim dengan lebih cepat. Pada teknik ini, tidak terjadi proses routing decision (penentuan jalur), sebab jalur pengiriman telah ditentukan sebelumnya.

Secara detail, proses pengiriman data menggunakan teknik virtual circuit dapat dilihat pada gambar dibawah.

Beberapa contoh proses komunikasi data yang menggunakan packet switching antara lain:

1. TCP/ IP
2. GPRS
3. Bluetooth

Ukuran Paket

Jumlah paket yang merupakan pecahan dari suatu data memiliki pengaruh terhadap waktu transmisi (transmission time). Semakin banyak paket data, maka akan semakin banyak packet header yang dibutuhkan, tetapi delay yang terjadi relatif kecil. Gambar dibawah mengilustrasikan beberapa ukuran paket dan delay waktu yang terjadi untuk setiap ukuran paket data.

Pada gambar di atas, data dikirimkan dari node X menuju node Y melalui perantara node a dan node b. Paket data yang tidak dipecah (1-packet message) menimbulkan delay waktu yang lebih besar dalam proses transmisi, sebab proses pengiriman data dari node X ke node a, lalu  dari node a ke node b, dan dari node b ke node Y terjadi tanpa adanya pemecahan data, sehingga tidak ada distribusi pengiriman paket secara paralel, karena paket data yang besar tersebut dikirimkan hanya melalui satu jalur saja.

Berbeda halnya dengan data yang dipecah menjadi beberapa paket data. Seperti pada contoh 2-packet message, data dipecah ke dalam dua paket data, yakni Data 1 dan Data 2. Data 1 dikirimkan pertama kali dari node X ke node a. Setelah Data 1 dikirimkan dari node X ke node a, Data 2 pun dikirim dari node X ke node a. Lalu pada saat yang bersamaan ketika Data 2 sampai ke node a, Data 1 pun dikirimkan ke node b, lalu diikuti oleh Data 2. Selanjutnya, pada saat yang bersamaan pula ketika Data 2 sampai ke node b, Data 1 dikirimkan ke node Y, lalu diikuti oleh Data 2. Sehingga, proses transmisi data dari node X ke node Y menempuh waktu yang relatif lebih singkat.